Реферат

Реферат
Данная работа посвящена изучению шунгитов Зажогинского месторождения как
компонента агрономических подкормок, созданию и испытаниям этих подкормок при
выращивании картофеля.
Выявлены три группы свойств, которые делают шунгиты перспективным
материалом для использования в агрономии:
- наличие в составе шунгитов микроэлементов и способность менять свою подвижность в
зависимости от рН среды;
- сорбционные свойства шунгитов определяющие накопление в почве полезных веществ;
- фунгицидные свойства, предупреждающие развитие возбудителей болезней.
Показано, что в шунгите присутствует широкий набор микроэлементов, обладающих
биологической активностью (К, Си, Zn, Co, Ni, редкие земли) характеризующихся высокой
подвижностью в кислой среде и малой в нейтральной. Сорбционные свойства шунгитов проявляются в
способности накапливать фосфор, серебро, органические вещества и влагу. Фунгицидные свойства
проявились в снижении концентрации сине-зеленых водорослей, фагов, бактериальных клеток и спор.
Полевые испытания подтвердили проявление этих свойств в условиях почв и показали
эффективность использования шунгитов в составе агрономических подкормок.
В сухой 2002 г. урожайность картофеля с использованием fc шунгитсодержащих подкормок
была повышена на 60-70%. Почва с шунгитовой подкормкой заметно лучше удерживала и сохраняла
влагу. В 2003 г. благоприятном по влажностным условиям достигнутый в 2002 г. уровень урожайности
картофеля был сохранен. Отмечено существенное повышение стойкости картофеля к болезням (парша
обыкновенная и ризоктониоз).
Эксперимент с однолетними травами (2002г.) показал более высокое содержание в сухом
веществе трав фосфора, подтверждая эффект накопления фосфора в почве при использовании
шунгитовой подкормки.
В целом можно сделать вывод, что эффективность агрономического действия шунгитовой
подкормки не уступает действию полного минерального удобрения.
1. Введение
Фактором, определяющим эффективность сельскохозяйственного производства, является
плодородие почв. В постсоветский период происходит интенсивное падение плодородия почв по
причине сокращения внесения в почвы органических и минеральных удобрений и снижения объемов
известкования кислых почв.
В соответствии с федеральной целевой программой «Повышение плодородия почв России на
2002-2005 года» с целью повышения плодородия почв намечается проведение их известкования,
фосфоритирования и применения минеральных удобрений. В настоящее время известкования требует
по России 40 млн. гектар земли. В первоочередном порядке предусматривается проведение
известкования 8 млн. га кислых почв. Значительные объемы известкования намечается выполнить в
Нечерноземной зоне. Средние нормы внесения известковых удобрений в тоннах СаС0 3 на гектар
рассчитаны с учетом агроэкологических особенностей почв и составляют 5,3 тонны на гектар.
Потребность в минеральных удобрениях в несколько раз превышает то количество, которое вносится в
почву в настоящее время. С учетом реальных финансовых А возможностей объем применения
предполагается увеличить в два раза. Минеральные удобрения вносятся под культуры, которые хорошо
окупают затраты на их применение. К таким культурам относятся картофель и овощи.
Как следует из названной программы, для целей повышения плодородия будут привлекаться
широко распространенные местные природные и техногенные ресурсы - карбонаты, фосфаты, гипсы. И
в этом плане в регионах целесообразно рассмотреть возможность привлечения и других местных
ресурсов, оценивая их применение в первую очередь под углом экономической эффективности.
Критерием экономической эффективности могут быть затраты на прирост одной кормовой единицы
(к.е.). Из данных приведенных в федеральной программе можно сделать расчет затрат на прирост (к.е.)
при использовании разных почвоулучшающих веществ (табл. 1).
Таблица 1. Эффект от работ по повышению плодородия почв (по данным федеральной
программы)
Экономический эффект только от известкования на 24% ниже, чем от фосфоритирования и на
38% ниже, чем от использования минеральных удобрений. Из этого можно сделать вывод, что
известкование относится к достаточно затратным и не самым эффективным способам повышения
плодородия почв и поиск новых приемов и местных минеральных веществ для этих целей не является
неперспективным.
Дл условий Карелии перспективным материалом в этом плане являются шунгиты. Основанием
для такой посылки является повышенная урожайность шунгитовых почв или по определению
почвоведов - буроземов темноцветных. Эти почвы имеют ряд специфических химических
характеристик - в составе обменных оснований преобладают ионы кальция и магния. Буроземы
темноцветные богаче фосфорными соединениями, в т.ч. фосфатами кальция и железофосфатами.
