Національний науковий центр

“Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського” УААН

ГАВРИЛЮК Володимир Андрійович

УДК 631.8: 635.34: 635.25

АГРОХІМІЧНА ОЦІНКА ФОСФОРИТОНОСНИХ АГРОРУД ЗАХІДНОГО РЕГІОНУ УКРАЇНИ (НА ПРИКЛАДІ МІСЦЕВИХ ЗЕРНИСТИХ ТА ЖОВНОВИХ ФОСФОРИТІВ)

06.01.04 - агрохімія

Автореферат

на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Харків – 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Поліському філіалі Національного наукового центру “Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського” Української академії аграрних наук.

Науковий керівник доктор сільськогосподарських наук, професор

Шевчук Михайло Йосипович, Поліський філіал

Національного наукового центру “Інститут ґрунтознавства

та агрохімії ім. О.Н. Соколовського” УААН, директор

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, академік УААН Носко Борис Семенович, Національний науковий центр “Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського” УААН, радник дирекції

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Гаджиєва Нажиє Мухтарівна, Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, доцент кафедри агрохімії.

Провідна установа

Національний аграрний університет, кафедра агрохімії і якості сільськогосподарської продукції, Кабінет Міністрів України, м. Київ

Захист відбудеться “15” лютого 2006 р. о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.354.01 у Національному науковому центрі “Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського” УААН за адресою: 61024, м. Харків-24, вул. Чайковського, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного наукового центру “Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського” УААН за адресою: 61024, м. Харків-24, вул. Чайковського, 4.

Автореферат розісланий “15” січня 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О.Ф. Павленко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми: Одне з актуальних питань сучасного землеробства – це проблема оптимізації фосфатного живлення рослин і покращення фосфорного режиму грунтів.

В останні роки внесення фосфорних добрив різко скоротилось, що в значній мірі лімітує врожай, знижує його якість і призводить до погіршення поживного режиму грунтів, в цілому і фосфатного зокрема.

Проблема фосфору в землеробстві України ускладнюється і відсутністю власної сировинної бази. Тому пошуки родовищ місцевих фосформістних агроруд та виробництво на їх основі добрив для покращення фосфатного режиму грунтів і забезпечення рослин фосфором є надзвичайно актуальним.

Розвіданих запасів фосфоритоносних агроруд в Західному регіоні України цілком достатньо для створення власної сировинної бази з виробництва фосфорних добрив, що дає змогу в значній мірі покращити ситуацію із забезпеченням сільськогосподарських культур рухомими формами фосфору.

Виявлені запаси фосфоритоносних агроруд у Волинській та Рівненській областях, до яких належать фосфорити зернистого та жовнового типів, є значним джерелом покращення фосфатного режиму грунтів.

Властивості фосфоритів Західного регіону України вивчено, порівняно з іншими родовищами, недостатньо. Дані щодо впливу місцевих фосфоритів на оптимізацію фосфатного режиму ґрунту є актуальними і можуть дати відповідь на доцільність промислової розробки родовищ природних агроруд місцевого значення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами: Дослідження по темі дисертації проводились згідно з планами наукових досліджень Поліського філіалу ННЦ “ІГА ім. О.Н. Соколовського” у рамках НТП УААН: “Продовольство-95” (№ ДР UА 01002 194Р) “Розробити технології одержання і застосування нових форм добрив з використанням нетрадиційних сировинних ресурсів, інгібіторів нітрифікації та інших добавок, які забезпечують підвищення продуктивності землеробства, родючості грунту і екологічну безпеку навколишнього середовища” та НТП УААН “Родючість і охорона грунтів”, завдання: 01.01 “Теоретично обґрунтувати та розробити технологію використання місцевих сировинних ресурсів (фосфоритів) як ефективних добрив” (№ ДР U 006053).

Мета і задачі дослідження: Встановити закономірності впливу місцевих зернистих та жовнових фосфоритів на оптимізацію поживного режиму і біопродуктивність дерново-слабопідзолистого глеєвого супіщаного ґрунту, обґрунтувати агроекологічні критерії їх застосування.

Для досягнення поставленої мети передбачалось вирішити такі задачі:

· вивчити вплив зернистих та жовнових фосфоритів на кислотно-лужну рівновагу дерново-слабопідзолистого глеєвого супіщаного ґрунту;

· вивчити вплив зернистих та жовнових фосфоритів на фосфатний режим дерново-слабопідзолистого глеєвого супіщаного ґрунту;

· встановити вплив зернистих та жовнових фосфоритів на врожай сільськогосподарських культур;

· встановити вплив зернистих та жовнових фосфоритів на якість сільськогосподарської продукції;

· визначити агроекологічні критерії застосування зернистих та жовнових фосфоритів;

· обґрунтувати економічну ефективність застосування зернистих та жовнових фосфоритів.

Об’єкт дослідження: Закономірності процесів взаємодії фосфоритів зернистого та жовнового типів з ґрунтом при їх застосуванні в ланці сівозміни.

Предмет дослідження: Динаміка фосфатного режиму дерново-слабопідзолистого глеєвого супіщаного ґрунту при застосуванні місцевих фосфоритів та їх вплив на врожай та якість сільськогосподарських культур.

Методи дослідження: Досягнення поставленої мети здійснювалось шляхом проведення польових, вегетаційних дослідів та лабораторних визначень за загальноприйнятими в агрохімії методиками. Для оцінки достовірності отриманих результатів використано загальноприйняті методи математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів:

· обґрунтовано ефективність використання місцевих фосфоритоносних агроруд на дерно-слабопідзолистих глеєвих супіщаних ґрунтах зони Полісся Західного регіону України;

· визначено вплив різних типів місцевих фосфоритів по відношенню до стандартних фосфорних добрив на фосфатний режим ґрунту;

· розроблено ефективні, економічно вигідні та екологічнобезпечні норми їх застосування;

· встановлено вплив місцевих фосфоритів на величину врожаю картоплі, ячменю ярого та зеленої маси конюшини лучної;

· дано агроекологічну ефективність застосування місцевих фосфоритів;

· розраховано показники економічної та енергетичної ефективності внесення місцевих фосфоритоносних агроруд.

