CC BY
17
УДК 631.45(470.323)
ФОСФАТНЫЙ РЕЖИМ ЗОНАЛЬНЫХ ПОЧВ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕСТНЫХ СЫРОМОЛОТЫХ ФОСФОРИТОВ ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ИХ ПЛОДОРОДИЯ
НЕДБАЕВ ВН.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д. Мухи, ФГБОУ Курская ГСХА, е-mail: nedbaevviktor@mail.ru; 89103189725.
МАЛЫШЕВА Е.В.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д. Мухи, ФГБОУ Курская ГСХА, maleshevae1981@mail.ru; 89102158037.
ТРУТАЕВА Н.Н.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д. Мухи, ФГБОУ Курская ГСХА, nina.trutaeva@yandex.ru; 89050421090.
БАЛАКИНА ТР.,
магистрант кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д. Мухи, ФГБОУ Курская ГСХА, balakina.tatjana2017@yandex.ru; 89207280417.
Реферат. Низкая обеспеченность зональных почв Курской области подвижными формами фосфатов приводит к снижению эффективности других удобрений, что является причиной низкой продуктивности земледелия. Исследования по изучению эффективности применения фосфоритной муки в составе мелиоративной смеси проводились в 2017-2019 гг. в условиях производственного опыта, в пятипольном зернопропашном севообороте в условиях лесостепи Курской области. Полевой производственный опыт, заложенный в ООО «Благодатное» Коренев-ского района в 2016 г., подтвердил её высокую эффективность.
По результатам исследований применение фосфоритной муки в почвенно-климатических условиях юго-западной части Курской области на темно-серой лесной почве с рЦш), равное 4,2 единицы и содержанием подвижного фосфора в пересчете на Р2О5 менее 70 мг/кг в норме 2,0 т/га в составе мелиоративной смеси однократно за ротацию пятипольного зернопропашного севооборота обеспечивает прибавку урожайности в среднем на 16-20 %. При этом гидролитическая кислотность снижается на 8,8 %, а сумма поглощенных оснований увеличивается на 7,5 %. Мелиоративная смесь обеспечивает повышение урожая сои на 5,4 ц/га, а последействие её на озимой пшенице равно прибавке в урожайности зерна 8,0 ц/га, корнеплодов сахарной свеклы в 120 ц/га по сравнению с контролем.
В настоящее время научные исследования ведутся в направлении совместного внесения разработанной нами мелиоративной смеси с органическими и минеральными удобрениями.
Ключевые слова: сыромолотые конкреционные фосфориты, дозы, фосфатный режим, биомасса, плодородие, гранулированная фосфоритная мука.
PHOSPHATE REGIME OF ZONAL SOILS OF THE KURSK REGION AND THE USE OF LOCAL RAW-GROUND PHOSPHORITES TO PRESERVE AND INCREASE THEIR FERTILITY
NEDBAEV V.N.,
candidate of agricultural Sciences, associate Professor of the Department of soil science and General agriculture named after Professor V.D. Mukha, Kursk state agricultural Academy; e-mail: nedbaevviktor@mail.ru; 89103189725.
MALYSHEVA E.V.,
candidate of agricultural Sciences, associate Professor of the Department of soil science and General agriculture named after Professor V.D. Mukha, Kursk state agricultural Academy,
maleshevae1981@mail.ru; 89102158037. TRUTAEVA N.N.,
candidate of agricultural Sciences, associate Professor of the Department of soil science and General agriculture named after Professor V.D. Mukha, Kursk state agricultural Academy; nina.trutaeva@yandex.ru; 89050421090.
BALAKINA T.R.,
master's student of the Department of soil science and General agriculture named after Professor V. D. Mukha Kursk state agricultural Academy balakina.tatjana2017@yandex.ru; 89207280417.
Essay. Low availability of mobile forms of phosphates in the zonal soils of the Kursk region leads to a decrease in the efficiency of other fertilizers, which is the reason for low agricultural productivity. Research on the effectiveness of the use of phosphorous flour as part of a reclamation mixture was conducted in 2017-2019 under the conditions of production experience, in a five-field grain crop rotation in the conditions of the forest-steppe of the Kursk region. Field production experience established in LLC "Blagodatnoye" of Korenevsky district in 2016 confirmed its high efficiency. According to the results of research, the use of phosphorous flour in the soil and climatic conditions of the SouthWestern part of the Kursk region on dark gray forest soil with a pH(kcl) equal to 4.2 units and the content of mobile phosphorus in terms of P2O5 less than 70 mg/kg at a rate of 2.0 t/ha as part of a reclamation mixture once per rotation of a five-field grain crop rotation provides an increase in yield by an average of 16-20 %. While hydrolytic acidity is reduced by 8.8 %, and the amount of absorbed bases increased by 7.5 %. Reclamation mixture provides a higher yield of soybean 5.4 t/ha and the residual effect of it on winter wheat equal to the increase in grain yield of 8.0 t/ha, sugar beet roots at 120 kg/ha compared to control. Currently, scientific research is being conducted in the direction of joint application of the reclamation mixture developed by us with organic and mineral fertilizers.
