Агромеліоративна оцінка та особливості використання зернистих фосфоритів як меліорантів на осушуваних ґрунтах

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСТИТУТ ГІДРОТЕХНІКИ І МЕЛІОРАЦІЇ

АВТОРЕФЕРАТ

Агромеліоративна оцінка та особливості використання зернистих фосфоритів як меліорантів на осушуваних ґрунтах

06.01.02 - сільськогосподарські меліорації (сільськогосподарські науки)

Лико Сергій Михайлович

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Національному університеті водного господарства та природокористування (НУВГП) Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор

Клименко Микола Олександрович,

Національний університет водного господарства та природокористування,

завідувач кафедри екології.

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор

Слюсар Іван Тимофійович,

ННЦ "Інститут землеробства УААН"; завідувач лабораторії землеробства на осушених землях.

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Зінчук Микола Іванович,

директор Волинського обласного державного проектно-технологічного центру охорони родючості грунтів і якості продукції „Облдержродючість”.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Зростання антропогенного навантаження на ґрунтовий покрив відкриває можливості не лише для створення високородючих ґрунтів, а й спричиняє негативні процеси, зокрема: зростання рівня розораності та збільшення частки просапних культур у сівозміні, залучення до сільськогосподарського використання ґрунтів з низькою природною родючістю й низькою екологічною стійкістю, що й призвело до розвитку деградаційних процесів і погіршення агромеліоративного стану ґрунтів загалом. Від оцінки агромеліоративного стану ґрунтового покриву значною мірою залежить вирішення проблеми відновлення сталого функціонування агроекосистеми, отримання гарантованого врожаю сільськогосподарських культур і забезпечення населення екологічно чистою продукцією.

За останні два десятиліття в зоні Полісся України проявилася стійка тенденція до зменшення використання у землеробстві органічних, мінеральних добрив і вапнякових матеріалів. Це спричинило порушення екологічної рівноваги між основними елементами живлення рослин, від'ємний баланс органічної речовини ґрунту, збільшення площ кислих ґрунтів та забруднення рослинницької продукції радіонуклідами. Якщо проблему органічних добрив можна частково вирішити заорюванням рослинних решток, то проблему мінерального живлення, зокрема, фосфором і кальцієм - виключно використанням мінеральних добрив або меліорантів.

Можливість використання фосфоритів як меліорантів була доведена понад століття тому російським вченим А.Н. Енгельгардтом і на даний час вивчається вітчизняними вченими (В.М. Кавецький, М.А. Макаренко, Г.О. Буожисом, М.А. Лапою, Я.П. Швей, А.М. Ласненко, Б.С. Носко, А.О. Христенко, В.І. Бабуліним, М.Й.Шевчуком, В.А. Гаврилюк та ін.).

Проте залишаються маловивченими питання впливу зернистих фосфоритів на склад і властивості осушуваних торфових, дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтів та їхньої ролі у стабілізації екологічної стійкості, рівня родючості, санітарно-гігієнічного стану цих ґрунтів. У зв'язку з цим надзвичайно важливим та актуальним є вивчення комплексної дії зернистих фосфоритів, що розвідані у Рівненській та Волинській областях, на агромеліоративний стан осушуваних торфових і дерново-підзолистих ґрунтів, як основи для обґрунтування рекомендацій щодо раціонального, екологічно безпечного землекористування цих ґрунтів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи проводили згідно з науковою кафедральною тематикою Національного університету водного господарства і природокористування за темою „Охорона і раціональне використання природних ресурсів”, номер державної реєстрації ДР 0107U004183; а також Рівненського державного гуманітарного університету за темою „Оцінка стану ґрунтового покриву та необхідність використання зернистих фосфоритів у сільськогосподарському виробництві”. Госпдоговірна тема № 2 від 10.09.2008 року з Державним управлінням охорони навколишнього природного середовища в Рівненській області „Розробка обласної програми охорони довкілля, збалансованого природокористування, забезпечення екологічної безпеки до 2015 року та перехід до стійкого розвитку”.

Мета і завдання досліджень. Основною метою роботи є науково-методичне обґрунтування агромеліоративної оцінки та встановлення особливостей використання зернистих фосфоритів як меліорантів на осушуваних ґрунтах.

Для досягнення мети передбачалось виконання таких завдань:

- обґрунтувати набір показників, за якими здійснюватиметься агромеліоративна оцінка зернистих фосфоритів;

- розробити методичні підходи до комплексної оцінки хімічного складу, екологічних, технологічних та економічних показників зернистих фосфоритів;

- провести агромеліоративну оцінку зернистих фосфоритів;

- дослідити вплив зернистих фосфоритів на склад, властивості, режими та процеси у цих ґрунтах;

- встановити вплив зернистих фосфоритів на врожай сільськогосподарських культур;

- визначити енергетичну та економічну ефективність використання зернистих фосфоритів.

Об'єкт дослідження: зернисті фосфорити та процеси взаємодії їх з ґрунтами.

Предмет досліджень: агромеліоративна оцінка зернистих фосфоритів та їхній вплив на врожай сільськогосподарських культур.

Методи дослідження. В процесі виконання роботи використовували загальноприйняті методи досліджень: польовий (проведення стаціонарних, вегетаційних та виробничих дослідів); лабораторний (визначення показників родючості ґрунтів); порівняльно-розрахунковий і статистичний (оцінка енергетичної та економічної ефективності застосування добрив і зернистих фосфоритів). Для обробки отриманих результатів застосовували методи математичної статистики і теорії ймовірностей.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше розроблено методику комплексного агромеліоративного оцінювання зернистих фосфоритів, яка ґрунтується на даних їхнього хімічного складу, екологічних, технологічних та економічних показниках.

