CC BY
28
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛ ЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
Ш
УДК 631:631.9:631.95 DOI: 10.24412/2587-6740-2021-1-7-11
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФОСФОГИПСА НА ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ В ПОСЕВАХ ПОДСОЛНЕЧНИКА
Н.И. Аканова1, Л.Н. Дубровских2, К.Е. Денисов3
1ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова», г. Москва, Россия 2АО «Апатит», г. Москва, Россия
3ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова», г. Саратов, Россия
Рассмотрена возможность использования многотоннажного отхода химической промышленности - фосфогипса (ФГ) в качестве мелиоранта и комплексного минерального удобрения. Результаты полевого опыта доказали целесообразность использования ФГ в ресурсосберегающих технологиях сельскохозяйственного производства. Проведенные исследования показали, что внесение ФГ существенно снижает плотность темно-каштановых почв в слое 0-30 см. С увеличением дозы ФГ разуплотнение пахотного горизонта происходило эффективнее до 1,16 г/см3 или на 14%%. Внесение ФГ приводило к увеличению содержания в почве элементов питания и повышению содержания органического вещества. При внесении 8 т/га ФГ на фоне минеральных удобрений отмечено наибольшее увеличение содержания в почве азота, фосфора и калия - на 41,7, 43,5 и 24,6%% соответственно. Применение ФГ способствовало сдвигу реакции почвенной среды в сторону нейтральной. С увеличением дозы ФГ увеличивался дрейф показателя, так при дозе 4 т/га, разница с контрольным вариантом составила 0,52 ед. рН, при внесении 8 т/га 0,82 ед. Экологическая оценка эффективности ФГ не выявила загрязнения почв и растений подсолнечника тяжелыми металлами. В условиях применения мелиоранта выявлено увеличение всех показателей структуры урожая, наилучшие показатели были на фоне дозы ФГ 4 т/га. При этом отмечено улучшение качества семян: наибольшая масличность наблюдалась в варианте с внесением 4 т/га ФГ и составляла 49,6%%. Увеличение дозы ФГ вдвое приводило к снижению масличности семян до 48,1%%. Применение минеральных удобрений в сочетании с ФГ в дозе 4 т/га обеспечило получение прибавки урожая 0,65 т/га. Этот вариант был наиболее рентабельным — 197,7%%. Дальнейшее увеличение дозы фосфогипса до 8 т/га снизило рентабельность до 188,28%%, несмотря на более высокую урожайность, что связано с большими затратами на внесение и транспортировку ФГ.
Ключевые слова: фосфогипс, подсолнечник, качество семян, урожайность, тяжелые металлы, плодородие.
Разработка новых научных и технических подходов комплексной утилизации техногенного сырья является актуальной задачей для решения современных экономических, экологических и социальных проблем регионов. Фосфогипс (ФГ) является многотоннажным побочным продуктом, образующимся при переработке фосфорсодержащего сырья в фосфорную кислоту [1, 2].
По оценкам экспертов, на территории России в отвалах и хранилищах его накоплено более 500 млн т с ежегодным увеличением на 14 млн т. По прогнозам, к 2040 г. количество ФГ может возрасти вдвое. В настоящее время в мире перерабатывают не более 2% производимого ежегодно ФГ [3, 4]. Основное его количество складируют в наземные отвалы, либо в специальные пруды-отстойники. Транспортировка ФГ, устройство экранов под отвалами, нейтрализация образующихся при хранении ФГ сточных вод связаны с большими финансовыми затратами [5].
На сегодня проблема переработки и утилизации ФГ в России не решена, что наносит существенный ущерб биосфере [6, 7]. Степень его переработки составляет около 2-4% в год, в то время как в Германии, Бельгии, Японии -около 100%. Перспективный путь утилизации ФГ — использование его в сельском хозяйстве в качестве химического мелиоранта, источника кальция, кремния, фосфора и серы, которые дефицитны для почв многих регионов России [8, 10].
© Аканова Н.И, Дубровских Л.Н, Денисов К.Е., 2021 Международный сельскохозяйственный журнал, 2021,
Основу фосфогипса составляет сульфат кальция CaSО4, содержание которого в отходе достигает 94-96%. Однако у ФГ есть существенное отличие от гипсосодержащего сырья природного происхождения — наличие некоторого количества нежелательных примесей, что ограничивает его применение в качестве мелиоранта в сельском хозяйстве. В качестве примесей присутствуют соединения стронция и фтора, микропримеси редкоземельных элементов [11, 12, 13]. Однако в составе ФГ содержатся водорастворимые примеси: от 0,5 до 2,5% водорастворимого Р2О5, примерно 0,3-0,6% Р2О5 в виде гидрофосфат-иона (НРО42-) находится в соосажденном виде — в структуре дигидрата, и около 1,5% микроэлементов [14, 15].