Практичне значення одержаних результатів: На основі одержаних результатів досліджень виробництву рекомендовано на дерново-слабопідзолистих глеєвих супіщаних грунтах зони Полісся Західного регіону України використовувати для удобрення сільськогосподарських культур місцеві зернисті та жовнові фосфоритоносні агроруди.

Результати досліджень лягли в основу розробки проекту ТУ “Комплексні фосфорно-вапнякові добрива”.

Рекомендовані технології впроваджено в господарствах Старовижівського району, на площі 600 га.

Особистий внесок здобувача: дисертантом обґрунтовано програму і методику досліджень, проведено збір та аналіз літературних матеріалів, особисто виконано не менше 90 відсотків польових, вегетаційних досліджень та лабораторних визначень, розроблено проект технічних умов “Комплексні фосфорно-вапнякові добрива”. Автор особисто узагальнив та систематизував одержані результати досліджень, статистично їх опрацював, зробив висновки та обґрунтував рекомендації виробництву.

Апробація результатів дисертації: Результати досліджень та основні положення, висновки дисертаційної роботи доповідались та опубліковані на науково-практичній конференції “Екологія Полісся: проблеми, сучасність, майбутнє (м. Луцьк, 1993); на ІV з’їзді ґрунтознавців і агрохіміків України (м. Херсон, 1994); науково-практичній конференції “Наслідки наукових пошуків молодих вчених аграрників в умовах реформування АПК” (м. Чабани, 1995); науково-практичній конференції “Проблеми і перспективи діяльності гірничо-хімічних підприємств Західного регіону України. Нові види мінеральних добрив та нові виробництва (м. Львів, 1997); на V з’їзді ґрунтознавців і агрохіміків України (м. Рівне, 1998); науково-методичній конференції “Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженого ресурсного забезпечення” (м. Київ, 1998); міжнародній науково-практичній конференції “Аграрна освіта і наука третього тисячоліття” (м. Львів, 2001); на VІ з’їзді ґрунтознавців і агрохіміків України (м. Умань, 2002); науково-практичній конференції “Фосфор і калій у землеробстві. Проблеми мікробіологічної мобілізації” (м. Чернігів, 2004); міжнародній науково-практичній конференції “Шляхи підвищення ефективності землеробства та родючості грунтів” (м. Одеса, 2004); міжнародній науковій конференції “Сучасні проблеми і тенденції розвитку ґрунтознавства” (м. Чернівці, 2005).

Публікації. Основні положення досліджень за темою дисертаційної роботи висвітлено у 18 наукових працях, 4 з них надруковано у виданнях, що затверджені ВАК, як фахові.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, 8 розділів, висновків і рекомендацій, списку використаної літератури, який налічує 213 найменувань та додатків. Робота викладена на 138 сторінках, вміщує 39 таблиць, 1 діаграму.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Аналітичний огляд. Особливо актуальним в питанні поліпшення фосфатного режиму грунтів і підвищення врожайності сільськогосподарських культур є використання добрив, виготовлених на основі фосфоритоносних агроруд місцевих родовищ.

Відкриті в останній час в Західному регіоні України, в тому числі і в Волинській області, родовища фосфоритів мають свої характерні особливості. Однак, їх агроекологічна характеристика практично не вивчена, недостатньо вивчений хімічний склад, вміст важких металів, інших токсикантів, вплив на біопродуктивність грунтів, нормативи застосування під різні культури, місце внесення в сівозміні, економічні та енергетичні питання.

Виходячи з цих завдань, наші дослідження були спрямовані на вивчення саме цих положень.

Об’єкти, умови та методика проведення досліджень. Наукові дослідження проводись методом польових дослідів в агрофірмі “Правда” Старовижівського району та на землях Великоосницької сільської ради Маневицького району, вегетаційного – Поліському філіалі ННЦ “ІГА ім. О.Н. Соколовського”, м. Луцьк Волинської області.

За темою досліджень загалом проведено 18 дослідів за загальноприйнятими методиками.

Грунт дослідних ділянок польових та вегетаційних експериментів – дерново-слабопідзолистий глеєвий супіщаний. Характеризується наступними агрохімічними показниками:

рН сольової витяжки – 4,9-5,1; вміст гумусу – 1,57-1,86 відсотка; забезпеченість рухомим фосфором (за Кірсановим) – 5,2-6,8 мг/100 г ґрунту.

У дослідженнях застосовували природні низькофосфатні агроруди до яких відносяться фосфорити зернистого та жовнового типів.

Зернисті фосфорити:

- мінералогічний склад: глауконіт – 9,7 %, фосфати – 24,6 %, кварц, польові шпати – 18,4 %, кальцит – 45,5 %, гідрослюди, монтморилоніт – 1,8 %.

- хімічний склад: Р2О5 – 6,4; СаО – 38,60; К2О – 0,98; МgO – 0,32; Fe2O3 - 2,30 %.

Жовнові фосфорити:

- мінералогічний склад: кварц, халцедон – 78,2-82,6; карбонати – 4,5-2,6; фосфати – 14,0-8,0; польові шпати – 1,8-1,6; глауконіт – 1,2-5,2; пірит – 0,3%.

- хімічний склад: Р2О5 – 8,05; СаО – 15,07; К2О – 0,61; МgO – 0,03; Fe2O3 – 0,47 %.

