CC BY
45
Отход поролонового производства -альтернативный источник фосфора и калия для возделывания сельскохозяйственных культур
Н. П. Чекаев, к.с-х.н, доцент, В. М. Дурандин, доцент, ФГОУВПО «Пензенская ГСХА»
Резкое снижение уровня использования минеральных удобрений вызывает необходимость поиска новых альтернативных источников восполнения элементов питания для растений. Таким средством могут служить твердые фосфорно-калийные отходы поролонового производства, утилизация которых является и экологической проблемой.
Исследования по изучению влияния отходов поролонового производства на плодородие чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур проводились в полевых стационарных опытах в ФГУП «Учебно-опытное хозяйство Пензенской ГСХА» в период с 2002 по 2004 гг. по следующей схеме (рис. 1).
Площадь делянки — 22 м2. Опыты заложены в трехкратной повторности. Варианты в опыте раз-
мещены методом рендомизированных повторений. Исследования проводились в пятипольном зернопаровом севообороте со следующим чередованием культур: пар чистый — озимая пшеница — суданская трава — яровая пшеница — ячмень.
В опыте использовались фосфорно-калийные отходы, образующиеся при производстве поролона на ОАО «Дека» г. Пензы. Отходы поролонового производства (ОПП) характеризуются следующим химическим составом: Р2О5 — 35,0%, К2О — 28%. Содержание тяжелых металлов в ОПП в десятки раз ниже их фонового содержания в почве.
В качестве традиционных удобрений использовали суперфосфат двойной (45% д.в.) и хлористый калий (60% д.в.).
Традиционные фосфорные и калийные удобрения и отходы поролонового производства вносили согласно схемы опытов: во втором и четвертом вариантах — ежегодно под основную обработ-
Нормы доломитовой муки в долях Нг (фактор А) Нормы удобрений (фактор В)
Са0 1. Без удобрений (контроль) 2. Фосфорно-калийные отходы поролонового производства, (ОПП - ежегодно в дозе на запланированный урожай) 3. Фосфорно-калийные отходы поролонового производства, (ОПП - в запас) 4. Фосфорные и калийные удобрения, (РК - ежегодно на запланированный урожай) 5. Фосфорные и калийные удобрения (РК - в запас)
Са1,5 6. Доломитовая мука 10,4 т/га 7. Фосфорно-калийные отходы поролонового производства (ОПП - ежегодно в дозе на запланированный урожай) 8. Фосфорно-калийные отходы поролонового производства (ОПП - в запас) 9. Фосфорные и калийные удобрения (РК - ежегодно на запланированный урожай) 10. Фосфорные и калийные удобрения (РК - в запас)
Рис. 1
ку почвы, в третьем и пятом вариантах — один раз за ротацию севооборота в паровом поле.
Ежегодные нормы удобрений под озимую пшеницу составляли: Р2О5 — 105 кг д.в./га, К2О — 86 кг д.в./га, весной проведена подкормка аммиачной селитрой в дозе 30 кг д.в./га азота; под суданскую траву: Р2О5 — 90 кг д.в./га, К2О — 71 кг д.в./ га; под яровую пшеницу: Р2О5 — 60 кг д.в./га, К2О — 48 кг д.в./га.
В третьем и пятом варианте нормы удобрений равнялись: Р2О5 — 330 кг д.в./га, К2О — 264 кг д.в./га.
Использование фосфорно-калийных отходов поролонового производства в качестве минеральных удобрений лимитируются содержанием в них микроэлементов.
Данные по содержанию тяжелых металлов в фосфорно-калийных отходах поролонового производства приведены в табл. 1.
1. Содержание микроэлементов в фосфорно-калийных отходах поролонового производства (ОПП), (в мг/кг отходов)
Показатель Ni Zn РЬ Сё Нв Мп
Содержание микроэлементов в отходах 1,38 5,3 7,3 0,03 0,03 12,5
ПДК в почве 40 110 65 1,0 2,1 1500
Результаты химических анализов свидетельствуют в том, что фосфорно-калийные отходы поролонового производства можно использовать в земледелии в качестве минеральных удобрений. Содержание микроэлементов в них значительно ниже предельно допустимой концентрации.
Несмотря на большие общие запасы фосфора в черноземах, усвояемых его соединений содержится обычно мало, и чтобы получить высокий урожай, необходимо внесение фосфорных удобрений.
Использование отходов поролонового производства в качестве фосфорно-калийного удобрения увеличивало содержание подвижного фосфо-
ра по сравнению с контролем: при ежегодном внесении — на 12—16 мг/кг почвы и при внесении в запас — на 33,0—45,0 мг/кг почвы (табл. 2).