В настоящее время проблема крупномасштабного использования ФГ чрезвычайно актуальна по ряду причин:
- из-за больших темпов образования ФГ и практически полного отсутствия его утилизации, что привело к скоплению огромного его количества в отвалах;
- транспортирование ФГ в отвалы и его хранение в них связаны с капитальными вложениями и эксплуатационными затратами;
- под отвалами ФГ располагаются большие площади земель, иногда даже пригодные для ведения сельскохозяйственных работ. Ресурсы прилегающих (рядом с производством) земель к настоящему времени ограничены;
том 64, № 1 (379), с. 7-11.
- хранение ФГ в отвалах наносит экологический вред окружающей природной среде.
В Беларуси на основе использования ФГ разработана методика очистки сточных вод от радионуклидов 137С$ и [16]. В связи с этим представляется актуальным изучение эффективности использования ФГ на радиоактивно загрязненных территориях для восстановления плодородия нарушенных земель и улучшения радиационной обстановки окружающей среды.
Мировая практика применения ФГ показала, что это высокоэффективный и экологически безопасный прием химической мелиорации [17]. Используемые технологические схемы внесения ФГ на солонцовых почвах способствуют их рассолонцеванию и расщелачиванию, а использование на деградированных почвах и рисовых системах ведет к повышению запасов подвижных форм фосфора [18, 19, 20].
В связи с этим актуально решение комплексной задачи утилизации ФГ для предотвращения загрязнения окружающей среды, улучшения кальций-серно-фосфатного режима почвы и ее агрофизических свойств, увеличения продуктивности агроценоза и улучшения качества продукции.
Методика проведения опыта
Исследования агроэкологической эффективности применения фосфогипса дигидрата в зависимости от доз на посевах подсолнечника проведены в 2019 г. в Саратовский ГАУ имени
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
Н.И. Вавилова. Цель исследований состояла в агроэкологической оценке и установлении биологической эффективности применения ФГ Ба-лаковского филиала АО «Апатит», в качестве химического мелиоранта и кальций-фосфорно-серного удобрения в системе питания сельскохозяйственных культур на богаре с учетом по-чвенно-климатических условий.
Идея заключалась в том, что внесение в почву ФГ приведет к насыщению поглощающего комплекса почвы кальцием, пополнению фосфорными соединениями и снижению дефицит серы, обеспечит улучшение структуры и пищевого режима почвы. При внесении 1 т/га ФГ в почву может поступать до (кг): Са — 265, S — 215, Р205 — 20 и SiO2 — 9,8 [19, 20].
В целом погодные условия вегетационного периода были не благоприятны для роста и развития культурных растений. Повышение температуры воздуха выше 30°С и отсутствие осадков в критические периоды развития растений не позволили сформировать высокий урожай.
Схема опыта включала 4 варианта: 1. Контроль (без внесения ФГ); 2. Фон 1М12Р52 — внесение аммофоса в дозе 150 кг/га; 3. Фон + внесение ФГ в дозе 4 т/га; 4. Фон + внесение ФГ в дозе 8 т/га. Фосфогипс вносили весной под культивацию. Технология возделывания подсолнечника общепринятая для Саратовской области. Высевался раннеспелый гибрид подсолнечника Махаон. Гибрид отличается очень высокой экологической пластичностью для всех почвенно-климатических зон.
Обсуждение результатов
Плотность почвы является одним из интегральных показателей плодородия. Она определяет воздушный и водный режимы почвы. На переуплотненных почвах снижаются темпы роста и развития растений, а также урожайность. Плотность почвы под посевами подсолнечника в слое 0-30 см изменялась по вариантам опыта (табл. 1). Более всего показатель снижался в вариантах с внесением ФГ, что, возможно, обусловлено лучшим развитием растений подсолнечника, главным образом, его корневой системы, которая более эффективно разрыхляла почву. Другой причиной, возможно, является то, что с внесением ФГ существенно увеличивается содержание кальция в почве, что улучшало ее структуру и влияло на ее плотность.
Так, в варианте с внесением 4 т/га ФГ плотность в слое 0-30 см составила 1,19 г/см3, что на 11,9% ниже, чем на контроле. Увеличение дозы ФГ до 8 т/га снизило плотность почвы на 14,1% по сравнению с вариантами без внесения ФГ. Однако двукратное увеличение дозы ФГ привело к снижению плотности почвы лишь на 2,2%.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что внесение в почву ФГ имеет свое положительное действие и является достаточно перспективным приемом мелиорации, обеспечивающим значительное улучшение физических свойств почв.
Внесение минеральных удобрений позволило снизить плотность темно- каштановых почв в слое 0-30 см лишь на 2% по сравнению с контролем, которая составила 1,32 г/см3. Аналогичная ситуация наблюдалась и по слоям почвы. Наибольшие положительные изменения в физических свойствах почвы (слой разрыхлялся) наблюдались в слое почвы 0-10 см, наименьшие сдвиги в разуплотнении происходили в слое почвы 20-30 см.
Применение минеральных удобрений и внесение ФГ повышало содержание элементов питания в почве, влияло на ее кислотность и содержание лабильного органического вещества (табл. 2).
