Застосування дефекатів для підвищення родючості грунтів

Ці грун­ти інтен­сив­но збідню­ють­ся ос­но­ва­ми і, по­при ви­со­ку бу­ферність, ду­же нестійкі до підкис­лю­валь­ної дії мінераль­них до­б­рив. Відо­мо, що ос­новні азотні до­б­ри­ва по­тре­бу­ють вне­сен­ня та­кої еквіва­лент­ної кількості Са­СО3 на 1 ц: аміач­на селітра — 75 кг, кар­бамід — 80, суль­фат амонію — 125 кг. Вико­ри­с­тан­ня фізіологічно кис­лих міне­раль­них до­б­рив при­зво­дить до збіднен­ня ор­но­го ша­ру грунту кальцієм та магнієм.

За да­ни­ми на­уко­вих ус­та­нов, щорічні втра­ти ос­нов з ор­них грунтів ста­нов­лять 350–450 кг/га (у пе­ре­ра­хун­ку на Са­СО3). Для більшості сільсько­го­с­по­дарсь­ких культур оп­ти­маль­ний рівень рН пе­ре­бу­ває в ме­жах 5,6–6,0. Для йо­го підтри­ман­ня потрібно вно­си­ти вап­ня­кові до­б­ри­ва або меліоран­ти за роз­ра­хун­ка­ми ба­лан­су кальцію. Відо­мо, що ви­щий по­казник рН, то більшою має бу­ти ви­т­ра­та вап­ня­ко­вих до­б­рив на ко­жен йо­го зсув на 0,1 ко­ефіцієнта. На­при­клад, як­що рН пе­ре­бу­ває в інтер­валі 5,6–6,5, то на йо­го підви­щен­ня на 0,1 потрібна кількість та­ких до­б­рив бу­де у 2–2,5 ра­за більшою, ніж у разі як­що рН 4,5–5,5. О.К. Кєдров-Зіхман вста­но­вив, що для нор­маль­но­го роз­вит­ку рос­лин є важ­ли­вим спри­ят­ли­ве співвідно­шен­ня не тільки між катіона­ми кальцію та вод­ню у по­гли­наль­но­му ком­плексі грун­ту і грун­то­во­му роз­чині, але й між кальцієм та магнієм.

У рай­о­нах бу­ря­косіян­ня ма­теріалом для вап­ну­ван­ня грунтів мо­же бу­ти де­фе­кат, вихід яко­го ста­но­вить 9–12% від ва­ги бу­ряків, що пе­ре­роб­ля­ють­ся, а вихід су­хо­го де­фе­ка­ту — не менше 5%. Відхо­ди ут­во­рю­ють­ся під час очи­щен­ня бу­ря­ко­во­го со­ку не­га­ше­ним вап­ном і у се­редньо­му містять знач­ну кількість оки­су кальцію і магнію (до 70% у пе­ре­ра­хун­ку на Са­СО3), 0,3–0,5% азо­ту, 0,2–0,6 — Р2О5, 0,6–0,9 — К2О і близь­ко 15% ор­ганічних ре­чо­вин. За об­раз­ним ви­ра­зом П.Ф. Ба­ра­ко­ва, ці відхо­ди є «вап­ня­ко­вим гноєм, у яко­му в кількіс­но­му від­но­шенні підстилка заміне­на вап­ном». Де­фе­кат вигідно відрізняється від крей­ди і гіпсу тим, що він є не тільки меліо­ран­том, а й до­б­ри­вом для грун­­­тів. Йо­го роз­чинність у воді знач­но ниж­ча, ніж гіпсу, але ви­ща порівня­но з крей­дою.

Фо­с­фогіпс — це побічний про­дукт ви­роб­ництва фо­с­фор­них до­б­рив — су­пер­фо­с­фа­ту подвійно­го і пре­ципіта­ту, який містить 70–75% CaSO4 і 2–4% P2O5.

Ефек­тивність ви­ко­ри­с­тан­ня де­фе­ка­ту на грун­тах підзо­ли­с­то­го ти­пу вста­нов­ле­но ба­гатьма дослідни­ка­ми. По­зи­тивні ре­зуль­та­ти от­ри­ма­но на ви­лу­гу­ва­них чор­но­зе­мах. Зо­к­ре­ма, вста­нов­ле­но, що вне­сен­ня у грунт де­фе­ка­ту не тільки по­си­лює мобілізацію по­жив­них ре­чо­вин та про­цес нітрифікації, а та­кож поліпшує фізичні та фізи­ко-хімічні вла­с­ти­вості грунтів. І.Л. Ко­ло­ша відмічає, що ви­ко­ри­с­тан­ня де­фе­ка­ту в ряд­ко­во­му удо­б­ренні на опідзо­ле­них грун­тах підви­щує стійкість про­ростків цу­к­ро­вих бу­ряків про­ти ко­ре­неїда.

