На правах рукописи ЛЯКИНА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОСФАТОВ ПОНИЖЕННОЙ

На правах рукописи
ЛЯКИНА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОСФАТОВ ПОНИЖЕННОЙ
РАСТВОРИМОСТИ И СОЕДИНЕНИЙ КРЕМНИЯ ПРИ
ВЫРАЩИВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
В УСЛОВИЯХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ
Специальность: 06.01.04 - Агрохимия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва - 2012
1
Работа выполнена на кафедре технологии переработки сельскохозяйственной
продукции ФГБОУ ВПО «Смоленская государственная сельскохозяйственная
академия»
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Самсонова Наталия Евгеньевна
Официальные оппоненты:
Зубкова Валентина Михайловна
доктор биологических наук, профессор
Российский государственный аграрный заочный
университет, кафедра агрохимии,
ботаники и физиологии растений, профессор
Шаманаев Виктор Анатольевич
доктор сельскохозяйственных наук,
старший научный сотрудник,
ФГБОУ ВПО «Смоленская ГСХА»,
кафедра агрономии и экологии, профессор
Ведущая организация:
ГНУ Смоленский научно-исследовательский
институт сельского хозяйства Российской
академии сельскохозяйственных наук
Защита диссертации состоится "21" мая 2012 года в 16.00 на заседании
диссертационного совета Д 220.043.02 при ФГБОУ ВПО «Российский
государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева».
Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49. Ученый совет РГАУ –
МСХА имени К.А. Тимирязева.
Автореферат разослан "11" апреля 2012 года
Ученый секретарь
диссертационного совета
Игнатьева С.Л.
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. В условиях бедности почв Нечерноземной
зоны
РФ
подвижными
фосфатами,
ограниченности
ресурсов
высококонцентрированного фосфатного сырья для получения удобрений,
дороговизны и ограниченных объемов их использования в земледелии,
актуальным является поиск альтернативного фосфатного сырья и
технологических схем его переработки, позволяющих получать эффективные и
более дешевые, чем традиционные, фосфорные удобрения. Таким сырьем могут
быть фосфориты малых месторождений, а технологической схемой
переработки – энерго- и ресурсосберегающее неполное кислотное разложение с
получением сложных азотно-фосфорных удобрений.
В районах с достаточной обеспеченностью почв потенциально
доступными растениям формами фосфатов актуальным является поиск путей
их мобилизации, среди которых перспективным является использование
соединений кремния.
Цели и задачи исследований. Целью настоящей работы было изучение
эффективности комплексных азотно-фосфорных удобрений, полученных на
основе фосфоритного сырья, и различных способов применения
кремнийсодержащих соединений неорганической (аэросил, силикат натрия,
кремниевая кислота, силикат натрия) и органической природы (Мивал-Агро)
при возделывании сельскохозяйственных культур в условиях дерновоподзолистых почв Смоленской области.
В задачи исследований входило:
• выяснить возможность использования конкреционных фосфоритов для
получения комплексных азотно-фосфорных удобрений с пониженной
растворимостью фосфатного компонента, изучить их состав;
• установить эффективность фосфорных удобрений разной растворимости,
полученных на основе неполного кислотного разложения фосфоритов и
смешивания с физиологически кислыми солями, при выращивании
сельскохозяйственных культур в условиях дерново-подзолистых почв;
• изучить способы использования соединений кремния и определить их роль в
формировании урожайности сельскохозяйственных культур;
• выявить влияние соединений кремния на химический состав урожая,
размеры реутилизации питательных элементов, вынос и усвоение их из
удобрений;
• дать агрономическую и экономическую оценку использования Мивала-Агро
и комплексного азотно-фосфорного удобрения в технологии выращивания
зерновых культур.
3
Научная новизна. Предложен энерго- и ресурсосберегающий метод
получения комплексных азотно-фосфорных удобрений с пониженной
растворимостью фосфатного компонента с использованием в качестве сырья
конкреционных фосфоритов местных месторождений, изучен их состав,
характер влияния на формирование урожаев, качество сельскохозяйственных
культур с оценкой экономических параметров их использования.
Дано агрохимическое обоснование эффективности кремнийсодержащих
соединений при раздельном и совместном использовании с фосфорными
удобрениями. Выяснена эффективность предпосевной обработки семян
кремнийсодержащими соединениями при выращивании растений на разных
фонах минерального питания.
Определен характер воздействия фосфатов пониженной растворимости и
кремния на реутилизацию сухих веществ, азота и фосфора в растениях.
Получены новые данные об эффективности борофоски в условиях
дерново-подзолистых почв.
Практическая значимость. Получение фосфорных удобрений из
местных фосфоритов путем неполного кислотного разложения (комплексное
азотно-фосфорное удобрение) и смешивания фосфоритов с физиологически
кислыми удобрениями позволит снизить напряженность фосфатно-сырьевой
проблемы за счет экономии сырьевых ресурсов (апатитовый концентрат,
серная, азотная, фосфорная кислота), а также стоимость удобрений (на 20–30%
и более), объемы отходов производства, расширить ассортимент фосфорных
удобрений.
Применение кремнийсодержащих соединений дает возможность
активизировать метаболические процессы в растениях, увеличить рост урожаев,
ускорить формирование качества продукции, повысить усвоение питательных
элементов из удобрений, что приведет к сокращению объемов используемых
минеральных удобрений.
Положения, выносимые на защиту.
1. Возможность получения эффективных комплексных азотно-фосфорных
удобрений с пониженной растворимостью фосфатного компонента на
основе неполного кислотного разложения местных фосфоритов.
2. Зависимость эффективности кремнийсодержащих соединений от
способов и условий их использования.
3. Мобилизующее действие кремния на усвоение питательных элементов
растениями.
4. Агрохимическая
и
экономическая
эффективность
фосфатов
пониженной растворимости и соединений кремния.
4
Реализация результатов исследований. Рекомендуемые фосфорные
удобрения и кремнийсодержащее соединение Мивал-Агро прошли
производственные испытания на дерново-подзолистых почвах Смоленской
области на общей площади 50 га. По результатам исследований опубликовано
12 научных работ, в том числе одна – в рекомендованном ВАК издании.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на
международных научно-практических конференциях «Современные проблемы
повышения плодородия почв и защиты их от деградации» (г. Минск, Институт
почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, 2006 г.), «Проблемы и перспективы
развития аграрного производства» (г. Смоленск, СГСХА, 2007 г.), «Агрохимия
и экология: история и современность» (г. Н.Новгород, НГСХА, 2008 г.),
«Активизация роли молодых ученых – путь к формированию инновационного
потенциала АПК» (г. Смоленск, СГСХА, 2009 г.), «Почва, удобрение, урожай»
(г. Горки, БГСХА, 2009, 2010, 2011 гг.), «Научное обеспечение аграрного
производства в современных условиях» (г. Смоленск, СГСХА, 2010 г.).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы,
экспериментальной части, выводов и предложений производству, изложена на
161 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 12 рисунков и 45
приложений. Список использованной литературы включает 193 наименований,
в том числе 18 иностранных авторов.