Для комплексної агромеліоративної оцінки зернистих фосфоритів запроваджено нормовані показники від 0 до 1 зі шкалою оцінювання їхнього стану: 0 - 0,2 - критичний; 0,2 - 0,4 - незадовільний; 0,4 - 0,6 - задовільний; 0,6 - 0,8 - добрий; 0,8 - 1,0 - еталонний.

Встановлено позитивний вплив зернистих фосфоритів на: родючість осушуваних торфових, дерново-підзолистих та сірих лісових ґрунтів; урожайність сільськогосподарських культур; показники енергетичної та економічної ефективності їх використання.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновані методичні підходи з агромеліоративної оцінки фосфоритів можна використовувати для встановлення придатності будь-яких меліорантів до екологічно безпечного використання їх на ґрунтах, які потребують меліоративного покращення.

Результати роботи використано при складанні ТУ „Комплексні фосфорно-вапнякові добрива”, вони можуть застосовуватися сільськогосподарськими виробниками, установами Мінагрополітики України для потреб:

- агромеліоративної оцінки використання фосфоритів як комплексного меліоранта у сільському господарстві;

- оцінки ефективності використання меліорованих земель;

- визначення норм фосфоритів на осушуваних торфових ґрунтах для хімічної меліорації;

- встановлення рівня накопичення радіонуклідів та коефіцієнта їхнього переходу в рослини.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом особисто проаналізовано літературні джерела, проведено польові, вегетаційні, лабораторні та виробничі дослідження, узагальнено, систематизовано та статистично опрацьовано результати досліджень, виконано аналіз і теоретичне обґрунтування одержаної наукової інформації. На основі експериментального матеріалу зроблено висновки і рекомендації виробництву та підготовлено дисертацію.

Апробація результатів досліджень. За основними положеннями дисертаційної роботи зроблено доповіді на наукових конференціях "Сучасні проблеми екології" (м. Запоріжжя, 7 - 9 жовтня 2004 р.), Міжнародній науково-практичній конференції Інституту меліорації і луківництва «Повышение эффективности мелиорации сельскохозяйственных земель» (м. Мінськ, 2005 р.), Українському екологічному конгресі „Збалансований розвиток України - шлях до здоров'я і добробуту нації” (21 вересня 2007 р.) „Проблеми використання фосфоритної агроруди як природного ресурсу у сільському господарстві”.

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 12 наукових праць, з них 4 статті у фахових виданнях ВАК.

Структура та обсяг дисертації. Дисертацію викладено на 192 сторінках друкованого тексту, вона включає вступ, шість розділів, висновки та пропозиції виробництву, список використаних літературних джерел із 149 найменувань і 19 додатків. Текст дисертації ілюстровано 18 рисунками та 44 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність, мету і завдання дисертаційної роботи, об'єкт, предмет дослідження, розкрито наукову новизну і практичне значення одержаних результатів.

Розглянуто умови утворення фосфоритів, їхні запаси в Україні, класифікацію родовищ та застосування фосфоритів у сільському господарстві.

Показано роль фосфоритів у забезпеченні високих урожаїв цукрового буряку, зернових і зернобобових культур, багаторічних і однорічних трав та підвищенні якості продукції.

Вивченню проблеми використання фосфоритів як комплексного меліоранта на кислих і забруднених радіонуклідами ґрунтах присвячено ряд досліджень, результати яких висвітлено в працях В.М. Кавецького, М.А. Макаренка, Г.О. Буожиса, М.А. Лапи, Я.П. Швей, А.М. Ласненка, Б.С. Носка, А.О. Христенка, В.І. Бабуліна, М.Й.Шевчука, В.А. Гаврилюка та інших.

На основі проведених досліджень було визначено методичні підходи до розробки шкали агромеліоративного оцінювання фосфоритів і підготовлено методику оцінювання.

Стан вивчення питання використання зернистих фосфоритів як меліорантів у сільському господарстві

У першому розділі викладено огляд літературних джерел, у яких висвітлено результати досліджень вітчизняних та зарубіжних дослідників щодо вивчення умов утворення фосфоритів, їхніх запасів, класифікації родовищ.

Умови, об'єкти, програма та методика досліджень

У другому розділі зроблено обґрунтування завдання, об'єктів та методики досліджень, проаналізовано природні умови за час досліджень. Експериментальна робота проводилася у 1998 - 2007 рр. на кафедрі екології Національного університету водного господарства та природокористування і на кафедрі біології та прикладної екології Рівненського державного гуманітарного університету.

Об'єктами досліджень були зернисті фосфорити Милятинського родовища та процеси взаємодії їх з ґрунтом. Програмою досліджень передбачалося визначення складу і властивостей місцевих фосфоритів та проведення їх комплексної агромеліоративної оцінки, а також встановлення енергетичної і економічної оцінки використання фосфоритів.

Дослідження проводили в умовах польового, вегетаційного та виробничого дослідів, також аналізувалися фондові матеріали.

Польові досліди закладено в лучній та просапній сівозмінах на меліорованих торфових ґрунтах у заплаві р. Цир Камінь-Каширського району Волинської області.

Площа облікових ділянок становила 50 м², повторність чотириразова. Ґрунт торфовий низинний, потужний, малозольний, гіпново-очеретяно-осоковий на торфі рН_KCl - 4,6 - 4,8. Вміст: азоту - 3,11 - 3,23 %, фосфору (Р₂О₅) - 0,33 - 0,42 %, калію (К₂О) - 0,01 - 0,03 %, кальцію (СаО) - 2,3 %, Fe₂О₃ - 4,6 % у перерахунку на абсолютно суху наважку ґрунту.

