Мука фосфоритная - доступное и высокоэффективное средство повышения урожая

Повышение урожайности и сохранение плодородия почвы – основа продовольственной безопасности любой страны. Средством для повышения урожайности является внесение минеральных и органических удобрений с выполнением агротехнических мероприятий. Известно, что в состав растений входит более 60 химических элементов. Основная роль среди них принадлежит азоту, фосфору, калию, сере, железу, кальцию и магнию.

Огромное количество элементов питания ежегодно выносится из почвы с урожаем. Научно доказано, что для подержания плодородия почв и наращивания урожаев надо ежегодно возвращать в почву не менее 80% потребленного растениями азота, 110% фосфора и 70-80% калия в виде органических и минеральных удобрений. В последние 20 лет в России возвращается в почву лишь 12-14% вынесенных с урожаем питательных веществ, для сравнения: в Китае – 82%, в Японии – 71%, в Германии – 67%. Соответственно получают урожай зерновых: в Китае и Евросоюзе 50-70 ц/га, а в России 20-22 ц/га.

Одним из важных направлений в современном земледелии является оптимизация и регулирование фосфатного режима почв. Это предопределяет всю систему удобрений сельскохозяйственных культур в севооборотах и устойчивость их урожаев в различных почвенно-климатических условиях.

Следует напомнить, что фосфор, как питательный элемент, определяет стратегию сельскохозяйственного производства, являясь единственным и незаменимым энергоносителем в жизнедеятельности растений и животных.

В природе не существует естественных источников пополнения запасов фосфора в почве. Его источником служат химические соединения почвы минеральной и органической природы, а в культурном земледелии – фосфорные удобрения, получаемые из апатитовых и фосфоритовых руд. Недостаток этого макроэлемента вызывает задержку роста и созревания растений, а оптимальное количество - повышает урожайность и его качество, сроки созревания и хранения, а также зимостойкость, засухостойкость, устойчивость к полеганию и болезням.

При недостатке фосфора в почве резко снижается эффективность азота, а применение высоких доз азота приводит к падению урожайности. Оптимальное содержание подвижного фосфора в почве, при котором можно наращивать урожай сельскохозяйственных культур, должно составлять 15-30 мг/кг почвы. При содержании около 22-27 мг/кг почвы формируется самый высокий урожай зерновых культур.

Ежегодный дефицит фосфорных удобрений в России составляет около 2-3 млн тонн аммофоса в физическом весе. В результате чего большая часть урожая в современном интенсивном земледелии формируется за счет мобилизации почвенного плодородия без компенсации выносимых с урожаем элементов питания, что приводит к отрицательному балансу питательных веществ и потере гумуса.

Вынос питательных элементов из почвы урожаем, в десятки раз превышает их поступление с удобрениями. Снижение объемов внесения минеральных удобрений, эрозия и отчуждение значительной части органического вещества с урожаем культур приводит к снижению плодородия почв, снижению урожайности и качества сельхозпродукции, уменьшению гумуса и его минерализацию.

Хочется напомнить, что гумус является основой плодородия почв, он служит своеобразным резервом необходимых растениям питательных веществ, оказывает большое влияние на структуру почвы, является источником энергии для многих полезных почвенных микроорганизмов. На богатых гумусом почвах нивелируется отрицательное действие пестицидов, возрастет эффективность минеральных удобрений.

Из-за систематического недостаточного внесения удобрений, количество почв в России имеющих низкое содержание подвижного фосфора и гумуса увеличивается ежегодно в среднем на 1-1,5%. Результат такого дефицита – дальнейшее снижение плодородия почвы. Так, по данным государственной агрохимической службы: в России 56 млн га пашни (45%) имеют низкое содержание гумуса, 43 млн га (36%) - повышенную кислотность, 28 млн га (23%) - низкое содержание подвижного фосфора (5-10 мг/кг почвы, по Мачигину), - что в свою очередь лимитирует уровень урожайности на этих землях.

Фото. Внесение муки фосфоритной на полях ТОО Аби-Жер при помощи прицепа-разбрасывателя Brochard ЕV2200.