Keywords: raw-ground nodule phosphorites, doses, phosphate regime, biomass, fertility, granulated phosphor flour.
Введение. О роли фосфора в питании растений и сохранении плодородия почв красноречиво высказался А.Е. Ферсман: «..фосфор -элемент жизни и мысли - он будет нужен человечеству всегда, и это необходимо иметь в виду, как сегодня, так и в будущем» [7]. Д.Н. Прянишников предвидя это будущее, зная о первостепенной важности фосфора в сохранении плодородия почв указывал: «...наше внимание должно быть, где только возможно, обращено на самый дешёвый источник фосфора - на фосфориты» [3].
Фосфатный режим почв наряду с другими агрогенетическими показателями формирует их естественное плодородие и эффективность системы удобрения, которая не менее чем на 50 % определяет уровень урожайности выращиваемых сельскохозяйственных культур региона. Динамика содержания доступного фосфора в зональных почвах Курской области зависит от многих факторов, но главным является уровень применения фосфорных удобрений и превращение их в доступные для растений соединения [1, 9, 10-12].
Материал и методика исследования. Данные 7-го цикла агрохимического обследо-
вания почв Курской области показывают, что 30 % пахотных земель имеют повышенное и высокое содержание подвижного фосфора. Средневзвешенное содержание фосфора повысилось за исследуемый период в 1,7 раза, что свидетельствует о создании значительных запасов этого элемента за пятидесятилетний период интенсивного развития сельского хозяйства. Очевидно, что каждые 100 кг Р2О5, внесенные за этот период повысили содержание подвижных форм фосфора в пахотном слое на 10 мг Р2О5 на 1 кг почвы. Это повышение произошло частично за счет фосфори-тования и внесения фосфорных удобрений, что соответствует нормативному расходу Р2О5 на повышение содержания в почве подвижного фосфора на 10 мг/кг почвы [8].
В настоящее время в целом по области средневзвешенный показатель Р2О5 составляет 130 мг/кг почвы. Более 30% пахотных земель, или около 500 тыс. га обследованной пашни, имеют низкое содержание Р2О5 (до 70 мг Р2О5 на кг почвы, при оптимальном показателе -250-300 мг/кг почвы). Важно отметить и другое. Все пахотные почвы (дерново-подзолистые, серые лесные и черноземы) ха-
растеризуются еще и повышенной кислотностью (средневзвешенное значении рН(ка) по области составляет 5, 4).
В таких почвах существенно снижается доступность фосфора из фосфорных удобрений (одно и двухзамещенных фосфатов кальция и магния) и устойчивость земледелия (получение высоких, стабильных урожаев сельскохозяйственных культур).
Уменьшение внесения фосфорных удобрений сопровождается падением почвенного плодородия, снижением гумусообразования, увеличением кислотности почвы и, как следствие, снижением продуктивности всех видов сельскохозяйственных культур. Более половины пахотных земель Курской области (более 1 млн га) нуждаются в фосфоритовании и известковании. Это вызывает необходимость изучения и использования местных сыромо-лотых фосфоритов для повышения плодородия почв и улучшения экологического состояния природной среды.
Для использования фосфоритов в мелиоративных целях и как фосфорное удобрение необходимо:
- возобновить добычу фосфоритов и производство из них гранулированной фосфоритной муки;
- разработать производство гранулированного известкового материала (CaCO3) из местного сырья.
На территории Курской области разведано огромное количество агрохимического сырья природного происхождения - фосфоритов, которые можно объединить в 4 группы; Дмитриевскую, Курскую, Щигровскую и Касторен-скую. Запасы фосфоритов 11 месторождений "курского саморода" превышают 340 миллионов тонн с содержанием фосфора в них более 50 млн. тонн.
Наиболее крупными месторождениями фосфоритов являются Уколовское, Щигров-ское, Трухачевское и Кошелевское.
1. Фосфориты Уколовского месторождения залегают тремя пластами, сцементированными в плиту. Мощность плиты равна 1,7 метра со средней продуктивностью до 800 килограммов на один квадратный метр, а запасы руды более 8,5 миллионов тонн.
2. Щигровское месторождение размещается в 1,5 километрах к востоку от ст. Щигры. Состоит оно из трех участков: Щигровского, Щигорчинского и Немцовского. Фосфориты залегают тремя слоями на глубине от 3 до 50 метров. Средняя мощность всех слоев колеблется от 0,6 до 1,0 метра. Запасы фосфоритов
на всех трех участках превышают 7 миллионов тонн. Из них наиболее крупным и продуктивным является Щигровский участок.
3. Трухачевское месторождение расположено в Щигровском районе. Состоит оно из пяти участков (Головинский, Петровский, Дубровский, Трухачевский и Степной). Фосфориты залегают тремя слоями на глубине от 3 до 35 метров. Общая мощность пластов колеблется от 0,7 до 1,0 метра. Средняя продуктивность пласта достигает 1800 килограммов на один квадратный метр. Запасы фосфоритов всех участков достигают 55 миллионов тонн.
4. Кошелевское месторождение расположено в Советском районе. Фосфориты залегают здесь двумя слоями на глубине от 20 до 30 метров от поверхности земли. Средняя мощность слоев равна 0,4 метра. Запасы превышают 17 миллионов тонн. Фосфоритная руда этих месторождений представляет собой осадочную горную породу, состоящую, главным образом, из фосфорнокислого кальция песчанистого типа. Желваковые песчанистые фосфориты содержат в среднем 12-20% фосфорной кислоты (в стяжениях - до 27%).
Наиболее освоенным является Уколовское месторождение фосфоритов, залегающих на небольшой глубине, запасы которых составляют 8,5 млн. тонн. Фосфоритная мука Са3(РО4)2Са(ОН)2.этого месторождения состоит в основном из желваковых фосфоритов осадочного происхождения. Это порошок серого, серокоричневого или бурого цвета различных оттенков, без запаха, без доступа атмосферных осадков не слеживается даже при длительном хранении и не теряет физико-химических свойств, не гигроскопичен, хорошо рассеивается, не токсичен, не вымывается из почвы. Для повышения эффективности использования фосфоритной муки необходимо её гранулировать. Создание в области современной технологии производства фосфоритной муки (высушивание, измельчение, обогащение, грануляция) позволит реализовать продукт не только внутри области, но и за её пределами. Известно, что разработка фосфоритов в Белгородской и Орловской областях не ведется.
Необходимость мониторинга фосфатного режима почв продиктована тем, что интенсивное сельскохозяйственное использование пашни приводит к снижению его в пахотном слое и изменению азотно-фосфорного равновесия.
Для компенсации вынесенного с урожаем сельскохозяйственных культур фосфора необ-
ходимо ежегодно вносить 40-60 кг/га усвояемого фосфора в виде гранулированной фосфоритной муки в составе мелиоративной смеси.
Результаты исследования. Сотрудниками кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д.Мухи ФГБОУ ВО Курская ГСХА была разработана мелиоративная смесь, состоящая из дефеката - СaCOз, фосфоритной муки-Caз(PO4)2 и сульфата магния -MgSO4. Это позволяет использовать известковые материалы из местных источников, таких как дефекат и фосфоритная мука, что существенно снижает производственные затраты при известковании и фосфоритовании кислых почв [2].
Оценка эффективности применения фосфоритной муки в составе мелиоративной смеси проводилась на серых лесных почвах в зерно-пропашном севообороте в юго-западной части Курской области. Установлено, что эффективность фосфоритной муки в составе мелиоративной смеси равна 70-80 % от равноценной дозы (по содержанию P2O5) суперфосфата.
Использование фосфоритной муки в мелиоративной смеси в дозе 2 т/га позволяет за ротацию севооборота повысить в почве содержание подвижного фосфора в пахотном слое на 40-50 мг/кг и довести его до оптимального уровня, т.е. фосфоритная мука служит надежным средством формирования целенаправленных фосфатных фонов почв.
Фосфоритная мука в составе мелиоративной смеси снижает кислотность, при этом карбонат кальция СаСО3 превращается в растворимую форму бикарбонат кальция Са(НСО3)2, а трех-замещенный фосфат кальция переходит в растворимую форму Ca(H2PO4)2. Химический состав фосфоритной муки позволяет с полным основанием считать её комплексным минеральным макро- и микроэлементным удобрением длительного действия на питательный режим выращиваемых сельскохозяйственных культур.
Темно-серые лесные слабооподзоленные почвы ООО «Благодатное» Кореневского района Курской области характеризуются преимущественно слабокислой реакцией среды и средним содержанием гумуса. Внесение фосфоритной муки позволяет, с одной стороны, стабилизировать кислотно-основное состояние почвы, а с другой стороны - оптимизировать содержание подвижного фосфора. Это обусловлено генетическими особенностями оподзоливания верхнего гумусово-элювиального горизонта и образования гумусово-иллювиального горизонта, т.е.
почвенный профиль этой почвы дифференцирован по элювиально-иллювиальному типу.
Установлено, что нейтрализующее действие мелиоративной смеси в пахотном горизонте оказалось более эффективным, нежели дефекат. Агрохимический анализ почвы показал, что внесение фосфоритной муки 2 т/га в составе мелиоративной смеси повышало содержание доступного фосфора в пахотном слое до 86 мг/кг почвы.
Прибавка урожая сои в первый год действия мелиоративной смеси составила 5,4 ц/га, при урожайности на контрольном варианте (без химической мелиорации) равной 26,3 ц/га.
Урожайность озимой пшеницы в полевом опыте в 2018 г. на контрольном варианте составила 54 ц/га. Мелиоративная смесь способствовала повышению урожайности озимой пшеницы. При этом увеличение дозы фосфоритов до 2 т/га дало прибавку урожая в 12 ц/га.
Последействие извести в виде дефеката, фосфоритной муки и сернокислого магния позволило существенно повысить урожайность сахарной свеклы. Прибавки урожая корнеплодов сахарной свеклы составляли 120-150 ц/га по разноудобренным вариантам по сравнению с контролем.
Наиболее экономически эффективным приемом внесения мелиоративной смеси под сахарную свеклу является её совместное применение с минеральными удобрениями на фоне последействия навоза-30 т/га. Чистый доход на данном варианте составляет 70 тыс. рублей, а уровень рентабельности 164 %.
На основе рекомендованной технологии с применением разработанной мелиоративной смеси была получена средняя урожайность фабричной сахарной свеклы 58 т/га. Производство фосфоритной муки из месторождений ''курского саморода'' и внесение её в почву в гранулированном виде является рентабельным, так как затраты на 1 тонну составляют около 40 % относительно затрат на производство двойного суперфосфата.
Дозы фосфоритной муки устанавливают расчетным способом по нормативам расхода Р2О5 для повышения содержания подвижного фосфора в почве на 10 мг/кг по формуле: Д = (В - А)хС/10, где Д - доза фосфоритной муки (Р2О5), кг д.в/га; В - планируемый уровень содержания Р2О5 в почве, мг/кг; А - фактическое содержание Р2О5 в почве, мг/кг; С - расход Р2О5 для повышения его содержания на 10 мг/кг почвы [4, 5, 6].
Таблица 1 - Дозы фосфоритной муки устанавливают в зависимости от содержания Р2О5 в почве [9]__
Доза Р2О5 кг/га Содержание подвижного фосфора в почве, мг/кг
480 До 50
360 51-100
240 101-150
120 151-250
0 Более 250
Таблица 2 - Расход фосфоритной муки (Р2О5, кг/га) на повышение содержания в почве подвижного^_
Почва Гранулометрический состав Р2О5, кг/га
I II III
Дерново-подзолистая Песчаная, супесчаная 60 55 50
легкосуглинистая 70 65 60
среднесуглинистая 90 80 70
тяжелосуглинистая 120 100 90
Дерновоглеевая тяжелосуглинистая 160 140 120
Серая лесная легкосуглинистая 80 70 60
среднесуглинистая 110 100 90
тяжелосуглинистая 140 120 100
Чернозем выщелоченный легкосуглинистая 90 80 70
среднесуглинистая 100 90 80
тяжелосуглинистая 120 100 90
Примечание. Группы обеспеченности: I -очень низкая (содержание Р2О5 0-25 мг/кг), II - низкая (содержание Р2О5 25-50 мг/кг), III -средняя (содержание Р2О5 50-100 мг/кг).
Вывод. Возобновление использования курских фосфоритов позволит значительно улучшить фосфатный режим зональных почв Курской области и других регионов России. Фосфоритная мука, внесенная в 2018 г. в дозе 2 т/га в составе мелиоративной смеси, повысила содержание доступного фосфора в пахотном слое на 16 мг/кг почвы, достигнув уровня 86 -90 мг/кг почвы.
