Влияние различных видов фосфорных удобрений и фосфатного шлама на химический состав зеленой массы ярового рапса

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФГОУ ВПО  «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» 
 

Кафедра почвоведения и агрохимии 
 

Курсовая  работа

Влияние различных  видов фосфорных удобрений и  фосфатного шлама на химический состав зеленой массы ярового рапса на кислой дерново-подзолистой почве колхоза «Прогресс» Красноармейского района 
 
 
 
 

                                                                                                   Выполнила: студентка

                                                                                            3 курса 2 гр. 3 п/гр

                                                                                                    агрономического фак.

                                                                                   Научный руководитель:

                                                                                      
 
 
 

Чебоксары,2009

Введение

     Агрохимия  изучает взаимоотношения между  растениями, почвой и удобрениями  в процессе питания сельскохозяйственных культур.

     Главная задача агрохимии, по определению Д.И. Прянишникова, изучение круговорота  веществ в земледелии и выявление  технических мер на химические процессы, протекающие в почве и в растениях, которые могут повышать урожай или уменьшать его состав.

     Основным  средством вмешательства в этом процессе являются удобрения: органические и минеральные.

     Цель  агрохимии – создание наилучших  условий питания растений с учетом знания свойств различных видов  и форм удобрений, особенности их взаимодействия с почвой, определение наиболее эффективных форм, способов, сроков применения удобрений.

Основные задачи агрохимии является изучение влияния  органических и минеральных удобрений  на:

1. Питание растений, обмен органических и минеральных веществ в процессе вегетации
2. Круговорот и баланс минеральных веществ в земледелии
3. Свойство почв и воспроизводство их плодородия
4. Формирование качественной и количественной продукции
5. Экономический показатель эффективности и окупаемости питательных веществ
6. Агрономическую ситуацию по сохранению и улучшению природной среды

 

     Рапс  относиться к ценным кормовым культурам, а на формирование его химического  состава оказывают влияние не только питательные вещества удобрений  и мелиорантов, но и содержащихся в их составе примеси макро- и  микроэлементов.

     Было  показано, что применение конверсионного мела, содержащего 1,5% стронция и до 90% CaCO₃  в дозах 0,1; 0,2; 0,5 и 1 Н_г на кислых дерново-подзолистых почвах супесчаного гранулометрического состава, вызывало увеличение концентрации стронция в рапсе и сужало кальций-стронциевое соотношение в тканях растений. Напротив, по мере увеличения дозы вносимого мела содержание марганца, железа и цинка в рапсе уменьшается.

     В условиях вегетационного опыта растения рапса, удобренные азофоской, содержащей 1,5% фтора, накапливали фтор в значительном количестве (13,4 мг/кг воздушно-сухой массы растений). Известкование препятствовало поступлению фтора в растения.

     Непрерывно  возрастающие потребности в фосфорных  удобрениях ставят весьма серьезную  проблему расширения их ассортимента, в том числе за счет фосфорсодержащих отходов промышленности невысокого технологического достоинства, пригодных для применения на отдельных почвах. Одним из таких отходов является фосфатный шлам АО «Фосфорит» (г.Кингисепп Ленинградской обл.)

     Шлам  получается при воздействии на фосфатное  сырье концентрированной серной кислоты с образованием большого количества паров, которые конденсируются, нейтрализуются известью и отводят  в шламонакопитель. В составе  отхода присутствуют: Р₂О₅ – 14, СаО – 45,5; NH₄ – 0,6; S – 0,8; MgO – 1,3; Fe₂O₃ – 1,5; Cu – 0,4; Zn – 0,015; SiO₂ – 2,9%.

     Известно, что из всех видов удобрений наибольшее количество примесей поступает с  фосфорными удобрениями. Учитывая высокую  физиологическую пластичность ярового  рапса, а также большое количество сопутствующих элементов в составе Р-удобрений и фосфатного шлама, исследования, направленные на выявление особенностей химического состава ярового рапса при использовании фосфорных удобрений и Р-содержащих отходов промышленности, представляют определенный интерес.