Агрохімічна, агроекологічна та енергетична оцінки ефективності використан-ня місцевих фосфоритів проводились при вирощуванні картоплі (сорт Невська) в прямій дії, ячменю ярого (сорт Роланд) на зерно та конюшини лучної (сорт Преславіт) на зелену масу – в післядії. Агротехніка вирощування культур – загальноприйнята для зони проведення досліджень.

Облік врожаю проводився суцільним поділяночним методом для картоплі та методом пробних ділянок для решти культур з наступною математичною оброб-кою за Доспеховим Б.А. (1985).

Метеорологічні умови в роки досліджень дещо відрізнялись між собою, проте мали спільні ознаки відносно середньобагаторічних: менша кількість опадів та вища середньорічна температура повітря. Прохолодним був 1991 рік ( -1,0С), теплими – 1993 і 1994 роки (+3,5 і +5,2С), помірними – 1992 і 1995 роки. Нестача вологи протягом вегетаційного періоду 1994, 1995 та перезволоження в 1993 році при підвищених температурах мали безпосередній вплив на вологість повітря негативно впливаючи на формування врожаю сільськогосподарських культур.

У зразках ґрунту, відібраних з горизонтів 0-20 та 20-40 см (за ДСТ-3447-82) проводилось визначення: рН(сол.) - потенціометрично; гідролітична кислот-ність – за Каппеном рН-метричним методом в модифікації ЦІНАО; рухомий фосфор – за Кірсановим та Олсеном; ступінь рухомості фосфору – за Карпінським-Зам’ятиною; фракційний склад фосфатів – за Чанга-Джексоном; важкі метали – атомно-адсорбційним методом; радіонукліди – спектрометричним методом.

Якісні показники сільськогосподарської продукції визначали згідно загально-прийнятих методик, викладених у методичних вказівках та прописах.

Аналіз енергетичної ефективності застосування різних типів фосфоритів в ланці сівозміни –згідно Медведовського О.К., Іваненка П.І. Енергетичний аналіз інтенсивних технологій в сільському виробництві. - К, 1988.

Вплив місцевих фосфоритів на елементи родючості дерново-слабопідзолистого глеєвого супіщаного ґрунту. Дослідженнями встановлено, що внесення місцевих зернистих та жовнових фосфоритів знижувало, особливо із зростанням норм, кислотність дерново-слабопідзолистого глеєвого супіщаного ґрунту.

Рис. 1. Вплив місцевих фосфоритів на агрохімічні показники ґрунту.

Максимальне підвищення показника рН, за роки досліджень, зафіксовано при використанні зернистих фосфоритів в нормі, що відповідає Р180. Показник рН після збору врожаю тут становив 5,7 одиниці. В порівнянні до закладки досліду, він зріс на 0,6 одиниці (шар ґрунту 0-20 см). Аналогічний результат отримали і в шарі ґрунту 21-40 см. Жовнові фосфорити змінювали реакцію ґрунтового розчину в бік підлуговування тільки на 0,4 з 5,1 до 5,5 одиниці в верхньому шарі ґрунту та 0,3 одиниці в шарі ґрунту 21-40 см.

Результати досліджень свідчать, що зменшення величини гідролітичної кислотності та підвищення ступеня насичення основами дерново-слабопідзолистого глеєвого супіщаного грунту відбувається більш інтенсивно при внесенні підвищених норм зернистих та жовнових фосфоритів в порівнянні до контрольного та фонового варіантів.

Установлено позитивний вплив місцевих зернистих та жовнових фосфоритів на вміст рухомих форм фосфору в дерново-слабопідзолистому глеєвому супіщаному ґрунті. Одержані результати лабораторних визначень за методом Кірсанова вказують на збільшення вмісту рухомого фосфору за ланку сівозміни, особливо при застосуванні зернистих фосфоритів. Через три роки після внесення його вміст на глибині 0-20 см зріс відповідно до збільшення норми внесення на – 0,6-0,9 мг/100 г ґрунту. Жовнові фосфорити, при цьому, мали меншу ефективність і забезпечили зростання вмісту фосфору на 0,2-0,8 мг/100 г ґрунту. Сольовий метод Олсена більш реально відображає динаміку фосфатного режиму ґрунту. За даним методом, підвищення його вмісту особливо спостерігається від внесення зернистих фосфоритів. Вони забезпечили накопичення в ґрунті після 3 років дії 4,9-5,5 мг/100 г ґрунту рухомого фосфору, що перевищило показники перед закладкою досліду на 0,3-1,0 мг. Установлена тенденція до збільшення ступеня рухомості фосфору, визначеного за методом Карпінського-Зам’ятиної, яке відбулося і у шарі ґрунту 20-40 см. На третій рік дії тільки при внесенні фосфоритів зернистого та жовнового типів ступінь рухомості фосфору підвищувався в порівнянні з вихідними даними на 0,02-0,04 мг/л.

Установлено, що від внесення місцевих фосфоритів змінюється фракційний склад фосфатів дерново-слабопідзолистого ґрунту, зростає вміст рихло-зв’язаних фосфатів та фосфатів кальцію при внесенні зернистих і фосфатів алюмінію та заліза при внесенні жовнових фосфоритів.

Продуктивність та якість сільськогосподарських культур при застосуванні місцевих фосфоритів. Вивчення впливу місцевих фосфоритів на продуктивність сільськогосподарських культур проводилось у польових умовах в ланці сівозміни: картопля – ячмінь ярий – конюшина лучна на зелену масу.

Приріст врожаю бульб від внесення фосфорних добрив в нормі Р60 в порівнянні з контролем становив по: зернистих фосфоритах - 94 ц/га, жовнових - 73 ц/га, в порівнянні до фонового варіанту ефективність їх внесення становила відповідно 19 та 8 відсотків.