Применение ФГ на фоне минеральных удобрений в среднем по опыту увеличивало содержание нитратного азота в слое почвы 0-30 см. Наибольшее содержание было на варианте при внесении ФГ в дозе 8 т/га и составило 5,1 мг/кг, что превышало контроль на 41,7%. При дозе ФГ в 4 т/га увеличивалось содержание азота в почве до 4,8 мг/кг, что выше контрольного варианта на 33,3%. Внесение только минеральных удобрений способствовало повышению содержание этого макроэлемента в почве лишь на 13,8%.
На всех вариантах опыта содержание в почве доступного фосфора увеличивалось. Более всего оно повысилось при внесении ФГ в дозе 8 т/га на фоне минеральных удобрений. Значение показателя составило 43,9 мг/кг, что превышало контрольный вариант с содержанием 30,6 кг/га, на 43,5%. Чуть меньше прирост был при дозе ФГ в 4 т/га, он составлял 28,1%. Использование только минерального удобрения обусловило повышение показателя до 37,4 мг/кг, что также превышало контрольный вариант.
Отмечено повышение средних показателей содержания обменного калия в почве по всем вариантам опыта, однако различия по величине показателя были незначительные и колебались от 280 мг/кг на контрольном варианте до 349 мг/кг на варианте с внесением ФГ в дозе 8 т/га, превышение составляло 24,6%.
Установлено, что применение средств химизации при возделывании подсолнечника оказывало значительное влияние на рН почвы.
На всех вариантах с внесением ФГ происходило раскисление почвы. Наибольшим оно было на варианте с применением ФГ в дозе 8 т/га и составляло 7,2 ед., при внесении ФГ в дозе 4 т/га — 6,9 ед. Это превышало контроль на 0,82 и 0,52 ед. соответственно. Данные значения укладывались в оптимальные показатели кислотности для подсолнечника.
Содержание лабильного органического вещества в почве также повышалось по всем вариантам опыта за счет лучшего развития растений, что являлось следствием улучшения минерального питания.
Экологическая оценка эффективности применения ФГ показала, что содержание тяжелых металлов в почве не превышало допустимых норм (табл. 3). Содержание в почве изменялось слабо и колебалась в пределах 0,28-0,31 мг/кг, что составляет 15% от ОДК. Аналогичная ситуация наблюдалась с А$, содержание которого в почве не зависело от внесения минеральных удобрений и ФГ и составляло по всем вариантам опыта не более 41% от ОДК, причем на контроле его содержание составляло 40% от ОДК.
Содержание РЬ в почве различалось по вариантам опыта, но не превышало ОДК. При внесении минеральных удобрений его содержание в почве практически не изменялось, а при внесении ФГ увеличивалось на 17,3 и 14,0% при дозах 8 и 4 т/га соответственно.
Содержание Zn также незначительно изменялось по вариантам опыта. При внесении ФГ оно составляло 9,2-13,3%. Такая же тенденция наблюдалась по содержанию N в почве, на вариантах с совместным внесением минеральных удобрений и ФГ превышение по сравнению с контролем было не более 18,7%.
Таблица 1
Плотность почвы в посевах подсолнечника, г/см3
Слой почвы, см Варианты опыта
Контроль Фон Фон + 4 т/га ФГ Фон + 8 т/га ФГ
0-10 1,31 1,29 1,17 1,13
10-20 1,35 1,32 1,19 1,15
20-30 1,38 1,34 1,22 1,19
0-30 1,35 1,32 1,19 1,16
Таблица 2
Содержание питательных веществ в посевах подсолнечника (слой 0-30 см)
Варианты опыта Содержание в почве рHн2о
NO3 P2O5 K2O гумус, %
мг/кг
Контроль 3,6 30,6 280 1,9 6,38
Фон 4,1 37,4 285 2,0 5,88
Фон + 4 т/га ФГ 4,8 39,2 320 2,2 6,90
Фон + 8 т/га ФГ 5,1 43,9 349 2,1 7,20
Таблица 3
Содержание тяжелых металлов в посевах подсолнечника (слой 0-30 см)
Варианты опыта Содержание, мг/кг
свинец (Pb) кадмий (Cd) цинк (Zn) мышьяк (As) никель (Ni)
Контроль 7,63 0,28 41,70 4,0 28,42
Фон 7,85 0,29 42,09 3,9 29,06
Фон + 4 т/га ФГ 8,39 0,31 45,52 4,1 32,47
Фон + 8 т/га ФГ 8,95 0,30 47,23 3,9 33,76
ОДК 130,00 2,00 220,00 10,00 60,00
s
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 1 (379) / 2021
www.mshj.ru
Подсолнечник относится к числу высокодоходных культур. Высокое содержание жира (50-55%) и белка (20-23%) в семенах, широкий ассортимент продукции, вырабатываемой из семян подсолнечника, и постоянно увеличивающийся спрос на них стали причиной резкого расширения посевных площадей этой культуры в Саратовской области.
Основными элементами структуры урожая подсолнечника являются масса 1000 семян и семян с одной корзинки. В свою очередь, масса семянок с одной корзинки зависит от диаметра корзинки и количества в ней семян. Высота растений свидетельствует о развития подсолнечника. Определение структуры урожая подсолнечника позволило установить влияние различных доз ФГ на формирование урожая подсолнечника (табл. 4).