Получение фосфорных удобрений простых и сложных (суперфосфат, аммофос и других) – энергоемкое, высокотехнологичное производство. В результате, цены на них относительно высоки и зависят от наличия, а также цен на нефть, природный газ, серу, кислоту, аммиак и другие виды химического сырья. В связи с недостатком и высокой стоимостью, во многих странах возрастает интерес к менее энергоемким и дешевым видам фосфорных удобрений, к которым и относится мука фосфоритная. Она впервые была применена в качестве удобрения во Франции, где залежи фосфоритов были открыты в 1818 г. К концу 1881 года здесь было уже до 80 заводов по её производству, но на сегодняшний день залежи практически иссякли.

В свое время основоположник агрохимии академик Прянишников Д.Н. писал: «Вот почему не только теперь, но и еще надолго, в будущем, применение суперфосфата будет связано с промышленными культурами. При культуре хлеба наше внимание должно быть, где только возможно, обращено на самый дешевый источник фосфора – на фосфориты. Этот источник, конечно не столь универсален, он не везде может быть утилизирован, но все возможности его применения должны быть использованы».

Фосфориты – это природные минеральные образования, в основном морского происхождения. Источником фосфора в море являлся снос с материка растворенных и нерастворенных минералов содержащих фосфор (через реки, ручьи, грунтовые воды, пыльные бури), питание ими и накопление в живых организмах и растениях (планктон, крабы, моллюски, рыбы, водоросли и т.п.), их отмирание и оседание на дно. В результате чего образовались рудные пласты, состоящие из фосфатных конкреций (желваки). Море ушло, а на дне остался пласт фосфатных отложений, который разрыхляется, дробится, отсеивается, мелится – так получается фосфоритная мука, т.е. что было вынесено из почвы в море много миллионов лет назад, возвращается опять в почву. Никакой химии, натуральный продукт.

На западе Казахстана, в Актюбинской области на базе Чилисайских «мягких» желваковых фосфоритов (разведанные запасы около 700 млн тонн) организовано производство муки фосфоритной по ГОСТ 5716-74. Чилисайские, по своему составу и свойствам, схожи с Российскими фосфоритами из месторождений: Егорьевское (Московская область), Вятско-Камское (Кировская область) и Полпинское (Брянская область).

Производится мука фосфоритная путем тонкого помола предварительно обогащенных (дроблением и фракционированием) фосфоритов, при этом происходит их механическая активация. Преимуществом муки из Чилисайского месторождения является то, что до 60% ее фосфатов находятся в лимонно-растворимой форме, которая легко усваивается растениями. Это делает её чрезвычайно эффективным источником фосфора для растений, способным альтернативно заменять простые и сложные водорастворимые удобрения, например суперфосфат, аммофос.

Традиционные методы получения фосфорных удобрений, простых и сложных – обработка фосфоритов (апатитов) кислотами (азотной, серной, фосфорной), для перевода труднорастворимых фосфатов в водорастворимые и легкоусвояемые формы.

При производстве муки фосфоритной Чилисайского месторождения впервые в СНГ был принят бескислотный, так называемый «сухой» способ активации фосфоритов за счёт применения аэродинамического метода помола фосфоритного концентрата на воздушно-динамических мельницах (обычно их традиционно мелят на шаровых мельницах и т.п.), где за счёт высокочастотных соударений происходят процессы их механо-химической активации, а именно: деформация структуры, уменьшение кристалличности, увеличение аморфности и удельной поверхности, и как следствие – на 20% повышается процент легкоусвояемых фосфатов.

При помоле концентрата в воздушно-динамической мельнице примесные сопутствующие элементы выполняют роль микроэлементов как дополнительный фактор подпитки культурных растений. Щелочная составляющая фосфатов, при постепенном потреблении микроорганизмами фосфорной составляющей, способствует раскислению почвы.

Применяемая «сухая» технология получения фосфорных удобрений имеет преимущества перед традиционными:

• Механически активированные фосфаты не повышают кислотности почв, они являются мелиорантами, улучшающими структуру почв, а в некоторых случаях понижают ее кислотность.
• В отличие от суперфосфата и аммофоса, механически активированные фосфаты не взаимодействуют с оксидами железа и алюминия, которые содержатся в почве, и могут фиксировать часть подвижного фосфора, переводя его в неусвояемую растениями форму.
• Длительность действия механически активированных фосфатов составляет от 5 до 7 лет, в то время как традиционные водорастворимые фосфаты вводятся через каждые два года. Это снижает негативные последствия уплотнения почвы колесами сельскохозяйственных машин, вносящих удобрения.
• При производстве не происходит выделения фтористого водорода. Находящийся в исходной руде фтор переходит в почву в виде нерастворимой и малоактивной формы флюорита (CaF₂).