Значительно выше в этих содержание подвижных форм калийных соединений.
Имеются хотя и немногочисленные, но положительные результаты лабораторных экспериментов
по изучению влияния на урожайность шунгитовых доломитов. Однако, имеющиеся результаты не
могли служить основной для введения шунгитовых пород в агрономическую практику по ряду причин
как теоретического так и практического плана.
Во-первых, не выясненная до последнего времени противоречивость поведения шунгитовых
почв и свежедробленых шунгитов. Почвы плодородны, но на свежедробленых шунгитах ничего не
растет. Более того, семена в свежедробленых шунгитах гибнут. Шунгитовые, точнее
шунгитсодержащие доломиты имеют к шунгитам весьма отдаленное отношение, поскольку содержание
шунгитового вещества в них находилось в малых количествах (от долей до 13%) и они
оценивались как агрокарбонатные для известкования кислых почв.
Во-вторых, не существовало объяснения повышенного плодородия шунгитовых почв и
соответственно предпосылок для прогнозирования эффективного использования шунгитов в агрономии.
В-третьих, не существовало производств по добыче шунгитов и возможностей практической
реализации шунгитов в агрономии.
В связи с этим главные задачи исследования шунгитов как ц агрономической подкормки
представляются следующими:
1. Анализ и использование информации о свойствах шунгита для прогнозирования его
поведения в почвенных системах.
2. Проведение прямых агрономических испытаний подкормок на основе шунгита, выявление
влияния шунгитовых подкормок на урожайность картофеля и стойкость к заболеваниям.
Целью этих работ является внедрение шунгитов в сельскохозяйственное производство с
обеспечением высоких агротехнических и экономических эффектов.
2. Шунгитовые породы и опыт их использования в агрономии.
Шунгитовые породы Карелии - разнообразные по химическому, минеральному составу,
структуре, текстуре и свойствам образования. Общими их признаками являются содержание
шунгитового углерода и обусловленный этим обстоятельством черный цвет пород. Шунгитовый
углерод - углерод со специфичной структурой - некристаллической, неграфитируемой,
фуллереноподобной. Содержание такого углерода в породе может колебаться от первых единиц до 70%.
При этом меняется состав зольной части, которая чаще представлена силикатными минералами, в
некоторых случаях карбонатными. В зависимости от состава пород меняется структура, текстура,
физические и химические свойства.
Наибольшей распространенностью обладают шунгитовые породы на территории Заонежского
полуострова (Медвежьегорский район Республики Карелия). В ряде мест Заонежья почвенный слой
образован шунгитами (район с. Шуньга, п. Толвуя). Такие почвы характеризуются высокой
урожайностью, в частности, по картофелю. Объяснения этому явлению давались разные. П.А.Борисов
считал, что это обусловлено черным цветом почв и присутствием микроэлементов. Черные почвы
обладают большей теплоаккумулирующей способностью благодаря чему в почве создается более
благоприятный тепловой режим. М.А.Тойкка объясняет плодородие шунгитовых почв наличием в них
повышенного содержания микроэлементов, в частности, меди, цинка, кобальта, молибдена. В.И.
Волкова и Н.П. Будыкина провели исследования по оценке шунгитсодержащих доломитов
Кяппясельского месторождения в качестве агрокарбонатного сырья. Содержание микроэлементов в
этих породах было близко к кларковым. Содержание углерода колебалось в пределах от 0.30 до 13.4%,
СаО от 26.6 до 37.9%, MgO от 14.4 до 20.6%. Было отмечено, что внесение в почву шунгитсодержащих
доломитов способствовало значительной прибавке урожая горчицы и люцерны по отношению к фону
NPK. Эффективность действия минеральных удобрений на фоне известкования увеличилась в
2-5 раз. Эффективность действия шунгитсодержащих доломитов отнесена на счет нейтрализации ими
почвенной кислотности и сделан вывод о пригодности шунгитсодержащих доломитов в качестве
агрокарбонатного сырья для известкования кислых почв.
В.И. Крутовым были выполнены опыты с шунгитовыми доломитами и с шунгитом Зажогинского
месторождения с использованием их как мульчирующего материала для ускорения снеготаяния. Это
оказалось весьма эффективным в лесопитомниках. Снег сошел значительно быстрее, почва раньше
оттаяла и подсохла, что позволило раньше начать работы. Отмечено снижение заболеваемости
сосновых культур болезнью «снежный шютте», что объяснено ускоренным снеготаянием.
