Вплив сульфату амонію та фосфогіпсу на динаміку поживних елементів та кислотність чорнозему

Анотація

Проблема накопичення фосфогіпсу у відвалах хімічних заводів в світі і, зокрема, в Україні, стоїть гостро вже декілька десятиліть. Екологічна ситуація кандидат сільськогосподарських наук, доцент, погіршується тим, що під його збереження відводяться все нові і нові площі. Негативним моментом при внесенні фосфогіпсу є надходження радіонуклідів та фтору у грунт та рослини, дрібні часточки розвіюються при високій швидкості вітру. Але, враховуючи наявність в ньому макро-, мезо- та мікроелементів, високу ціну на мінеральні добрив, зараз він вважається гарним добривом та меліорантом, особливо на солонцевих ґрунтах. Метою дослідження було дослідити ефективність сумісного внесення фосфогіпсу (Сумихімпром) та сульфату амонію у зростаючих дозах азоту 50150 на динаміку азоту, фосфору, калію, кальцію та показник гідролітичної кислотності чорнозему типового середньосуглинкового. Збільшення азоту приводило до збільшення вмісту гідролізованої, нітратної та амонійної форм азоту в ґрунті. Максимальна забезпеченість ґрунту нітратним азотом характерна для першого строку відбору зразків, у фазу кущення. В цей час спостерігається і максимальна різниця між контролем та удобреними варіантами досліду. Внесення фосфогіпсу з N150  майже у три рази збільшив вміст нітратів у ґрунті. Варіанти з меншими дозами азоту також впливають на накопичення нітратів у шарах 020 і 2040 см. Після збирання врожаю встановлено незначна різниця між контролем та удобреними варіантами (крім N150) при загальному зниженні рівня забезпеченості нітратами до 0,10,2 мг/100 г ґрунту. Вплив добрив був меншим на вміст рухомого фосфору та обмінного калію. На удобрених варіантах спостерігається суттєве підвищення величини гідролітичної кислотності. Особливо воно помітно при дозуванні з азотом 120125. На цих варіантах гідролітична кислотність як в орному, так і в підорному шарах перевищує 4 мг-екв/100 г ґрунту. Зміни у вмісті водорозчинного кальцію незначні, що можна пояснити тим, що розчинність сірчанокислого кальцію недостатньо висока і потрібен час для появи кальцію в іонному вигляді.

Посилання

1. Kumar, S. S., Kumar, A., Singh, S., Malyan, S. K., Baram, S., Sharma, J., Singh, R., & Pugazhendhi, A. (2020). In-dustrial wastes: Fly ash, steel slag and phosphogypsum- potential candidates to mitigate greenhouse gas emissions from paddy fields. Chemosphere, 241. 124824. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.124824.
2. Yuan, J., Li, Y., Chen, S., Li, D., Tang, H., Chadwick, D., Li, S., Li, W., & Li, G. (2018). Effects of phosphogypsum, superphosphate, and dicyandiamide on gaseous emission and compost quality during sewage sludge composting. Bioresource Technology, 270, 368‒376. doi: 10.1016/j.biortech.2018.09.023.
3. Zrelli, E., R., Rabaoui, L., Daghbouj, N. (2018). Characterization of phosphate rock and phosphogypsum from Gabes phosphate fertilizer factories (SE Tunisia): high mining potential and implications for environmental protection. Environ. Sci. Pollut. Res., 25, 14690–14702. doi: 10.1007/s11356-018-1648-4
4. Hilton, J. (2020). Phosphogypsum Leadership Innovation Partnership. IFA NORM Working Group, Paris, 144.
5. Tirado, R. & Allsopp, M. (2012). Phosphorus in agriculture. Problems and solutions. Greenpeace International. Tech-nical report. Amsterdam. 36.
6. Papastefanou, C., Stoulos, S., Ioannidou, A., & Manolopoulou, M. (2006). The application of phosphogypsum in agri-culture and the radiological impact. Journal of Environmental Radioactivity, 89(2), 188‒198. doi: 10.1016/j.jenvrad.2006.05.005
7. Olszewski G., Boryło A., Skwarzec B. (2016). The radiological impact of phosphogypsum stockpile in Wiślinka (north-ern Poland) on the Martwa Wisła river water. Journal of Radioanal. Nucl. Chem. 307, 653–660. doi: 10.1007/s10967-015-4191-5
8. Tucher, S. V., Hörndl, D. & Schmidhalter, U. (2018). Interaction of soil pH and phosphorus efficacy: Long-term effects of P fertilizer and lime applications on wheat, barley, and sugar beet. Ambio, 47, 41–49. doi: 10.1007/s13280-017-0970-2
9. Korobka, A. N., Orlenko, S. Ju., & Timofeev, M. N. (2016). Teorija i praktika primenenija fosfogipsa nejtralizovannogo v risovodstve: metodicheskie rekomendacii [Theory and practice of using neutralized phosphogypsum in rice growing: guadelines Krasnodar: VNII risa, 40.