Мелиоративная смесь в первый год действия обеспечивает повышение урожая сои на 5,4 ц/га, при урожайности на удобренном фо-
не без химической мелиорации 26,3 ц/га. Последействие её на озимой пшенице равно прибавке в урожайности зерна 12 ц/га, корнеплодов сахарной свеклы в 120 ц/га по сравнению с контролем.
Другим перспективным направлением повышения эффективности применения фосфоритной муки является приготовление компо-стов на основе органических удобрений животноводческих комплексов и цеолитов.
Роль сотрудников Курской государственной сельскохозяйственной академии будет заключаться в создании научной концепции рационального использования курских фосфоритов и проведении мониторинга состояния плодородия зональных почв региона.
Список использованных источников
1. Дышко В.А. Формирование оптимального фосфатного режима почв и продуктивность севооборотов при использовании фосфоритов различных месторождений. - М.: НИИСХ ЦРНЗ, 2005. - 280 с.
2. Муха В.Д., Недбаев В.Н. Патент на изобретение № 2487106 «Способ химической мелиорации серых лесных почв» от 10.07.2013 г.
3. Прянишников Д.Н. Избранные соч. - Том 1. - Агрохимия. - М., 1963.
4. Сушеница Б. А. Фосфатный уровень почв и его регулирование. - М.: Колос, 2007. - 376 с.
5. Сдобникова О.В. Фосфорные удобрения и урожай. - М.: Россельхозиздат, 1995. - С. 3.
6. Уточкин В.Г. Рекомендации «Фосфоритование почв Нечерноземной зоны». - М.: Агро-промиздат, 1989.
7. Ферсман А.Е. Избранные труды. - Т. IV. - М.: Изд-во АН СССР, 1958.
8. Хижняков А.Н., Цыганков Д.Н. Динамика изменения состояния плодородия пахотных почв Курской области за 50 лет // Достижение науки и техники. - 2014. - №10. - С.11-13.
9. Чумаченко И.Н. Фосфор в жизни растений и плодородие почв. - М., 2003.
10. Долгополова Н.В. Факторы плодородия в биологическом земледелии лесостепи Центрального Черноземья // Региональный вестник. - 2016. - № 2 (3). - С. 27-29.
11. Черкасов Г.Н., Акименко А.С. Использование базы данных и программы ЭВМ для автоматизированного проектирования системы севооборотов в хозяйствах различной специализации Центрального Черноземья // Региональный вестник. - 2015. - № 1. - С. 31-32.
12. Долгополова Н.В. Биологическая система земледелия и воспроизводство плодородия почвы в лесостепи Центрального Черноземья // Региональный вестник. - 2016. - № 2 (3). -С. 29-32.
List of sources used
1. Dyshko V.A. Formation of the optimal phosphate regime of soils and the productivity of crop rotations when using phosphorites from various deposits. - M.: NIISH TsRNZ, 2005. - 280 p.
2. Mukha V.D., Nedbaev V.N. Patent for invention No. 2487106 "Method of chemical melioration of gray forest soils" dated 10.07.2013
3. Pryanishnikov D.N. Selected Op. - Volume 1. - Agrochemistry. - M., 1963.
4. Sushenitsa BA Phosphate level of soils and its regulation. - M.: Kolos, 2007. - 376 p.
5. Sdobnikova O.V. Phosphate fertilizers and harvest. - M.: Rosselkhozizdat, 1995. - P. 3.
6. Utochkin V.G. Recommendations "Phosphorization of soils in the Non-Chernozem zone". - M.: Agro-promizdat, 1989.
7. Fersman A.E. Selected Works. - T. IV. - Moscow: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1958.
8. Khizhnyakov A.N., Tsygankov D.N. Dynamics of changes in the state of fertility of arable soils of the Kursk region for 50 years // Achievement of science and technology. - 2014. - No. 10. - S.11-13.
9. Chumachenko I.N. Phosphorus in plant life and soil fertility. - M., 2003.
10. Dolgopolova N.V. Fertility factors in biological agriculture in the forest-steppe of the Central Black Earth Region // Regional Bulletin. - 2016. - No. 2 (3). - S. 27-29.
11. Cherkasov G.N., Akimenko A.S. Using a database and a computer program for automated design of a crop rotation system in farms of various specializations in the Central Black Earth Region // Regional Bulletin. - 2015. - No. 1. - S. 31-32.
12. Dolgopolova N.V. Biological system of agriculture and reproduction of soil fertility in the forest-steppe of the Central Black Earth Region // Regional Bulletin. - 2016. - No. 2 (3). - S. 29-32.