Підвищення норми внесення зернистих фосфоритів до Р120 забезпечило ріст врожайності до 260 ц/га, або приріст до фону становив 63 ц/га. Від внесення жовнових фосфоритів приріст врожаю був - 40 ц/га, поступаючись зернистим фосфоритам і суперфосфату (таблиця 1.).

Таблиця 1.

Вплив місцевих фосфоритів на врожайність сільськогосподарських культур, ц/га.

Варіанти досліду | Картопля | Ячмінь ярий | Конюшина лучна

серед-

нє | + - до | серед-нє | + - до | серед-нє | + - до

конт-ролю | фону | конт-ролю | фону | конт-ролю | фону

Контроль (без добрив) | 140 | - | - 57 | 19,3 | - | -13,1 | 459 | - | 10

Гній 60 т/га | 183 | 43 | - 14 | 26,4 | 7,1 | -6,0 | 453 | -6 | 4

Гній 60 т/га + N90К120-фон | 197 | 57 | - | 32,4 | 13,1 | - | 449 | -10 | -

Фон + Р60 (суперфосфат) | 245 | 105 | 48 | 31,7 | 12,4 | -0,7 | 467 | 8 | 18

Фон + Р60 (амофос) | 209 | 69 | 12 | 30,2 | 10,9 | -2,2 | 442 | -17 | - 7

Фон + Р60 (РКД) | 208 | 68 | 11 | 29,2 | 9,9 | -3,2 | 440 | -19 | - 9

Фон + Р60 (зернисті ф-ти) | 234 | 94 | 37 | 35,2 | 15,9 | 2,8 | 476 | 17 | 27

Фон + Р120(зернисті ф-ти) | 260 | 120 | 63 | 37,7 | 18,4 | 5,3 | 505 | 46 | 56

Фон + Р180(зернисті ф-ти) | 230 | 90 | 33 | 35,3 | 16,0 | 2,9 | 483 | 24 | 34

Фон + Р60 (жовнові ф-ти) | 213 | 73 | 16 | 36,1 | 16,8 | 3,7 | 484 | 25 | 35

Фон + Р120 (жовнові ф-ти) | 237 | 97 | 40 | 37,6 | 18,3 | 5,2 | 503 | 44 | 54

Фон + Р180 (жовнові ф-ти) | 199 | 59 | 2 | 32,9 | 13,6 | 0,5 | 459 | - | 10

Р,% 2,9-3,7 2,0-3,3 3,7-5,1

НІР,0,95 ц/га 11,3-21,2 1,4-3,0 23,9-34,9

Подальше підвищення норм добрив до 180 кг/га діючої речовини, як зернистих, так і жовнових фосфоритів, не забезпечувало врожайності, яка була нижчою на 30-38 ц/га, в порівнянні із застосуванням Р120.

Зернисті фосфорити сприяють більшому накопиченню вітаміну С в бульбах картоплі, ніж жовнові. Так, при внесенні зернистих фосфоритів в нормі Р60 в середньому за роки досліджень вміст вітаміну С становив 24,8 мг %, що на рівні застосування суперфосфату і на 4,2 мг % перевищує жовнові фосфорити. Збільшення норми внесення зернистих фосфоритів до Р120, підвищувало вміст вітаміну С в бульбах до 25,6 мг %.

На всіх варіантах досліджень вміст крохмалю був у межах 12,6-12,8%. Тільки суперфосфат та зернисті фосфорити (Р120) забезпечили зростання його вмісту до 13,5-13,8%. Слід зауважити, що в 1991 і 1992 роках його вміст та збір був вищим, ніж в 1993.

Найбільш сприятливі погодні умови для формування врожаю зерна ячменю ярого в післядії були у 1992 році, коли й отримано максимальні показники додаткового збору зерна. Так, від післядії внесення Р60 зернистих фосфоритів приріст становив 2,8 ц/га, збільшення норми фосфоритів до Р120 та Р180, дало змогу додатково отримати відповідно 5,3 і 2,9 ц/га зерна ячменю ярого, при врожайності на фоновій ділянці – 32,4 ц/га. Післядія внесення жовнових фосфоритів виявилась менш ефективною.

В середньому за роки досліджень, хоча і за несприятливих погодних умов 1993 та 1994 років, післядія внесення фосфоритів Р60 істотно перевищила ефективність суперфосфату (31,7 ц/га): по зернистих фосфоритах на 3,5 ц, та жовнових - на 4,4 ц/га.

Подвійні норми Р120 фосфоритів перевищували фоновий варіант (32,4 ц/га) на 5,3 і 5,2 ц/га та на 5,9 і 6,0 ц/га – суперфосфат, контроль – 19,3 ц/га. При використанні зернистих та жовнових фосфоритів в потрійних нормах Р180, врожайність зерна ячменю ярого в порівнянні із подвійними зменшується, однак забезпечує достовірні прирости як до контролю так і загальноприйнятої системи удобрення.

При внесенні місцевих фосфоритів спостерігається тенденція до зростання в зерні ячменю ярого сирого жиру в середньому на 11-35 відсотків по відношенню до фону. Вміст сирої клітковини підвищується з 4,0% на фоновому варіанті, до 4,7% при післядії потрійної норми Р180 жовнових та 5,2% - зернистих фосфоритів. У післядії зернисті фосфорити, норма Р120, підвищували масу 1000 насінин проти фонового варіанту на 3,4 г та перевищували ефективність суперфосфату на 2,7 г. Потрійні норми Р180 обох досліджуваних фосфоритів в післядії підвищення маси зерна не забезпечували.