Для вив­чен­ня ви­ко­ри­с­тан­ня кальцієвмісних відходів про­тя­гом трьох років у ла­бо­ра­тор­них умо­вах про­во­ди­ли ве­ге­таційний дослід: як мо­дель-ана­лог ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ли зразок ор­но­го ша­ру чор­но­зе­му півден­но­го за­лиш­ко­во осо­лонць­о­ва­но­го, на яко­му ви­ро­щу­ва­ли овес.

Бу­ло вста­нов­ле­но, що вне­сен­ня де­фе­ка­ту в роз­ра­хун­ку 8 г на ла­бо­ра­тор­ну по­су­ди­ну супро­во­д­жується збільшен­ням ви­хо­ду зер­на на 49% (табл. 1). По­даль­ше збільшен­ня вро­жаю зерна і со­ло­ми вівса спо­с­терігається після вне­сен­ня де­фе­ка­ту в дозі 80 г/по­су­ди­ну. Після вне­сен­ня мак­си­маль­ної до­зи де­фе­ка­ту вихід зер­на і со­ло­ми вівса різко зни­жується. Вод­но­час вне­сен­ня меліорантів уже в мінімальній дозі су­про­во­д­жу­ва­ло­ся збільшен­ням вмісту білка у зерні вівса на 1%. Мак­си­маль­не збільшен­ня цьо­го по­каз­ни­ка (на 2,8% порівня­но із кон­тро­лем) спо­с­теріга­ли після вне­сен­ня де­фе­ка­ту в дозі 80 г/по­су­ди­ну.

Для варіан­та досліду із вне­сен­ням фо­с­фо­ри­ту в такій самій дозі збіль­шен­ня вмісту білка у зерні вівса бу­ло де­що мен­шим (на 2,1% порівня­но із кон­тро­лем). Вод­но­час спільне за­сто­су­ван­ня де­фе­ка­ту і фо­с­фогіпсу ма­ло у цьо­му плані де­я­ку пе­ре­ва­гу. Збільшен­ня вмісту білка у зерні вівса, порівня­но із кон­тро­лем, у та­ко­му разі ста­новить 4,7%.

Ре­зуль­та­ти впли­ву меліорантів на аг­рохімічні та фізи­ко-хімічні вла­с­ти­вості грун­ту на­веде­но у таб­л. 2. Вста­нов­ле­но, що ха­рак­тер дії де­фе­ка­ту і фо­с­фогіпсу на по­гли­наль­ну ємність грун­ту є діаме­т­раль­но про­ти­леж­ним. Як­що підви­щен­ня доз де­фе­ка­ту су­про­во­д­жується зни­женням ємності по­гли­нан­ня грун­ту до 20,6 ммоль/100 г грун­ту, то збільшен­ня доз фо­с­фогіпсу, на­впа­ки, при­зво­дить до збільшен­ня цьо­го по­каз­ни­ка до 27,16–34,08 ммоль/100 г грун­ту. Найбільше підви­щен­ня ак­тив­ності кальцію у грунті (від 5,01 до 7,41 ммоль/г) бу­ло відміче­но після вне­сен­ня де­фе­ка­ту і фо­с­фогіпсу в дозі 8 г на по­су­ди­ну. Так са­мо ви­со­ку ак­­тивність кальцію в грунті (7,76 ммоль/г) відміче­но після сумісно­го вне­сен­ня де­фе­ка­ту і фо­с­фогіпсу (по 24 т кож­ного в пе­ре­ра­хун­ку на 1 га). Найбільшу нітрифікаційну здатність грун­ту спо­с­теріга­ли після внесен­ня де­фе­ка­ту або фо­с­фогіпсу в мак­си­мальній дозі.