     Цель  работы – получение сравнительных  данных об удобрительной ценности фосфатного шлама и различных видов фосфорных  удобрений при их применении на кислой дерново-подзолистой почве, установление коэффициентов использование яровым рапсом фосфора из Р-удобрений и фосфатного шлама, влияние особенностей химического состава растений.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Методика  исследования

     Химический  состав растений изучали после проведения вегетационного опыта. Опыт проводили  в вегетационном доле АФИ. Повторность опыта – четырехкратная. Для набивки в сосуды использовали сильнокислою бедную фосфором дерново-подзолистую среднесуглинистую почву: pH_KCl – 3,9; Н_г – 4,56 мг-экв/100 г почвы, К₂О₅ и Р₂О₅ – 140 и 45 мг/кг воздушно-сухой почвы соответственно. Гумус 0,6%. Масса почвы в сосудах.

     Фосфорные удобрения и фосфатный шлам применяли из расчета         0,2 г  Р₂О₅/кг массы почвы, используя Р-удобрения различной растворимости: суперфосфат двойной (Р_сд) – 44% д.в., пренициат (Р_п) – 35% д.в. и фосфоритную муку Кингисепского АО «Фосфорит» (Р_фк) – 26% д.в. Фоном служили азотные (N_aa) и калийные (K_x) удобрения, которые вносим из расчета 0,2 г д.в./кг почвы.

     Удобрения и фосфатный шлам вносим одновременно с набивкой почвы в сосуды, тщательно  перемешивая. Посев проводим в начале июля, спустя 15 суток после внесения удобрений.

     В каждый из сосудов высевали по 0,2 гр семян  ярового рапса №4 «Белорусская селекция». После всходов проводили пересаживание, оставляя по 7 растений в сосуде. Влажность  в сосуде в течение всего периода эксперимента поддерживали на уровне 60% ППВ. Уборку рапса проводили в фазе цветения. Анализировали вегетационную массу растений, куда входили стебли, листья, цветки. Перед размолом образцы растений высушили.

       Химический состав растений определили на рентген-флюросцентном спектрофотометре фирмы ORTEK – «TEFA». Данные определений обрабатывали статистически.

 

     Результаты  и их обсуждения:

     Результаты  свидетельствовали о высокой  эффективности фосфорных удобрений. Выход зеленой массы растений в удобрениях. Выход зеленой массы растений в удобренных вариантах был в 7-11 раз выше, чем в контроле. Максимальный прирост наблюдали в сосудах с использованием суперфосфата и приципитата. Варианты с фосфорной мукой характеризовали меньшей продуктивностью.

     Прирост зеленой массы растений в сосудах с фосфатным шламом был на уровне варианта с Р_фк. Проведенный опыт убедил, что фосфатный шлам на кислой – дерново-подзолистой почве по эффективности не уступает фосфоритной муке.

     Уровень накопления фосфора в тканях растений зависел от растворимости Р-удобрений. Максимальное содержание фосфора в балансе рапса было в вариантах, удобренных Р_сд и Р_п. Растения, удобренные Р_фк и фосфатным шламом, характеризовались меньшим содержанием фосфора. Достоверных различий по содержанию фосфора в балансе рапса между этими вариантами не выявило. С уровнем накопления фосфора тесно коррелировал урожай растений: N=0, 95.

     Доля  фосфора удобрений в формировании урожая по мере увеличения растворимости  последних возросла. Коэффициент  использования фосфора удобрений составил: Р_сд-10,2; Р_п-9,0; Р_фк-4,5; фосфатный шлам-4,7%. Это согласуется с исследованиями, показавшими, что коэффициенты использования фосфора удобрений в год применения не превышали 12%.

     Следовательно, большая часть внесенного фосфора  с удобрениями и  фосфатным шламом не была использована растениями и пополнила запасы этого элемента в почве.

     Сера  является одним из основных элементов  питания растений. Потребление серы растениями должно составлять 4/5 от потребления  фосфора или быть одинаковыми. В надземных частях рапса отношение S/Р составили 1,56.

     Максимальное  содержание серы в биомассе рапса  установлено в растениях контрольного варианта (95%).