За роки досліджень найефективнішою виявилась післядія зернистих фосфоритів в нормі Р120, яка забезпечила в середньому збір 505 ц/га зеленої маси конюшини лучної. Післядія потрійних норм Р180 місцевих фосфоритів виявилась менш ефективною, врожайність зеленої маси конюшини лучної була на рівні контролю.

Післядія внесення зернистих фосфоритів залежно від норми забезпечувала 2-6 г додаткового вмісту перетравного протеїну. Жовнові фосфорити діяли майже аналогічно, перевищуючи ефективність суперфосфату на 8-11 г/кг. Від застосування фосфоритів збільшується вміст каротину в зеленій масі конюшини. В усіх варіантах досліджень, з внесенням фосфоритів, кормова одиниця забезпечена більше ніж на 100 г перетравним протеїном.

Вихід зернових одиниць на органо-мінеральному фоні при внесенні Р60 у вигляді зернистих фосфоритів у прямій дії за ефективністю дещо поступається суперфосфату - 9,3 ц зернових одиниць проти 12,0 ц, однак значно перевищує амофос і РКД, відповідно на 6,3 та 6,5 ц/га.

В післядії зернисті фосфорити діяли ефективніше і переважали стандартні промислові фосфорні добрива на 2,5 - 4,8 ц по зерну ячменю ярого та 1,5 - 6,4 ц/га зернових одиниць по зеленій масі конюшини лучної.

Рис.2. Прирости врожаю під впливом місцевих фосфоритів, ц/га зернових одиниць.

Найбільш ефективною виявилась подвійна норма внесення зернистих фосфоритів, яка перевищувала суперфосфат на 3,8 ц/га зернових одиниць в прямій дії та на 4,8 - 6,4 ц в післядії.

Екологічні аспекти застосування місцевих фосфоритів. Результати досліджень показали, що при використанні зернистих та жовнових фосфоритів, як фосфорних добрив, проявляється тенденція до зменшення вмісту важких металів в орному шарі грунту в порівнянні із промисловими добривами. Ефективність місцевих фосфоритів залежала від норми внесення. Так, зернисті фосфорити, внесені в нормах (Р120-Р180), сприяли зменшенню вмісту міді (Сu) в грунті, відповідно до 2,5-2,7 мг проти 3,0 мг на контролі та 3,7-4,1 мг/кг грунту на варіантах де використовували стандартні фосфорні добрива. Вміст міді (Сu) в орному шарі грунту при внесенні жовнових фосфоритів підвищувався, в залежності від норми внесення, на 1,2-1,6 мг проти контролю. На зниження вмісту цинку (Zn) впливали зернисті фосфорити в усіх нормах - 3,1-3,5 мг проти контролю (3,6 мг).

При використанні стандартних фосфорних добрив вміст цинку (Zn) в орному шарі грунту був підвищений. Зернисті та жовнові фосфорити, внесені в нормах Р120 і Р180, за роки досліджень забезпечували зменшення вмісту свинцю (Рb) в грунті на 0,6-0,9 мг в порівнянні з контролем (1,4 мг/кг). Щодо вмісту кадмію (Cd), то в усіх варіантах досліджень його концентрація не перевищувала 0,1 мг/кг грунту. В загальному, при використанні досліджуваних фосфорних добрив, вміст важких металів в грунті був в межах ГДК (таблиця 2).

Таблиця 2.

Вплив місцевих фосфоритів на вміст важких металів в дерново-

слабопідзолистому глеєвому супіщаному ґрунті (середнє 1991-1995 роки).

Варіанти досліду | Вміст, мг/кг

Cu | Zn | Pb | Cd

Контроль (без добрив) | 3,0 | 3,6 | 1,4 | 0,06

Гній 60 т/га + N90К120-фон | 3,6 | 3,7 | 1,3 | 0,07

Фон + Р60 (суперфосфат) | 3,8 | 4,0 | 1,2 | 0,07

Фон + Р60 (амофос) | 4,1 | 4,3 | 1,1 | 0,06

Фон + Р120 (зернисті фосфорити) | 2,5 | 3,3 | 0,8 | 0,04

Фон + Р180 (зернисті фосфорити) | 2,7 | 3,1 | 0,5 | 0,04

Фон + Р120 (жовнові фосфорити) | 4,6 | 3,6 | 0,6 | 0,05

Фон + Р180 (жовнові фосфорити) | 4,6 | 3,2 | 0,5 | 0,05

Проведені дослідження на дерново-слабопідзолистих ґрунтах, забруднених радіонуклідами, (щільність забруднення – 1,41 Кі/км2), показали, що внесення зернистих фосфоритів, в нормі Р120, сприяло зменшенню коефіцієнтів переходу радіоцезію в рослинницьку продукцію з 4,57 контрольний рівень до 2,81 або в 1,63 рази (таблиця 3).

Активність проби, при їх внесенні становила 113,5 Бк/кг, що на 74,7 Бк/кг менше ніж на контрольному варіанті. Поряд з тим, зернисті фосфорити забезпечили найвищий збір зеленої маси з природних кормових угідь – 173,4 ц/га проти 158,2 ц на фоні внесення азотно-калійних добрив.

Жовнові фосфорити діяли менш ефективно, перехід радіоцезію при їх використанні у зелену масу становив 1,57 рази, або був на рівні суперфосфату – 1,53 рази.

Зернисті фосфорити і в нормі Р60 забезпечили за роки досліджень найменший вміст нітратів в бульбах картоплі - 122 мг/кг, що менше стандартних фосфорних добрив.

Застосування зернистих та жовнових фосфоритів в подвійних та потрійних нормах (Р120 та Р180) підвищувало вміст нітратів в бульбах картоплі і тільки подвійна норма Р120 зернистих фосфоритів не перевищувала ГДК.

