Эффективность полифосфорных удобрений
Исследования по агрономической эффективности различных видов полифосфорных удобрений начались относительно недавно, однако к настоящему времени уже накоплен определенный экспериментальный материал, позволяющий дать оценку свойствам этих соединений.
Сэттон с сотрудниками (США) исследовал поглощение ячменем фосфора из меченых орто- и пирофосфатов на 98 различных почвенных разностях и установил, что поглощение из пирофосфата на 60% исследованных почв происходило намного медленнее, чем из ортофосфатов. Джильям (Англия) обнаружил, что в условиях недостатка фосфора пирофосфат калия эффективен так же, как и ортофосфат калия, при внесении под пшеницу, кукурузу и ячмень. В этих опытах был зафиксирован очень быстрый гидролиз пирофосфата — через 1 сут около 50% фосфора пирофосфата было обнаружено уже в виде ортоформы. Этим, вероятно, и можно объяснить столь высокий эффект пирофосфата калия.
Лер с сотрудниками (США) изучил в тепличных условиях эффективность шести порошковидных и гранулированных кальциево-аммонийных и кальциево-калийных пирофосфатов с точки зрения их пригодности в качестве источника фосфорного и калийного или азотного питания для посевов кукурузы на зеленый корм. Как источник азота гранулированные гирофосфаты оказались менее эффективны, чем порошковидные для первой культуры, по калию различия были менее значительными. Фосфор поступал в кукурузу так же, как и из двойного суперфосфата. Как калийсодержащее удобрение испытанные образцы были менее эффективны, чем сульфат калия. В качестве источника азота эти формы мало уступали сульфату аммония.
При испытании полифосфатов аммония в США (Терман) они не уступали по своей эффективности как смесям стандартных удобрений, так и моно- и диаммонийфосфатам. Карпентье приводит данные, характеризующие эффективность метафосфатов калия и кальция на почвах различной кислотности. На нейтральных и щелочных- почвах эти удобрения не уступают суперфосфату, а на кислых почвах они значительно хуже. Рассел также нашел, что полифосфаты аммония наиболее эффективны на нейтральных почвах. Кеньиро изучал действие Триполи-фосфата калия на овес, пшеницу, райграс и сорго. Это удобрение оказывало большее влияние на овес, чем суперфосфат, но на пшеницу и райграс триполифосфат действовал хуже. На сорго эти два удобрения влияли одинаково. Зато в последействии триполифосфат был значительно эффективнее суперфосфата.
Высокую оценку метафосфату калия как удобрению дает Харрис на основании опытов, проведенных на различных почвах Англии со злаковыми культурами, клевером, травами, поздним и ранним картофелем.
При температуре почвы 24 °C в опытах (кукурузой (Лер) эффективность пиро- и ортофосфата аммония была одинаковой, в то время как при температуре 16 °C ортофосфат действовал лучше. Это, вероятно, связано с некоторым успением гидролиза пироформ до ортоформ при повышении температуры. Полифосфаты при рядковом внесении (P25) под кукурузу действовали так же, как суперфосфат (Гордон). В некоторых исследованиях полифосфат аммония и метафосфат калия независимо от pH почвенной вытяжки (сильнокислой, нейтральной и карбонатной) действовали лучше, чем смесь ортофосфатов.
На основании результатов зарубежных исследований с поли- и метафосфатами можно сделать вывод об удовлетворительных свойствах этих соединений как удобрений.
В опытах А.В. Петербургского и Д.М. Колелишвили на сильно- и слабокислой легкосуглинистой дерново-подзолистой, черноземной и красноземной почвах полифосфат аммония действовал лучше суперфосфата и только на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве — хуже. В многолетних опытах Ф.В. Янишевского с сотрудниками на дерново-подзолистой почве разного механического состава, на черноземе, сероземе с рядом сельскохозяйственных культур в прямом действии не было зафиксировано сколько-нибудь ощутимого преимущества полифосфатов над ортофосфатами. И только в последействии на сероземе полифосфаты аммония превосходили ортофосфаты. К аналогичному выводу пришла в своих исследованиях и Л.Н. Карцева,
Значительное количество исследований было проведено за последние годы с метафосфатами калия. В опытах Л.Н. Карцевой показано, что на дерново-подзолистой почве, черноземе и сероземе урожай растений на вариантах с мета- и пирофосфатами калия и двухзамещенного фосфата калия был одинаковым. Аналогичные результаты получены и в многолетних полевых опытах К.П. Магницкого и В.И. Константиновой, где метафосфат калия не уступал как источник калийного питания хлористому и сернокислому калию. В то же время по последействию метафосфат калия уступал эквивалентной смеси стандартных удобрений. На известкованной и неизвесткованной дерново-подзолистой почве урожай райграса и люцерны был ниже при внесении водорастворимого и водонерастворимого калия, чем при внесении смеси из стандартных форм односторонних минеральных удобрений. В опытах с сахарной свеклой на мощном черноземе действие водонерастворимого метафосфата калия как при рядковом, так и при основном внесении было таким же, как и смеси суперфосфата и хлористого калия.