Знач­не збільшен­ня вмісту ру­хо­мо­го фо­с­фо­ру в грунті відміче­но після вне­сен­ня мак­сималь­них доз де­фе­ка­ту і фо­с­фогіпсу. Збільшен­ня вмісту ру­хо­мо­го калію в грунті після вне­сен­ня де­фе­ка­ту і фо­с­фогіпсу бу­ло прак­тич­но од­на­ко­вим. Для обох меліорантів збіль­шен­ня їхньої до­зи по­над 40 г на по­су­ди­ну вже не спри­я­ло підви­щен­ню вмісту ру­хо­мо­го калію в грунті — найбільше збіль­шен­ня цьо­го по­каз­ни­ка (порівня­но із кон­тро­лем) відміче­но після вне­сен­ня де­фе­ка­ту із фо­с­фогіпсом та гною.

У пе­ребігу досліду вста­нов­ле­но, що вне­сен­ня зро­с­та­ю­чих доз де­фе­ка­ту не впли­ває на зни­жен­ня вмісту по­гли­не­но­го натрію в грунті на відміну від фо­с­фогіпсу, вне­сен­ня яко­го сприяє зни­жен­ню цьо­го по­каз­ни­ка. Най­е­фек­тивнішим що­до цьо­го ви­я­ви­ло­ся ви­ко­ри­с­тан­ня суміші де­фе­ка­ту і фо­с­фогіпсу.

Вне­сен­ня 8, 40 і 80 г де­фе­ка­ту на по­су­ди­ну (або, відповідно, 4, 8, 24 і 48 т у пе­ре­ра­хун­ку на 1 га) прак­тич­но не су­про­во­д­жу­ва­ло­ся підлу­го­ву­ван­ням. Тільки вне­сен­ня мак­си­маль­ної до­зи де­фе­ка­ту (96 т у пе­ре­ра­хун­ку на 1 га) зу­мов­лю­ва­ло помітне збільшен­ня рН вод­ної ви­тяж­ки.

Вне­сен­ня де­фе­ка­ту у цій дозі та­кож ха­рак­те­ри­зу­ва­ло­ся зни­жен­ням гідролітич­ної кис­лот­ності грун­ту. Ви­ко­ри­с­тан­ня фо­с­фогіпсу знач­но підкис­лює грунт (особ­ли­во після вне­сен­ня 40 г на по­су­ди­ну). Ос­таннє су­про­во­д­жу­ва­ло­ся зни­жен­ням рН со­льо­во­го роз­чи­ну і збільшен­ням гідролітич­ної кис­лот­ності грун­ту.

Та­кож вста­нов­ле­но, що вне­сен­ня де­фе­ка­ту су­про­во­д­жується збільшен­ням вмісту гідрокар­бо­натів у складі вод­ної ви­тяж­ки грун­ту, особ­ли­во за мак­си­маль­ної до­зи де­фе­ка­ту. Зни­жен­ня до­зи фо­с­фогіпсу (48 т/га) зу­мов­лює зни­жен­ня кон­цен­т­рації цьо­го іона у водній ви­тяжці грун­ту (табл. 3). Після вне­сен­ня фо­с­фогіпсу із роз­ра­хун­ку 24 т/га вміст гідро­кар­бо­натів до­ся­гав сво­го най­мен­шо­го зна­чен­ня (0,25 ммоль/100 г грун­ту).

Після вне­сен­ня де­фе­ка­ту, фо­с­фогіпсу та гною вміст іона НСО3 у грунті пе­ре­бу­вав на рівні кон­тро­лю. Після вне­сен­ня де­фе­ка­ту відбу­ва­лись істотні зміни за вмістом у грунті хло­ру (за ви­нят­ком вне­сен­ня мак­си­маль­ної до­зи). Знач­не зни­жен­ня цьо­го іона спо­с­терігається піс­­ля вне­сен­ня мак­си­маль­ної до­зи фо­с­фогіпсу, гною та сумі­­ші де­фе­ка­ту із фо­с­фогіпсом.

Як­що вне­сен­ня у грунт де­фе­ка­ту мірою зро­с­тан­ня йо­го доз не при­зво­дить до збільшен­ня вмісту суль­фатів, то послідо­вне збільшен­ня доз фо­с­фо­гіпсу су­про­во­д­жується про­порційним збільшен­ням їхньої кон­цен­т­рації у вод­­­ній ви­тяжці грун­ту. Ви­ко­ри­с­тан­ня гною не збільшу­ва­ло цьо­го по­каз­ни­ка.