Згідно з програмою досліджень для агромеліоративної оцінки фосфоритів та їхнього впливу на властивості й режими ґрунту визначали основні показники родючості: мінеральний залишок, вміст азоту, рухомого фосфору та калію (за Кірсановим), кальцію та магнію, гідролітичну кислотність, рН.

Зразки ґрунту відбирали з шарів 0-15, 15-30, 30-45 см у період збирання врожаю відповідно до загальноприйнятих методик.

Дослідженнями у польовому досліді на торфових і дерново-підзолистих ґрунтах передбачалося вивчення фосфорного режиму; дії суперфосфату і зернистих фосфоритів на фоні органічних та азотно-калійних добрив та вплив фосфоритів на урожайність вирощуваних культур на торфовому ґрунті за такими схемами (табл. 1).

Таблиця 1

Схема польового досліду на осушуваних торфових і дерново-підзолистих ґрунтах

Вирощувані культури	Варіанти досліду
	контроль (без добрив)	Рс*К	Рз.ф.*К	РсК + пісок	Рз.ф.К + пісок	РсК + пісок + глина	Рз.ф.К + пісок + глина
На торфових ґрунтах
Багаторічні трави 2 р. к.	-	Р60сК120	Р60з.ф.К120	Р60сК120+ 200 т/га піску	Р60з.ф.К120+ 200 т/га піску	Р60сК120+ 100 т/га піску + 100 т/га глини	Р60з.ф.К120+ 100 т/га піску + 100 т/га глини
Кукурудза на силос
Кормові буряки

Вирощувані культури	Варіанти досліду
	контроль (без добрив)	гній	NPсK + гній	NPз.ф.K + гній	NPсK + гній	NPз.ф.K + гній
На дерново-підзолистих ґрунтах
Картопля	-	гній (45 т/га)	N60P60сK90 + гній (45 т/га)	N60P60з.ф.K90 + гній (45 т/га)	N90P120сK120 + гній (45 т/га)	N90P120з.ф.K120 + гній (45 т/га)

* Примітка: Р_с - внесено суперфосфат; Р_з.ф. - внесено зернисті фосфорити.

Дерново-підзолистий ґрунт характеризується: низьким вмістом гумусу - 0,86 - 0,97 %; кислою реакцією середовища (рН_KСl - 4,6 - 4,8); низькою забезпеченістю фосфором - 10,9 - 13,9 мг/100 г ґрунту і калієм - 5,5 - 8,1 мг/100 г ґрунту.

У польових дослідах вирощували багаторічні трави, кукурудзу на силос, кормові буряки та картоплю.

Агротехніка вирощування культур загальноприйнята для осушуваних ґрунтів Західного Полісся України.

У вегетаційному досліді вивчали вплив різних систем удобрення на вміст фосфору та біологічної активності ґрунту за схемами: мінеральна система удобрення - 1. - контроль (без добрив); 2. - N₆₀Р_60сК₆₀; 3. - N₆₀Р_60з.ф.К₆₀; 4. - N₉₀Р_90сК₉₀; 5. - N₉₀Р_90з.ф.К₉₀; 6. - Р_60сК₆₀; 7. - Р_60з.ф.К₆₀; 8. - Р_120сК₆₀; 9. - Р_120з.ф.К₆₀; органо-мінеральна система удобрення - 1. - контроль (без добрив); 2. - N₆₀Р_60сК₆₀; 3. - N₆₀Р_60з.ф.К₆₀; 4. - Р_60сК₆₀; 5. - Р_60з.ф.К₆₀; 6. - Р_120сК₆₀; 7. - Р_120з.ф.К₆₀ - у кожному варіанті внесено по 20 т/га органічної речовини.

Повторність досліду триразова. Об'єм вегетаційної посудини - 1458,6 см³, площа - 136,2 см², ґрунт сірий лісовий середньосуглинкового гранулометричного складу, який характеризується такими агрохімічними показниками: рН_KCl 7,0, N_{легкогідр.} - 11,2, Р₂О₅ - 10,4, К₂О - 7,3 мг/100 г ґрунту, вміст гумусу - 2,4 - 3,6%, Са - 11,25, Mg - 0,61 мг-екв/100 г ґрунту.

Виробничою перевіркою ставилося за мету обґрунтування ефективної норми і способу внесення зернистих фосфоритів під сільськогосподарські культури з використанням різних фонів удобрення (азотно-калійний, органічний).

У розділі наведено характеристику природних умов Західного Полісся, меліорованих торфових та дерново-підзолистих ґрунтів.

Агромеліоративна оцінка фосфоритів

У третьому розділі наведено характеристику найпоширеніших родовищ фосфоритів в Україні, їхні розвідані і прогнозні запаси, що становлять відповідно 100 та 200 млн т. Проаналізовано хімічний склад зернистих фосфоритів, який показує, що вміст Р₂О₅ та СаО майже не відрізняється у різних родовищах.

Використання зернистих фосфоритів потребує проведення комплексної оцінки доцільності їх використання як добрива не лише за вмістом фосфору, але і за хімічними, екологічними (вміст важких металів, радіонуклідів), технологічними (глибина залягання, спосіб підготовки до внесення) та економічними (окупністю 1 ц добрива прибавкою врожаю, ц) показниками, які будуть використані на заключному етапі оцінки фосфоритів за інтегрованим показником.

Для проведення комплексної агромеліоративної оцінки використання зернистих фосфоритів нами пропонується алгоритм розрахунку інтегрованого показника агромеліоративної оцінки зернистих фосфоритів, який передбачає вертикальне згортання базових показників в агреговані, агрегованих у інтегровані, рис. 1.:

Рис. 1. Схема розрахунку інтегрованого показника агромеліоративної оцінки фосфоритів.