10. Gazzar, El. (2006). Response of Flax (Linum Usitatissimum L.) Grown on Clayay Soil to Phosphogypsum and Nitro-gen Application. Field Crops Research Institute. Agric. Res. Center, 6, 273‒281.
11. Mahmoud, E., Ghoneim, A., Baroudy, A. El., Kader, N. A. El., Aldhumri, S. A., Othman, S., & Khamisy, R. El. (2020). Effects of phosphogypsum and water treatment residual application on key chemical and biological properties of clay soil and maize yield. doi: 10.1111/sum.12583
12. Belal, E. E., Sowfy, D. M. El & Rady, M. M. (2019). Integrative Soil Application of Humic Acid and Sulfur Improves Saline Calcareous Soil Properties and Barley. Plant Performance, Communications in Soil Science and Plant Analysis, 50, 15, 1919‒1930. doi: 10.1080/00103624.2019.1648497
13. Mühlbachová, G., Čermák, P., Vavera, R., Káš, M., Pechová, M., Marková, K., Hlušek, J., Lošák, Т. (2018). Phos-phorus availability and spring barley yields under graded p-doses in a pot experiment. Acta universitatis agriculturae et silvicul-turae mendelianae brunensis, 66(1), 111‒118. doi: 10.11118/actaun201866010111
14. Deng, Y. (2009) Method for preparing ammonium sulfate as fertilizer by phosphogypsum through ball milling CN 200910059716. [Electronoc resource]. Access mode: https://patents.google.com/patent/CN101585547B/en
15. Mullahodzhaev, T. I., & Olifson, A. L. (2012). Method of processing phosphogypsum to ammonium sulphate and phosphochalk. INTERFOS. [Electronoc resource]. Access mode: https://patents.google.com/patent/RU2510366C2/en
16. Vashishtha, M., Dongara, P., & Singh, D. (2010). Improvement in properties of urea by phosphogypsum coating. In-ternational Journal of ChemTech Research CODEN (USA), 2(1).
17. Mamataliyev, A. A., & Namazov, S. S. (2017). Nitrogen-sulphuric fertilizers based on ammonium nitrate melt and phosphogypsum. International scientific review, 8(39), 11‒13.
18. Li, Y., Luo, W., Li, G., Wang, K., & Gong, X. (2018). Performance of phosphogypsum and calcium magnesium phosphate fertilizer for nitrogen conservation in pig manure composting. Bioresource Technology, 250, 53‒59. doi: 10.1016/j.biortech.2017.07.172.
19. Carvalho, M. C. S., & Nascente, A. S. (2014). Limestone and phosphogypsum effects on soil fertility, soybean leaf nutrition and yield. African Journal of agricultural research, 9(17), 1366‒1383. doi: 10.5897/AJAR2014.8626
20. Bouray, M., Moir, J., Condron, L., & Lehto, N. (2020). Impacts of Phosphogypsum, Soluble Fertilizer and Lime Amendment of Acid Soils on the Bioavailability of Phosphorus and Sulphur under Lucerne (Medicago sativa). Plants, 9, 883. doi: 10.3390/plants9070883
21. Nayak, S., Mishra, C. S. K. Guru, B. C., & Rath, M. (2011). Effect of phosphogypsum amendment on soil physico-chemical properties, microbial load and enzyme activities. Journal of Environmental Biology, 5, 613‒617.
22. Costa, C. H. M., & Crusciol, C. A. C. (2016). Long-term effects of lime and phosphogypsum application on tropical no-till soybean oats sorghum rotation and soil chemical properties. European Journal of Agronomy, 74, 119‒132. doi.org: 10.1016/j.eja.2015.12.001.
23. Gladkih, Je., Krupoderja, Ju., & Panasenko, Je. (2016). Rol okremyh elementiv zhyvlennja u pidvyshhenni stre-sostijkosti roslyn za ekstremalnyh pogodnyh umov [The role of individual nutrients in increasing the stress resistance of plants in extreme weather conditions.]. Ljudyna ta dovkillja, 1‒2(25), 55‒63. (in Ukrainian)
24. Lepeshkin, I. V., Bahatska, O. M., & Mudry, I. V. (2010). Toksykoloho-hihiyenichna otsinka mineralnoho dobryva sulfatu amoniyu ta obgruntuvannya bezpechnoho vykorystannya v silskomu hospodarstvi [Toxicological-hygienical estimation and ground of safety use of mineral sulfate ammonium fertilizer in agriculture]. Yedyne zdorov'ya ta problemy kharchuvannya Ukrayiny, 1‒2(22), 48‒55 (in Ukrainian).