Применение фосфорно-калийных отходов поролонового производства обеспечивало содержание подвижного фосфора почти на уровне варианта, где использовались традиционные фосфорно-калийные удобрения.
Известкование не изменяло фосфорный режим почвы, его содержание на фоне известкования оставалось на уровне контрольного варианта. Доломитовая мука снижала эффективность действия ОПП и фосфорно-калийных удобрений на фосфорный режим почвы. Так, при использовании отходов поролонового производства и традиционных фосфорно-калийных удобрений нормами на запланированный урожай по известковому фону содержание подвижного фосфора было ниже, чем на аналогичных вариантах без известкования на 2,0—4,0 мг/кг почвы. Аналогичная закономерность наблюдалась и при запасном использовании удобрений. Некоторое снижение доступного фосфора на вариантах с удобрениями, размещенными по известковому фону, связано с тем, что при известковании происходит процесс образования трехразмещенных фосфатов кальция и магния, малодоступных сельскохозяйственным культурам.
Калий в растениях находится в ионной форме и не входит в состав органических соединений клеток. Он содержится, главным образом, в цитоплазме и вакуолях. Около 20% калия удерживается в клетках растений в обменно-поглощенном состоянии, до 1% — в необменно-поглощенном состоянии, а основная часть находится в клеточном соке и легко вымывается осадками, особенно из старых листьев.
Калий влияет, прежде всего, на усиление гидратации коллоидов цитоплазмы, повышая степень их дисперсности, что помогает растению лучше удерживать воду и переносить временные засухи. Под влиянием калия усиливается накопление крахмала и сахаров, он повышает холодоустойчивость и зимостойкость растений, устойчивость
2. Влияние отходов поролонового производства и фосфорно-калийных удобрений на содержание доступного фосфора в черноземе выщелоченном, мг/кг почвы
Варианты опыта 2002 г. (озимая пшеница) 2003 г. (суданская трава) 2004 г. (яровая пшеница)
нормы доломитовой муки в долях Нг нормы удобрений
Без удобрений (контроль) 108,0 106,0 107,0
ОПП (на запланированный урожай) 120,0 121,0 123,0
Сао ОПП (в запас) 153,0 144,0 140,0
РК (на запланированный урожай) 121,0 122,0 122,0
РК (в запас) 156,0 145,0 141,0
Доломитовая мука 10,4 т/га 109,0 108,0 108,0
ОПП (на запланированный урожай) 118,0 118,0 120,0
Саі,5 ОПП (в запас) 150,0 140,0 137,0
РК (на запланированный урожай) 117,0 118,0 120,0
РК (в запас) 151,0 140,0 138,0
растений к грибным и бактериальным болезням, повышает устойчивость хлебов к полеганию.
Дефицит калия вызывает ослабление ряда ферментов, нарушения в углеводном и белковом обменах в растениях, усиливает затраты сахаров на дыхание, ведет к образованию щуплого зерна, снижению всхожести и жизненности семян.
Валовое содержание калия в пахотном горизонте почвы в 5—50 раз больше, чем азота, и в 8—40 раз больше по сравнению с фосфором. Следовательно, почвы, как правило, имеют значительно большие запасы калия, чем азота и фосфора. В серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах валового калия содержится около 2,5%. Калий, главным образом, находится в минеральной части почвы — в органической части его очень мало.
Получению высоких урожаев сельскохозяйственных культур, особенно потребляющих большое количество калия, наряду с азотными и фосфорными удобрениями способствуют калийные удобрения.
Исследованиями установлено, что отходы поролонового производства, используемые в качестве удобрений, и традиционные фосфорно-калийные удобрения приводят к увеличению обменного калия в черноземе выщелоченном (табл. 3).
Так, при ежегодном внесении ОПП и фосфорно-калийных удобрений в норме на запланированный урожай содержание обменного калия было выше контрольных значений на 8,0—11,0 мг/кг почвы, а при запасном варианте — на 27,0—35,0 мг/кг почвы.
Установлено, что фосфорно-калийные отходы поролонового производства по накоплению обменного калия в почве не уступают традиционным калийным удобрениям.
Известкование чернозема выщелоченного не привело к существенным изменениям в калийном режиме почвы. Содержание обменного калия на варианте с доломитовой мукой изменялось по годам исследований от 152,0 до 153,0 при значениях на контроле от 149,0 до 151,0 мг/кг почвы.
Агрономическая оценка изучаемых удобрений в опыте показала, что наибольшая прибавка урожая формируется на вариантах с использованием традиционных фосфорно-калийных удобрений и ОПП на известковом фоне (табл. 4).
На этих вариантах урожайность озимой пшеницы возросла на 31,3—45,6%, урожайность сена суданской травы — на 25,6—29,1%, урожайность яровой пшеницы — на 27,0—30,5% по сравнению с контролем. Использование отходов поролонового производства и фосфорно-калийных удоб-
3. Влияние отходов поролонового производства и фосфорно-калийных удобрений на содержание обменного калия в черноземе выщелоченном, мг/кг почвы
Варианты опыта 2002 г. (озимая пшеница) 2003 г. (суданская трава) 2004 г. (яровая пшеница)
нормы доломитовой муки в долях Нг нормы удобрений
Без удобрений (контроль) 150,0 149,0 151,0
ОПП (на запланированный урожай) 160,0 158,0 161,0
Са0 ОПП (в запас) 184,0 179,0 180,0
РК (на запланированный урожай) 161,0 160,0 159,0
РК (в запас) 185,0 181,0 180,0
Доломитовая мука 10,4 т/га 153,0 152,0 153,0
ОПП (на запланированный урожай) 159,0 158,0 160,0
Са1,5 ОПП (в запас) 183,0 178,0 179,0
РК (на запланированный урожай) 160,0 159,0 159,0
РК (в запас) 184,0 180,0 179,0
4. Влияние отходов поролонового производства, фосфорно-калийных удобрений и доломитовой муки на урожайность сельскохозяйственных культур
Варианты опыта Озимая пшеница (зерно), т/га Суданская трава (сено), т/га Яровая пшеница (зерно), т/га
нормы доломитовой муки в долях Нг нормы удобрений
Без удобрений (контроль) 2,30 8,74 2,00
ОПП (на запланированный урожай) 2,77 10,06 2,28
Са0 ОПП (в запас) 2,93 10,24 2,29
РК (на запланированный урожай) 2,74 10,09 2,33
РК (в запас) 2,91 10,29 2,33
Доломитовая мука 10,4 т/га 2,64 9,77 2,20
ОПП (на запланированный урожай) 3,02 10,98 2,59
Са1,5 ОПП (в запас) 3,28 11,23 2,58
РК (на запланированный урожай) 3,11 11,01 2,61
РК (в запас) 3,35 11,28 2,60
рений в чистом виде обеспечивали увеличение урожайности озимой пшеницы по сравнению с контролем на 20,4—26,5%, сена суданской травы — на 15,1—17,7% и зерна яровой пшеницы — на 14,0— 16,5%.
Урожайность первых двух культур севооборота (озимая пшеница, суданская трава), размещенных на вариантах с использованием отходов поролонового производства и традиционных фосфорно-калийных удобрений в запас, была выше, чем на вариантах с ежегодным внесением данных удобрений. Так, урожайность озимой пшеницы на вариантах с использованием удобрений в запас была выше урожайности при ежегодном внесении удобрений на 7,0—11,3%, по суданской траве эти различия были несколько ниже и составили 2,1— 3,1%. На третий год исследований урожайность яровой пшеницы на вариантах с ежегодным внесением удобрений и на варианте с использовани-
ем удобрений в запас один раз за ротацию севооборота была практически одинаковой.
Исследованиями установлено, что фосфорнокалийные отходы поролонового производства по влиянию на урожайность сельскохозяйственных культур не уступают традиционным фосфорнокалийным удобрениям.
Литература
1 Лошкарев, Д. А., Чекаев, Н. П. Возможность использования отходов поролонового производства в земледелии // Бюлл. ВИУА № 118. - Москва, 2003. - С. 235-237.
2 Чекаев, Н. П., Фомин, Н. А., Лошкарев, Д. А. Влияние отходов поролонового производства на фосфорно-калийный режим почв и урожайность озимой пшеницы // Человек и вселенная, № 11-32. — Санкт-Петербург, 2003. — С. 158— 160.
3 Лошкарев, Д. А., Чекаев, Н. П. Использование отходов промышленности и местных минеральных ресурсов в сельском хозяйстве // Вестник Саратовского ГАУ им. Н. И. Вавилова. - Саратов, 2004. - № 2. - Вып. 2. - С. 20-21.
4 Кузин, Е. Н., Гришин, Г. Е., Чекаев, Н. П., Лошкарев, Д. А. Использование отходов поролонового производства как удобрений // Плодородие № 6 (21). - 2004. - С. 15-17.