В опытах В.Е. Булаева с сотрудниками также было установлено, что как разбросное, так и локальное внесение метафосфата калия под ячмень и картофель было столь же эффективно, как и смеси суперфосфата и хлористого калия.
В восьмилетних полевых опытах на супесчаной дерново-подзолистой почве с сахарной свеклой и картофелем действие метафосфата калия было таким же, как и действие смеси простых удобрений. В сводке И.Г. Кондратьева с сотрудниками по изучению метафосфата калия, по данным Геосети НИУИФ, также показана высокая эффективность этого удобрения в посевах многих сельскохозяйственных культур.
По эффективности три полифосфата калия проведено немного исследований. В опытах А. В. Петербургского и Д.М. Колелишвили триполифосфат калия только в одном из пяти опытов (на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве) действовал хуже, чем смесь стандартных удобрений. В то же время в исследованиях В.И. Константиновой с сотрудниками триполифосфат калия значительно уступал действию смеси односторонних удобрений на урожай райграса. В опыте В.Г. Хованова на известкованной и кислой дерново-подзолистой почве с подсолнечником, кукурузой и гречихой эффективность триполифосфата калия была такой же, как и смеси двойного суперфосфата и хлористого калия.
Во Всесоюзном научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д.H. Прянишникова (ВИУА) исследования по эффективности полифосфатов различных катионов начали проводиться с начала 50-х годов. Однако наиболее широкое развитие эти работы получили в последние годы. Начиная с 1968 г. проводятся агрохимические испытания твердых полифосфатов аммония, калия, кальция и метафосфатов калия в различных почвенно-климатических зонах нашей страны. Обобщение полученных результатов опытов показало, что поли- и метафосфаты по эффективности в подавляющем большинстве случаев не уступают эквивалентной смеси стандартных удобрений на основе ортофосфатов (табл. 37). Вместе с тем следует отметить, что в ряде опытов полифосфаты действовали несколько иначе, чем ортофосфаты. Так, полифосфат кальция (разработчик — Институт химических наук АН Казахстана) оказывал большее влияние на повышение урожая хлопка-сырца на сероземе, а также томатов, чем двойной суперфосфат. Высокое действие полифосфата кальция на нейтральных и слабощелочных почвах обусловлено наличием в этом удобрении полиформы, что влияет на фосфатный режим этих почв и, в срою очередь, оказывает положительное действие на урожай сельскохозяйственных растений. Однако в опытах с сахарной свеклой на черноземах полифосфаты так же, как и аммофос, дали меньшую прибавку урожая, чем простой суперфосфат, что, вероятно, объясняется отсутствием в этих удобрениях ряда балластных веществ.
В середине 60-х годов было установлено, что при разложении таких почвенных минералов, как монтмориллонит и аттапульгит, находящихся в довольно значительных количествах в дерново-подзолистых почвах, высвобождаются ионы железа и алюминия, которые не образуют в течение довольно продолжительного времени никаких кристаллических соединений с пиро- и триполифосфатами аммония, а остаются в растворе даже после значительного гидролиза полифосфатов до ортофссфатов.
В этих же работах было показано, что полифосфаты, обладая комплексообразующими свойствами, могут предупреждать осаждение ортофосфатов железом и алюминием. Было сделано предположение, что специфический характер поведения полифосфатов в почве позволит выявить их более высокую, чем обычных ортофосфатов, суммарную (действие и последействие) эффективность на дерново-подзолистой почве. Полевые опыты, проведенные на Судогодской опытной станции ВИУА, подтвердили это предположение. В этих опытах на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве полифосфорные удобрения и суперфосфат вносили под озимую пшеницу, а на ячмене учитывали их последействие (табл. 38).