При таком методе получения активированной фосфоритной муки затрачивается в 8-10 раз меньше энергии, чем при производстве суперфосфата и аммофоса. Природные фосфаты подвергнутые механо-химической активации трансформируются в полностью усвояемые сельскохозяйственными культурами удобрения, близкими по макроэффекту к суперфосфату.

В настоящее время фосфоритная мука является единственным средством улучшения фосфатного состояния почв и реабилитации земель загрязненных тяжелыми металлами. По имеющимся сведениям, в длительности последействия она превосходит водорастворимые формы фосфорных удобрений.

Фото. Поле ТОО Аби-Жер с внесенной фосфоритной мукой.

Внесение муки фосфоритной в дозе 1-2 т/га обеспечивает высокую агрономическую и экономическую эффективность, положительный баланс фосфора в типовых севооборотах на протяжении длительного (5-7 лет) периода возделывания сельскохозяйственных культур, поэтому ее можно считать самым дешёвым, быстро производимым, высокоэффективным, экологически безопасным фосфорным удобрением пролонгированного действия и мелиорантом на кислых и засолённых почвах.

Необходимо устранить создавшийся дефицит фосфорных удобрений и перераспределить их использование: водорастворимые формы, производство которых недостаточно - использовать только как припосевное удобрение в рядки (10-15 кг/га), а фосфоритную муку применять как основное и вносить в летне-осенний период на глубину 15-20 см.

Для России освоение фосфоритов является одним из стратегических направлений национальной экономики. Учитывая существенную сельскохозяйственную составляющую экономики страны, очевидным является стремление реализовать экологически безопасную технологию переработки, исключающую традиционный химический передел фосфорсодержащего сырья, который подразумевает накопление крупнотоннажных трудноутилизируемых и экологически опасных побочных продуктов (отвалов) и выбросов.

Основные агрохимические свойства муки фосфоритной:

• Эффективное минеральное удобрение, которое кроме основного элемента питания фосфора (Р₂О₅ не менее 17%), содержит кальций (до 33%), серу, магний, кремний и широкий спектр микроэлементов: Fe, Cu, B, Mn, Mo, Zn, Co, причем их содержание адекватно их среднему нормальному уровню концентраций в почвах. В фосфоритной муке содержится более 11 элементов необходимых для питания растений.
• Способствует повышению урожайности всех сельскохозяйственных культур, устойчивости к различным заболеваниям, засухе и заморозкам, благоприятно влияет на качество сельскохозяйственной продукции.
• Стимулирует развитие корневой системы растений, она сильнее ветвится и глубже проникает в почву, что в свою очередь способствует улучшению снабжения растений питательными элементами и влагой.
• Ослабляет вредную для растений и микроорганизмов кислотность почвы.
• Улучшает физико-химические свойства почвы, увеличивает её биологическую активность и улучшает структуру, делает её влаго- и воздухопроницаемой, способствует повышению плодородия почвы.
• Обладает существенным экономическим и экологическим преимуществом перед водорастворимыми фосфорными удобрениями: 1 кг Р₂О₅ в фосфоритной муке значительно дешевле 1 кг Р₂О₅ в аммофосе с учётом коэффициента использования водорастворимых фосфорных удобрений (не более 30%).
• Одна тонна внесенной фосфоритной муки может дать прибавку урожая за пятилетнюю ротацию в количестве до 1,5-2 тонн зерновых культур.
• Является незаменимым фосфорным удобрением при выращивании многолетних кормовых трав.
• Внесение с физиологически кислыми азотными удобрениями увеличивает коэффициент их использования на 15-20%, в результате чего снижается их норма внесения.
• Не загрязняет токсичными компонентами почвенные воды и водоемы, не оказывает негативного влияния на почвенную среду и растения с экологических позиций, даже при использовании сверхвысоких доз.
• Не вымывается из почвы в течение 5-7 лет и более.

Мука фосфоритная представляет собой тонко измельченный порошок серого или серо-коричневого цвета, без запаха, не гигроскопичен, хорошо рассеивается, при длительном хранении без доступа атмосферных осадков не слеживается и не теряет физико-химических свойств, возможность опасных проявлений отсутствует. Удобрение не растворимо в воде, не токсично, пожаро- и взрывобезопасно.