Отмеченный эффект значительного ускорения снеготаяния может быть использован в сельском
хозяйстве для получения сверх ранней продукции картофеля и овощей.
3. Новые результаты изучения свойств шунгитовых пород Зажогинского месторождения
как потенциального сырья для использования в агрономии.
Наряду с положительными агрономическими эффектами шунгитовых почв, раскисляющих и
мульчирующих добавок на основе шунгитсодержащих доломитов в материале из шунгитовых пород
отмечаются эффекты негативного агрономического свойства. В частности, при взаимодействии
свежедробленных шунгитов с водой образуются сильнокислые растворы с рН около 3. Такие растворы
тормозят и останавливают биологические процессы в растениях, выносят из шунгита широкий набор
элементов, в т.ч. тяжелых металлов, что также может оказать вредное влияние на качество
сельскохозяйственной продукции.
Поэтому представляется важным изучение и понимание процессов, происходящих с шунгитом в
условиях почвы с целью управления этими процессами и их эффективного использования.
В качестве объекта исследования был выбран шунгит Зажогинского месторождения как
добываемый и реальный к использованию.
Породы отличаются стабильностью состава в пределах залежи и определенными взаимосвязями
между содержанием компонентов (% масс).
(FeO+Fe203) =0,09С; А1203 = 0,14С; C+Sto2 > 83.
Минеральный состав (% масс).
Шунгитовый углерод - 30; кварц - 45; сложные силикаты (слюды, хлорит, плагиоклазы) - 20;
сульфиды (пирит, пирротин) -2.
Как следует из (табл.3) в шунгите Зажогинского месторождения содержание микроэлементов
заметно выше, чем в среднем в земной коре.
3.1. Кислотность шунгитовых настоев и подвижность элементов.
При использовании шунгитов в агрономии важнее не общее содержание микроэлементов, а их
способность переходить в почвенные растворы. Способность микроэлементов к выходу из шунгита
зависит от кислотности среды. Свежедробленый шунгит делает водный раствор кислым с рН до 2,8.
Исследования, выполненные в рамках этой темы, показали, что кислотность водных растворов на
шунгите обусловлена образованием серной кислоты. Механизм ее образования представляется
следующим. В шунгите Зажогинского месторождения всегда присутствуют сульфиды. Окисление
сульфидов приводит к образованию оксидов серы, конечным членом ряда является S03. Часть S03
сорбируется на поверхность шунгита. Экспериментами было показано, что при длительной промывке
шунгита водопроводной водой кислотность снижается, но кислотность может быть восстановлена при
предварительной термообработке шунгита при температуре 200-300 °С в течение 2 часов. При этих
режимах активизируется внутренняя поверхность шунгита и генерируется S03 в результате окисления
сульфидов. Продолжительность термообработки увеличивает количество генерируемого шунгита, но не
увеличивает кислотность, т.е. количество сорбируемого S03. Величина продуцированного S03 породой
может быть много больше величины способности породы к сорбции S03. Количество сорбированного
S03 находится в прямой связи с величиной доступной поверхности. Следовательно, кислотность
лимитируется величиной поверхности сорбции и может быть регулируема изменением доступной
поверхности сорбции. Стабильная и максимальная кислотность достигается в настоях на зернах
размером менее 10 мм. По-видимому, при размере зерен 10 мм вся поверхность становится доступной
для сорбции и десорбции S03
Были выполнены эксперименты и расчеты по определению количества кислоты (H2S04),
образуемой в растворе с рН=3 одним кг шунгита. Получено, что содержание H2S04 в растворе с 1 кг
шунгита составляет 0,55% или 0,056 г-моль. Для нейтрализации такого количества кислоты
теоретически необходимо 0,056 г-моль СаСОэ х MgC03.
Способность к восстановлению кислотных свойств будет сохраняться до тех пор пока не будет
окислен весь сульфид. У почвообразующего шунгита было достаточно времени чтобы утратить весь
сульфид, поэтому в естественных шунгитовых почвах отсутствует кислотность. Вынос микроэлементов
из шунгита в значительной степени зависит от кислотности раствора (табл.4).
Для растворов значения даны в ррв = 1 мкг/л
Настой на шунгите № 1 - свежий концентрированный настой. рН=2.80. Настой на шунгите № 2 шунгит длительно использованный. рН=3.23 Настой на доломите №1. рН=7.4.