Таблиця 3.

Вплив місцевих фосфоритів на врожай та вміст радіоцезію в зеленій

масі природних кормових угідь (середнє 2002-2004 роки).

Варіанти досліду | Врожай,

ц/га | Активність проби, Бк/кг | Коефіцієнт переходу | Кратність зниження (разів)

Контроль (без добрив) | 100,7 | 188,2 | 4,57 | -

N60К90 - фон | 158,2 | 130,5 | 3,24 | 1,41

Фон + Р60 (суперфосфат) | 164,3 | 119,5 | 2,98 | 1,53

Фон + Р120 (зернисті ф-ти) | 173,4 | 113,5 | 2,81 | 1,63

Фон + Р120 (жовнові ф-ти) | 165,7 | 116,5 | 2,91 | 1,57

Р, % 2,99-3,37

НІР0,95, ц/га 14,8-19,5

Примітка: Допустимий рівень концентрації радіоцезію в зеленій масі – 160 Бк/кг.

В післядії внесення найменший вміст нітратів в зерні ячменю ярого та зеленій масі конюшини одержано на варіанті, де в попередні роки було внесено зернисті фосфорити в нормі Р60 – відповідно 139 та 159 мг в 1 кг.

Економічна та енергетична оцінка застосування місцевих фосфоритів. Найвищу окупність кілограма діючої речовини бульбами картоплі в прямій дії забезпечило внесення суперфосфату – 80,0 кг та зернистих фосфоритів – 61,7 кг. За своєю ефективністю жовнові фосфорити їм поступалися (26,7 кг), проте перевищували показники одержані від внесення інших видів добрив.

В післядії максимальні показники окупності внесення 1 кг діючої речовини по зерну ячменю ярого та зеленої маси конюшини лучної отримано від використання жовнових фосфоритів, відповідно – 6,2 та 58,3 кг. Вони перевищили ефективність зернистих фосфоритів на 1,5-11,7 кг. При збільшенні норми внесення фосфоритів до 120-180 кг Р2О5, як в прямій дії, так і в післядії, окупність внесених фосфорних добрив врожаєм сільськогосподарських культур знижується.

По ланці сівозміни найбільшу ефективність забезпечують зернисті фосфорити, внесені в нормі Р60. Кожен кілограм їхньої діючої речовини окуповується 35,5 кг кормових одиниць.

Енергетична ефективність технології вирощування сільськогосподарських культур при застосуванні місцевих фосфоритів відносно стандартних фосфорних добрив зростає по всіх варіантах. Так, при внесенні зернистих фосфоритів в нормі Р60 енергетична ефективність становила - 2,81, що на 0,14 вище суперфосфату та 0,36-0,41 інших стандартних фосфорних добрив амофосу та РКД.

Жовнові фосфорити, внесені в аналогічній нормі, діяли ефективніше. Показник енергетичної ефективності тут становив - 2,83. Найвища енергетична ефективність була отримана при внесенні зернистих фосфоритів в нормі Р120 - 3,07. Високий результат одержано і при використанні в подвійній нормі жовнових фосфоритів - 2,96. Збільшення норми внесення до Р180, як зернистих, так і жовнових фосфоритів не приводить до збільшення енергетичної ефективності (таблиця 4).

Таблиця 4.

Окупність та енергетична ефективність використання добрив.

Варіанти досліду | Окупність 1 кг добрив, кг | Коефіцієнт енергетичної

ефективності

використання

добрив

Пряма дія,

картопля | Післядія | По ланці сівозміни, к.о.

ячмінь

ярий | конюшина,

зелена маса

Фон + Р60 (суперфосфат) | 80,0 | - | 30,0 | 32,7 | 2,67

Фон + Р60 (амофос) | 20,0 | - | - | 6,7 | 2,45

Фон + Р60 (РКД) | 18,3 | - | - | 6,0 | 2,40

Фон + Р60 (зернисті ф-ти) | 61,7 | 4,7 | 45,0 | 35,5 | 2,81

Фон + Р120(зернисті ф-ти) | 52,5 | 4,4 | 46,6 | 32,5 | 3,07

Фон + Р180(зернисті ф-ти) | 18,3 | 1,6 | 18,8 | 11,9 | 2,75

Фон + Р60 (жовнові ф-ти) | 26,7 | 6,2 | 58,3 | 28,5 | 2,83

Фон + Р120(жовнові ф-ти) | 33,3 | 4,3 | 45,0 | 25,6 | 2,96

Фон + Р180(жовнові ф-ти) | 1,1 | 0,3 | 5,6 | 1,9 | 2,49

Примітка: Фон - гній 60 т/га + N90K120

З метою вивчення доцільності післядобувної переробки місцевих зернистих та жовнових фосфоритів нами проводились вегетаційні дослідження. Вивчався вплив різних фракцій фосфоритів, отриманих при розділенні: зернистих фосфоритів методом електромагнітної сепарації та жовнових фосфоритів за тониною розмелення із вмістом Р2О5: фракції зернистих фосфоритів –

загальна-6,4%; не електромагнітна-11,2%; глауконітова-6,4%; алевритова-9,5%; фракції жовнових фосфоритів – загальна-8,2%; 0,5-1,0-6,9%; 1,0-2,0-7,8%.

Результати досліджень показують, що найбільшу врожайність зеленої маси вівса забезпечила алевритова фракція зернистих фосфоритів – 50,1 г/посудину, або на 38 відсотків більше ніж на фоновому варіанті. Фракції жовнових фосфоритів за впливом на врожайність зеленої маси вівса достовірно поступались, як суперфосфату, так і не електромагнітній, глауконітовій та алевритовій фракціям зернистих фосфоритів, в кінцевому результаті, забезпечуючи 43,2-43,8 г/посудину зеленої маси.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено закономірності впливу місцевих зернистих та жовнових фосфоритів на оптимізацію поживного режиму і біопродуктивність дерново-слабопідзолистого глеєвого супіщаного грунту та обгрунтовано агроекологічні критерії їх застосування.