     Внесение  фосфорных удобрений в опыте  снижало переход серы в растения в 1,1-1,8 раз. Одновременно сужалось отношение  S/Р в биомассе рапса. Если в контрольном варианте оно составило 4,1, то при использовании Р_сд, Р_фк и Р_п колебалось около 1, возрастая до 2,3 при использовании фосфатного шлама. Коэффициент корреляции между концентрацией фосфора и серы в рапсе составил: r= - 0,86. Очевидно, между сульфатным и фосфорным ионами существует антагонизм при поступлении в растения.

     По  уровню накопления серы растения варианта, удобренного фосфатным шламом, были близки растениям контрольного варианта. По-видимому, последнее обстоятельство объясняется высокой концентрацией серы в самом шламе.

     Концентрация  хлора в вегетационной массе  рапса вариантов, удобренных Р-удобрениями и фосфатным шламом, была выше, чем суммарное содержание фосфора и серы. Минимальное содержание  Cl ^– установлено в растениях из контроля. Увеличение концентрации анионов фосфора в почвенном растворе усиливало поглощение Cl ^– . Чем выше была растворимость Р-удобрений, тем больше  Cl ^– накапливали растения. Коэффициент корреляции между содержанием Р и Cl в растениях указывал на наличие сильной положительной связи: r=0,98. Напротив, связи между содержанием Cl и Sв биомассе рапса отрицательной: r= - 0,92.

     Таким образом, уровень накопления анионов фосфора, серы и хлора в рапсе определялся сложными процессами синергизма и антагонизма при поступлении этих элементов в растения. Применение фосфорных удобрений снижало переход серы и увеличивало концентрацию хлора в растениях рапса.

     Наиболее  высокая концентрация щелочноземельных металлов (кальция и магния) выявлена рапса в контрольном варианте, наиболее низкая – в вариантах с использованием Р_сд и Р_п.

     По  содержанию кальция растения, удобренные фосфатным шламом, соответствовали растениям варианта с суперфосфатом, магния – варианту с использованием Р_фк.

     Коэффициент корреляции межу фосфором и кальцием в биомассе рапса составил: r= - 0,82, магнием и фосфором: r= - 0,97.

     В наших  исследованиях установлена средняя  сила отрицательной связи между поступлением калия и кальция в растения: r= - 0,49. Чем выше была растворимость Р-удобрений, тем меньше калия накапливали растения.

     Концентрация  калия в биомассе растений рапса, выращенных с использованием фосфатного шлама, не отличаются от растений варианта с Р_фк.

     Интересно отметить, что возрастание количества сопутствующих элементов, поступавших  в составе Р-удобрений в почву, сопровождалось увеличением в биомассе рапса суммы Са, К, Мg, в то время как суммарное содержание анионов Р, S и Cl снижалось в варианте: Р_сд – 5,23 и 2,97; Р_п – 5,39 и 2,83; Р_фк – 6,21 и 2,38; фосфатного шлама – 6,18 и 2,56; контроль – 6,41 и 2,01% соответственно. Отношение суммарного содержания                                (Са+К+ Мg)/(Р+S+Cl) при этом сужалось.

     Наши  исследования показали, что влияние  различных форм фосфорных удобрений  на накопление марганца растениями было неодинаково и зависело от их растворимости. Внесение Р_сд и Р_п привело к существенному снижению перехода марганца в растения рапса, тогда как Р_фк, фосфатного шлама усиливали поступление.

     Результаты  свидетельствовали, что по уровню накопления железа растения рапса вариантов, удобренных Р_фк и фосфатным шламом, не отличались друг от друга.

     В растениях  контроля установлено высокое содержание цинка. Это явилось следствием его высокой подвижности и биологической доступности в кислых минеральных почвах с рН менее 4.

     В наших  исследованиях также отчетливо  прослеживалась барьерная функция  фосфатов на пути поступления цинка  в растения. При этом выявлена прямая зависимость между растворимостью Р-удобрений и накоплениями цинка растениями рапса (коэффициент корреляции: N= - 0,98).

     До  настоящего времени биохимическая  роль кремния до конца не выяснена. Известно, что кремний усиливает  образование сахаров, что находит отражение в интенсивном росте растений. Содержание кремния в биомассе рапса колебалось от 0,7 до 0,12%, что соответствует средней величине варьирования его концентрации в тканях большинства растений. Исключение составляет вариант с внесением Р_сд , где концентрация Si возрастала до 0,25% воздушно-сухой массы.