Захарченко Е.А. Агрохімічна оцінка використання амофосфогіпсу як добрива в умовах чорнозему типового Лівобережного Лісостепу України

Краткое содержание

Обгрунтування необхідності проведення досліджень. Згідно з літературним оглядом, нашу увагу привернула можливість комплексування коксохімічного сульфату амонію з фосфогіпсом у співвідношенні 1 : 2 і створення на цій основі комплексного добрива амофосфогіпсу (АФГ).

За хімічним складом АФГ - це суміш сірчанокислих та фосфорнокислих солей кальцію, сірчанокислого амонію, а також мікрододатків, які не містять токсичні домішки. Саме вдале поєднання катіонів амонію і кальцію, а також аніонів сульфату та ортофосфату визначає екологічну чистоту та безбаластність добрива. АФГ має наступну кількісну характеристику щодо вмісту головних компонентів, % : N загальний - 14,3, СаSО4  - 24,0, Р2О5 - 1,0.

Умови і методика проведення досліджень. Польовий дослід був закладений у серпні 1995 р. на території дослідного поля Харківського ДАУ ім. В.В. Докучаєва. Грунт дослідного поля - чорнозем типовий глибокий легкоглинистий на карбонатному лесі, який характеризується такими агрохімічними показниками в шарі 0-20 см: рНксl - 6,7; Нг - 2,62 мг- екв.; NН4 обм. - 1,30; Р2О5 сн3соон - 10,59; К20 сн3соон - 22,5; NО3 -1,4 мг на 100 г грунту. Вміст гумусу - 5,4-5,5%.

Метеорологічні умови в роки досліджень відрізнялись від середньобагаторічних і не були подібні між собою на протязі трьох років. З трьох років найбільш сприятливим за опадами та температурою був 1997 р. Вегетаційний період 1998 р. проходив в умовах досить високих температур повітря з недостатнім рівнем опадів.

Польові дослідження проводили за наступною схемою: 1 - контроль (без добрив); 2 - контроль (резервний); 3 - АФГ - N50; 4 - АФГ - N75; 5 - АФГ - N100; 6 - АФГ - N125; 7 - АФГ - N150. Повторність досліду чотирикратна. Площа облікової ділянки 50 м2, засівної - 60 м2. Довжина ділянки - 12 м, ширина - 5 м. Загальна площа під дослідом - 1680 м2.

У 1996 році вивчалась дія добрива, у 1997 році - дія та післядія, а у 1998 році - післядія. Дослідною культурою у 1996 р. був ярий ячмінь, в 1997-1998 рр. - озима пшениця. Агротехніка вирощування культур загальноприйнята для зони.

Біометричні вимірювання проводили через кожні 10 діб. Відбір рослинних зразків проводили у фази розвитку дослідних культур: кущіння, цвітіння та повна стиглість. Дослідні зразки піддавали мокрому озоленню за модифікацією Г.М. Лясковського, потім в них визначали азот та фосфор фотоколориметричним  методом; калій - на полуменевому фотометрі. У фазі колосіння рослин визначали вміст хлорофілу у спиртовій витяжці на КФК-3. Облік урожайності проводили методом спробних снопів з 1 м2. Визначали масу зерна в одному колосі і масу 1000 насінин, вимірювали довжину колосу, рахували число продуктивних стебел в снопах з площі 0,25 м2. Зерно також досліджували на вміст азоту, фосфору, калію і кальцію та сирої клейковини.

Відбір грунтових зразків на глибині 0-20 і 20-40 см проводили у три строки: у фазі сходів, цвітіння та після збирання врожаю. В них визначали лужногідролізований азот за Корнфілдом; нітратний азот - з дісульфофеноловою кислотою; амонійний азот - з реактивом Неслера, фотоколориметрично; вміст рухомих сполук фосфору і калію за методом Чирикова у модифікації ЦІНАО; гідролітичну кислотність - за методом Каппена; вміст водорозчинного кальцію - на полуменевому фотометрі; фракційний  амоній - за методом М.М. Кулєшова.