1. Фосфорити зернистого та жовнового типів є цінними фосфорно-вапняковими природними агрорудами, використання яких дозволяє комплексно впливати на підвищення родючості ґрунту, зростання врожайності і покращення якості сільськогосподарської продукції. Це - екологічно чиста сировина для приготування добрив комплексної дії.

2. Використання фосфоритів, як фосфорних добрив, на дерново-слабопідзолистих глеєвих супіщаних ґрунтах сприяє протягом ланки сівозміни (картопля, ячмінь ярий, конюшина лучна) стабілізації кислотно-лужної рівноваги ґрунтового розчину. Їх внесення, в залежності від норми, змінювало реакцію грунтового розчину на 0,3-0,6 одиниці у бік підлуговування.

3. Завдяки значному вмісту кальцію в фосфоритах рівень гідролітичної кислотності зменшується на 0,2-0,7 мг-екв. на 100 г ґрунту в порівнянні з вихідними даними.

4. При використанні зернистих фосфоритів на 0,6-0,9 мг/100 г ґрунту на глибині 0-20 см збільшувався вміст рухомого фосфору за методом Кірсанова. Жовнові фосфорити, через три роки після їх внесення, забезпечили зростання вмісту фосфору на 0,2-0,8 мг. Аналогічно фосфорити діяли і на вміст рухомого фосфору, визначеного за Олсеном. На третій рік дії місцеві фосфорити забезпечують підвищення ступеня рухомості фосфору на рівні 0,02-0,04 мг/л проти контрольного варіанту. Це обумовлено значним вмістом кальцію в фосфоритах, який запобігає зв’язуванню фосфат-іонів з залізом та алюмінієм.

5. Від внесення місцевих фосфоритів в дерново-слабопідзолистому ґрунті збільшується вміст рихлозв’язаних фосфатів, фосфатів алюмінію та заліза при зменшенні фосфатів кальцію.

6. Порівняльна оцінка основних агрохімічних властивостей фосфоритів зернистого та жовнового типів вказує на те, що їх дія на біопродуктивність ґрунту, за ланку сівозміни, ефективніша від стандартних фосфорних добрив (суперфосфату, амофосу та РКД).

7. Найвищу врожайність бульб картоплі у прямій дії забезпечують зернисті фосфорити, внесені в подвійній нормі Р120. В післядії від їх використання в усіх нормах на 82-95% зростає збір зерна ячменю ярого та на 4-10 % зеленої маси конюшини лучної проти абсолютного контролю і на

9-16% та 6-12% відповідно до фонового варіанту. Жовнові фосфорити в прямій дії підвищують врожайність бульб на 42-67%,в післядії врожайність зерна ячменю ярого зростає на 71-95% та 5-9% врожайність зеленої маси конюшини лучної проти контролю і на 2-16% та 2-12% відповідно до фонового варіанту.

8. Якісні показники врожаю під впливом зернистих та жовнових фосфоритів покращуються: зростає в бульбах картоплі вміст та збір крохмалю, вітаміну “С”, натурної ваги зерна ячменю ярого, збір кормових одиниць та перетравного протеїну в зеленій масі конюшини лучної.

9. Зернисті та жовнові фосфорити не викликають накопичення важких металів в ґрунті, а вміст нітратів в сільськогосподарській продукції знаходиться в межах ГДК. Місцеві фосфорити сприяли зменшенню накопичення радіоцезію в зеленій масі багаторічних трав в 1,57-1,63 рази.

10. Внесення зернистих та жовнових фосфоритів в подвійних нормах (Р120) забезпечує поряд із окупністю 1 кг діючої речовини Р2О5 (32,5 і 25,6 кг кормових одиниць), за ланку сівозміни максимальний вихід додаткової сільськогосподарської продукції (30,1 і 23,9 ц/га зернових одиниць) та найвищу енергетичну ефективність, показник якої становить по зернистих фосфоритах – 3,07 та 2,96 по – жовнових.

11. При удобренні вівса на зелену масу кращими виявилась глауконітова та алевритова фракції зернистих фосфоритів, які поряд із найвищим збором врожаю, забезпечили найвищий вміст рухомого фосфору та фракцій мінеральних фосфатів.

12. Розділення зернистих та жовнових фосфоритів на фракції за комплексом показників виявилось малоефективним в порівнянні з природними фосфоритами.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для забезпечення продуктивності та економічної ефективності сільськогосподарським підприємствам усіх форм власності, фермерам, індивідуальним власникам рекомендується вносити під картоплю зернисті та жовнові фосфорити в нормі Р120 в ланці сівозміни: картопля – ячмінь ярий – конюшина лучна.

2. Фосфорити зернистого та жовнового типу, які відрізняються високими радіопротекторними властивостями, доцільно використовувати на радіоактивно забруднених землях.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ.

1. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А. Ефективність використання фосфоритоносних агроруд. // Вісник аграрної науки. – 2002.-N3. – С. 10-12, (польові дослідження, результати, висновки).

2. Гаврилюк В.А. Ефективність використання місцевих фосфорних добрив. // Міжвідомчий тематичний науковий збірник “Агрохімія і ґрунтознавство”. Спеціальний випуск до VI з’їзду УТГА. – Харків-Луцьк, 2002. – С. 51-55.

3. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А. Фосфатний режим темно-сірого опідзоленого ґрунту за використання місцевих низькофосфатних агроруд. // Міжвідомчий тематичний науковий збірник “Агрохімія і ґрунтознавство”. – Харків, 2003. – Вип. 64. – С. 29-32, (польові дослідження, узагальнено їх результати та сформульовано висновки).

4. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А., Шевчук А.М. Економічна ефективність застосування місцевих фосфоритів. // Вісник Харківського національного аграрного університету. Збірник наукових праць. Серія “Ґрунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство, екологія”. - Харків, 2004. - N 1. - С. 204-207. (польові дослідження, їх результати та висновки).

5. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А., Мерленко І.М. Ефективність використання місцевих фосфоритів на основних типах грунтів Західного регіону України. // Збірник наукових статей і доповідей. - Луцьк: Надстир’я, 1997. – С. 42-50, (дисертантом проведено польові дослідження, узагальнено їх результати та сформульовано висновки).

6. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А., Мерленко І.М. Доцільність післядобувної переробки природних низькофосфатних агроруд. // Збірник наукових статей і доповідей. - Луцьк: Надстир’я, 1997. – С. 52-61, (вегетаційні дослідження та узагальнено їх результати).

7. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А. Вплив місцевих зернистих і жовнових фосфоритів на формування поживного режиму основних типів грунтів Західного регіону України. // Збірник наукових статей і доповідей. - Луцьк: Надстир’я, 1997. – С. 62-64, (дисертантом проведено польові дослідження та узагальнено їх результати).

8. Гаврилюк В.А., Мінчук Ж.П. Ефективність використання фосфоритоносних агроруд в Західному регіоні України. // Тези доповідей IV з’їзду ґрунтознавців і агрохіміків України. - Харків: НД ІГА ім. О.Н. Соколовського, 1994. – С. 63-64, (польові дослідження, узагальнено їх результати та сформульовано висновки).

9. Гаврилюк В.А. Якісна оцінка фосфорних добрив з фосфоритоносних агроруд України. // Міжвідомчий тематичний науковий збірник “Агрохімія і ґрунтознавство”. Спеціальний випуск до VI з’їзду УТГА. - Харків-Луцьк, 2002. - С. 36-39.

10. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А. Ефективність використання фосфоритоносних агроруд родовищ України при вирощуванні цукрових буряків. // Міжвідомчий тематичний науковий збірник “Агрохімія і ґрунтознавство”. Спеціальний випуск до VI з’їзду УТГА. – Харків-Луцьк, 2002. - С. 39-45, (польові дослідження, узагальнено їх результати та сформульовано висновки).

11. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А. Використання місцевих фосфоритів, продуктів їх переробки на фосфатний режим дерново-слабопідзолистих грунтів. // Міжвідомчий тематичний науковий збірник “Агрохімія і ґрунтознавство”. Спеціальний випуск до VI з’їзду УТГА. - Харків-Луцьк, 2002. - С. 46-51, (польові та вегетаційні дослідження, узагальнено їх результати та сформульовано висновки).

12. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А. Ефективність застосування зернистих фосфоритів на радіаційно-забруднених ґрунтах. // Тези доповідей науково-практичної конференції: “Наслідки наукових пошуків молодих вчених аграрників в умовах реформування АПК”. - Чабани, 1995. – С. 12-13. (узагальнення матеріалів досліджень та сформульовано висновки).

13. Шевчук М.Й., Дегодюк Е.Г., Холоша В.І., Прістер Б.С., Педос А.І., Скоробагатько В.П., Можар А.О., Лобода М.В., Кухарук В.П., Грабовський М.П., Штуптун Н.В., Витриховський П.І., Дегодюк С.Е., Лапа М.А., Козлов М.В., Дегусаров А.Б., Мерленко І.М., Денисюк П.П., Фіщук О.І., Гаврилюк В.А., Лемунський А.С. Озерні сапропелі України. // Збірник технологій та рекомендацій. - Луцьк, Надстир’я, 1996. - 186 с. (матеріали досліджень щодо використання місцевих фосфоритів в складі органо-мінеральних добрив увійшли до складу рекомендацій).

14. Гаврилюк В.А. Окупність фосфорних добрив різними сільськогосподарськими культурами. // Матеріали науково-методичної конференції: “ Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженого ресурсного забезпечення”. - Київ, 1998.- С. 78.

15. Гаврилюк В.А. Динаміка основних агрохімічних показників ґрунту в залежності від внесення місцевих фосфоритів різних родовищ. // Матеріали науково-методичної конференції: “Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженого ресурсного забезпечення”. - Київ, 1998. – С. 78-79.

16. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А., Шевчук А.М. Ефективність використання місцевих фосфоритів. // Матеріали науково-практичної конференції: “Фосфор i калій у землеробстві. Проблеми мiкробiологiчної мобiлiзацiї”. – Чернігів - Харків, 2004. - С. 175-182, (польові дослідження, узагальнено їх результати та сформульовано висновки).

17. Шевчук А.М., Гаврилюк В.А. Ефективність застосування місцевих фосфоритоносних агроруд на дерново-слабопідзолистих ґрунтах Західного регіону України. // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції: “Шляхи підвищення ефективності землеробства та родючості

ґрунтів”. – Одеса, 2004. – С. 251-255, (узагальнено матеріали досліджень та сформульовано висновки).

18. Шевчук М.Й., Гаврилюк В.А. Фосфатний режим темно-сірого опідзоленого ґрунту при використанні місцевих фосфоритів. // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції: “Шляхи підвищення ефективності землеробства та родючості ґрунтів”. – Одеса, 2004. – С. 256-258, (польові дослідження, узагальнено їх результати та сформульовано висновки).

АНОТАЦІЯ

Гаврилюк В.А. Агрохімічна оцінка фосфоритоносних агроруд Західного регіону України (на прикладі