Под влиянием минеральных удобрений и различных доз ФГ высота растений изменялась в пределах 108,8-122,5 см. Наибольшая высота растений наблюдалась на варианте с применением ФГ в дозе 4 т/га, при внесении ФГ в дозе 8 т/га высота была такой же и составляла 122,5 и 122,7 см соответственно. Это превышало вариант без применения удобрений и мелиорантов на 11%. Значение этого показателя на контроле составило 110,3 см, а в варианте с внесением минеральных удобрений — 108,8 см, различия не достоверны.
Диаметр корзинки подсолнечника также различался по вариантам опыта. Наименьшим он был на контроле и составлял 11,3 см. При внесении ФГ различий по величине показателя нет — 122,7 и 122,5 см. Внесение только минеральных удобрений приводило к формированию этого показателя на уровне контроля — 108,8 см.
На контроле число семян с одной корзинки формировалось на уровне 320 шт. Набольшим оно было при совместном внесении минеральных удобрений и ФГ в дозе 8 т/га — 405 шт. Снижение дозы ФГ до 4 т/га обусловило снижение числа семян в корзинке на 3% и составляло 390 шт. На варианте с применением фоновой дозы аммофоса этот показатель превышал контроль на 13%.
Масса семян с одной корзинки на вариантах с внесением различных доз ФГ практически не различалась. Для дозы 4 т/га она составляла 35,1 г, а для дозы 8 т/га — 35,6 г, что превосходит контрольный вариант на 38%. Масса 1000 семян также различалась по вариантам опыта. Без применения средств химизации этот показатель составил 81,3 г. При внесении ФГ она колебалась от 88,1 до 90,0 г. Стоит отметить, что разница в дозе ФГ незначительно сказалась на массе 1000 семян. Эти варианты по величине показателя превосходили контрольный на 8,4-10,7%.
Востребованность продукции растениеводства на рынке определяется ее качеством, для подсолнечника таким показателем служит мас-личность семян, которая по вариантам опыта возрастала при применении ФГ и минеральных удобрений (табл. 5). При внесении ФГ мас-личность практически не зависела от его дозы, разница составляла лишь 1,5%. Однако оба варианта превосходили контрольный на 2,3-3,8% масличности.
При внесении минеральных удобрений разница с вариантом, где они не вносились, составила 1,3%. Стоит заметить, что более всего мас-личность повысилась на варианте с внесением 4 т/га ФГ и составила 49,1%.
Важным показателем качества является безопасность продукции. По всем вариантам опыта содержание тяжелых металлов в растительном сырье не превышало предельно допустимого уровня (табл. 6). Внесение удобрений и ФГ не привело к увеличению содержания мышьяка в семенах подсолнечника. Этот показатель по вариантам опыта колебался в пределах 0,11-0,17 мг/кг.
При внесении ФГ по сравнению с контрольным вариантом содержание свинца было выше на 20,6-67,6%. Внесение минеральных удобрений также повышало концентрацию свинца в растительном сырье до 0,36 мг/кг сухого вещества, что выше контроля на 5,8%.
Более всего внесение ФГ повышало содержание в семенах подсолнечника, оно доходило до 0,086 мг/кг при внесении 8 т/га и до 0,069 мг/ кг при внесении 4 т/га. Это превышает контрольный вариант на 65,4 и 32,7% соответственно. Внесение только минеральных удобрений практически не влияло на содержание в семенах подсолнечника. Однако во всех случаях получе-
на продукция, полностью отвечающая санитарно-гигиеническим нормам.
Важнейшим показателем при оценке любого агроприема является урожайность. При использовании минеральных удобрений и ФГ урожайность подсолнечника в зависимости от дозы достоверно увеличивалась, получена прибавка по всем вариантам (табл. 7). На контроле урожайность составила 1,63 т/га, при внесении аммофоса в дозе 150 кг/га урожай семян увеличился на 25,8% и достигал 2,05 т/га. Внесение при культивации минеральных удобрений совместно с ФГ в дозе 4 т/га обеспечило получение прибавки к контролю 0,65 т/га, а при дозе 8 т/га — 0,70 т/га.
Расчет экономической эффективности применения ФГ при возделывании подсолнечника показал, что все варианты опыта были экономически выгодны (табл. 8).