Припускається, що між кількісними базовими і агрегованими показниками існують рівноцінні вертикально підпорядковані зв'язки, отже їх можна інтегрувати шляхом математичного згортання з використанням середньозваженого геометричного.

На завершальному етапі оцінки зернистих фосфоритів України зроблено їхню інтегровану оцінку за розрахунком кількісних і якісних показників, які відповідають незадовільному, задовільному та доброму агромеліоративному стану (табл. 2).

Таблиця 2

Інтегровані показники агромеліоративної оцінки фосфоритів

Назва родовищ	Агромеліоративні показники	Інтегровані показники
	хімічні	екологічні	технологічні	економічні	кількісні	якісні
Осиківські зернисті фосфорити	0,74	0,92	0,1	-	0,41	задо-вільний
Південно-Осиківські зернисті фосфорити	0,61	0,81	0,64	-	0,67	добрий
Котовський глауконітовий продукт	0,58	-	0,1	-	0,24	незадо-вільний
Здолбунівський фосфорит	0,65	0,81	0,82	0,87	0,78	добрий
Маневицько-Клеванська фосфоритоносна площа	0,50	0,81	0,1	0,82	0,43	задо-вільний
Ратнівські жовнові фосфорити	0,20	0,94	0,64	0,74	0,55	задо-вільний
Копитківські зернисті фосфорити	0,55	0,82	0,83	0,91	0,76	добрий
Милятинські зернисті фосфорити	0,56	0,82	0,86	0,96	0,78	добрий
Копитківський фосфоритний концентрат	0,55	0,81	0,52	0,89	0,67	добрий
Милятинський фосфоритний концентрат	0,40	0,81	0,54	0,91	0,63	добрий
Ратнівський фосфоритний концентрат	0,38	0,96	0,32	0,71	0,54	задо-вільний
Фосфоритне борошно 3-го ґатунку	0,47	-	-	0,85	0,63	добрий

Для кількісної і якісної оцінки інтегрованого показника агромеліоративного стану зернистих фосфоритів рекомендується використовувати таку шкалу оцінювання: 0 - 0,2 - критичний; 0,2 - 0,4 - незадовільний; 0,4 - 0,6 - задовільний; 0,6 - 0,8 - добрий; 0,8 - 1,0 - еталонний. За еталон агромеліоративної оцінки зернистих фосфоритів доцільно взяти фосфоритне борошно, яке рекомендується для використання під сільськогосподарські культури на кислих ґрунтах.

Проведені розрахунки інтегрованого якісного показника фосфоритів знаходяться на рівні фосфоритного борошна і тому можуть без обмежень використовуватися у сільському господарстві як добриво і меліорант.

ВПЛИВ ЗЕРНИСТИХ ФОСФОРИТІВ НА СКЛАД, ВЛАСТИВОСТІ ТА ПРОЦЕСИ У ҐРУНТАХ

У четвертому розділі проведено дослідження впливу зернистих фосфоритів на водно-фізичні, фізико-хімічні властивості торфових і сірих лісових ґрунтів. Встановлено, що внесення зернистих фосфоритів у нормах Р₆₀ та Р₁₂₀ на фоні калійних добрив К₁₂₀ супроводжується покращенням їхніх водно-фізичних і агрохімічних властивостей, а саме: зниженням значень ПВ, ВРК; зростанням зольності; покращенням фосфорного режиму; зниженням гідролітичної та обмінної кислотностей (табл. 3).

Таблиця 3

Вплив зернистих фосфоритів на агрохімічні та фізико-хімічні показники сірих лісових ґрунтів

Варіанти досліду	Глибина відбору зразків, см	pHKCl	Гідролітична кислотність, мг-екв/100 г ґрунту	P2O5	K2O	Ca	Mg
				мг/100 г ґрунту	мг-екв/100 г ґрунту
Контроль (без добрив)	0 - 20 20 - 40 40 - 60	5,6 5,6 5,6	2,21 2,02 1,94	7,4 7,3 7,1	7,2 6,4 5,2	5,0 5,0 4,4	0,39 0,37 0,53
P60 с K90	0 - 20 20 - 40 40 - 60	6,5 6,6 6,6	1,08 1,15 0,72	11,3 8,4 8,6	9,5 7,1 6,4	5,8 6,3 5,0	0,77 0,73 0,83
P60з.ф. K90 поверхне-во	0 - 20 20 - 40 40 - 60	6,8 6,8 6,7	0,66 0,59 0,52	21,3 18,7 9,6	9,9 7,6 6,7	7,5 6,5 5,0	0,99 0,90 0,83
P60 з.ф. K90 в рядки	0 - 20 20 - 40 40 - 60	6,9 7,0 6,8	0,94 0,63 0,52	19,4 20,9 11,4	9,6 8,4 7,1	6,9 7,1 5,4	0,80 0,86 0,63

Внесення зернистих фосфоритів у дерново-підзолисті ґрунти на фоні азотно-калійних добрив суттєво зменшують перехід цезію-137 до багаторічних трав, знижуючи його коефіцієнт переходу в 2 - 3 рази порівняно з контролем. Тому фосфорити слід вважати такими, що не призводять до накопичення в ґрунтах важких металів у рухомих формах понад ГДК, а їхнє застосування не супроводжується токсикологічною дією й забрудненням сільськогосподарської продукції.

Вплив використання зернистих фосфоритів на урожай сільськогосподарських культур

У п'ятому розділі встановлено, що внесення в торфові ґрунти зернистих фосфоритів нормою Р₆₀ на фоні К₁₂₀ забезпечує отримання прибавки врожаю зеленої маси багаторічних трав, кукурудзи, кормового буряка, яка за величиною не поступається дії суперфосфату, особливо на фоні внесення 200 т/га піску (табл. 4).