Исследования
проводились
в
соответствии
с
программой
фундаментальных и прикладных исследований по научному обеспечению
развития АПК Российской Федерации на 2006-2010 гг.:02.03.02 «Разработать
приемы управления продукционным процессом сельскохозяйственных культур
агрохимическими средствами в системе почва – растение с целью повышения
окупаемости удобрений и увеличения продуктивности сельскохозяйственных
культур».
Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю
доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.Е. Самсоновой за
всестороннюю помощь и поддержку в процессе проведения исследований и
написания диссертации; доктору сельскохозяйственных наук, профессору
кафедры физиологии, биотехнологии растений и кормопроизводства ФГОУ
ВПО «ОрелГАУ» Н.Е. Новиковой за помощь в постановке и решении вопросов,
касающихся физиологии растений; доктору сельскохозяйственных наук,
профессору кафедры агрономии и экологии ФГБОУ ВПО «Смоленская ГСХА»
В.А. Шаманаеву, кандидатам сельскохозяйственных наук В.В. Рассохиной, С.И.
Паукштис и Ю.В. Козлову, а также лаборантам и студентам участвовавшим в
закладке опытов и проведении наблюдений.
5
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Агрохимические и агроэкологические аспекты фосфора и
кремния в земледелии: проблемы, пути решения
(обзор литературы)
Приведен анализ работ отечественных и зарубежных авторов по
изучению роли фосфора и фосфорных удобрений в земледелии, о состоянии
фосфатно-сырьевой базы России, роли кремния в жизни растений, его влиянии
на плодородие почвы, урожайность и качество продукции, а также на
устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды, роли
кремнийсодержащих
соединений
в
повышении
продуктивности
сельскохозяйственных культур.
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1 Условия и методы проведения исследований
Исследования проводились в 2006–2009 гг. на пахотных дерновоподзолистых почвах Смоленской области (таблица 1). Методической основой
решения поставленных задач были лабораторные исследования, полевые и
вегетационно-полевые опыты, сопровождавшиеся химическими анализами
почвы и растений.
Таблица 1 – Агрохимическая
легкосуглинистых почв
Опыт
Опыт 1,
микрополевой
Опыты 2, 3
вегетационнополевые
Опыт 4
производственный
Опыт 5
производственный
Гумус, pH
KCl
%
S
характеристика
Hг
E
дерново-подзолистых
Степень
V, P2O5 K2O подвижности.
%
фосфатов, мг/л
мг/кг
87 57
85
0,13
1,8
5,3
мэкв / 100 г
8,0 1,2 9,2
1,8
5,3
5,9 1,2 7,13 78
57
85
0,13
2,0
5,7
7,8 2,0
76
68
75
Не опред.
2,2
5,6
12 1,4 13,4 89
85
112
Не опред
9,8
Полевые и вегетационно-полевые опыты проводили на опытном поле
ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА» и в СПК «40 лет Октября» Шумячского
района Смоленской области.
Опыт №1 (микрополевой, 2006–2009 гг.) по изучению влияния фосфатов
пониженной растворимости и аэросила при раздельном и совместном
использовании на урожайность и химический состав сельскохозяйственных
культур.
6
Аэросил или белая сажа представляет собой аморфный SiO2 с удельной
поверхностью 300 м2/г. который был внесен при закладке опыта в 2006 г. в дозе
2 т/га. Фосфорные удобрения были представлены борофоской и ЧНФ, действие
которых сравнивали с действием двойного суперфосфата.
Схема опыта: 1) N90К90 (фон); 2) фон + Si; 3) фон + Рсд; 4) фон + РБФ;
5) фон + ЧНФ; 6) фон + Рсд + Si; 7) фон + РБФ + Si ; 8) фон + ЧНФ + Si.
Размещение вариантов – рендомизированное, повторность – 4-х кратная,
учетная площадь опытной делянки – 1 кв. м,
Фоном служили аммиачная селитра и хлористый калий (N90K90).
Фосфорные удобрения вносили в дозе, соответствующей 80 кг/га Р2О5.
В опыте последовательно возделывали: 2006 г. − овес сорт Скакун, посев
был проведен 4 мая, уборка – 29 августа; 2007 г. − однолетние травы были
высеяны 3 мая, уборка на зеленую массу проводилась 4 июля; 2008 г. − ячмень
сорт Новичок высевали 29 апреля, уборку проводили 3 сентября; 2009 г. − овес
был высеян 28 апреля, уборка проводилась – 7 сентября. Норма высева овса и
ячменя составила 7 и 6,5 млн.шт./га всхожих семян, соответственно.
Опыт 2 (вегетационно-полевой, 2006-2009 гг.) по изучению влияния
предпосевной обработки семян (ПОС) соединениями кремния на
продуктивность и усвоение питательных элементов сельскохозяйственными
культурами при выращивании их на разных фонах минерального питания.
Опыт проводили во вкопанных в почву полиэтиленовых сосудах без дна
(40×40×30 см) площадью 1600 см2 и глубиной 30 см, вкопанных в почву.
Повторность – 4-х кратная, размещение вариантов систематическое. Фонами
служили РК, NK и NPK в дозах N – 2,6, P2O5 – 1,9 и K2O – 3,4 г/сосуд
(аммиачная селитра, двойной суперфосфат, хлористый калий соответственно).
Предпосевную обработку семян проводили растворами силиката натрия
(0,2%), Мивалом-Агро и водной суспензией аэросила.
Схема опыта: 1) РК; 2) РК + аэросил; 3) РК + Na2SiO3; 4) РК + МивалАгро; 5) NК; 6) NК + аэросил; 7) NК + Na2SiO3; 8) NК + Мивал-Агро; 9) NРК;
10) NРК + аэросил; 11) NРК + Na2SiO3; 12) NРК + Мивал-Агро.
Опытными культурами были: 2006 г. – кукуруза гибрид РОСС 197 АМВ
(посев проводился – 26 мая, уборка – 13 сентября); 2007 г. – кукуруза гибрид
Аурика (посев – 23 мая, уборка – 30 августа); 2008 г. – ячмень сорт Новичок
(посев – 7 мая, уборка – 3 сентября); 2009 г. – яровая пшеница сорт Лада (посев
– 29 апреля, уборка – 25 августа).
При выращивании кукурузы к уборке оставляли по два растения на сосуд.
Норма высева всхожих семян ячменя – 104 шт./сосуд, что соответствует – 6,5
млн.шт./га; яровой пшеницы – 115 шт./сосуд, что соответствует 7,5 млн.шт./га.
7
Опыт № 3 (вегетационно-полевой, 2006–2009 гг.) по изучению влияния
кремниевой кислоты и силиката натрия на урожайность и химический состав
сельскохозяйственных культур. Ежегодно вносили N2,6K3,4 г/сосуд (аммиачная
селитра, хлористый калий). Размер сосудов, опытные культуры, период их
вегетации, нормы высева семян, аналогичны вегетационно-полевому опыту №
2. Схема опыта: 1) NK – фон; 2) NK + Рсд; 3) NK + Рсд (капсулир.); 4)NK +
H4SiO4; 5) NK + Рсд + H4SiO4.
Фосфорные удобрения были представлены двойным суперфосфатом (42%
Р2О5) и суперфосфатом, капсулированным силикатом натрия. Капсулированный
суперфосфат был получен в лабораторных условиях путем обработки гранул
двойного суперфосфата 20%-ным водным раствором силиката натрия.