Данные (табл.4) свидетельствуют о том, что в первый период контакта шунгита с водой при
рН=3 в воду интенсивно переходят селен, калий, железо, медь, никель, цинк, кобальт и редкие земли
(лантаноиды).
Затем концентрация этих элементов в водных растворах снижается, вынос замедляется. Железо
выносится из шунгитов в двухвалентной форме, в водных растворах оно окисляется и при рН=3
выпадает в осадок. Следует отметить, что содержание таких элементов как фосфор и серебро в
водопроводной воде и в настоях на шунгите практически одинаково.
При взаимодействии кислого раствора настоянного на шунгите с доломитом рН повышается с
3,0 до 7,4 , т.е. происходит нейтрализация кислого раствора, меняется состав раствора в основном за
счет выхода из раствора в осадок или по обменной реакции в доломит алюминия, железа, кобальта,
меди, цинка и никеля, а также резко снижается в растворе концентрация редкоземельных элементов
(лантаноидов). Переход этих элементов из подвижной формы в слабоподвижную при использовании
шунгит - доломитовой смеси является благоприятным фактором, т.к. замедлит вынос данных
элементов, играющих биологически активную роль, из почвы.
3.2. Взаимодействие шунгита с доломитом и апатитом.
Высокая кислотность свежедробленых шунгитов исключает их использование в чистом виде.
Нейтрализация кислотности шунгитов может быть выполнена карбонатными породами, в частности,
доломитами.
Как следует из (табл.5) вынос Са и Mg из шунгит-доломитовой смеси значительно выше, чем из
чистого доломита. Имеет место синергетический эффект выноса этих элементов. Создание смеси
полностью нейтрализует эффект кислотности шунгита.
Была рассмотрена возможность создания подкормки на основе шунгита и апатитов Кольского
полуострова. В качестве апатитов были выбраны апатит апатитской обогатительной фабрики и апатит
из Ковдора.
Образцы апатита были переданы нам сотрудницей Института геологии Е.Е. Каменевой.
В первую очередь ставилась задача определить оптимальное соотношение шунгит-апатит в
смеси. Оптимальным мы считали такое минимальное содержание апатита в смеси, которое обеспечило
нейтрализацию кислотности шунгита до значения рН = 6. По нейтрализующей способности апатит
Ковдора и Апатит существенно различается (рис 1).
Ковдорский апатит обладает большей нейтрализующей способностью. Для нейтрализации
кислотности шунгита до рН=6 в смеси должно присутствовать 10% ковдорского апатита, в то время как
для достижения такого же эффекта нейтрализации апатитского апатита нужно 80%. Эти данные
использованы для изготовления смесей для полевых экспериментов.
3.3. Сорбционные свойства шунгитов.
Известно, что шунгит обладает полифункциональными адсорбционными свойствами, т.е.
способностью сорбировать вещества как органической, так и неорганической природы. Это
обусловлено сложным минеральным составом породы и соответственно наличием на поверхности
шунгитовых частиц участков как полярной (силикатной) так и неполярной (углеродной) фазы. В
почвенном растворе присутствует широкий набор веществ различного типа - как органических, так и
неорганических. Неизбежно взаимодействие с ними внесенного в почву шунгита. Была сделана попытка
смоделировать это взаимодействие в системе шунгит - водопроводная вода. В 3-х литровую бутыль
засыпалось 0,5 кг отмытого шунгита фракции 1-3 мм и в бутыль заливалась вода, настаивалась до
осветления и многократно менялась. В результате внутри шунгитовой засыпки образовался осадок в
виде тонкодисперсного вещества черного цвета. Этот осадок собирался и анализировался методами
спектрального анализа (табл.6) и дериватографии (рис.2). Как следует из данных (табл.6) шунгит
сорбирует из водопроводной воды свинец, фосфор, серебро. Хотя фосфор отмечен только в одной пробе
осадка факт сорбции можно считать достоверным.
По анализам шунгита,
выполненным
методом
искровой массспектроскопии в
лаборатории массспектроскопии и хромотографии, содержание фосфора в шунгите составляет 0,02%,
т.е. почти на порядок ниже чувствительности спектрального полуколичественного анализа. В
фсадке фосфор уже фиксируется в концентрации 0,15%. Концентрация серебра в осадке в 2 раза выше,
чем в шунгите, а концентрация свинца в осадке выше в 5 раз. Способность шунгита сорбировать
фосфор и серебро следует рассматривать как положительный фактор. Это означает уменьшение выноса
полезных компонентов почвенной влагой и лучшую сохранность вносимых элементов в почве, более
высокий КПД использования удобрений. В то же время следовало бы обратить внимание на свинец и
возможность перехода его в растения, выращиваемые с шунгитовой подкормкой.