Фосфоритная мука применяется на всех видах почв имеющих низкое содержание подвижного фосфора, особенно эффективно её действие на кислых почвах и в условиях орошаемого земледелия, где она действует и как химический мелиорант. Вносится она как основное удобрение при весенней, летней и осенней обработках почвы по традиционной схеме – механическое разбрасывание на поверхность почвы с последующей ее заделкой (вспашка, культивация).

Актуальным является внесение муки фосфоритной посевным комплексом (сеялка-культиватор) с пневматической или механической подачей удобрения непосредственно в слой почвы на глубину 15-20 см. При этом исключается промежуточная стадия – механическое разбрасывание на поверхность почвы и ее механические потери при внесении. Для этого отлично подходят канадские посевные комплексы Bourgault.

Сегодня выпускаются современные сельхозмашины для внесения муки фосфоритной посредством шнековых штанг (толкателей) - это труба с отверстиями, внутри которой движется шнек толкающий удобрение, которое равномерно сыпется по всей длине трубы на поверхность почвы. Ширина захвата от 10 до 14 метров. Такие машины производятся в Беларуси на заводе ОАО «Бобруйскагромаш» - МШХ-9, во Франции – Sulky и Brochard, в Италии – Kalko. Эти машины экономичны, эффективны и отвечают современным санитарным, экологическим и технологическим стандартам.

Фото. Внесение фосфоритной муки на полях ООО «Рассвет» разбрасывателем удобрений Sulky, Франция.

В период с 2009 по 2013 года мука фосфоритная применялась как минеральное фосфорное удобрение пролонгированного действия при выращивании сельскохозяйственных культур в различных почвенно-климатических зонах в условиях богарного и орошаемого земледелия: на чернозёмных, каштановых почвах на Севере и сероземах на Юге Казахстана, а также в Курганской области России.

Диаграмма. Результаты применения муки фосфоритной, ц/га. ТОО «Темир-Сервис», 2009-2013 гг.

Фосфоритную муку Чилисайского месторождения успешно применяют сельхозтоваропроизводители как в Казахстане так и в России.

Так, ООО «Рассвет» (Шадринский район Курганской области) приобрело в 2012-2013 годах и внесло на свои поля около 5000 тонн муки фосфоритной, для внесения которой специально был приобретён разбрасыватель удобрений французской компании Sulky. Данный разбрасыватель может вносить до 150 тонн за световой день. Квалифицированные специалисты ООО «Рассвет» дают консультации по применению фосфоритной муки, а также оказывают услуги по её внесению и заделке в почву. Телефон: +7(32553)53-244, 8-963-010-1001.

ЗАО СПК «Белореченское» (Белореченский район Свердловской области) также вносили это удобрение машиной МШХ-9, которую будут использовать при внесении извести в почву (известкование). Телефон: 8-902-25-38602.

ТОО «Аби-Жер» (Северо-Казахстанская область Республики Казахстан) - в период с 2011 по 2013 года внесло на свои поля более 15000 тонн муки фосфоритной, что позволяет им, при соблюдении других агротехнических мероприятий, стабильно получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур, в том числе рапса – до 40 ц/га, льна – до 20 ц/га. Для эффективного внесения, в 2012 году предприятие приобрело во Франции многофункциональную машину компании Brochard, которая позволяет вносить до 200 тонн за световой день на 200-230 га пашни. Телефон: +7(7152)46-96-82, 46-48-66, 8-705-147-6210.

КТ «Зенченко и К» (Северо-Казахстанская область Республики Казахстан) также приобрело 2000 тонн удобрения, которое вносили весной перед посевом белорусской машиной МШХ-9, до 100 тонн за световой день. Телефон: +7(71538)25-137, 25-027.

Мука фосфоритная Чилисайского месторождения производится по ГОСТу 5716-74 действующему в РФ. В 2012 году она была внесена в Каталог разрешённых к применению агрохимикатов в РФ (свидетельство о государственной регистрации № 2365 от 14.06.2012). В странах Евросоюза (Эстония, Германия, Венгрия и других) решается вопрос о её применении как минерального фосфорного удобрения при выращивании экологически чистой сельскохозяйственной продукции (программа «Органик»). Поставки осуществляются в железнодорожных вагонах в упакованном виде - в мешках по 50 кг или мягких контейнерах МКР-1.0т, а также навалом в минераловозах.