При калькуляции затрат в варианте с внесением ФГ исходили из условий его транспортировки на расстояние не более 15 км от места складирования до поля. При расчете стоимости
Таблица 4
Структура урожая подсолнечника
Варианты опыта Высота растений, см Диаметр корзинки, см Число семян с 1 корзинки, шт. Масса, г
семян с 1 корзинки 1000 семян
Контроль 110,3 11,3 320 25,9 81,3
Фон 108,8 12,1 370 31,5 85,1
Фон + 4 т/га ФГ 122,7 13,5 390 35,1 90,0
Фон + 8 т/га ФГ 122,5 12,9 405 35,6 88,1
Таблица 5
Масличность семян подсолнечника
Варианты опыта Масличность, % Прибавка к контролю, %
абсолютная относительная
Контроль 45,8 - -
Фон 47,1 1,30 2,84
Фон + 4 т/га ФГ 49,6 3,80 8,30
Фон + 8 т/га ФГ 48,1 2,30 5,02
Таблица 6
Содержание тяжелых металлов в подсолнечнике
Варианты опыта Содержание в семенах, мг/кг сухого вещества
свинец(РЬ) кадмий (СЬ) мышьяк (Аз)
Контроль 0,34 0,052 0,015
Фон 0,36 0,054 0,011
Фон + 4 т/га ФГ 0,41 0,069 0,016
Фон + 8 т/га ФГ 0,57 0,086 0,017
ПДУ 1,0 0,1 0,3
Таблица 7
Урожайность подсолнечника
Варианты опыта Урожайность, т/га Прибавка к контролю
т/га %
Контроль 1,63 - -
Фон 2,05 0,42 25,8
Фон + 4 т/га ФГ 2,28 0,65 39,9
Фон + 8 т/га ФГ 2,33 0,70 42,9
НСР05 0,071
Гф факт 207,9
г теоо 3,86
ш
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
Таблица 8
Экономическая эффективность возделывания подсолнечника
Варианты опыта Урожайность, т/га Стоимость продукции Затраты Условный чистый доход Себестоимость 1 т, тыс. руб. Уровень рентабельности, %
тыс. руб./га
Контроль 1,63 25,27 9,0 5,52 16,27 180,72
Фон 2,05 34,85 12,0 5,85 22,85 190,42
Фон + 4 т/га ФГ 2,28 38,76 13,02 5,71 25,74 197,70
Фон + 8 т/га ФГ 2,33 39,61 13,74 5,90 25,87 188,28
продукции принималось во внимание то, что на контроле качество маслосемян подсолнечника было ниже, что обуславливало его более низкую стоимость. При расчетах использовались средневзвешенные цены на маслосемена.
Наиболее рентабельным оказалось возделывание подсолнечника при внесении ФГ в дозе 4 т/га — 197,7%. Чуть меньше этот показатель был на варианте при внесении минерального удобрения — 190,42%. Наименьшая рентабельность отмечена на контроле — 180,72%, что объясняется наименьшей урожайностью подсолнечника на контроле. В варианте опыта с совместным внесением минеральных удобрений — аммофоса в дозе 150 кг/га и ФГ в дозе 8 т/га рентабельность была 188,28%, что ниже, чем на аналогичном варианте внесения минеральных удобрений и ФГ в дозе 4 т/га. Это объясняется высокими затратами на внесение ФГ и небольшой прибавкой урожайности по сравнению с дозой внесения ФГ 4 т/га.
Заключение
Таким образом, внесение ФГ снижает плотность темно-каштановых почв в слое 0-30 см. С увеличением дозы ФГ разуплотнение пахотного горизонта происходило эффективнее. Увеличение дозы ФГ с 4 до 8 т/га приводило к снижению плотности почвы до 1,16 г/см3 или на 14% по сравнению с контролем.
Внесение ФГ и минеральных удобрений приводило к увеличению содержания в почве элементов питания, раскислению почвы и повышению содержания органического вещества. При внесении 8 т/га ФГ наблюдалось наибольшее увеличение содержания в почве азота, фосфора и калия — на 41,7, 43,5 и 24,6% соответственно. Внесение минеральных удобрений и ФГ в дозе 4 т/га способствовало увеличению этих показателей на 33,3, 28,1 и 14,3% соответственно.
Применение ФГ способствовало сдвигу реакции почвенной среды в сторону нейтральной. С увеличением дозы внесения увеличивался дрейф показателя. Так, при дозе 4 т/га ФГ разница с контрольным вариантом составила 0,52 ед. рН, при внесении 8 т/га — 0,82 ед.
Экологическая оценка эффективности применения ФГ не выявила рисков загрязнения почвы и растений при использовании в системе удобрения ФГ в дозе, не превышающей 8 т/га. Содержание тяжелых металлов по всем вариантам опыта не превышало допустимых норм.
Применение ФГ обусловило увеличение всех показателей структуры урожая. Однако при максимальной дозе ФГ 8 т/га подсолнечник формировал более щуплые семена, чем при дозе 4 т/га. Различие по массе 1000 семян между этими вариантами составило 1,9 г.
Внесение ФГ улучшает качество продукции, наибольшая масличность наблюдалась на варианте с внесением 4 т/га и составляла 49,6%. Увеличение дозы ФГ вдвое приводило к снижению масличности семян до 48,1%.
Применение ФГ в дозе 4 т/га приводило к достоверной прибавке урожая — 0,65 т/га. Этот вариант был наиболее рентабельным — 197,7%. Дальнейшее увеличение дозы ФГ до 8 т/га снизило рентабельность до 188,28%, несмотря на более высокую урожайность. Это связано с большими затратами на внесение и транспортировку ФГ.