Силикатная оболочка в конечном продукте составила 26,5%, содержание P2O5 –
30%, SiO2 – 19,4%. Кремниевая кислота была получена из жидкого стекла по
Карякину и Ангелову и соответствовала квалификации ЧДА.
Опыт 4 (производственный, 2008 г.) по изучению эффективности
действия фосфатов разной растворимости (ЧНФ, РБФ и Рсд) на урожайность и
химический состав ячменя сорта Гонар. Схема опыта: 1) NК – фон; 2) ЧНФ + К;
3) Борофоска + N; 4) NК + Рсд.
Минеральные удобрения применяли в дозах N90P90K105. В качестве
азотно-калийного фона использовали аммиачную селитру и хлористый калий.
При определении их количеств в вариантах с ЧНФ и борофоской учитывали
содержание в них азота и калия.
Учетная площадь опытной делянки 25 кв.м. Повторность –
четырехкратная, размещение вариантов – рендомизированное. Посев
проводили 5 мая (норма высева 6,5 млн.шт/га), уборку – 30 августа.
Агротехника возделывания ячменя – принятая в хозяйстве.
Опыт 5 (производственный, 2009 г.) по изучению эффективности
обработки семян яровой пшеницы кремнийсодержащим препаратом регулятором роста Мивалом-Агро. Схема опыта: 1 – контроль; 2 – NPK; 2 –
NPK+Мивал-Агро. Семена обрабатывали с увлажнением рекомендуемой
нормой расхода Мивала-Агро – 20 г/т.
Учетная площадь опытной делянки 50 м2. Повторность 4-х кратная.
Размещение вариантов – систематическое 2-х рядное.
В опыте выращивали яровую пшеницу сорт Лада. Фоновым удобрением
являлась азофоска (N45Р45K45). Посев проводили 29 апреля, уборку – 25
августа. Норма высева всхожих семян – 8 млн.шт./га. Способ посева
узкорядный. Агротехника возделывания пшеницы в период вегетации –
принятая в хозяйстве.
8
Учет урожая в полевых опытах проводили поделяночно, сплошным
методом. Статистическую обработку урожайных данных и основных
результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа по Б.А.
Доспехову (1985), при обработке результатов химических анализов
использовали метод определения стандартного отклонения с использованием
программного комплекса Microsoft Office Excel. Содержание кремния в
растениях определяли фотометрически с использованием молибденовокислого
аммония (Айлер, 1982). Содержание сырой клетчатки, кальция, магния,
микроэлементов определяли на инфракрасном анализаторе кормов - «NIR-4250»,
остальные химические анализы проводили по принятым в агрохимической
практике методам (Практикум по агрохимии, 1987).
Кроме того, был проведен лабораторный опыт по изучению влияния
кремнийсодержащих соединений (аэросила, Мивал-Агро) на всхожесть и
развитие проростков кукурузы сорта РОС 197 АМВ с использованием рулонов
из фильтровальной бумаги по ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственных
культур: Методы определения всхожести».
2.2 Результаты исследований
2.2.1 Приготовление и состав удобрений с пониженной растворимостью
фосфатного компонента
Объектами наших исследований были желваковые фосфориты Сожского
(Смоленская область) и Полпинского (Брянская область) месторождения,
средний химический состав которых приведен в таблице 2.
По указанным показателям фосфориты не пригодны к переработке в
суперфосфат из-за превышения допустимых пределов отношения Fe2O3/P2O5 в
1,6–2,0 раза и содержания R2О3 – на 11–33 %.
Таблица 2 – Средний химический состав фосфоритов, %
Р2О5
СаО
MgО
СО2
Fe2О3
R2О3*
F
MgO
P2 O5
Fe2 O3
P2 O5
Полпинское
(Брянская обл.)
13–
15
32
1,4
4,2
1,9
3,3
2,5
9
13
Сожское
(Смоленская обл.)
14–
16
22
1,2
не
опр.
2,8
4,0
1,1
9
22
Месторождение
* суммарное содержание оксидов алюминия и железа
На базе сожских фосфоритов (содержание Р2О5 – 15%) в лабораторных
условиях был получен продукт их неполного (на 50%) разложения азотной и
фосфорной кислотами с получением комплексного азотно-фосфорного удобрения,
9
названного частичным нитрофосом (ЧНФ), в котором отношение азота к фосфору
составило 1 : 1.
Химический анализ ЧНФ (таблица 3) показал, что по сравнению с исходным
фосфоритом содержание усвояемого фосфора оказалось в 3,9 раза выше, главным
образом за счет образования водорастворимой фракции, доля которой в структуре
усвояемого составила 68 %. Содержание усвояемого фосфора в ЧНФ составило 69
% от общего. Кроме того, 31 % общего фосфора присутствовало в виде
недоразложенного остатка фосфорита.
Таблица 3 – Содержание фосфора в удобрениях
Р2О5, %
Удобрение общий водораст- лимонно- усвояворимый раствор.
мый
А
Б
В
Г
Рф (сож)
15,0
2,3
2,3
ЧНФ
12,9
6,1
2,1
8,9
Рсд
49,0
48,0
Отношение, %
Г/А
Б/А
Б/Г
15
69
98
47
-
68
-
«Борофоска» – гранулированная комплексная удобрительная смесь
фосфоритной муки Полпинского месторождения, хлористого калия и борной
кислоты, которая производится на ЗАО «АИП Фосфаты» (г. Брянск).
Технология получения продуктов неполного кислотного разложения
фосфоритов может быть отнесена к ряду энерго-, ресурсосберегающих и
экологически выдержанных, так как позволяет существенно экономить кислоту,
высококонцентрированное
апатитовое
сырье,
использовать
широко
распространенные в России низкопроцентные фосфориты, сократить объемы
твердых (фосфогипс), жидких (некондиционные фторсодержащие растворы) и
газообразных (выхлопные газы) отходов производства. В связи с уменьшением
расхода фосфорной кислоты снижаются удельные капиталовложения в
производство фосфорной и серной кислот и себестоимость продукции.
2.2.2 Влияние фосфорных удобрений разной растворимости и кремния на
биометрические показатели, химический состав и урожайность
сельскохозяйственных культур
Изучение влияния фосфорных удобрений и аэросила при раздельном и
совместном внесении на высоту растений овса и ячменя показало, что
эффективность зависела от растворимости удобрений и располагалась в
последовательности: Рсд>ЧНФ > РБФ. Действие аэросила на высоту растений,
10
как при самостоятельном, так и при совместном с фосфорными удобрениями
внесении было несущественным.
Площадь листовой поверхности является определяющей продуктивность
посевов. Между суммарной площадью листьев и площадью одного, обычно
самого большого листа существует тесная зависимость. Площадь флагового
листа растений ячменя, определенная в фазе колошения, изменялась в
зависимости от условий питания растений: с ростом растворимости фосфорных
удобрений (Рсд>ЧНФ>РБФ) отмечено ее увеличение. Аэросил по сравнению с
NK-фоном достоверно не изменил численное значение этого показателя, а
сочетание его с борофоской и ЧНФ дало положительный результат, чего не
отмечено при сочетании его с суперфосфатом.