Таблиця 4

Урожайність сільськогосподарських культур на торфових ґрунтах

Показник	Варіанти досліду
	Контроль (без добрив)	Р60 с К120	Р60 з.фК120	Р60 сК120 + 200 т/га піску	Р60 з.ф.К120 + 200 т/га піску
Трави багаторічні (лучна сівозміна)
Урожай зеленої маси, т/га	5,14	38,72	38,53	42,36	41,95
Прибавка урожаю, т/га	-	33,58	33,39	37,22	36,81
НіР 0,5, т/га	0,5
Кукурудза на зелену масу (просапна сівозміна)
Урожай зеленої маси, т/га	23,44	38,97	38,09	49,62	50,23
Прибавка урожаю, т/га	-	15,53	14,65	26,18	26,79
НіР 0,5, т/га	1,36
Буряки кормові (просапна сівозміна)
Урожай коренів, т/га	35,76	52,11	51,43	63,68	64,92
Прибавка урожаю, т/га	-	16,35	15,67	28,02	29,16
НіР 0,5, т/га	5,42

На дерново-підзолистих ґрунтах найвищу врожайність картоплі отримано при внесенні 45 т/га гною при повному мінеральному удобренні. Величина врожаю бульб картоплі на цих варіантах при використанні суперфосфату становила 26,7, а при внесенні зернистих фосфоритів - 26,6 т/га. зернистий фосфорит ґрунт енергетичний

Енергетична і економічна оцінка використання фосфоритів як меліорантів

У шостому розділі одночасний аналіз економічної та енергетичної ефективності застосування фосфоритів як меліорантів зумовлений спрямуванням розвитку суспільства в напрямку енергозбереження та недосконалістю і нестабільністю цінової політики в державі та на світовому ринку.

Для аналізу енергетичної ефективності було застосовано коефіцієнт біологічної акумуляції антропогенної енергії агроекосистемою К_ее^АЕ, який показує ефективність акумуляції антропогенної енергії як у врожаї, так і енергопотенціалі ґрунту і свідчить про сукупну агромеліоративну та господарську ефективність того чи іншого заходу (табл. 5).

Енергетична та економічна ефективність агромеліоративної дії фосфоритів на осушуваних торфових ґрунтах

Показник	Варіант досліду
	Контроль (без добрив)	Р60 с К120	Р60 з.фК120	Р60 сК120 + 200т/га піску	Р60 з.ф.К120 + 200т/га піску
Трави багаторічні (лучна сівозміна)
Енергетич-ний блок	Еа	1014	9530	9203	10266	9859
	ЕУ	16643	125375	124153	136495	135173
	Еа'	6938	5764	43372	46875	47025
	КееАЕ	23,2	13,7	18,2	17,9	18,5
Економіч-ний блок	Е	62,0	2845	2387	2877	2417
	ЧП	323	97	654	338	880
	Р	519	3	27	12	36
	СВ	12,1	73,5	62,0	67,9	57,6
Кукурудза на зелену масу (просапна сівозміна)
Енергетич-ний	Еа	15729	22499	21599	25405	25043
	ЕУ	98448	163548	159978	208404	210966
	Еа'	65010	106644	104955	135207	137427
	КееАЕ	10,2	11,8	12,1	13,3	13,7
Економічний блок	Е	1551	4573	4076	4929	4480
	ЧП	1196	28	539	924	1557
	Р	77	0,6	13,2	18,7	34,7
	СВ	66,2	117,4	107	99,3	89,2
Буряки кормові (просапна сівозміна)
Енергетич-ний блок	Еа	24411	30379	29560	32571	31917
	ЕУ	154519	225167	222241	275612	280558
	Еа'	7437	10251	10730	12131	12903
	КееАЕ	3,93	4,58	4,64	5,21	5,41
Економіч-ний блок	Е	3805	6925	6285	7083	6656
	ЧП	2796	2732	3360	4730	5480
	Р	73	39	53	67	82
	СВ	72,9	91	83,7	76	70,2

Примітки: Е_а - витрати антропогенної енергії на вирощування й збирання врожаю, МДж/га; Е_У - енергія, акумульована в урожаї, МДж/га; Е_а' - енергія, акумульована в енергопотенціалі ґрунту (приріст енергії запасів гумусу, кальцію тощо), МДж/га; К_ее^АЕ - коефіцієнт біологічної акумуляції антропогенної енергії агроекосистемою; Е - сума витрат на вирощування сільськогосподарської культури, грн/га; ЧП - чистий прибуток грн/га; Р - рівень рентабельності, %; С_В - собівартість врожаю, грн/т.

Порівняння енергетичної ефективності вирощування різних культур на торфових осушуваних ґрунтах показало найвищу енергетичну ефективність саме по травах багаторічних, водночас максимального ефекту енергозбереження (К_ее^АЕ =23,2) досягнуто на варіанті без добрив, що зумовлено мінімальними затратами антропогенної енергії. Застосування усіх видів добрив як на фоні піскування, так і без нього суттєво зменшує коефіцієнт біологічної акумуляції антропогенної енергії агроекосистемою - у 1,25 - 1,70 раза. У посівах кукурудзи та буряків кормових відповідні показники К_ее^АЕ контролю становлять 10,2 та 6,5.