Вплив мак­си­маль­ної до­зи де­фе­ка­ту та мінімаль­ної до­зи фо­с­фогіпсу на ут­ри­­­ман­ня катіона кальцію у водній ви­тяжці грун­ту бу­ло рівноцінним і при­близ­но вдвічі пе­ре­ви­щу­ва­ло по­казни­ки кон­тро­лю. По­даль­ше збільшен­ня доз фо­с­фогіпсу у 5 і 10 разів су­про­во­д­жує­ться відповідним про­порційним збіль­шен­ням кальцію у водній ви­тяжці грун­­ту. Роз­г­ля­ну­тий ха­рак­тер змін був ха­рак­тер­ний і для магнію. Вміст натрію у водній ви­тяжці грун­ту різних варіантів досліду не за­зна­вав істот­них змін.

Вста­нов­ле­но, що істот­не збільшен­ня су­мар­ної кількості со­лей по­чи­нається після вне­сен­ня мінімаль­ної до­зи фо­с­фогіпсу. Збільшен­ня доз фо­с­фогіпсу у 5 і 10 разів су­про­во­д­жу­ва­ло­ся відповідним, май­же про­порційним, збільшен­ням су­мар­ної кількості со­лей у водній ви­тяжці грун­ту. Після вне­сен­ня гною цей по­каз­ник був на рівні кон­тро­лю.

Вис­нов­ки на ос­нові про­ве­де­но­го досліду

Де­фе­кат — вид відходів цу­к­ро­во­го ви­роб­ництва, який містить у своєму складі знач­ну кількість окисів кальцію та магнію (до 70% у пе­ре­ра­хун­ку на Са­СО3), до 15–20% ор­ганіч­ної ре­чо­ви­ни, а та­кож спо­лу­ки азо­ту, фо­с­фо­ру і калію, є не тільки меліоран­том, але й до­б­ри­вом — йо­го мож­на ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти як на кис­лих грун­тах, так і на грун­тах із ней­т­раль­ною та сла­бо­луж­ною ре­акцією се­ре­до­ви­ща.

В умо­вах ве­ге­таційно­го досліду най­оп­ти­мальнішим варіан­том за дією на вро­жай зер­на вівса і впли­вом на йо­го якість є вне­сен­ня де­фе­ка­ту в дозі 80 г на по­су­ди­ну (або 48 т у пере­ра­хун­ку на 1 га). Оп­ти­маль­на нор­ма фо­с­фогіпсу за дією на вро­жай вівса ста­но­ви­ла 8 г на по­су­ди­ну (або 4,8 т у пе­ре­ра­хун­ку на 1 га), а за впли­вом на вміст білка у рос­ли­нах — 40 г на по­су­ди­ну (або 24 т у пе­ре­ра­хун­ку на 1 га).

За своєю дією на по­гли­наль­ну ємність грун­ту досліджу­вані меліоран­ти про­ти­лежні: де­фе­кат зни­жує, а фо­с­фогіпс підви­щує цей по­каз­ник.

Найбільша ак­тивність кальцію спо­с­терігається за ви­ко­ри­с­тан­ня мінімаль­них доз кальцієвмісних спо­лук, а та­кож за сумісно­го ви­ко­ри­с­тан­ня де­фе­ка­ту і фо­с­фогіпсу. Най­мен­ша ак­тивність кальцію — за мак­си­маль­ної до­зи де­фе­ка­ту та після вне­сен­ня гною. Збільшення доз де­фе­ка­ту не зу­мов­лює підлу­гову­ван­ня грун­ту.

Збільшен­ня вмісту кальцію, суль­фатів та за­галь­ної су­ми со­лей у водній ви­тяжці грун­ту пе­ре­бу­ває у про­порційній за­леж­ності від відповідно­го збільшен­ня доз фо­с­фогіпсу. Най-більший вміст во­до­роз­чин­но­го кальцію, що спо­с­терігається після вне­сен­ня мак­си­маль­ної до­зи де­фе­ка­ту, дорівнює цьо­му по­каз­ни­ку після вне­сен­ня мінімаль­ної до­зи фо­с­фогіпсу.

Є. Скриль­ник, д-р с.-г. на­ук,
А. Ку­то­ва, канд. с.-г. на­ук,
Я. Філімон­чук, на­ук. співробітник,
ННЦ «Інсти­тут грун­тоз­нав­ст­ва та аг­рохімії імені О. Н. Со­ко­ловсь­ко­го»