Формирование биомассы растений зависит и от степени доступности им
фосфора из удобрений разной растворимости. Наиболее интенсивный прирост
биомассы растений ячменя и овса отмечен в межфазный период выход в трубку –
колошение, за который она в среднем увеличилась на 63 и 65% соответственно. В
дальнейшем темпы прироста биомассы резко сократились. К полной спелости
ячменя она оказалась наибольшей в варианте с ЧНФ и двойным суперфосфатом. У
овса формирование биомассы определялось уровнем питания фосфором: чем выше
была растворимость удобрения в воде, тем выше отмечен эффект. Совместное
внесение фосфорных удобрений с аэросилом на ячмене не привело к
положительному эффекту, однако сам аэросил на 12% увеличил биомассу растений
по сравнению с фоновым вариантом. Внесение кремния в виде аэросила оказало
статистически доказуемое положительное влияние на
урожайность
сельскохозяйственных культур, обеспечив в зависимости от их видовых
особенностей прибавку урожая 7–12% по отношению к NK-фону (таблица 4).
Таблица 4 – Эффективность фосфорных удобрений и кремния при раздельном
и совместном использовании
Урожайность, ц/га
овес
травы
ячмень
овес
Вариант
(зерно), (зел.м.),
(зерно),
(зерно),
2006 г.
2007 г.
2008 г.
2009 г.
NК-фон
22,2
184,5
24,7
35,6
По фону: Si
24,0
203,5
27,7
38,2
Рсд
34,2
219,5
42,6
53,9
РБФ
27,8
196,5
30,3
45,0
ЧНФ
27,5
198,5
33,9
46,4
Рсд + Si
30,9
212,3
43,4
51,8
РБФ+ Si
23,6
200,0
39,8
47,0
ЧНФ+Si
25,4
208,8
41,1
48,6
НСР05
1,7
5,5
1,6
1,8
* с учетом соломы зерновых культур
11
в сумме
за 4 года,
к.е.*
145,9
159,8
194,0
167,3
173,6
191,0
177,6
182,5
Доля
участия в
уроже, %
Р, Si P+Si
8,7
24,8
12,8
16,0
23,6
17,8
20,0
В сумме за 4 года прибавка к фону составила 9,5 %. Доля участия
аэросила в формировании урожая составила 8,7 %.
Эффективность фосфатов разной растворимости в сумме за четыре года
позволила расположить их в следующем убывающем порядке, совпадающем с
содержанием в них усвояемых форм фосфатов: Рсд > ЧНФ > РБФ. Действие
ЧНФ оказалось на уровне 89% от действия суперфосфата, борофоски – 86%. В
этих вариантах доля участия фосфора в формировании суммарной урожайности
составила 16 и 12,8%, соответственно, при 24,8% – в варианте с
суперфосфатом.
Эффект от совместного внесения аэросила с фосфорными удобрениями в
первый год был отрицательным, а в последующие – были получены устойчивые
прибавки урожаев при сочетании его только с фосфатами пониженной
растворимости (ЧНФ и борофоской). За счет аэросила доля участия фосфора
ЧНФ и борофоски в формировании суммарного за четыре года урожая
увеличилась соответственно в 1,25 и 1,4 раза.
Внесение аэросила в сочетании с фосфорными удобрениями оказало
положительное влияние на содержание сырого протеина в зерне ячменя и сухой
массы однолетних трав. При выращивании овса этого не наблюдалось.
На размеры усвоения азота фосфора и калия оказали влияние, как
фосфорные удобрения, так и аэросил (таблица 5). Вынос NPK урожаем
определялся как величиной урожая, так и изменением его химического состава.
Таблица 5 – Вынос азота, фосфора и калия урожаями и коэффициент
использования фосфора из удобрений в сумме за 2006–2008 гг.
Вынос, кг/га
КИУ Р2О5, %
Вариант
K2O
N
P2O5
NК-фон
189,4
61,7
169,3
Si
235,6
68,5
179,6
Рсд
345,2
105,3
232,4
18,2
РБФ
260,9
82,5
189,3
8,7
ЧНФ
294,6
85,2
219,2
9,8
Рсд + Si
333,2
103,5
231,6
17,4
РБФ + Si
303,0
86,8
196,3
10,5
ЧНФ + Si
308,1
91,3
205,5
12,3
Так, внесение аэросила в почву, по-видимому, привело к мобилизации
запасов питательных элементов и большему усвоению их растениями, особенно
азота, вынос которого в сумме за три года оказался на 24% больше, чем на NKфоне. Важно, что кремний положительно повлиял и на усвоение фосфора: его
вынос урожаями увеличился на 11% по отношению к фону.
12
Фосфорные удобрения способствовали более полному использованию
азота и калия, причем, их стимулирующее действие снижалось с уменьшением
растворимости удобрений.
Совместное внесение суперфосфата с кремнием не изменило размеров
усвоения питательных элементов растениями, а сочетание Si с ЧНФ и
борофоской привело к заметному увеличению выноса азота и фосфора.
Размеры выноса фосфора определялись растворимостью фосфорных
удобрений, как при раздельном, так и при совместном с аэросилом внесении:
Рсд > ЧНФ > борофоска.
Расчет коэффициентов использования фосфора из удобрений разностным
методом показал увеличение их значений при сочетании Si только с фосфатами
пониженной растворимости.
Размеры поступления кремния в растения ячменя в полевых условиях
были связаны, прежде всего, с величиной урожая: с ее ростом повышался вынос
Si (таблица 6).
Относительное содержание кремния в тканях растений практически не
зависело от используемых фосфорных удобрений, и оно было несколько выше
в соломе, чем в зерне. Внесение аэросила привело к некоторому снижению
относительного содержания кремния в зерне и соломе по сравнению с
остальными вариантами.
Таблица 6 – Содержание общего SiO2 в зерне и соломе ячменя и вынос его
урожаем
Вариант
Вынос SiO2 урожаем, кг/га
SiO2, % в сухом веществе
зерно
солома
зерно
солома
общий
NК-фон
1,40
1,59
34,6
33,5
61,1
По фону:
Si
1,12
1,19
31,0
25,7
56,7
Рсд
1,31
1,77
55,8
63,4
119,2
ЧНФ
1,31
1,81
44,4
51,0
95,4
Рсд + Si
1,54
1,66
66,8
62,6
129,4
ЧНФ+Si
1,34
1,74
55,1
39,3
94,4
Вынос кремния урожаем был связан с питанием растений фосфором. В
варианте с суперфосфатом за счет более высокого урожая размеры усвоения Si
были на 25% выше, чем в варианте с ЧНФ и почти в 2 раза – чем на NK–фоне.
При совместном внесении суперфосфата и ЧНФ с аэросилом вынос Si либо не
изменился (ЧНФ+Si), либо несколько увеличился (на 8,5% – Рсд+Si), хотя это и
не привело к росту урожайности.
13
Таким образом, внесение соединений кремния оказывает положительное
влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. Сочетание Si с
фосфорными удобрениями целесообразно только в случае пониженной их
растворимости (ЧНФ, борофоска). Кремний и фосфор оказывают влияние на
поступление питательных элементов в растения: не изменяя относительное
содержание их в тканях растений, соединения кремния оказывают
мобилизующее действие на усвоение азота и фосфора, а фосфорные удобрения
способствуют лучшему усвоению азота и кремния.