25. Ferrari, S., Furlani Júnior, E., Godoy, L. J. G. de, Ferrari, J. V., Souza, W. J. O. de, & Alves, E. (2015). Effects on soil chemical attributes and cotton yield from ammonium sulfate and cover crops. Acta Scientiarum. Agronomy, 37(1), 75‒83. doi: 10.4025/actasciagron.v37i1.17972
26. Skwierawska, M., Zawartka, L., Zawadzki, B. (2008). The effect of different rates and forms of sulphur applied on changes of soil agrochemical properties. Plant soil environ., 54(4), 171–177.
27. Tkachuk O. P., Zaitseva T. M., & Dubovoy Y.V. (2018). Vplyv silskohospodarskykh toksykantiv na ahroekolohichnyy stan hruntu [Impact of agricultural toxicants on agroecological soil conditions]. Silske hospodarstvo ta lisnytstvo, 6(2), 102‒109. (in Ukrainian).
28. Tarhoniy, P. M., & Anyshynets, T. V. (1998). Vplyv fosfohipsu na vlastyvosti pivdennoho chornozemu u mezhakh Kakhovskoho zroshuvanoho masyvu [Influence of phosphogypsum on the properties of southern chernozem within the Kakhovka irrigated massif. Tavriyskyy naukovyy visnyk, 4(29), 109‒112 (in Ukrainian).
29. Makarova, T. K. (2013). Osoblyvosti zastosuvannya fosfohipsu na solontsyuvatykh zroshuvanykh chornozemakh [Features of phosphogypsum on saline irrigated chernozems]. Visnyk natsionalnoho universytetu vodnoho hospodarstva ta pryrodokorystuvannya, 3(63), 145‒153 (in Ukrainian).
30. Makarova, T. K., Maksymova, N. N., Hapich, G. V., & Chushkina, I. V. (2020). Pererozpodil hranulometrychnykh fraktsiy v chornozemi zvychaynomu pid vplyvom tryvaloho zroshennya ta khimichnoyi melioratsiyi fosfohipsom [Redistribution of particle-size fractions in ordinary chernozem affected by long-term irrigation and chemical melioration with phosphogypsum]. Land reclamation and water management, 1, 95‒101. doi: 10.31073/mivg202001 (in Ukrainian).
31. Mykhaylyuk, V. I., & Kozachenko, O. I. (2009). Protses osolontsyuvannya v umovakh zroshennya slabomineral-izovanymy vodamy i zakhody vidnovlennya rodyuchosti vtorynno-solontsyuvatykh chornozemiv [The process of salinization under irrigation by low-mineralized waters and measures to restore the fertility of secondary saline chernozems]. Visnyk Odeskoho natsionalnoho un-tu, 14(7), 309‒318 (in Ukrainian).
32. Shvartau, V. V., & Mykhalska, L. M. (2016). Fiziolohichni osnovy zhyvlennya vysokoproduktyvnykh posiviv zernovykh zlakiv. [Physiological basis of high-yielded cereals nutrition]. Fyzyolohyya rastenyy y henetyka, 48(4), 298‒309 (in Ukrainian).
33. Akanova, N. I., Vizirskaya, M. M., Seregin, M. B., & Grebennikova, T. V. (2019). The neutralized phosphogypsum as gypsum-containing meliorant. Russian case-study. International agricultural journal, 2, 12‒19. doi: 10.24411/2588-0209-2019-10048 (in Russian).
34. Hafez, E.E.D.M.M. & Kobata, T. (2012) The Effect of Different Nitrogen Sources from Urea and Ammonium Sulfate on the Spikelet Number in Egyptian Spring Wheat Cultivars on Well Watered Pot Soils, Plant Production Science, 15(4), 332‒338. doi: 10.1626/pps.15.332
35. Khodanitska, O. O., Shevchuk, O. A., & Tkachuk, O. O. (2018). Efektyvnist zastosuvannya dobryv na pshenytsi ozymiy [The effectiveness of fertilizers on winter wheat]. Zbirnyk naukovykh prats NNTS «Instytut zemlerobstva NAAN», 3(11), 69‒75 (in Ukrainian).
