Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
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 дерново-подзолистых 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.
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 20Ц30% 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.
- Возможность получения эффективных комплексных азотно-фосфорных удобрений с пониженной растворимостью фосфатного компонента на основе неполного кислотного разложения местных фосфоритов.
- Зависимость эффективности кремнийсодержащих соединений от способов и условий их использования.
- Мобилизующее действие кремния на усвоение питательных элементов растениями.
- Агрохимическая и экономическая эффективность фосфатов пониженной растворимости и соединений кремния.
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.аСамсоновой за всестороннюю помощь и поддержку в процессе проведения исследований и написания диссертации; доктору сельскохозяйственных наук, профессору кафедры физиологии, биотехнологии растений и кормопроизводства ФГОУ ВПО ОреГАУ Н.Е.аНовиковой 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.
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 2006Ц2009 гг. на пахотных дерново-подзолистых 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 характеристика дерново-подзолистых легкосуглинистых почв
Опыт | Гумус, % | pHKCl | S | Hг | E | V, % | P2O5 | K2O | Степень подвижности. фосфатов, мг/л |
мэква/а100аг | мг/кг | ||||||||
Опыт 1, микрополевой | 1,8 | 5,3 | 8,0 | 1,2 | 9,2 | 87 | 57 | 85 | 0,13 |
Опыты 2, 3 вегетационно-полевые | 1,8 | 5,3 | 5,9 | 1,2 | 7,13 | 78 | 57 | 85 | 0,13 |
Опыт 4 производственный | 2,0 | 5,7 | 7,8 | 2,0 | 9,8 | 76 | 68 | 75 | Не опред. |
Опыт 5 производственный | 2,2 | 5,6 | 12 | 1,4 | 13,4 | 89 | 85 | 112 | Не опред |
Полевые и вегетационно-полевые опыты проводили на опытном поле ФГОУ ВПО Смоленская ГСХА и в СПК л40 лет Октября Шумячского района Смоленской области.
Опыт №1 (микрополевой, 2006Ц2009агг.) по изучению влияния фосфатов пониженной растворимости и аэросила при раздельном и совместном использовании на урожайность и химический состав сельскохозяйственных культур.
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, 2006-2009агг.) 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 (404030 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 + Мивал-Агро; 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.
Опыт № 3 (вегетационно-полевой, 2006Ц2009агг.) 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, 2008аг.) 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 - 20аг/т.
Учетная площадь опытной делянки 50ам2. Повторность 4-х кратная. Размещение вариантов - систематическое 2-х рядное.
В опыте выращивали яровую пшеницу сорт Лада. Фоновым удобрением являлась азофоска (N45Р45K45). Посев проводили 29аапреля, уборку - 25 августа. Норма высева всхожих семян - 8амлн.шт./га. Способ посева узкорядный. Агротехника возделывания пшеницы в период вегетации - принятая в хозяйстве.
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 1,6Ц2,0 раза и содержания R2О3 - на 11Ц33 %.
Таблица 2 - Средний химический состав фосфоритов, %
Месторождение | Р2О5 | СаО | MgО | СО2 | Fe2О3 | R2О3* | F | ||
Полпинское (Брянская обл.) | 13Ц15 | 32 | 1,4 | 4,2 | 1,9 | 3,3 | 2,5 | 9 | 13 |
Сожское (Смоленская обл.) | 14Ц16 | 22 | 1,2 | не опр. | 2,8 | 4,0 | 1,1 | 9 | 22 |
* 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, 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
| Удобрение | Р2О5, % | Отношение, % | ||||||
общий | водораст-воримый | имонно- раствор. | усвоя- мый | Г/А | Б/А | Б/Г | ||
А | Б | В | Г | |||||
Рф (сож) | 15,0 | - | 2,3 | 2,3 | 15 | - | - | |
ЧНФ | 12,9 | 6,1 | 2,1 | 8,9 | 69 | 47 | 68 | |
Рсд | 49,0 | - | - | 48,0 | 98 | - | - | |
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, 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 7Ц12% по отношению к NK-фону (таблица 4).
Таблица 4 - Эффективность фосфорных удобрений и кремния при раздельном и совместном использовании
Вариант | Урожайность, ц/га | Доля участия в уроже, % | |||||
овес (зерно), 2006 г. | травы (зел.м.), 2007 г. | ячмень (зерно), 2008 г. | овес (зерно), 2009 г. | в сумме за 4 года, к.е.* | |||
Р, Si | P+Si | ||||||
NК-фон | 22,2 | 184,5 | 24,7 | 35,6 | 145,9 | - | - |
По фону: Si | 24,0 | 203,5 | 27,7 | 38,2 | 159,8 | 8,7 | |
Рсд | 34,2 | 219,5 | 42,6 | 53,9 | 194,0 | 24,8 | |
РБФ | 27,8 | 196,5 | 30,3 | 45,0 | 167,3 | 12,8 | |
ЧНФ | 27,5 | 198,5 | 33,9 | 46,4 | 173,6 | 16,0 | |
Рсд + Si | 30,9 | 212,3 | 43,4 | 51,8 | 191,0 | 23,6 | |
РБФ+ Si | 23,6 | 200,0 | 39,8 | 47,0 | 177,6 | 17,8 | |
ЧНФ+Si | 25,4 | 208,8 | 41,1 | 48,6 | 182,5 | 20,0 | |
НСР05 | 1,7 | 5,5 | 1,6 | 1,8 | |||
* с учетом соломы зерновых культур
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 2006Ц2008 гг.