2.2.3 Реутилизация элементов питания как фактор формирования
урожайности
Реутилизация веществ вегетативных органов является механизмом
саморегуляции растений и в значительной мере определяет напряженность
донорно-акцепторных отношений в растениях.
Расчеты показали, что максимальное содержание сухих веществ, азота и
фосфора в вегетативной массе ячменя было в фазе цветения. С переходом от
фазы цветения к полной спелости содержание азота в вегетативной массе
снизилось на NK-фоне в 3,5 раза, в остальных вариантах – в среднем в 3,7 раза,
фосфора – соответственно в 4,0 и 2,7 раза, сухих веществ – в 1,76 и 1,97, что
само по себе свидетельствует о связи донорно-акцепторных отношений с
условиями минерального питания растений.
Следует отметить, что кратность убыли запаса сухих веществ в
вегетативной массе ячменя под действием аэросила при его совместном
внесении с фосфорными удобрениями была выше, чем без него. В отношении
азота этого не отмечено, а фосфора – была выше только при совместном
внесении Si с ЧНФ и борофоской.
Так как после цветения корневое питание растений постепенно затухает и
прироста вегетативной массы практически нет, то зерно является единственным
акцептором ассимилятов, запасенных в вегетативной массе. На NK–фоне вклад
сухих веществ, азота и фосфора, накопленных в вегетативных органах, в
формирование урожая зерна ячменя составил соответственно 70, 58 и 45%
(таблица 7).
С изменением условий питания численные значения размеров
реутилизации сухих веществ и азота преимущественно возросли и достигли в
среднем 71,3, и 58,4% соответственно, что в целом свидетельствует об
интенсификации донорно-акцепторных отношений в растениях.
Внесение самого растворимого фосфорного удобрения – суперфосфата
привело к снижению размеров реутилизации сухих веществ азота и фосфора по
сравнению с фоновым вариантом. При этом улучшение питания растений
14
фосфором в меньшей степени оказало влияние на снижение размеров
реутилизации фосфора, чем сухих веществ и азота.
Таблица 7 – Вклад реутилизации сухих веществ, азота и фосфора в
формирование урожая зерна ячменя, %
Вклад реутилизации, %
Вариант
фосфора
сухих веществ
азота
NK-фон
70,3
58,3
45,0
По фону: Si
76,2
75,7
48,0
Рсд
61,6
55,9
43,0
РБФ
49,1
52,4
33,3
ЧНФ
51,6
64,4
37,1
Рсд + Si
82,3
58,4
44,4
РБФ + Si
94,5
65,7
58,0
ЧНФ + Si
85,0
65,4
44,4
Внесение кремния привело к существенному росту размеров
реутилизации сухих веществ, фосфора и особенно азота. Сочетание фосфорных
удобрений с кремнием также усилило процессы реутилизации, которая имела
тем большие значения, чем менее растворимым было фосфорное удобрение
(РБФ+Si > ЧНФ+Si > Pсд+Si).
Таким образом, кремний оказывает заметное влияние на донорноакцепторные отношения в растениях, интенсифицируя их в условиях
недостаточного питания фосфором.
2.2.4 Эффективность предпосевной обработки семян зерновых культур
соединениями кремния при выращивании их на разных фонах
минерального питания
Действия предпосевной обработки семян зависит от полевой всхожести и
защитно-приспособительных возможностей растений к повреждающим
воздействиям абиотических и биотических факторов (заморозков, засухи,
болезней и др.), а также к условиям минерального питания.
Предпосевная обработка семян кремнийсодержащими соединениями поразному сказывается на темпах ростовых процессов в начальные фазы
развития: Мивал-Агро стимулирует их на всех фонах минерального питания,
аэросил – только на РК и NPK фонах, а силикат натрия либо не меняет
линейный рост растений (NPK-фон), либо приводит к его депрессии, и только
на ячмене на РК-фоне отмечен его положительный эффект. Более высокий
стимулирующий эффект Мивала-Агро на линейный рост растений объясняется
15
сочетанием в его составе ауксиноподобного вещества крезацина с
кремнийсодержащим веществом силатраном (760 г/кг крезацина и 190 г/кг 1хлорметилсилатрана).
Так же как и высота растений, площадь листьев была связана с уровнем
обеспеченности азотом и сбалансированностью минерального питания в целом.
Площадь фотосинтезирующего аппарата яровой пшеницы и ячменя в фазе
колошения оказалась наибольшей при выращивании растений на NPK – фоне,
как без предпосевной обработки семян, так и с обработкой.
Использование Мивала-Агро для обработки семян ячменя и яровой
пшеницы позволило увеличить площадь листьев в среднем на 30–37% в
зависимости от фона минерального питания с максимальным эффектом на
NРК-фоне. Аэросил также способствовал росту фотосинтезирующей
поверхности растений в среднем для этих культур на 7–29% с минимальным
результатом на NК – фоне, где был получен отрицательный результат и от
обработки семян силикатом натрия.
Таким образом, действие ПОС на формирование площади листовой
поверхности растений было наименьшим при отсутствии в составе фонового
удобрения фосфора (NK-фон).
Учет урожая показал, что абсолютная масса всех культур была
наибольшей на фоне полного минерального удобрения (таблица 8).
Так, на кукурузе в среднем за два года на фоне NPK растения по
отношению к PK-фону имели на 44–64% большую массу, а по отношению к
NK-фону – всего на 1–14%. По сравнению с PK-фоном во всех вариантах NKфона масса кукурузы также была больше (на 28–53 %).
За 4 года эксперимента на NPK-фоне было получено в 1,5 раза больше
суммарной продукции, выраженной в кормовых единицах, чем на РК-фоне, и
на 11% – чем на NK-фоне.
При выращивании кукурузы в среднем за два года эффект от ПОС был
наибольшим на NK- и NPK-фонах, где было получено соответственно 20–38 и
22–26% прибавки урожая, причем все препараты оказались эффективными. При
выращивании ячменя и яровой пшеницы не эффективной оказалась обработка
семян аэросилом.
В сумме за четыре года ПОС силикатом натрия и Мивалом-Агро была
наиболее результативной при выращивании растений на NK-фоне, где было
обеспечено получение 19–20% дополнительного урожая. Это обстоятельство
имеет положительное значение в условиях дефицита фосфорных удобрений.
Обработка семян аэросилом при выращивании растений на РК-фоне оказалась
не эффективной, а на NK- и NPK-фонах обеспечила прибавку урожая 12 и 8%
соответственно.
16
Обработка Мивалом-Агро оказала положительное влияние на
выполненность зерен ячменя и яровой пшеницы на всех фонах минерального
питания, увеличив массу 1000 зерен в среднем на 6%. От аэросила и силиката
натрия заметный эффект проявился только на NK-фоне (5,6 и 4%,
соответственно). В целом выполненность зерен была большей при
выращивании растений на фоне полного минерального удобрения.
Таблица 8 – Продуктивность сельскохозяйственных культур
Вариант
Урожай, г/сосуд
кукуруза
ячмень
яровая
(зерно), пшеница
2006
2007 2008 г.*
(зерно),
г.