Литература
1. Непряхин А.Е., Сенаторов П.П., Карпова М.И. Фосфатно-сырьевая база России: новые технологии и перспективы освоения // Горная техника. 2009. № 4. С. 136-144.
2. Некрасов Р.В., Аканова Н.И., Шеуджен А.Х., Ви-зирская М.М. Перспективы применения фосфогипса, как химического мелиоранта, в земледелии Российской Федерации // Международный сельскохозяйственный журнал. 2019. № 6 (372). С. 93-98.
3. Аканова Н.И., Шеуджен А.Х., Визирская М.М. Эффективность фосфогипса как химического мелиоранта и минерального удобрения на урожайность подсолнечника и кукурузы в условиях выщелоченного чернозема Краснодарского края // Нива Поволжья. 2018. № 2 (47). С. 40-49.
4. Аканова Н.И., Шеуджен А.Х., Визирская М.М., Андреев А.А. Агроэкологическая эффективность нейтрализованного фосфогипса как химического мелиоранта и фосфорсодержащего минерального удобрения в условиях богарного земледелия Краснодарского края // Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. № 2. С. 32-37.
5. Коробанова Т.Н. Российский и зарубежный опыт утилизации фосфогипса // Наука вчера, сегодня, завтра: сборник статей по материалам XL международной научно-практической конференции. № 11 (33). Новосибирск: СибАК, 2016. С. 63-71.
6. Иваницкий В.В., Классен П.В., Новиков А.А. и др. Фосфогипс и его использование. М.: Химия, 1990. 224 с.
7. Шершнев О.В. Оценка воздействия отходов фосфогипса на компоненты окружающей среды // Экологический вестник. 2016. № 2 (36). С. 97-103.
8. Бекбаев Р. Мелиоративная эффективность фосфогипса на орошаемых землях бассейна рек Аса-Талас // Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. № 1. С.5-11.
9. Белюченко И.С., Добрыднев Е.П., Муравьев Е.И. и др. Использование фосфогипса для рекультивации загрязненных нефтью почв // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2008. № 3. С. 72-77.
10. Белюченко И.С., Муравьев Е.И. Влияние отходов промышленного и сельскохозяйственного производства на физико-химические свойства почв // Экологический Вестник Северного Кавказа. 2009. Т. 5. № 1. С. 84-86.
11. Ангелов А.И., Левин Б.В. Черненко Ю.Д. Фосфатное сырье: справочник. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. 120 с.
12. Калиниченко В.П. Эффективное использование фосфогипса в земледелии // Питание растений. 2017. № 1. С. 2-33.
13. Апатитовый и нефелиновый концентрат: минеральная база, перспективы. URL: http://www. newchemistry.ru/printletter.php?n_id =2410
14. Ивочкина М.А. Изучение техногенных отложений в отвалах фосфогипса при переработке исходного формирования свойств сырья различных месторождений // Инженерный вестник Дона. 2013. № 1. URL: http:// www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2013/1535
15. Шильников И.А., Аканова Н.И. Состояние и эффективность химической мелиорации почв в земледелии Российской Федерация различных форм каль-цийсодержащих удобрений при возделывании риса // Плодородие. 2013. № 1. С. 9-13.
16. Кавхута Г.А., Ратько А.И., Ицакова Д.А., Слобо-дин В.И., Терещенко М.И. Композиция для фиксации радионуклидов цезия и стронция: Патент BY 3603 (опубликован 30.12.2000).
17. Hilton, J. (2010) Phosphogypsum (PG): Uses and Current Handling Practices Worldwide. Julian Hilton. In: Proc. 25th Annual Lakeland Regional Phosphate Conference. Lakeland, USA.
18. Gezer, F., Turhan S., Ugur, F.A. et al. (2012). Natural radionuclide content of disposed phosphogypsum as TENORM produced from phosphorus fertilizer industry in Turkey. Annals of Nuclear Energy, vol. 50, pp. 33-37.
19. Яковлева А.С., Каниськин М.А., Терехова В.А. Экологическая оценка почвогрунтов, подверженных воздействию фосфогипса // Почвоведение. 2013. № 6. С. 737-743.
20. Аканова Н.И. Фосфогипс нейтрализованный — перспективное агрохимическое средство интенсификации земледелия (по материалам семинаров ОАО «МКХ» ЕвроХим») // Плодородие. 2013. № 1 (70). С. 2-7.