Метод дериватографии позволяет зафиксировать в материале компоненты (фазы), отношение
которых к нагреву в атмосфере воздуха сопровождается тепловыми и термовесовыми эффектами
(поглощением или выделением тепла, уменьшением или увеличением веса) (рис.2). Кривая ТГ на
дериватограммах отражает изменение веса, кривая ДТА - тепловые эффекты, происходящие в веществе
при его нагревании. Тепловой эффект на ДТА с максимумом температуры при 570° С указывает на
выгорание шунгитового углерода. Расчитанное по дериватограмме содержание шунгитового углерода в
шунгите - 31%, в осадке - 16,8%. Экзоэффект при 460 С в осадке указывает на окисление сульфидов.
Этот эффект не сопровождается изменением веса образца. Главное отличие дериватограммы шунгита и
осадка экзопик при 290°С и уменьшение веса образца в диапазоне температур 110-480 С. В этом
диапазоне происходит выгорание (окисление) вещества, которого нет в шунгите и которое
аккумулировалось в осадке. По-видимому это вещество может быть определено как органическое,
сорбированное на шунгите. Содержание этого вещества в осадке 4,4%.
Результаты дериватографического анализа свидетельствуют о существенной сорбции
органического вещества на шунгите. Проецируя эти результаты на поведение шунгита в почвах можно
предположить, что шунгит будет замедлять вынос почвенными водами органического вещества из почв.
3.4. Фунгицидные свойства шунгитов.
В работах (8,9) приведены результаты опробования шунгита Зажогинского месторождения для
доочистки сточных вод, прошедших предварительную биологическую очистку. По данным авторов
такая вода имела коли - индекс 106-109ед/л и нуждается в дополнительных мерах по обеззараживанию.
Живые микроорганизмы - возможные источники заражения, даже в случае полной непатогенности они
способствуют эвтрофикации водоемов, поэтому после биологической очистки сточных вод необходимо
удалить микроорганизмы. Одним из способов извлечения микроорганизмов из воды является адсорбция
на поверхности твердых тел. Адсорбция установлена для различных групп живых организмов, процесс
зависит от свойств микроорганизмов и адсорбентов и условий контакта между клетками и
поверхностью твердого тела. Увеличение времени контакта раствора с шунгитом увеличивает степень
очистки от клеток. Так, увеличение скорости фильтрации раствора через шунгит в 3,5 раза снизило
показатель очистки в 200 раз. При скорости фильтрации 30 л/час на кг шунгита общее микробное число
(ОМЧ) снизилось в 100 раз.
Результаты исследования показали, что наряду с сорбцией клеток шунгит эффективно извлекает
фаги, при благоприятных условиях полностью очищая пробу. В статических условиях полная
сорбционная емкость шунгита фракции 0.16-0.5 мм по живым клеткам составляет 1.4x10 ед/г.
Авторами работы сделан вывод о том, что шунгит обладает полифункциональными
сорбционными свойствами и позволяет удалить бактериальные клетки, низкомолекулярные примеси
микробиологического характера, фаги и органические вещества. В процессе фильтрации загрязненной
воды сквозь шунгит обеспечивается глубокая степень ее очистки и обеззараживания. Вода полностью
освобождается от простейших, большей частью сапрофитных и олигокарбофильных микроорганизмов,
а также бактерий кишечной палочки.
В Военно-Медицинской Академии (С-Петербург) в 2002 году были выполнены исследования по
очистке шунгитом воды, загрязненной коли-бактериями, а также спорами бактерий. Эффективность
очистки воды шунгитом сравнивалась с активированным углем. Использование спор бактерий
обусловлено тем, что споры более устойчивы к действию обеззараживающих агентов, чем колибактерии. В качестве споровых были выбраны анаэробный спорообразующий организм C.perfringens и
аэробная спорообразующая бактерия B.subtilis.
Получено, что в изученном диапазоне концентраций коли-бактериями загрязнения от 1.2x103 до
3.2x104 кл/мл действие шунгита равноценно действию активированного угля. При этом численность
колоний бактерий в одном мл по сравнению с исходной снижается в (4-5)х103раз.
