Введение к работе
.
Актуальность проблемы. - В сложившихся условиях крайней
ограниченности запасов высокосортного фосфатного сырья, возрастающих трудностей по его : добыче,: резкого снижения производства и применения фосфорных удобрений при наличии огромных площадей пахотных почв, бедных ' фосфором, возрастает- потребность в создании новых фосфорсодержащих удобрений, в том числе из нетрадиционного сырья -местных фосфоритов, на основе принципов энерго- и ресурсосбережения, наибольшей экономической эффективности, экологической безопасности.
" Не менее важным в этих условиях является повышение содержания
фосфора в удобрениях и поиск новых путей мобилизаций запасов почвенных
фосфатов. ' ' .*.' ' . '
Приоритет в области изучения фосфоритной муки, вскрытия причин, определяющих еег действие, установления ареала возможного применения принадлежит Энгельгардту (1859, 1868, 1881), Коссовичу (1901, 1902, 1909), Прянишникову (1908, 1928), Лебедянцеву (1917, 1921, 1929, 1935). Большой вклад в развитие представлений о путях повышения ее эффективности внесли Буткевич(1932, 1949, I9S5, I960), Баранов (1936, 1964), Сиротин (1962, 1979), Базегский (1985, 1987,1990,1997) и многие другие.
- Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы - дать научное
обоснование ; эффективности ' фосфатов пониженной растворимости, .полученных из- местных , низкопроцентных : фосфоритов,. и соединениям : кремния, определить возможность их использования в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России. В задачи исследований входило:
I. Провести лабораторные исследования по получению новых фосфорных удобрений. пониженной . растворимости на основе неполного фосфорнокислотного разложения фосфоритов, смешивания образующихся продуктов' и фосфорита? с катализированным элементарным красным фосфором. -"~ ; -. .
. 2. Установить эффективность полученных удобрений, суперфосфатно-фосфоритной смеси и смесей простого суперфосфата с элементарным красным фосфором в условиях почв Центрального Нечерноземья. ',;
3. Обосновать оптимальные значения основных показателей качества
новых форм фосфатов. .-'.„" ,'
. ' 4. Дать . эколого-агрохимическую и агроэнергетическую оценку использования фосфатов пониженной растворимости.
. 5. Исследовать эффективность соединений кремния при самостоятельном
и совместном внесении с фосфорными удобрениями на дерново-подзолистых и
серых лесных почвах. . '.
Моск. сель^;:сжоз ачадамии
им. К. А^ 'і^ширяеез1/
Инв. №
6 Изучить особенности поведения фосфорных удобрений пониженной растворимости н кремния в кислых и произвесткованных почвах, обосновать характер изменения фосфатного состояния почв под их влиянием
Научная новизна. 1. Предложены основы энерго- и
ресурсосберегающего получения новых фосфорных удобрений пониженной
растворимости с использованием фосфоритов местных месторождений путем
их неполного кислотного разложения, введения в состав удобрения
катализированного элементарного красного фосфора, комплексно из>чены их
основные технологические характеристики, характер влияния на
формирование урожаев, качество сельскохозяйственных культур,
агрохимические свойства, фосфатное состояние почв с оценкой
экологических, энергетических и экономических параметров
Получены новые данные об эффективности фосфоритов Сожского месторождения (Смоленская обл), впервые предложено и агрохимически обосновано использование их для получения частично разложенных фосфоритов (ЧРФ)
2 Дано научное обоснование эффективности фосфатов пониженной растворимости, выявлены корслляционно-регрессионные зависимости между нормой расхода кислоты и количеством усвояемой Р2О5 в удобрении, эффективностью фосфорных удобрений и степенью их растворимости, показателями фосфатного состояния почвы.