Об авторах:
Аканова Наталья Ивановна, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории известковых удобрений и химической мелиорации, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3153-6740, n_akanova@mail.ru
Дубровских Лидия Николаевна, начальник агрономической службы, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7127-308X, ldubrovskikh@phosagro.ru Денисов Константин Евгеньевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры земледелия, мелиорации и агрохимии, ORCID: http://orcid.org/ 0000-0002-9222-8103, denisovke@sgau.ru
10 -
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 1 (379) / 2021 www.mshj.ru
EFFECTIVENESS OF PHOSPHOGYPS ON DARK CHESTNUT SOILS IN SUNFLOWER CROPS
N.I. Akanova1, L.N. Dubrovskikh2, K.E. Denisov3
'All-Russian Research Institute of Agrochemistry named after D.N. Pryanishnikov,
Moscow, Russia
JSC "Apatit'I Moscow, Russia
3Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia
The possibility of using multi-ton waste of the chemical industry — phosphogyps (FG) as a reclamation and complex mineral fertiliser is considered. The results of field experience have proved the feasibility of using FG in resource-saving technologies of agricultural production. Studies have shown that the introduction of FG significantly reduces the density of dark brown soils in the layer 0-30 cm. With an increase in the dose of FG, the sealing of the arable horizon was more effective up to 1.16 g/cm3 or 14%. The introduction of FG has led to an increase in the content of food in the soil and an increase in the content of organic matter. With the introduction of 8 t/ha of FG on the background of mineral fertilizers, the largest increase in the soil of nitrogen, phosphorus and potassium was observed: by 41.7, 43.5 and 24.6%, respectively. The use of FG has contributed to a shift in the soil reaction towards neutral. With the increase in the dose of FG increased the drift of the indicator, so at a dose of 4 t/ha, the difference with the control option was 0.52 units, with the introduction of 8 t/ha 0.82 units. An environmental assessment of the effectiveness of FG did not reveal contamination of soils and sunflower plants with heavy metals. In the context of the use of the reclamation, an increase in all indicators of the harvest structure was revealed, the best indicators were on the background of the 4 t/ha of FG. The increase in the dose of FG halved led to a reduction in the oilseed to 48.1%. The use of mineral fertilizers in combination with FG in a dose of 4 t/ha ensured an increase in the harvest of 0.65 t/ha. Further increase in the dose of phosphogyps to 8 t/ha reduced the profitability to 188.28%, despite higher yields, which is associated with higher costs for the introduction and transportation of FG. Keywords: phosphogyps, sunflower, seed quality, yield, heavy metals, fertility.
References
1. Nepryakhin, A.E., Senatorov, P.P., Karpova, M.I. (2009). Fosfatno-syr'evaya baza Rossii: novye tekhnologii i perspe-ktivy osvoeniya [Russia's phosphate and raw materials base: new technologies and prospects for development]. Gornaya tekhnika [Mining technology], no. 4, pp. 136-144.
2. Nekrasov, R.V., Akanova, N.I., Sheudzhen, A.Kh., Vizir-skaya, M.M. (2019). Perspektivy primeneniya fosfogipsa, kak khimicheskogo melioranta, v zemledelii Rossiiskoi Federatsii [Prospects of applying phosphogyps as a chemical reclaimer, in agriculture of the Russian Federation]. Mezhdunarodnyi sel'skokhozyaistvennyi zhurnal [International agricultural journal], no. 6 (372), pp. 93-98.
3. Akanova, N.I., Sheudzhen, A.Kh., Vizirskaya, M.M. (2018). Ehffektivnost' fosfogipsa kak khimicheskogo melio-ranta i mineral'nogo udobreniya na urozhainost' podsol-nechnika i kukuruzy v usloviyakh vyshchelochennogo cher-nozema Krasnodarskogo kraya [Efficiency of phosphogyps, as a chemical reclaimorant and mineral fertilizer on the yield of sunflower and corn in the conditions of leached black earth Krasnodar region]. Niva Povolzh'ya, no. 2 (47), pp. 40-49.
4. Akanova, N.I., Sheudzhen, A.Kh., Vizirskaya, M.M., Andreev, A.A. (2018). Agroehkologicheskaya ehffektivnost' neitralizovannogo fosfogipsa kak khimicheskogo melioranta i fosforsoderzhashchego mineral'nogo udobreniya v usloviyakh bogarnogo zemledeliya Krasnodarskogo kraya [Agroecological efficiency of neutralized phosphogyps, as a chemical reclaimer and phosphorus-containing mineral fertilizer in the conditions of the rich agriculture of the Krasnodar region]. Mezhdunarodnyi sel'skokhozyaistvennyi zhurnal [International agricultural journal], no. 2, pp. 32-37.
5. Korobanova, T.N. (2016). Rossiiskii i zarubezhnyi opyt utilizatsii fosfogipsa [Russian and foreign experience of recycling phosphogypsus]. Nauka vchera, segodnya, zavtra: sbornik statei po materialam XL mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Science yesterday, today, tomorrow: collection of articles based on the materials of the XL International scientific and practical conference], no. 11 (33). Novosibirsk, SibAK Publ., pp. 63-71.
6. Ivanitskii, V.V., Klassen, P.V., Novikov, A.A. i dr. (1990). Fosfogips i ego ispol'zovanie [Fosfogips and its use]. Moscow, Khimiya Publ., 224 p.
7. Shershnev, O.V. (2016). Otsenka vozdeistviya otk-hodov fosfogipsa na komponenty okruzhayushchei sredy [Assessment of the impact of phosphogyps waste on environmental components]. Ehkologicheskii vestnik [Environmental gazette], no. 2 (36), pp. 97-103.