Використання добрив сприяє їхньому зростанню відповідно на 15,7 - 34,3% в посівах кукурудзи та на 16,7 - 38,2 % в посівах буряків кормових. Максимального зростання вдається досягти саме за умов застосування Р_60з.ф.К₁₂₀ на фоні піскування. Загалом застосування фосфоритів порівняно із суперфосфатом має суттєву енергетичну перевагу лише при вирощуванні трав багаторічних у лучній сівозміні (32,8 %). У просапній сівозміні ця перевага несуттєва і становить відповідно 2,5 % для кукурудзи на зелену масу та 1,4 % для буряків кормових. Агромеліоративний фон піскування посилює перевагу зернистих фосфоритів над суперфосфатом до 3,0 % та 3,8 % відповідно у посівах кукурудзи на зелену масу та буряків кормових.

Доцільність використання зернистих фосфоритів як агромеліорантів та добрив підтверджується результатами відповідних економічних розрахунків. Так, максимальної рентабельності на осушуваних торфових ґрунтах вдається досягти при вирощуванні багаторічних трав у лучній сівозміні без застосування добрив (519 %), але чистий прибуток в цьому разі становить 323 грн/га. Вирощування кукурудзи на зелену масу без застосування добрив є менш рентабельним (Р = 77 %), але більш прибутковим - ЧП = 1196 грн/га, тоді як кормові буряки, не поступаючись рентабельністю кукурудзі, дають чистий прибуток на рівні 2796 грн/га.

Застосування добрив на фоні піскування та без нього порівняно з контролем у лучній сівозміні має істотно нижчі показники рентабельності. Проте лише варіант Р_{60 с} К₁₂₀ поступається контролю за чистим прибутком - на 70 %, а піскування дає змогу прирівняти величину ЧП до контролю. На варіантах Р_60з.ф. К₁₂₀ та Р_60з.ф. К₁₂₀+ 200 т/га піску величина чистого прибутку зростає відносно контролю на 102 % та 172 % відповідно.

Використання зернистих фосфоритів при вирощуванні кукурудзи на зелену масу дає змогу збільшити чистий прибуток відносно варіантів із суперфосфатом у 19 та 1,7 раза відповідно без піскування та на фоні піскування. Водночас затрати на застосування добрив виправдовують себе лише на варіанті Р_{60 з.ф.} К₁₂₀ + 200 т/га піску, де величина чистого прибутку збільшується відносно контролю на 30 %. Необхідно зазначити, що внесення суперфосфату з калійними добривами без попереднього піскування при вирощуванні трав багаторічних та кукурудзи на зелену масу є нерентабельним.

Найвищу економічну ефективність застосування зернистих фосфоритів відзначено в посівах буряків кормових, про що свідчить рентабельність на рівні 53 % і 82 % та чистий прибуток - 3360 грн/га і 5480 грн/га відповідно на варіантах Р_{60 з.ф} К₁₂₀ та Р_{60 з.ф.} К₁₂₀ + 200 т/га піску. Загалом використання суперфосфату на варіантах досліду Р_{60 с} К₁₂₀ та Р_{60 с} К₁₂₀ + 200 т/га піску поступається відповідному внесенню зернистих фосфоритів за чистим прибутком на 23 %, рентабельністю - на 35 % та собівартістю врожаю - на 8,7%.

Максимальних показників як енергетичної, так і економічної ефективності при вирощуванні культур просапної та лучної сівозмін на осушуваних торфових ґрунтах досягаємо за умов застосування зернистих фосфоритів у комплексі з калійними добривами на фоні піскування, що є свідченням доцільності застосування їх з метою збільшення чистого прибутку та забезпечення добре вираженого агромеліоративного ефекту на фоні зростання рентабельності.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі на підставі результатів власних досліджень узагальнення, запропонований новий підхід до комплексної агромеліоративної оцінки зернистих фосфоритів, як меліорантів комплексної дії. Розвинуті і поглиблені знання щодо особливостей використання зернистих фосфоритів на ґрунтах, що потребують меліоративного поліпшення.

1. Розроблено алгоритм агромеліоративної оцінки фосфоритів, який передбачає поетапне вертикальне згортання нормованих базових показників (хімічних, екологічних, технологічних, економічних) в агреговані та інтегрований показники (як середньо геометричного), який на заключному етапі за нормованим показником від 0 до 1 характеризує стан фосфоритів: 0 - 0,2 - критичний; 0,2 - 0,4 - незадовільний; 0,4 - 0,6 - задовільний; 0,6 - 0,8 - добрий; 0,8 - 1,0 - еталонний.

2. Здійснено агромеліоративну оцінку зернистих та жовнових фосфоритів, які за своїми хімічними показниками оцінюються таким станом: зернисті - задовільним, жовнові - незадовільним; за екологічними: зернисті - еталонним, жовнові - еталонним; за технологічними: зернисті - еталонним, жовнові - незадовільним; за економічними: зернисті - еталонним, жовнові - добрим. За інтегрованим показником зернисті фосфорити оцінюються добрим станом, жовнові - задовільним, фосфоритне борошно 3-го ґатунку - добрим і зернисті фосфорити можуть без обмежень, як добриво і меліорант використовуватись у сільському господарстві.

3. Зернисті фосфорити, що внесені в осушувані торфові ґрунти в нормах Р₆₀ та Р₁₂₀ на фоні калійних добрив К₁₂₀, суттєво покращують їхні водно-фізичні та агрохімічні властивості, оптимізують фосфорно-калійний режим, знижують рН ґрунту, гідролітичну та обмінну кислотності.

4. Зернисті фосфорити, що внесені у дерново-підзолисті ґрунти на фоні азотно-калійних добрив, зменшують перехід цезію-137 до багаторічних трав, знижуючи при цьому коефіцієнт переходу у 2 - 2,3 рази у порівнянні з контролем, де добрива не вносились.

5. Внесення зернистих фосфоритів у сірі лісові ґрунти в нормах Р₆₀ та Р₁₂₀ на фоні К₉₀ та 20 т/га компосту забезпечувало зниження гідролітичної кислотності на 1,1 - 1,9 м/екв на 100 г ґрунту, зростання вмісту рухомого фосфору, обмінного калію та кальцію.

6. На осушуваних торфових ґрунтах використання фосфоритів забезпечило отримання прибавки врожаїв у порівнянні з варіантом без добрив: багаторічних трав - 33, 4 т/га, кукурудзи на зелену масу - 14,6 т/га, кормового буряку - 15,6 т/га, яка за величиною не поступається дії суперфосфату.

7. Найвищу врожайність картоплі на дерново-підзолистих ґрунтах забезпечує внесення органо-мінеральних добрив в нормі 45 т/га гною + N₉₀Р₁₂₀Р₁₂₀. Величина врожаю бульб картоплі на цих варіантах при застосуванні зернистих фосфоритів складає 26,6 т/га, а при застосуванні суперфосфату - 26,7 т/га.

8. Внесення фосфоритів в осушувані торфові ґрунти в нормах Р₆₀ та Р₁₂₀ забезпечує високий К_ее при вирощуванні багаторічних трав - 13,5 і 13,8; кукурудзи на силос - 7,19 і 8,18; кормових буряків - 7,38 і 8,63 та отримання чистого прибутку: для багаторічних трав - 684 і 880; кукурудзи - 539 і 1557; кормових буряків - 3360 і 5480 грн/га з рівнем рентабельності 36; 34,7 і 82 % їх застосування відповідно.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. З метою покращення агромеліоративного стану осушуваних торфових і дерново-підзолистих ґрунтів доцільно використовувати на цих ґрунтах в якості фосфорних добрив зернисті та жовнові фосфорити.

2. З урахуванням кількості та рівня забезпеченості осушуваних ґрунтів рухомим фосфором господарствам різних форм власності рекомендуються норми внесення фосфоритів: на торфових ґрунтах Р₆₀ на фоні К₁₂₀; на дерново-підзолистих - Р₆₀ на фоні 20 т/га органічних і К₉₀ калійних добрив.

СПИСОК ПРАЦЬ ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ:

Статті у фахових виданнях

1. Лико С.М. Можливості використання місцевих фосфоритів у сільськогосподарському виробництві / Д.В. Лико, В.А. Бардась, С.М. Лико, А.В. Бардась // Науково-технічний збірник УДУВГП [„Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво”]. - Рівне: УДУВГП, 1998. - Вип. 23. - С. 17.-24.

2. Лико С.М. Зернисті фосфорити як джерело поживних елементів для рослин // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування: Збірник наукових праць. - Рівне: НУВГП, 2008. - Вип. 1(41). - С. 128 - 134.

3. Лико С.М. Економічна ефективність застосування добрив та структурних меліорацій на осушуваних торфових ґрунтах / С.М. Лико, Т.М. Колесник // Вісник НУВГП: Збірник наукових праць. - Рівне: НУВГП, 2008. - Вип. 4 (44). - С. 51-59.

4. Лико С.М. Енергетична ефективність застосування різних форм фосфорних добрив та структурних мелорацій на осушуваних торфових ґрунтах / С.М. Лико, Т.М. Колесник // Вісник НУВГП: Збірник наукових праць. - Рівне: НУВГП, 2009. - Вип. 1 (45). - С. 40-49.

Наукові видання та тези доповідей

5. Лико С.М. Необхідність створення орного шару ґрунту з оптимальними гідрологічними властивостями / С.М. Лико, В.М. Фурман, А.В. Бардась // Міжвідомчий тематичний науковий збірник ["Агрохімія і ґрунтознавство"]. - Харків, 1998. - Ч. 3. - С. 121 - 123.

6. Лико С.М. Зміна складу торфових ґрунтів при структурній меліорації / Н.В. Давидова, Н.Білоус, С.М. Лико // Збірник матеріалів і тез наукової конференції [„Слово молодим дослідникам”]. - Рівне, 1998. - С. 230-236.

7. Лико С.М. Проблеми і перспективи використання фосфоритів України як джерела фосфатного живлення рослин / Д.В. Лико, В.А.Бардась, С.М. Лико, Н.М. Вознюк, А.В. Бардась // Збірник ["Слово молодим дослідникам"]. - Рівне, 1998 - С. 212 - 215.

8. 2. Лико С.М. Целесообразность применения фосфоритоносных материалов в сельском хозяйстве / Д.В. Лико, М.О. Клименко, С.М. Лико // Збірник „Polityka gospodarowania odpadami w aspekcie rozwoju regionow”]. - Szczecin, 2000. - С. 259.

9. Лико С.М. Проблеми використання фосфоритної агроруди, як природного ресурсу у сільському господарстві / Д.В. Лико, С.М. Лико // Науково-популярний екологічний журнал Всеукраїнської екологічної ліги [„Екологічний вісник”]. - 2008. - №3 (49). - С. 28-29.

10. Лыко С.М. Экологические аспекты осушительной мелиорации / Д.В. Лыко, В.А. Володимирец, С.М. Лыко // Проблемы мелиорации и водного хозяйства на современном этапе: материалы международной научн.-практ. конф. - Горки, 1999. - Ч.І. - С. 35 - 38.

11. Лыко С.М. Современное состояние мелиорируемых почв Западного Полесья Украины / Д.В. Лыко, С.М. Лыко // Доклады международной научно-практической конференции института мелиорации и луговодства [«Повышение эффективности мелиорации сельскохозяйственных земель» ]. - Минск, 2005. - С. 152 - 155.