36. Barczak, B., Lopuszniak, W., & Moskal, M. (2019). Yield of spring barley in conditions of sulphur fertilization. Journal of Central European Agriculture, 20(2), 636‒646. doi: 10.5513/jcea01/20.2.2115
37. Skwierawska, M., Zawartka, L., & Zawadzki, B. (2008). The effect of different rates and forms of sulphur applied on changes of soil agrochemical properties. Plant Soil Environ., 54(4), 171–177.
38. Bona, F. D. D., Fedoseyenko, D., Wiren, N. V., & Monteiro, F. A. (2011). Nitrogen utilization by sulfur-deficient bar-ley plants depends on the nitrogen form. Environmental and Experimental Botany, 74, 237‒244. doi: 10.1016/j.envexpbot.2011.06.005
39. Syrová, H., & Ryant, P. (2020). Effect of sulphur foliar application on yield and grain quality of selected malting bar-ley varieties. Acta universitatis  agriculturae et silviculturae brunensis mendelianae, 68(2), 351‒359.
40. Zakharchenko, E. А. (2020). Vmist pozhyvnykh elementiv v roslynakh yachmenyu yaroho pry vnesenni fosfohipsu ta sulfatu amoniyu v umovakh chornozemu typovoho [Phosphogypsum and sulfate ammonium effect on the content of nutrient in spring barley under black soil condition]. Tendenze attuali della moderna ricerca scientifica: der Sammlung wissenschaftli-cher Arbeiten «ΛΌГOΣ» zu den Materialien der internationalen wissenschaftlich-praktischen Konferenz, Stuttgart, Deutschland : Europäische Wissenschaftsplattform, 1, 102‒104 (in Ukrainian). doi: 10.36074/05.06.2020.v1.40
41. Bayrakli, F. (1990). Ammonia volatilization losses from different fertilizers and effect of several urease inhibitors, CaCl2 and phosphogypsum on losses from urea. Fertilizer Research, 23, 147–150 doi: 10.1007/BF01073430
42. Rzeczycka, M., Mycielski, R., Kowalski, W., & Gałazka, M. (2001). Biotransformation of phosphogypsum in media containing different forms of nitrogen. Acta Microbiologica Polonica, 50(3‒4), 281‒289.
43. Prochnow, L. I., Kiehl, J. C., Pismel, F. S., & Corrente, J. E. (1995). Controlling ammonia losses during manure composting with the addition of phosphogypsum and simple superphosphate. Scientia Agricola, 52(2), 346‒349. doi: 10.1590/S0103-0161995000200024
44. Skrylnyk, Ye., Kutova, A., & Filimonchuk, Ya. (2017). Zastosuvannya defekativ dlya pidvyshchennya rodyuchosti hruntiv. Propozytsiya. [Electronoc resource]. Access mode: https://propozitsiya.com/ua/zastosuvannya-kalciievmisnih-vidhodiv (in Ukrainian)
45. Davydchuk, M. I., Kisorets, P. F., & Hantsevska, N. A. (2013). Vplyv kaltsiyevmisnykh khimichnykh meliorantiv na fizyko-khimichni ta ahrokhimichni vlastyvosti temno-kashtanovoho vtorynno osolontsovanoho gruntu [Influence of calcium-containing chemical ameliorants on physicochemical and agrochemical properties of dark chestnut secondary saline soil. Nau-kovi pratsi. Ekolohiya [Ecology], 220(232), 50‒54 (in Ukrainian).
46. Fageria, N. K., Santos, dos A. B. & Moraes, M. F. (2010). Influence of Urea and Ammonium Sulfate on Soil Acidity Indices in Lowland Rice Production. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 41(13),1565‒1575, doi: 10.1080/00103624.2010.485237
47. Chien, S. Н., Gearhart, M. М. & Villagarcіa, S. (2011). Comparison of Ammonium Sulfate With Other Nitrogen and Sulfur Fertilizers in Increasing Crop Production and Minimizing Environmental Impact: A Review. Soil Science, 176, 327‒335. doi: 10.1097/SS.0b013e31821f0816
48. Mahmoud, E., Baroudy, A. El., El-Kader, N. A., Othman, S. & Khamisy, R. E. (2017). Effects of Phosphogypsum and Biochar Addition on Soil Physical Properties and Nutrients Uptake by Maize yield in Vertic Torrifluvents. International Journal of Scientific & Engineering Research, 8(8), 1‒27.
Опубліковано
2020-12-25
Як цитувати
Захарченко, Е., & Тунгуз, В. (2020). Вплив сульфату амонію та фосфогіпсу на динаміку поживних елементів та кислотність чорнозему. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Агрономія і біологія, 42(4), 61-69. https://doi.org/10.32782/agrobio.2020.4.8