Вариант | Вынос, кг/га | КИУ Р2О5, % | ||
N | P2O5 | K2O | ||
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 NK-фоне. Важно, что кремний положительно повлиял и на усвоение фосфора: его вынос урожаями увеличился на 11% по отношению к фону.
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 | SiO2, % в сухом веществе | Вынос SiO2 урожаем, кг/га | |||
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 NKЦфоне. 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.
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 NKЦфоне 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 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, %
| Вариант | Вклад реутилизации, % | ||
сухих веществ | азота | фосфора | |
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 донорно-акцепторные 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 по-разному 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 сочетанием в его составе ауксиноподобного вещества крезацина с кремнийсодержащим веществом силатраном (760 г/кг крезацина и 190 г/кг 1-хлорметилсилатрана).
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 30Ц37% 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 7Ц29% 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 44Ц64% большую массу, а по отношению к NK-фону - всего на 1Ц14%. По сравнению с PK-фоном во всех вариантах NK-фона масса кукурузы также была больше (на 28Ц53 %).
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 20Ц38 и 22Ц26% 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 19Ц20% 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.
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 | Прибавка, % | |||||||
кукуруза | ячмень (зерно), 2008 г.* | яровая пшеница (зерно), 2009 г.* | в сумме за 4 года, к.е. ** | ||||||
2006 г. | 2007 г. | NРК к РК | NPK к NK | NK к РК | к фону | ||||
РК | 494 | 335 | 24/30 | 39/56 | 364 | Ц | Ц | Ц | Ц |
РК+ аэросил | 520 | 369 | 26/29 | 34/56 | 351 | Ц | Ц | Ц | Ц |
РК+ Na2SiO3 | 520 | 441 | 30/32 | 46/57 | 407 | Ц | Ц | Ц | 12 |
РК+Мивал-Агро | 514 | 435 | 32/34 | 47/58 | 377 | Ц | Ц | Ц | 4 |
NК | 482 | 582 | 30/35 | 38/57 | 492 | Ц | Ц | 35 | Ц |
NК+ аэросил | 657 | 622 | 31/37 | 40/57 | 501 | Ц | Ц | 43 | 12 |
NК+ Na2SiO3 | 763 | 709 | 32/38 | 48/58 | 589 | Ц | Ц | 45 | 20 |
NК+ Мивал-Агро | 654 | 722 | 30/44 | 60/67 | 586 | Ц | Ц | 55 | 19 |
NРК | 605 | 592 | 36/42 | 59/65 | 548 | 51 | 11 | Ц | Ц |
NРК+ аэросил | 718 | 742 | 35/44 | 58/69 | 589 | 68 | 18 | Ц | 8 |
NРК+ Na2SiO3 | 744 | 739 | 40/46 | 59/72 | 573 | 41 | -3 | Ц | 5 |
NРК+ Мивал-Агро | 773 | 732 | 41/53 | 63/76 | 621 | 65 | 6 | Ц | 13 |
НСР05 | 23,6 | 17,4 | 2,2/2,7 | 5,5/4,6 | |||||
* перед чертой - зерно, за чертой - солома; ** с учетом соломы зерновых
Вынос питательных элементов урожаем определялся преимущественно его величиной. Содержание азота в суммарном урожае на NK- и NPK-фонах было в 1,6Ц1,7 раз выше, чем на безазотном фоне, фосфора - в 1,4, калия - в 1,2Ц1,6 раза (таблица 9).
Предпосевная обработка семян кремнийсодержащими препаратами оказала мобилизующее действие на усвоение питательных элементов растениями. В зависимости от препарата вынос азота суммарным за четыре года урожаем увеличился по отношению к соответствующему фону на 19Ц52%, фосфора - на 5Ц37 и калия - на 19нЦ96%.
Таблица 9 - Вынос питательных элементов урожаями сельскохозяйственных культур, г/сосуд (2006Ц2009 гг.)
Вариант | Вынос, г/сосуд | ||
N | P2O5 | K2O | |
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: Мивал-Агро > 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.