Були закладені три вегетаційні досліди за наступними схемами.

Вегетаційний дослід №1

1. Контроль (без добрив).

2. Гіпс (СаSО4 ·2Н2О) - із розрахунку 500 кг/га.

3. Вапно (СаСО3) - за кількістю кальцію у гіпсі.

4. Сульфат натрію (Nа2SО4) - за кількістю сульфату у гіпсі.

5. СаСО3 + Nа2SО4  - за кількістю кальцію та сульфату у гіпсі.

Вегетаційний дослід №2

1. Контроль (без добрив).

2. Гіпс (СаSО4 ·2Н2О) - із розрахунку 500 кг/га.

3. Вапно (СаСО3) - за кількістю кальцію у гіпсі.

4. Сірка елементарна - за кількістю сірки у гіпсі.

5. СаСО3 + сірка елементарна - за кількістю кальцію та сірки у гіпсі.

Вегетаційний дослід №3

1. Сульфат амонію (NН4)2SО4 - N50 - фон.

2. Фон + гіпс - 500 кг/га.

3. Фон + вапно (за кількості кальцію у гіпсі).

4. Фон + сірка елементарна (за кількістю сірки у гіпсі).

5. Фон + вапно + сірка елементарна - за кількістю кальцію та сірки у гіпсі.

Дослідна культура - кукурудза. Грунт був відібраний з дослідного поля з глибини 0-20 см. Перші два досліди були закладені у скляних посудинах ємністю 1 л і діаметром 10 см, третій дослід - у посудинах ємністю 0,6 л і діаметром 8 см.

Протягом вегетації дослідних рослин виміряли їх висоту через кожні шість-сім днів, площу листової поверхні; у фазу семи листків рослини зрізали і розраховували рослинну масу, визначали вміст азоту, фосфору і калію, як зазначено вище.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження складових ефективності гіпсу в умовах чорнозему типового (вегетаційні досліди). Проведення вегетаційного досліду №1 показало, що за час вегетації практично на всіх варіантах удобрення виявлено чіткий позитивний вплив на розвиток рослин в порівнянні з контролем  при відсутності суттєвої різниці між ними. Це свідчить про те, що складові компоненти гіпсу стимулюють розвиток рослин, тобто наявність у грунті додаткової кількості кальцію чи сульфат-іонів супроводжується позитивним впливом на дослідні рослини. Найвищий вміст азоту в рослинах виявився на варіантах із внесенням вапна і поєднання вапна і сульфату натрію - 1,46%. На варіанті з гіпсом - 1,26, при значенні на контролі і на варіанті із внесенням чистого сульфату натрію - 1,18 і 1,20 відповідно. Одержані дані показали, що внесені добрива майже не впливають на вміст фосфору і калію. Суха маса рослин виявилася найбільшою у варіанті з внесенням вапна і сульфату натрію - 4,6 на відміну від контролю - 2,8 г. Варіант з внесенням гіпсу характеризується дещо меншими величинами - 4,0 г, з СаСО3 - 3,7, з Nа2SО4 - 3,5. У всякому разі можна з упевненістю констатувати стимулюючу дію всіх досліджуваних добрив на розвиток рослин. Мабуть, це обумовлено тим, що в кожному з них обов’язковим компонентом є той чи інший іон, який складає молекулу сульфату кальцію. Безумовно, спостерігається деяка інгібуюча дія натрію, але вона компенсується позитивним впливом сульфат-іонів.

У вегетаційному досліді №2 виміри висоти показали, що рослини на варіантах з внесенням вапна окремо і у поєднанні з елементарною сіркою були вищими, ніж на варіанті з гіпсом (63,2; 63,0 і 61,9 см відповідно), а на варіанті з внесенням сірки -  дещо нижчими,  ніж на контролі (59,3 і 55,3 см відповідно). Площа листової поверхні була найбільшою у варіанті з поєднанням вапна та сірки - 71,3, дещо меншою на варіанті з гіпсом - 70,3 см2. На інших  варіантах площа близько 65 см2 при показниках на контролі 61 см2. Що стосується вмісту азоту в рослинах, то він поступово зростає з першого варіанту по останній, з 1,17 до 1,58%. Однакову масу рослини мали на варіантах з внесенням вапна та при його сполученні з елементарною сіркою - 4,32 г. Щодо чистої сірки, то для цього варіанта одержані значення  - 3,4 г, для гіпсу – 3,8 г і вони були вищими від контролю (3,2 г). Таким чином, розмежовувати ефект кальцію і сірки на азотне живлення було б неправильним, тому що при сумісному використанні сполучаються як індивідуальні дії кожного з них, так і ефект сінергізму, який виявляється за рахунок взаємного посилення.

Аналізуючи дані вегетаційного досліду №3, треба сказати, що такі показники як висота рослин, площа листків, вміст азоту і суха маса були найвищі на варіанті з внесенням сульфату амонію з гіпсом. Найнижчими показниками (крім висоти) характеризувався варіант з внесенням чистої сірки. Цікаво, що вміст азоту на контролі та на другому і третьому варіантах був однаковим. Безсумнівно, що більша суха маса на варіанті із внесенням сульфату амонію разом з гіпсом обумовлена процесом утворення комплексної розчинної солі кальцій-сульфат амонію, так і дефіксацією амонію з кришталевих решіток глинистих мінералів. Таким чином, результати, одержані при проведенні вегетаційного досліду №3, свідчать про нівелюючий вплив сульфат-амонійного фону на ефективність сірчанокислого кальцію і його компонентів.

Дослідження ефективності амофосфогіпсу в умовах чорнозему типового в дії та післядії (польовий дослід). Ріст, розвиток і фотосинтетична діяльність дослідних рослин. Дані замірів висоти дослідних рослин показали, що диференціація інтенсивності ростових процесів спостерігається вже у фазі кущіння культур. Так, у 1996 р. різниця у висоті рослин ячменю у цю фазу між окремими варіантами варіює від 1 до 13 см. Це свідчить про стимулюючу дію азоту АФГ на зростання рослин. Збільшення висоти відбувається паралельно зі збільшенням дози азоту. Найбільша різниця по висоті між контролем та максимальною дозою добрив становила 19,7 см у фазу колосіння.

Така ж тенденція до збільшення висоти спостерігалася у рослин озимої пшениці в 1997 р. Різниця між контролем і варіантом АФГ - N150 у фазу колосіння склала 31,2 см. Мабуть, така стимулююча дія на відміну від даних 1996 р. обумовлена, по-перше, дуже добрими гідротермічними умовами для розвитку рослин, а по-друге, виявляється як пряма дія добрива, так і післядія, тобто проявляється ефект пролонгації.

Щодо висоти рослин у 1998 р., то у фазу колосіння різниця між контролем і АФГ-N150 склала 17,3 см. Отримані результати свідчать про суттєвий вплив всього спектру дозувань АФГ на приріст рослин озимини у перший строк післядії. Аналогічна дія добрив характерна і для площі листової поверхні та маси рослин.

Дещо інші дані отримані по вмісту хлорофілу в дослідних рослинах. В усі три роки досліджень спостерігається збільшення вмісту хлорофілу і показників інтенсивності фотосинтезу під впливом зростаючих доз АФГ. Максимальний ефект показали у 1997 і 1998 рр. варіанти АФГ-N125 і АФГ-N150. Що стосується менших доз, то вони мало відрізнялися від контролю.

Таким чином, наведені вище результати трирічних досліджень дозволяють зробити висновок про існування стабільної, чітко вираженої залежності між внесеними добривами, біометричними показниками і параметрами фотосинтетичної діяльності не тільки в роки дії, а і в першій рік післядії.

Особливості мінерального живлення дослідних рослин. Використання АФГ дало суттєве підвищення вмісту азоту в дослідних рослинах. В табл. 1 наведені результати по визначенню азоту у фазу цвітіння рослин, коли спостерігалася найбільша різниця між варіантами.