8. Bekbaev, R. (2017). Meliorativnaya ehffektivnost' fosfogipsa na oroshaemykh zemlyakh basseina rek Asa-Talas [Meliorative efficiency of phosphogyps in the irrigated lands of the Asa-Thalas]. Mezhdunarodnyi sel'skokhozyaistvennyi zhurnal [International agricultural journal], no. 1, pp. 5-11.
9. Belyuchenko, I.S., Dobrydnev, E.P., Murav'ev, E.I. i dr. (2008). Ispol'zovanie fosfogipsa dlya rekul'tivatsii zagry-aznennykh neft'yu pochv [Use of phosphogyps for the reclamation of oil-contaminated soils]. Trudy Kubanskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta [Transactions of Kuban state agrarian university], no. 3, pp. 72-77.
10. Belyuchenko, I.S., Murav'ev, E.I. (2009). Vliyanie ot-khodov promyshlennogo i sel'skokhozyaistvennogo proiz-vodstva na fiziko-khimicheskie svoistva pochv [Impact of industrial and agricultural waste on the physical and chemical properties of soils]. Ehkologicheskii Vestnik Severnogo Kavkaza [The North Caucasus Ecological Herald], vol. 5, no. 1, pp. 84-86.
11. Angelov, A.I., Levin, B.V. Chernenko, Yu.D. (2000). Fosfatnoe syr'e: spravochnik [Phosphate raw: handbook]. Moscow, Nedra Business Center LLC, 120 p.
12. Kalinichenko, V.P. (2017). Ehffektivnoe ispol'zovanie fosfogipsa v zemledelii [Effective use of phosphogyps in agriculture]. Pitanie rastenii [Plant nutrition], no. 1, pp. 2-33.
13. Apatitovyi i nefelinovyi kontsentrat: mineral'naya baza, perspektivy [Apatite and non-feline concentrate: mineral base, perspectives]. Available at: http://www.newchem-istry.ru/printletter.php?n_id =2410
14. Ivochkina, M.A. (2013). Izuchenie tekhnogennykh otlozhenii v otvalakh fosfogipsa pri pererabotke iskhodnogo formirovaniya svoistv syr'ya razlichnykh mestorozhdenii
[Study of man-made sediments in phosphogyps dumps in the processing of the initial formation of raw materials of various deposits]. Inzhenernyi vestnik Dona [Don's Engineering Gazette], no. 1. Available at: http://www.ivdon.ru/magazine/ archive/n1y2013/1535
15. Shil'nikov, I .A., Akanova, N.I. (2013). Sostoya-nie i ehffektivnost' khimicheskoi melioratsii pochv v zemledelii Rossiiskoi Federatsiya razlichnykh form kal'tsiisoderzhashchikh udobrenii pri vozdelyvanii risa [The condition and effectiveness of chemical soil reclamation in the agriculture of the Russian Federation of various forms of calcium-containing fertilizers in rice cultivation]. Plodorodie [Fertility], no. 1, pp. 9-13.
16. Kavkhuta, G.A., Rat'ko, A.I., Itsakova, D.A., Slo-bodin, V.I., Tereshchenko, M.I. (2000). Kompozitsiya dlya fiksatsii radionuklidov tseziya i strontsiya: Patent BY 3603 [Composition for fixing radionuclides cesium and strontium: Patent BY 3603] (published 30.12.2000).
17. Hilton, J. (2010). Phosphogypsum (PG): Uses and Current Handling Practices Worldwide. Julian Hilton. In: Proc. 25th Annual Lakeland Regional Phosphate Conference. Lakeland, USA.
18. Gezer, F., Turhan S., Ugur, F.A. et al. (2012). Natural radionuclide content of disposed phosphogypsum as TENORM produced from phosphorus fertilizer industry in Turkey. Annals of Nuclear Energy, vol. 50, pp. 33-37.
19. Yakovleva, A.S., Kanis'kin, M.A., Terekhova, V.A. (2013). Ehkologicheskaya otsenka pochvogruntov, podver-zhennykh vozdeistviyu fosfogipsa [Environmental assessment of soil-prone phosphogyps]. Pochvovedenie [Soil science], no. 6, pp. 737-743.
20. Akanova, N.I. (2013). Fosfogips neitralizovannyi — perspektivnoe agrokhimicheskoe sredstvo intensifikatsii zemledeliya (po materialam seminarov OAO «MKKH» Ev-roKhim») [Phosphogyps neutralized -promising agrochemi-cal means of intensification of agriculture (according to the materials of the seminars of "MKH" EuroChem")]. Plodorodie [Fertility], no. 1 (70), pp. 2-7.
About the authors:
Natalia I. Akanova, doctor of biological sciences, professor, chief researcher of the laboratory of lime fertilizers and chemical melioration, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3153-6740, n_akanova@mail.ru
Lidia N. Dubrovskikh, head of agronomy service, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7127-308X, ldubrovskikh@phosagro.ru
Konstantin E. Denisov, doctor of agricultural sciences, professor, professor of the department of agriculture, land reclamation and agrochemistry,
ORCID: http://orcid.org/ 0000-0002-9222-8103, denisovke@sgau.ru
n_akanova@mail.ru