г.
2009 г.*
в
сумме
за 4
года,
к.е. **
364
351
Прибавка, %
NРК
к
РК
NPK
к
NK
РК
494
335
24/30
39/56
–
–
РК+
520
369
26/29
34/56
–
–
аэросил
РК+
520
441
30/32
46/57
407
–
–
Na2SiO3
РК+Мивал
514
435
32/34
47/58
377
–
–
-Агро
NК
482
582
30/35
38/57
492
–
–
NК+
657
622
31/37
40/57
501
–
–
аэросил
NК+
763
709
32/38
48/58
589
–
–
Na2SiO3
NК+
654
722
30/44
60/67
586
–
–
МивалАгро
NРК
605
592
36/42
59/65
548
51
11
NРК+
718
742
35/44
58/69
589
68
18
аэросил
NРК+
744
739
40/46
59/72
573
41
-3
Na2SiO3
NРК+
773
732
41/53
63/76
621
65
6
МивалАгро
НСР05
23,6
17,4
2,2/2,7
5,5/4,6
* перед чертой – зерно, за чертой – солома; ** с учетом соломы зерновых
NK
к
РК
к
фону
–
–
–
–
–
12
–
4
35
43
–
12
45
20
55
19
–
–
–
8
–
5
–
13
Вынос питательных элементов урожаем определялся преимущественно
его величиной. Содержание азота в суммарном урожае на NK- и NPK-фонах
было в 1,6–1,7 раз выше, чем на безазотном фоне, фосфора – в 1,4, калия – в
1,2–1,6 раза (таблица 9).
Предпосевная обработка семян кремнийсодержащими препаратами
оказала мобилизующее действие на усвоение питательных элементов
17
растениями. В зависимости от препарата вынос азота суммарным за четыре
года урожаем увеличился по отношению к соответствующему фону на 19–52%,
фосфора – на 5–37 и калия – на 19–96%.
Таблица 9 – Вынос питательных элементов урожаями сельскохозяйственных
культур, г/сосуд (2006–2009 гг.)
Вариант
Вынос, г/сосуд
K2O
N
P2O5
РК
7,9
6,3
8,6
РК+аэросил
10,8
6,8
11,5
РК+Na2SiO3
9,5
6,6
11,1
РК+Мивал-Агро
11,1
7,2
10,2
NК
13,3
8,8
10,1
NК+аэросил
15,8
9,4
15,2
NК+Na2SiO3
18,1
12,1
19,8
NК+Мивал-Агро
19,0
11,9
19,5
NРК
12,7
9,0
13,4
NРК+аэросил
16,4
11,1
17,6
NРК+Na2SiO3
17,3
11,6
17,7
NРК+Мивал-Агро
19,3
11,8
18,6
На фоне полного минерального удобрения действие всех препаратов на
усвоение фосфора и калия было практически равноценным, а по действию на
усвоение азота – заметное преимущество было на стороне Мивала-Агро на всех
фонах минерального питания.
На РК-фоне действие ПОС на усвоение фосфора оказалось наименьшим.
При его отсутствии в удобрении (NK-фон) или изменении соотношения с
азотом (NPK-фон) влияние соединений кремния на вынос фосфора урожаями
было заметно более сильным. По убыванию мобилизующего действия на
усвоение азота и фосфора препараты располагались в следующий ряд: МивалАгро > силикат натрия > аэросил.
Таким образом, предпосевная обработка семян кремнийсодержащими
соединениями
обеспечивает
получение
более
высоких
урожаев
сельскохозяйственных культур и их действие связано с общим фоном
минерального питания. В условиях недостатка фосфорных удобрений можно
использовать обработку семян Мивалом-Агро или силикатом натрия, которые
обеспечивают заметный рост урожаев, более высокую выполненность зерна,
оказывает мобилизующее действие на усвоение растениями азота, фосфора
и калия.
18
2.2.5 Эффективность введения кремния в состав фосфорного удобрения
Результаты наблюдений за растениями кукурузы, ячменя и яровой
пшеницы показали, что в целом капсулированный суперфосфат не имел
преимуществ перед обычным суперфосфатом по влиянию на биометрические
показатели и развитие растений.
Не привело к повышению эффективности и совместное внесение
промышленного двойного суперфосфата с кремниевой кислотой. В целом во
всех вариантах с суперфосфатом были получены примерно одинаковые
результаты, что позволяет заключить, что отсутствие эффекта кремния в
составе удобрения или в сочетании с ним определялось наличием фосфора.
Внесение в почву кремниевой кислоты оказало положительное влияние на
рост и развитие растений кукурузы. К уборке в среднем за два года прирост
растений в высоту составил 9%, фотосинтетическая поверхность листьев
увеличилась на 19%, ускорилось развитие растений. Однако действие кремниевой
кислоты было заметно ниже, чем суперфосфата. Аналогичная картина
наблюдалась при выращивании ячменя и яровой пшеницы.
При использовании кремниевой кислоты интенсивность нарастания
листовой поверхности была сопоставима с действием суперфосфата.
Учет урожая показал достаточно высокую эффективность кремниевой
кислоты, которая обеспечила в год внесения (2006 г) 36%-ную прибавку урожая
к NK-фону (таблица 10). В последействии она постепенно снижалась.
Таблица 10 – Продуктивность растений и вынос питательных элементов
урожаем
Вариант
NK-фон
По фону:
Рсд
Рсд(кап.)
H4SiO4
Рсд
+
H4SiO4
НСР05
Урожай, г/сосуд
кукуруза, зеленая
ячмень,
яровая
масса
2008 г. пшеница,
2009 г.
2006 г.
2007 г.
1035
969
30,5
73,2
1560
1525
1404
1686
1356
1368
1200
1365
34,3
36,1
33,0
34,3
104,5
101,9
79,2
102,0
36
39
2,9
2,7
в сумме за
4 года,
к.е.
569
812
803
706
850
Вынос в сумме
за 4 года,
г/сосуд
N
P2O5 K2O
10,6
4,1
7,0
17,8
16,7
13,3
17,9
6,2
6,1
5,4
6,8
12,2
11,9
9,4
12,9
Таким образом, в сумме за 4 года прибавка к фону в этом варианте
составила 24%, а урожайность по отношению к варианту с двойным
суперфосфатом оказалась на уровне 87%.
19
С капсулированным суперфосфатом за 4 года было внесено 4,8 г/сосуд
SiO2, который не оказал влияния на эффективность фосфорного удобрения:
действие капсулированного суперфосфата было на уровне обычного Рсд и
определялось содержанием в удобрениях фосфора.
Совместное внесение Рсд с Н4SiO4 в дозе 25 г/сосуд дало положительный
результат лишь в год прямого ее действия: прибавка урожая к варианту с одним
суперфосфатом составила 8% и была достоверной; в сумме за 4 года она
составила лишь 4,6%, которую нельзя признать существенной.
Вынос питательных элементов урожаем определялся величиной самого
урожая. По сравнению с фоновым вариантом он повысился и был наиболее
выраженным в вариантах с использованием суперфосфата. При этом
капсулирование суперфосфата силикатом натрия и совместное внесение двойного
суперфосфата с кремниевой кислотой существенно не повлияло на вынос
питательных элементов и коррелировало с величиной суммарного урожая.