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 | Урожай, г/сосуд | Вынос в сумме за 4 года, г/сосуд | ||||||
кукуруза, зеленая масса | ячмень, 2008 г. | яровая пшеница, 2009 г. | в сумме за 4 года, к.е. | |||||
2006 г. | 2007 г. | N | P2O5 | K2O | ||||
NK-фон | 1035 | 969 | 30,5 | 73,2 | 569 | 10,6 | 4,1 | 7,0 |
По фону: Рсд | 1560 | 1356 | 34,3 | 104,5 | 812 | 17,8 | 6,2 | 12,2 |
Рсд(кап.) | 1525 | 1368 | 36,1 | 101,9 | 803 | 16,7 | 6,1 | 11,9 |
H4SiO4 | 1404 | 1200 | 33,0 | 79,2 | 706 | 13,3 | 5,4 | 9,4 |
Рсд + H4SiO4 | 1686 | 1365 | 34,3 | 102,0 | 850 | 17,9 | 6,8 | 12,9 |
НСР05 | 36 | 39 | 2,9 | 2,7 | ||||
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%.
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.
Таблица 11 - Эффективность фосфатов пониженной растворимости при выращивании ячменя на дерново-подзолистой почве
| Вариант | Урожай- ность, ц/га | Прибавка урожая | Доля участия фосфора в форми-ровании урожая, % | Чистый энергет. доход, ГДж/га | Коэф- фициент энерге-тической эффек-тивности | Энергети- ческая себестои- мость 1 ц урожая, МДж | |
| ц/га | % | ||||||
NК - фон | 18,0 * 21,0 | Ц | Ц | Ц | 21,0 | 2,4 | 479 |
По фону: ЧНФ | 23,0 25,5 | 5,0 | 28 | 22 | 28,1 | 2,9 | 425 |
РБФ | 18,5 21,0 | 0,5 | 3 | 3 | 20,7 | 2,1 | 528 |
Рсд | 24,0 27,1 | 6,0 | 33 | 25 | 29,7 | 3,0 | 407 |
НСР05 | 2,7 | ||||||
* над чертой - зерно, под чертой - солома
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 34Ц41% увеличился чистый энергетический доход, на 11Ц15% 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
| Вариант | % в сухом веществе * | вынос урожаем, кг/га | КИУ Р2О5, % | ||||
N | Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | ||
NК - фон | 1,59 0,41 | 0,72 0,13 | 0,55 1,07 | 37,2 | 15,7 | 32,4 | Ц |
По фону: ЧНФ | 1,70 0,54 | 0,77 0,15 | 0,52 1,03 | 52,9 | 21,5 | 38,2 | 6,5 |
РБФ | 1,58 0,42 | 0,71 0,14 | 0,55 1,06 | 38,1 | 16,1 | 32,4 | 0,4 |
Рсд | 1,60 0,54 | 0,78 0,18 | 0,55 1,08 | 53,0 | 23,6 | 42,5 | 8,8 |
* над чертой - зерно, под чертой - солома
В вариантах с фосфорными удобрениями (кроме борофоски) по сравнению с азотно-калийным фоном отмечен более высокий вынос урожаем 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 (6,5Ц8,8%) 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
Показатель | Вариант | ||
контроль | NРK | NРK+ Мивал-Агро | |
Урожайность, ц/га | 14,3 | 19,8 | 22,9 |
Денежная выручка, тыс. руб./га | 6,44 | 8,91 | 10,31 |
Затраты на обработку семян, руб./га | - | - | 223 |
Затраты на доработку дополнительного урожая, руб./га | - | 230 | 266 |
Всего затрат, тыс. руб./га | 4,97 | 7,38 | 8,00 |
Чистый доход, тыс. руб./га | 1,47 | 1,53 | 2,08 |
Себестоимость продукции, руб./ц | 347 | 373 | 349 |
Рентабельность, % | - | 20,7 | 26,0 |
Окупаемость 1 руб. затрат на проведение обработки семян, руб. | - | - | 2,08 |
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 7Ц12% 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.
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 NРK-фоне, 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 20аг/т.
Список опубликованных работ по теме диссертации
- Самсонова Н.Е., Паукштис С.И., якина 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 съезда почвоведов. Минск, 2006. - С. 230-232.
- Родченков С.Н., якина 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.
- якина 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.
- якина 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.
- Козлов Ю.В., якина 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.
- Самсонова Н.Е., якина 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.
- якина 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.
- якина 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.
- Самсонова Н.Е., якина О.А. Использование фосфорных удобрений пониженной растворимости при выращивании ячменя на дерново-подзолистой почве // 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. 202-205.
- Самсонова Н.Е. якина 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.
- якина О.А., Самсонова Н.Е., Новикова Н.Е. Влияние фосфатов пониженной растворимости и кремния на продуктивность и химический состав сельскохозяйственных культур // Вестник ОреГАУ. 2010. №3 (24). С. 12-16.
- якина 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.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям