ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2007, № 9, с. 1104-1111
АГРОХИМИЯ ^^^^^^^^^^^^ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
УДК 631.878:63185:549.755231
АГРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БОЛОТНЫХ ФОСФАТОВ
ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
© 2007 г. Г. П. Гамзиков, А. Н. Мармулев
Новосибирский государственный аграрный университет, 630039, Новосибирск, ул. Добролюбова, 160
Поступила в редакцию 22.09. 2006 г.
Дана характеристика болотных фосфатов Западной Сибири, изучены агрохимические свойства торфовивианита и установлено положительное влияние его на фосфатный фонд зональных почв региона. Экспериментально доказан высокий пролонгирующий эффект торфовивианита при внесении под основные сельскохозяйственные культуры. Определена перспективность широкого использования болотных фосфатов в качестве удобрений для земледелия региона.
Применение минеральных и традиционных органических удобрений в сибирском земледелии за последние годы резко сократилось. Постоянное отчуждение из почвы элементов минерального питания неуклонно ведет к истощению эффективного и потенциального плодородия почв, а, следовательно, и к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур. В связи со сложной экономической и социальной ситуацией на селе в ближайшее время не приходится ожидать положительного перелома в применении промышленных удобрений в сибирском земледелии.
Особую тревогу вызывает остродефицитный баланс фосфора в агроценозах региона, поскольку более 45% пахотных почв имеют среднюю, низкую и очень низкую обеспеченность подвижным фосфором [2]. Исходя из этого, для получения стабильного урожая полевых культур необходимо систематическое применение фосфорных удобрений на площади около 11 млн. га. За последние 15 лет в среднем за год суммарно с органическими и минеральными удобрениями в регионе вносилось лишь около 1.2 кг Р2О5 на гектар посева, вместо 25-35 кг/га, необходимых для возмещения отчуждаемого выноса и поддержания бездефицитного баланса элемента [11].
В этой ситуации в качестве дополнительных резервов элементов минерального питания растений могут быть природные агрохимические ресурсы, среди которых большие перспективы для земледелия региона представляют болотные фосфаты: вивианиты, торфовивианиты и вивианитовые торфа. Известно, что болотные фосфаты являются хорошим источником фосфора для питания сельскохозяйственных культур и по своему действию на продуктивность и плодородие почв мало уступают промышленным фосфорным удобрениям [7, 14, 19]. Немногочисленные исследования, выполненные на почвах Сибири, также свидетельствуют о высоком положительном дей-
ствии болотных руд на урожайность полевых культур [6, 13, 18, 21].
В настоящей работе приведены результаты многолетних исследований по изучению агрохимических свойств наиболее распространенного вида фосфат-содержащих болотных удобрений - торфовивианита и определению его эффективности при внесении под сельскохозяйственные культуры.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Изучение агрохимических свойств торфовивиа-нитов проводили маршрутно-экспедиционным, полевым, вегетационным и лабораторным методами. Образцы торфовивианитов отобраны с наиболее крупных в Западной Сибири торфяных месторождений с высокими его запасами, пригодными для промышленной добычи [21]. Для закладки полевых и вегетационных опытов использован торфовивиа-нит Мензелинско-Умнинского месторождения.
Полевые опыты по изучению удобрительной ценности торфовивианита проводили в южной тайге и лесостепи на основных зональных почвах региона - дерново-подзолистой, серой лесной и черноземе выщелоченном. Содержание гумуса в дерново-подзолистой почве составило 1.2%, в серой лесной почве - 4.7%, в черноземе выщелоченном - 8.1%, общего азота - 0.09; 0.26 и 0.45%, общего фосфора - 0.07; 0.11 и 0.14% соответственно. Обеспеченность всех почв нитратным азотом перед посевом культур очень низкая, содержание подвижных форм фосфора и калия (по Кирсанову) в дерново-подзолистых почвах очень низкое, в серых лесных почвах и черноземе выщелоченном (по Чирикову) - низкое и среднее.
Влияние удобрений на урожай полевых культур (однолетние травы, овес, ячмень, пшеница, гречиха) в действии и последействии учитывали в звеньях севооборотов. Сравнительную оценку действия торфовивианита и суперфосфата (Р60)
проводили на фоне азотно-калийного удобрения (й60К60). Повторность в опытах - 4-6-кратная, площадь учетных делянок - 10 м2.
В вегетационных и лабораторных исследованиях использованы почвы стационарных участков проведения полевых опытов. Фоновые удобрения (№) и исследуемые (суперфосфат и торфо-вивианит) вносили из расчета 0.5 г д. в. на сосуд емкостью 5 кг сухой почвы. В вегетационных опытах выращивали овес и ячмень на зеленую массу и зерно. В лабораторных опытах отбор образцов при компостировании почв с внесением фосфор-содержащих удобрений проводили через 10, 30, 60 и 180 суток.
При анализе почвенных образцов использованы общепринятые методы [1]. Анализ проб тор-фовивианита на содержание общего фосфора, железа и кислотности проводили по Петербургскому [15], органических и минеральных фосфатов - по Мета в модификации Гинзбург и подвижного фосфора - по Вельскому с соавт. [1], групповой состав минеральной фракции определяли по Чангу-Джексону в модификации Суербаева с соавт. [20].