По сравнению с фоном вынос азота, фосфора и калия в варианте с
внесением одной кремниевой кислоты оказался соответственно на 25, 32 и 24%
выше, что свидетельствует о стимулирующем действии кремния на усвоение
питательных элементов растениями.
Таким образом, результаты исследований подтверждают проявление
эффективности кремния лишь в условиях недостаточной обеспеченности
растений фосфором. Поэтому введение кремния в состав водорастворимых
фосфорных удобрений и совместное использование его с ними не имеет
смысла.
2.2.6 Агрономическая и экономическая эффективность применения
фосфатов пониженной растворимости и Мивала-Агро
Внесение суперфосфата и ЧНФ привело к достоверному (на 33 и 28%)
росту урожайности зерна ячменя по отношению к азотно-калийному фону
(таблица 11).
Действие ЧНФ по отношению к двойному суперфосфату было
статистически равноценным и составило 96%. Доля участия фосфора в
формировании урожая составила 22% (ЧНФ) и 25% (Рсд).
Эти результаты, а также приведенные выше (опыт №1) итоги
исследований в микрополевом опыте, свидетельствуют о том, что при
производстве фосфорных удобрений нет необходимости переводить весь
фосфор сырья в водорастворимую форму. При содержании в удобрении всего
лишь половины общего фосфора в водорастворимой форме (при наличии 69%
его в усвояемой форме) эффективность его сравнима с действием двойного
суперфосфата.
20
Таблица 11 – Эффективность фосфатов пониженной растворимости при
выращивании ячменя на дерново-подзолистой почве
Вариант
NК - фон
Урожайность,
ц/га
Прибавка
урожая
ц/га
%
Доля
участия
фосфора в
формировании
урожая, %
–
Чистый
энергет.
доход,
ГДж/га
18,0 *
–
–
21,0
По
фону:
23,0
5,0
28
ЧНФ
25,5
РБФ
18,5
0,5
3
21,0
Рсд
24,0
6,0
33
27,1
НСР05
2,7
* над чертой – зерно, под чертой - солома
21,0
Коэффициент
энергетической
эффективности
2,4
Энергетическая
себестоимость 1 ц
урожая,
МДж
479
22
28,1
2,9
425
3
20,7
2,1
528
25
29,7
3,0
407
Положительного эффекта от борофоски в этих условиях не получено, так
как кислотность почвы, по-видимому, не способствовала растворению ее
фосфатного компонента. Внесение остальных фосфорных удобрений
повышало и энергетическую эффективность выращивания ячменя: на 34–41%
увеличился чистый энергетический доход, на 11–15% снизилась энергетическая
себестоимость урожая зерна. Фосфорные удобрения практически не оказали
влияния на содержание в тканях растений питательных элементов, поэтому их
вынос был обусловлен главным образом величиной урожая (таблица 12).
Таблица 12 – Содержание, вынос питательных элементов урожаем и
коэффициент использования фосфора из удобрений
% в сухом веществе *
К2О
N
Р2О5
1,59
0,72
0,55
0,41
0,13
1,07
По фону: ЧНФ
1,70
0,77
0,52
0,54
0,15
1,03
РБФ
1,58
0,71
0,55
0,42
0,14
1,06
Рсд
1,60
0,78
0,55
0,54
0,18
1,08
* над чертой – зерно, под чертой – солома
Вариант
NК - фон
вынос урожаем, кг/га
N
Р2О5
К2О
37,2
15,7
32,4
КИУ
Р2О5, %
–
52,9
21,5
38,2
6,5
38,1
16,1
32,4
0,4
53,0
23,6
42,5
8,8
В вариантах с фосфорными удобрениями (кроме борофоски) по
сравнению с азотно-калийным фоном отмечен более высокий вынос урожаем
21
не только фосфора, но и азота и калия, что еще раз свидетельствует о
мобилизующем их действии на усвоение растениями этих элементов.
Коэффициент использования фосфора из ЧНФ и Рсд был невысоким (6,5–
8,8%) с наибольшим значением в варианте с суперфосфатом, что объясняется
практически 100%-ной его растворимостью в воде, тогда как в ЧНФ лишь около
половины всего фосфора (47%) находилось в водорастворимой форме, что не
помешало получению урожая, сравнимого с урожаем в варианте с суперфосфатом.
Из борофоски фосфор практически не усваивался, что объясняет отсутствие в этом
варианте прибавки урожая ячменя. Весь фосфор в этом удобрении был представлен
нерастворимой в воде и недоступной для ячменя формой.
Таким образом, целесообразно вовлечение в сферу получения удобрений
широко распространенных в России месторождений фосфоритов с
переработкой их по энерго- и ресурсосберегающей схеме неполного (на 50%)
кислотного разложения азотной и фосфорной кислотами.
Анализ эффективности предпосевной обработки семян яровой пшеницы
показал (таблица 13), что лучшим вариантом по урожайности оказался вариант
NРK + Мивал-Агро, где за счет ПОС получено дополнительно 15,7% урожая,
стоимость прибавки урожая полностью перекрыла затраты, связанные с
использованием Мивала-Агро, что обеспечило в 36% прибавку чистого дохода,
более высокую рентабельность производства, а себестоимость единицы урожая
оказалась в 1,1 раза ниже, чем на NРK-фоне.
Таблица 13 – Экономическая эффективность предпосевной обработки семян
яровой пшеницы Мивалом-Агро
Вариант
Показатель
Урожайность, ц/га
Денежная выручка, тыс. руб./га
контроль
NРK
14,3
6,44
19,8
8,91
NРK+
Мивал-Агро
22,9
10,31
-
-
223
Затраты на обработку семян, руб./га
Затраты на доработку дополнительного урожая,
руб./га
Всего затрат, тыс. руб./га
-
230
266
4,97
7,38
8,00
Чистый доход, тыс. руб./га
1,47
1,53
2,08
Себестоимость продукции, руб./ц
347
373
349
-
20,7
26,0
-
-
2,08
Рентабельность, %
Окупаемость 1 руб. затрат на проведение
обработки семян, руб.
22
ВЫВОДЫ
1. В условиях ограниченности запасов высокосортного фосфатного
сырья для производства фосфорных удобрений целесообразно использование
конкреционных фосфоритов с переработкой их по энерго- и
ресурсосберегающей схеме неполного (на 50%) разложения азотной и
фосфорной кислотами с получением комплексного азотно-фосфорного
удобрения с пониженной растворимостью фосфатного компонента.
2. При содержании в структуре общих фосфатов азотно-фосфорного
удобрения 47% водорастворимого и 69% усвояемого фосфора эффективность
его в среднем за 5 лет исследований находилась на уровне 92% от действия
двойного суперфосфата, что свидетельствует о нецелесообразности перевода
всего фосфора сырья в водорастворимую или усвояемую форму, что имеет
место при производстве суперфосфатов.
3. Эффективность борофоски на дерново-подзолистых почвах зависит
от их кислотности: при близкой к нейтральной реакции среды она
отсутствует, на слабокислых почвах – эффективность составила 86% от
действия двойного суперфосфата.