3. Дано агрохимическое обоснование эффективности
кремнийсодержаших соединений при раздельном и совместном использовании
с фосфорными удобрениями, показана возможность снижения сорбционных
свойств почвы в отношении фосфатов, повышения степени их подвижности и
усвоения растениями
4. Получены новые данные о влиянии кремниевой кислоты на
трансформацию природных и свежевиесенных фосфатов в пахотных и
целинных дерново - подзолистых почвах, микробиологическую активность
почв с разным уровнем кислотности, содержания подвижного алюминия и
обеспеченности фосфором
На защиту выносятся следующие теоретические и практические положения, отражающие возможные пути решения проблемы фосфора в земледелии в современных условиях:
I. Создание многокомпонентных по составу фосфатов фосфорных удобрений на основе непотного разложения местных фосфоритов фосфорной кислотой, введения в состав удобрения элементарного красного фосфора, смешивания фосфорита с суперфосфатом и суперфосфата с красным фосфором как приемов расширения ассортимента, повышения концентрации и эффективности удобрений
2 Научное обоснование эффективности фосфатов пониженной растворимости и соединений кремния на основе протекающих в грану іах удобрений процессов, особенностей растворимости и поведения удобрений в
: почве, мобилизующего действия на почвенные запасы азота, фосфора и калия,
в тесной связи с особенностями питания растений.','. s
3, Характер изменения структуры минерального фосфатного фонда целинных:'и< пахотных почв под действием.фосфорных удобрений разной растворимости и кремнийсодержащих соединений. ,
.4. Обоснование выбора методов исследования фосфатного состояния
почвы при использовании фосфорных удобрений пониженной растворимости и
соединений кремния .' .; :,:/:
" 5. Агроэкологическая, экономическая .:' и . биоэнергетическая оценка
- производства и применения ЧРФ. ,.* -.',,'
Практическая значимость. В условиях крайне низкой обеспеченности земледелия v России : фосфорными і удобрениями, бедности подвижными формами фосфатов почв Нечерноземной зоны, нередко имеющих повышенную кислотность, использование фосфоритов из местных малых месторождений в значительной степени позволит снизить напряженность фосфатной проблемы.
. Получение местной фосфоритной муки, ЧРФ и их смесей с элементарным красным фосфором, а также смесей фосфоритов с суперфосфатом позволит вовлечь в сферу производства удобрений нетрадиционное сырье, повысить ' эффективность фосфоритов в условиях известкования кислых почв, иметь существенную экономию' высокосортного сырья, фосфорной кислоты и сопряженной с ее производством серной, расширить ассортимент фосфорных удобрений, зачастую снизить их стоимость. ',':.:.'
Применение кремнийсодержащих соединений выдвигает новые
возможности решения;»проблемы улучшения фосфатного состояния почв
Центрального района Нечерноземной зоны.' \
Познание процессов превращения фосфора новых удобрений в почве и
' размеров .' его:' использования растениями дает . возможность обосновать
оптимальную композицию соединений фосфора в удобрениях и рациональное
их_' применение в целях обеспечения оптимального питания растений и
регулирования фосфатного режима почв.>.— "'.
Апробация* работы: 'Результаты исследований докладывались на Декабрьской научно-практической:. конференции ТСХА в 1975 и 1977 гг.," . научно-практической. конференции "Вопросы : рационального использования мелиорированных земель и удобрений в условиях Смоленской области" в 1985 г., научно-практических конференциях. Смоленского ' филиала ТСХА и Смоленского сельскохозяйственного института в 19?6, 1988, 1990, 1991, 1994, 1995, 1997, 1999 гг., Белорусской сельскохозяйственной академии в 1986,1989, 1990, 1992, 1994, 1996, 1999гг., Нижегородской СХА в 1998 г., Мичуринской ГСХА в 1998 г., научно-техническом совещании: "Пути повышения эффективности использования современных сооружений защищенного грунта" (г. Симферополь, 1990 г.), научно-практических конференциях НИИСХ СВ (г. Киров, 1984, 1985, 1988 гг.), научно-практическом. семинаре "Вопросы использования удобрений в Нечерноземной полосе" (г. Москва, 1985 г.),
Всесоюзном совещании "Перспективы расширения ассортимента фосфорсодержащих удобрений" (г Москва, 1987 г), межрегиональной научно-практической конференции "Ресурсосбережение и экологическая безопасность" (г Смоленск, 1998 г), международной научно-практической конференції "Проблемы возделывания и переработки тыщ (г С wo пенек, 1999г), международном симпозиуме Проблема фосфора и комтекснос* использование нетрадиционного минерального сырья в земпеїеіии (г Москва. ВИИПТИХИМ, 2000 г), международной научно практическом конференции 'Наука - возрождению сельского хозяйства в XXI веке (г ВепикиеЛуки, 2001 г)
Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 67 печатных работ
Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, шести разделов экспериментальной части, выводов и предложений производству, изложена на 389 страницах машинописного текста, содержит 91 таблицу 20 рисунков и 35 приложений Список исполыованной литературы включает 480 наименований, в том числе 109 иностранных авторов
Работа проводилась в соответствии с программой Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ 05 01 и решением ученого совета Смоленского СХИ и является итогом личных исследований автора, а также выполненных под его руководством по разработанным им программам
За оказанную помощь автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность профессору А М Гордееву, старшему научному сотруднику СмолНИИСХ В С Литвинову, младшему научному сотруднику Л В Астаховой, доценту В В Рассохиной, аспирантам В Н Хлусону, С И Паукштис, а также студентам и лаборантам, принявшим участие в выполнении работ на опытах
Особую благодарность автор выражает научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук профессору кафедры агрохимии МСХА В А Демину и кандидату сельскохозяйственных наук доценту А Н Кулюкину за предоставленные консультации по обсуждаемым в данной работе вопросам