Статистическая обработка результатов экспериментов проведена дисперсионным методом [8].
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ЗАПАСЫ БОЛОТНЫХ ФОСФАТОВ
Волотные фосфаты (в литературе часто называются торфовивианитами), используемые в качестве фосфорных удобрений, представлены тремя видами: вивианиты, торфовивианиты и вивианитовые торфа. Эти удобрения отличаются по содержанию органического вещества, фосфора, азота, железа, кальция, а также по внешнему виду (окраске) и количеству минеральных и органических включений [21].
Вивианиты представляют собой группу фос-фор-содержащих минералов (собственно вивианит, а также керченит, бераунит и пицит), которые в зависимости от степени окисленности внешне отличаются по окраске: вивианит (или церулесцит) - от белого до светло-серого, керченит - ярко синего, берунит и пицит - ржаво-охристого цвета [9]. Минерал вивианит - фосфорнокислая закись железа [(Ре3(Р04)2 • Н20] при соприкосновении с воздухом быстро окисляется до керченита, приобретая синюю окраску. Вивианиты в чистом виде содержат от 15 до 28% Р205 и не более 1% азота. Они редко образуют крупные, пригодные для промышленного использования, скопления. При их добыче увеличивается примесь торфа, сапропеля и болотной извести, соответственно уменьшается содержание фосфора до уровня торфовивианита.
Торфовивианит имеет значительные включения прослоек и зерен вивианита, которые придают ему
Таблица 1. Ресурсы болотных фосфатов (вивианитов, торфовивианитов и вивианитовых торфов) в Западной Сибири
Прогнозные ре- Запас Р2О5 в фос-
Область, край сурсы фосфат- фатных рудах,
ных руд, тыс. т* тыс. т
Новосибирская 20570 1050
Омская 23700 1200
Тюменская 217635 11000
Томская 42800 2150
Кемеровская 3700 200
Алтайский 1520 100
По региону 309925 15700
* По данным СНИИГГиМС 01.06.1986 г.
синевато-зеленый или желтоватый оттенки. Содержание фосфора варьирует в широких пределах -2.5-15%, составляя в среднем по большинству месторождений 5-7% Р205. Доля азота в удобрении повышается до 1.0-2.5%. Основными зольными элементами в торфовивианитах, представляющими агрохимическую ценность, являются фосфор, железо, кальций, магний, марганец. Их содержание может сильно варьировать в зависимости от провинциальных особенностей формирования болот, генезиса образования вивианитовых залежей и технологии добычи. Реакция среды удобрения, как правило, нейтральная (рН 6.7-7.6).
Вивианитовый торф, в отличие от вивианита и торфовивианита, содержит значительно меньше фосфора - 0.5-2.5%, больше азота - 2.6-5% и органического вещества. По внешнему виду он мало отличается от обычного торфа. В вивианитовом торфе встречаются редкие зерна чистого вивианита, он сильно обогащен минеральными компонентами, характерными для химического состава вод, питающих торфяник [3].
Волотные фосфаты (вивианиты, торфовивианиты и вивианитовые торфа) пока не нашли должного применения в сельскохозяйственном производстве, но могут служить перспективным источником фосфора для сельскохозяйственного производства. Прогнозные ресурсы болотных руд только в Западной Сибири составляют около 310 млн. т [3, 12], в них содержится по нашим прогнозным расчетам более 15 млн. т фосфатов (табл. 1). При освоении месторождений болотных руд можно ежегодно получать около 16-20 тыс. т Р205, что позволит возмещать около 1/5 нынешнего выноса элемента в земледелии региона. По мнению геологов на территории Западной и Восточной Сибири имеются значительные перспективы открытия новых месторождений высококачественных болотных фосфатов [5].
К настоящему времени на территории Западной Сибири выявлено более 100 месторождений болотных фосфатов, 45 из них хорошо разведаны
Таблица 2. Групповой состав минеральных фосфатов торфовивианитов, %
Месторождение Рыхло-связанные А1-Р Бе-Р Са-Р Сумма
Мензелинско-Ум- 0.2 5.5 79.5 0.9 86.1
нинское
Воскресенская Согра 0.06 1.7 89.4 0.3 91.5
Аркадьевское 0.4 6.8 63.4 0.7 71.3
Осиновское 0.4 1.9 64.6 0.5 57.4
Комсомольское 0.4 1.3 49.1 0.4 51.4
и могут иметь практическое значение для разработки и использования в сельском хозяйстве [21]. Торфяные залежи с вивианитами, как правило, относятся к низинному типу и распространены в долинах рек с приуроченностью к поймам и поверхностям первой и второй надпойменной террас. Минералы вивианитовой группы локализуются обычно в нижней и средней части торфяных залежей в виде прослоек, линз, гнезд, примазок и вкраплений. Прослойки и линзы вивианитов могут иметь мощность 15-30 см и более, протяжность - до нескольких десятков метров, торфовивианитов - мощность от 0.5 до 3 м и более, площадь их может составлять до десятков, а в некоторых месторождениях до сотни гектаров. Вивианитовые торфа во многих месторождениях занимают тысячи гектаров. Например, месторождение Аркаш II (Омская обл.) общей площадью до 1000 га имеет толщу линз торфовивианитов в среднем около 4 м с колебаниями от
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.