4. Эффект кремния связан с обеспеченностью растений фосфором: при
среднем содержании фосфатов в почве и низкой степени их подвижности
аэросил обеспечил прибавку урожая сельскохозяйственных культур 7–12%
по отношению к NK-фону; сочетание аэросила с суперфосфатом не дало
эффекта, а с фосфорными удобрениями пониженной растворимости (ЧНФ и
борофоска) – привело к повышению за четыре года доли их участия в
формировании урожая соответственно на 25 и 40%. Таким образом,
сочетание Si с фосфорными удобрениями целесообразно только в случае
пониженной их растворимости.
5. При хорошем снабжении растений фосфором повышаются размеры
усвоения ими азота и кремния, а соединения кремния способствуют лучшему
питанию растений азотом и фосфором, что выражается в большем его выносе
урожаем и росте самого урожая. Это свидетельствует о взаимосвязи
фосфора и кремния в питании растений.
6. Кремний в условиях недостаточного питания растений фосфором
интенсифицирует в них донорно-акцепторные отношения. При совместном
внесении Si с фосфорными удобрениями размеры реутилизации сухих
веществ, азота и фосфора выше, чем без него, причем, чем менее растворимо
фосфорное удобрение, тем выше роль кремния в этих процессах (РБФ+Si >
ЧНФ+Si > Pсд+Si), что в целом согласуется с результатами учета урожая и в
определенной мере их объясняет.
23
7. Кремний в сочетании с фосфатами пониженной растворимости
способствует повышению усвоения из них фосфора.
8. Введение кремния в состав водорастворимых фосфорных удобрений
и совместное использование его с ними не имеет смысла, так как фосфор
сглаживает эффект Si, что является дополнительным свидетельством
взаимосвязи фосфора и кремния в питании растений.
9. Предпосевная обработка семян кремнийсодержащими соединениями
(Мивал-Агро, силикат-натрия) органической и минеральной природы
обеспечивает получение более высоких урожаев сельскохозяйственных
культур и их действие связано с общим фоном минерального питания. В
условиях недостатка фосфорного питания (NK-фон) обработка семян этими
препаратами обеспечила наибольший рост урожаев и выполненность зерна.
10. Применение Мивала-Агро для предпосевной обработки семян
зерновых культур оправдано не только с агрономической, но и с
экономической точки зрения. В производственных условиях обработка семян
яровой пшеницы Мивалом-Агро и последующее выращивание ее на NРKфоне, привело к увеличению урожайности зерна на 15,7%, при росте чистого
дохода в 1,34 раза, рентабельности производства – с 20,7 до 26% и снижении
себестоимости зерна на 6,4 %.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В современных условиях острого дефицита фосфорных удобрений,
обусловленного нехваткой высококачественного фосфатного сырья и высокой
энергоемкостью их производства, рекомендуется вовлечение в сферу
получения удобрений широко распространенных в России месторождений
фосфоритов с переработкой их по энерго- и ресурсосберегающей схеме
неполного (на 50%) кислотного разложения азотной и фосфорной кислотами.
Полученное таким путем азотно-фосфорное удобрение на слабокислых
дерново-подзолистых почвах по эффективности сравнимо с действием
двойного суперфосфата.
2. Для повышения производственных и экономических показателей в
растениеводстве рекомендуется кремнийсодержащий препарат Мивал-Агро
для предпосевной обработки семян зерновых культур из расчета 20 г/т.
24
Список опубликованных работ по теме диссертации
1. Самсонова Н.Е., Паукштис С.И., Лякина О.А. Фосфорные удобрения
пониженной растворимости и фосфатное состояние дерново-подзолистой
почвы // Современные проблемы повышения плодородия почв и защиты
их от деградации: сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф., посв. 75-летию
Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, и ΙΙΙ съезда
почвоведов. Минск, 2006. – С. 230-232.
2. Родченков С.Н., Лякина О.А. Влияние фосфатов пониженной
растворимости и кремния на урожайность овса и агрохимические
свойства дерново-подзолистой почвы // Исследования молодых ученых –
аграрному производству: сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф.,
Смоленск, 2007. – С. 92-95.
3. Лякина О.А., Родченков С.Н., Самсонова Н.Е. Агрохимическая
эффективность фосфатов пониженной растворимости и кремния //
Проблемы и перспективы развития аграрного производства: сб. мат.
Междунар. науч.-практ. конф., Смоленск, 2007. – С. 119-121.
4. Лякина О.А., Козлов Ю.В. Самсонова Н.Е. Влияние обработки семян
кукурузы соединениями кремния и регуляторами роста на лабораторную
всхожесть и развитие проростков // Проблемы и перспективы развития
аграрного производства: сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф.,
Смоленск, 2007. – С. 106-108.
5. Козлов Ю.В., Лякина О.А., Самсонова Н.Е., Кузьминская В.А. Влияние
предпосевной обработки семян кукурузы на показатели начального
развития растений и накопление биомассы // Агрохимия и экология:
История и современность: мат. Междунар. науч.-практ. конф. Т.2. –
Н.Новгород, 2008. – С. 109-113.
6. Самсонова Н.Е., Лякина О.А., Зыков Н.А., Родченков С.Н.
Агрохимическая эффективность сложных удобрений с пониженной
растворимостью фосфатного компонента // Агрохимия и экология:
История и современность: сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф. НГСХА
Т.2. – Н.Новгород, 2008. – С. 41-44.
7. Лякина О.А., Капустина М.В., Самсонова Н.Е. Влияние фосфатов
пониженной растворимости и кремния на рост, развитие и
продуктивность ячменя // Активизация роли молодых ученых – путь к
формированию инновационного потенциала АПК: сб. мат. Междунар.
науч.-практ. конф., посв. 70-летию проф., засл. деят. науки РФ Гордеева
А.М. Смоленск, 2009.
25
8. Лякина О.А., Самсонова Н.Е. Формирование урожая кукурузы под
воздействием соединений кремния на разных фонах минерального
питания // Научное обеспечение аграрного производства в современных
условиях: сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф., посв. 35-летию ФГОУ
ВПО «Смоленская ГСХА». Ч. 1. Смоленск, 2010. – С. 222-226.
9. Самсонова Н.Е., Лякина О.А. Использование фосфорных удобрений
пониженной растворимости при выращивании ячменя на дерновоподзолистой почве // Научное обеспечение аграрного производства в
современных условиях: сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф., посв. 35летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА». Ч. 1. Смоленск, 2010. – С. 202-205.
10. Самсонова Н.Е. Лякина О.А. Предпосевная обработка семян
кремнийсодержащими соединениями и ее эффективность на разных
фонах минерального питания // Почва, удобрение, урожай: сб. мат.
Междунар. науч.-практ. конф. БСХА. Горки, 2010. – С. 167-169.
11. Лякина О.А., Самсонова Н.Е., Новикова Н.Е. Влияние фосфатов
пониженной растворимости и кремния на продуктивность и химический
состав сельскохозяйственных культур // Вестник ОрелГАУ. 2010. №3
(24). С. 12-16.
12. Лякина О.А., Самсонова Н.Е. Действие кремниевой кислоты на
продуктивность и вынос питательных элементов растениями // Почва,
удобрение, урожай: сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф. БСХА.
Горки, 2011.
26