12. Лико С.М. Зернисті фосфорити у сільськогосподарському виробництві / С.М. Лико // Матеріали Міжнародної студентської конференції [„Екологічні та вікові складові психічного здоров'я людини”], (Рівне, Рівненський державний гуманітарний університет, 16-17 березня 2007р.). - Рівне: РДГУ, 2007. - С. 34 - 36

АНОТАЦІЯ

Лико С.М. Агромеліоративна оцінка та особливості використання фосфоритів як меліорантів на осушуваних ґрунтах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02 - сільськогосподарські меліорації (сільськогосподарські науки). - Інститут гідротехніки і меліорації Української академії аграрних наук.

Дисертаційну роботу присвячено агромеліоративній оцінці фосфоритів Рівненської та Волинської областей, розробці заходів з підвищення родючості меліорованих торфових і дерново-підзолистих ґрунтів та можливості використання фосфоритів як комплексного меліоранта.

У дисертації запропоновано підхід до комплексного агромеліоративного оцінювання фосфоритів, який дає можливість розробити методику, що ґрунтується на базі даних їхнього хімічного складу, екологічних, технологічних та економічних показниках.

Уперше запроваджено комплексну агромеліоративну оцінку фосфоритів України за шкалою оцінювання їхнього стану від критичного (0 - 0,2) до еталонного (0,8 - 1,0).

Було виявлено різні рівні вмісту хімічних елементів і важких металів у фосфоритах різних родовищ.

Встановлено агреговані показники агромеліоративної оцінки за хімічним складом, екологічним, технологічним і економічним станом, а також інтегровані показники кількісної і якісної оцінки фосфоритів.

Доцільність застосування зернистих фосфоритів як агромеліорантів та добрив підтверджується результатами відповідних економічних розрахунків.

Основні результати досліджень можуть бути використані для встановлення придатності будь-яких меліорантів до екологічно безпечного використання їх на ґрунтах, які потребують меліоративного покращення.

Ключові слова: агромеліоративна оцінка фосфоритів, агрегований показник, жовнові фосфорити, зернисті фосфорити, інтегрований показник, меліорант.

Лыко С.М. Агромелиоративная оценка и особенности использования фосфоритов как мелиорантов на осушаемых почвах. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.02 - сельскохозяйственные мелиорации (сельскохозяйственные науки). - Институт гидротехники и мелиорации Украинской академии аграрных наук.

Диссертационная работа посвящена оценке агромелиоративного состояния фосфоритов Ровенской и Волынской областей, разработке мероприятий по повышению плодородия мелиорируемых торфяных и дерново-подзолистых почв и возможности использования фосфоритов как комплексного мелиоранта.

Запасы фосфоритов на Украине составляют около 100 млн тонн. Они могут использоваться в земледелии на мелиорируемых землях не только как фосфорные удобрения, но и как химические мелиоранты вместо извести и как комплексные мелиоранты на загрязненных радионуклидами территориях. При этом коэффициент перехода радиоцезия в растения многолетних трав уменьшился в 0,5 - 2 раза, однолетних - более чем в два раза.

В диссертации предложен подход к комплексному оцениванию агромелиоративного состояния фосфоритов, что дает возможность разработать методику, основанную на базе данных их химического состава, экологических, технологических и экономических показателях.

Впервые разработана комплексная агромелиоративная оценка фосфоритов Украины по шкале оценивания их состояния от критического (0 - 0,2) до эталонного (0,8 - 1,0).

Обнаружены разные уровни содержания химических элементов и тяжелых металлов в фосфоритах разных месторождений.

Установлены агрегированные показатели агромелиоративной оценки по химическому составу, экологическому, технологическому и экономическому состоянию, а также интегрированные показатели количественной и качественной оценки фосфоритов.

Целесообразность применения зернистых фосфоритов в качестве агромелиорантов и удобрений подтверждается результатами соответствующих экономических расчетов.

Основные результаты исследований могут быть использованы для установления пригодности любых мелиорантов к экологически безопасному их применению на почвах, нуждающихся в мелиоративном улучшении.

Ключевые слова: агромелиоративная оценка фосфоритов, агрегированный показатель, жовновые фосфориты, зернистые фосфориты, интегрированный показатель, мелиорант.

Lyko S.M. Soil-conservative estimation and features of phosphorites use as ameliorants in the drained soils. Manuscript.

Thesis of the Candidate of agricultural science academic degree by speciality 06.01.02 - agricultural melioration (agricultural science) - Institute for Hydraulic Engineering and Land Reclamation of UAAS, Kyiv, 2009.

The dissertation is dedicated to the soil-conservative estimation of a condition of the phosphorites deposits in Rivne and Volyn regions, working out measures on increase of fertility of reclaimed peat and sod-podzol soils and availability of phosphorites as complex ameliorants.

In the dissertation it is proposed an approach to the integrated estimation soil-conservative condition of phosphorites that allows working out the methods, which is based on their chemical composition data, ecological, technological and economic indexes.

It has been introduced for the first time the integrated soil-conservative estimation of the phosphorites in Ukraine under the rating scale of their condition in the range from the critical (0-0,2) to standard one (0,8-1,0).

It was revealed that phosphorites from different deposits have different content of chemical elements and heavy metals.

It was also specified the aggregative indexes of soil-conservative estimation according to chemical composition, ecological, technological and economic condition of phosphorites as well as the integrated indexes of their quantitative and qualitative assessment.

An appropriateness of the granular phoaphorites use is proved by the results of corresponding economic calculations.

The main results of the researches can be used in the course of an acceptability appraisal of any ameliorants for their environmentally safe use in the soils which require reclamation measures.

Key words: soil-conservative estimation of phosphorites, aggregative index, granular phosphorites, integrated index, ameliorant.

Размещено на Allbest.ru