Эффективность (действие и последействие) полифосфорных удобрений, содержащих в своем составе более половины фосфора в неортоформе (полифосфаты аммония и кальция и метафосфат калия), была выше, чем эффективность ортоформы (суперфосфат). В то же время полифосфат калия (25 % в виде полиформы) по эффективности практически не отличается от ортофосфата. Качественный состав полиформы также имеет, вероятно, значение в оценке действия отдельных полифосфатов. Если разница в эффективности полифосфата аммония и метафосфата калия и ортофосфата с увеличением доз внесения снижалась, то по полифосфату кальция это снижение менее выражено. Дело в том, что в водонерастворимом полифосфате кальция практически полиформа состоит из пирофосфатов, которые являются в почве наиболее стабильными соединениями из неортофосфатов. Поэтому относительно медленный переход пирофосфатов в ортофосфаты в течение двух лет проведения опыта, возможно, и обусловил большую эффективность полифосфата кальция за счет создания более благоприятного для развития растений фосфорного режима в почве.
Это положение подтверждают результаты опыта с луговым клевером на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Смоленской опытной станции ВИУА, в котором последействие первого года по вариантам с полифосфатами аммония и особенно кальция в повышенных дозах было выше, чем по вариантам с ортофосфатами этих же катионов.
Наличие полиформы в удобрениях способствует и повышению коэффициента использования фосфора растениями, особенно при локальном способе внесения удобрений (табл. 39).
Б.И. Юркиным было проведено изучение влияния рядкового способа внесения полифосфатов аммония на урожай ячменя в опытах на дерново-подзолистой легкосуглинистой неизвесткованной почве Смоленской опытной станции ВИУА.
В этих опытах обращает на себя внимание более высокий коэффициент использования фосфора из полифосфатов (42,2) по сравнению с ортофосфатами (36,1), хотя урожайность по обеим формам удобрений была почти одинаковой (16,3 и 16 ц с 1 га). Аналогичные данные, характеризующие более высокий коэффициент использования фосфора из полифосфатов аммония по сравнению с ортофосфатами, были получены в опытах НИУИФ с яровой пшеницей и фасолью на сероземах.
Учитывая положительное влияние содержания фосфора в полиформе на действие сложных удобрений, можно было бы сделать вывод, что увеличение ее содержания должно увеличивать и их эффективность. Для проверки этого предположения были проведены опыты на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Смоленской опытной станции ВИУА с нитроаммополифосом — водорастворимым удобрением. Результаты этих опытов показали, что увеличение содержания полиформы в этих удобрениях не приводило к увеличению их эффективности на овсе при относительно высоких дозах внесения (100 мг Р2О5 на 1 кг почвы). При сравнительно низких дозах внесения (50 мг Р2О5 на 1 кг почвы) оптимальным содержанием полиформы в испытанных удобрениях оказалось 42 %.
Аналогичные результаты были получены и в опытах, проведенных на этой же почве с ячменем (табл. 40).
Результаты этих опытов, а также анализ исследований советских и зарубежных ученых свидетельствуют о том, что на повышение эффективности полифосфорных удобрений в первую очередь оказывает влияние качественный состав полиформы, а не ее содержание выше какого-то определенного значения. Говоря о качественном составе полиформы, имеется в виду, что соотношение входящих в нее составляющих соединений (пиро-, триполи-, мета- и прочих фосфатов) будет, видимо, у каждого вида полифосфорных удобрений различно, что обусловливается технологией их получения, сырьем, катионной частью и т. д.
В последние годы было проведено изучение эффективности новых сложных фосфорно-калийных удобрений на основе отходов получения элементарного фосфора — коттрельного «молока», фосфатный компонент этих удобрений представлен главным образом пирофосфатами калия и кальция. Результаты двухлетних полевых испытаний показали достаточно высокую эффективность этих удобрений: урожайность на варианте без внесения фосфорсодержащих удобрений составила по озимой пшенице (зерно) 22,4 ц с 1 га, при внесении Рсдв — 33,2 и Pрк-удобр — 32,5 ц с 1 га; по картофелю (клубни) соответственно — 169,3; 234,4 и 186,7 ц с 1 га. В этих опытах так же, как и в опытах с полифосфатом кальции, неортофосфорные удобрения, содержащие не весь фосфор в водорастворимой форме, действовали на урожай клубней картофеля несколько слабее, чем полностью водорастворимые фосфорные удобрения.
Таким образом, полифосфаты различных катионов по своей эффективности не уступают стандартным удобрениям на ортофосфатной основе и поэтому могут применяться под многие сельскохозяйственные культуры в различных почвенно-климатических зонах России.