По эффективности удаления из воды микроорганизмов C.perfringens и B.subtilis шунгиты также
не уступают активированному углю, эффективно очищая от микробиологического загрязнения воду,
которая характеризуется как очень грязная.
Исследованиями, выполненными в технологической лаборатории «Очистные сооружения
водопровода» г. Челябинск в 2003 году показано, что шунгит обладает способностью практически
полностью удалять из воды сине-зеленые водоросли, понижать в водопроводной воде практически до
нуля общее микробное число и содержание колиформных бактерий.
Описанные результаты по микробиологической очистке воды позволяют предполагать
возможность использования бактерицидных свойств шунгитов в борьбе с болезнями растений.
4. Результаты полевых испытаний агрономических подкормок на основе шунгита.
На основе шунгита были изготовлены шунгит-доломитовые и шунгит-апатитовые смеси. Они
были переданы для полевых испытаний на Карельскую Государственную сельскохозяйственную
опытную станцию РАСХН (п. Новая Вилга). В течение вегетационных периодов 2002-2003 г.г. были
проведены опыты по изучению влияния этих подкормок на урожайность и посевные качества
картофеля. Опыты были проведены по следующей схеме:
1. Контроль (без удобрений)
2. Шунгит в дозе эквивалентной 0.25 н извести
3. Шунгит в дозе эквивалентной 0.5 н извести
4. Шунгит в дозе эквивалентной 1 н извести.
5. Шунгит в смеси с апатитом в дозе эквивалентной 0.5 н извести.
6. Посадка клубней, обработанных шунгитом (опудривание).
Опыт был заложен на базе ОПХ «Вилга», отделение Виданы, участок «Крестовое поле».
Исследования проводили на сорте Пушкинец, площадь учетной делянки 10 м2, повторность
четырехкратная.
Агротехника возделывания семенного картофеля — общепринятая для Северозападной зоны.
Предшественник - многолетние травы. Почвы дерново-слабоподзолистые, легкосуглинистые, хорошо
окультуренные. Содержание гумуса—4,2 %, рН—5,3; содержание фосфора — 25, калия — 32,8 мг / 100
г почвы.
Осенью перед зяблевой вспашкой поле было обработано гербицидом (раундап — 5 л/га), весной
внесены минеральные удобрения вразброс (аммофос — 5 ц/га). Клубни высаживали по нарезанным
гребням вручную. Шунгит вносили локально согласно схеме опыта при посадке. За время вегетации
проведены послевсходовое боронование и два окучивания. За две недели до уборки произведено
механическое удаление ботвы. Затем клубни были выкопаны вручную и заложены на хранение (при
температуре +2 +5°С, .влажность воздуха 85 %).
Расчет норм внесения шунгйт-доломитового удобрения был сделан исходя из доз извести,
рекомендуемых под картофель при вышеуказанных параметрах плодородия почвы: полная норма
составила 10 т/га, или 10 кг на делянку, 0,5 и 0,25 н составили соответственно 5 и 2,5 кг на делянку.
Метеорологические условия полевого сезона 2003 года значительно отличались от метеоусловий
2002 года. Так, если в 2002 году наблюдался недостаток влаги в почве на фоне высоких температур
воздуха, то 2003 год характеризовался высоким количеством осадков и их неравномерным
распределением по основным фазам развития. В июне наблюдалась некоторая задержка всходов в связи
с пониженными температурами воздуха.
Далее накопление эффективного тепла было более интенсивно: в июле оно превысило, а в
августе было почти на уровне среднемноголетних данных. В течение всего вегетационного периода
отмечалось достаточное количество влаги в почве, а в августе количество осадков превысило
среднемноголетние значения в 2,4 раза (табл.7).
В течение вегетационного периода проводились фенологические наблюдения. В 2002 году
прохождение растениями основных фенологических фаз в вариантах с шунгитом на 3 - 4 дня опережало
растения контрольного варианта. Высота растений и количество продуктивных стеблей во всех
вариантах опыта превышали показатели контроля. В 2003 году прохождение растениями основных
фенологических фаз в вариантах с шунгитом не отличалось от растений контрольного варианта,
статистически значимых отклонений по морфометрическим показателям не получено. Однако,
тенденцию к увеличению как высоты растений, так и количества стеблей на первую дату учета
наблюдали в варианте использования шунгита в дозе 0,25н. Во вторую половину вегетации некоторое
превышение данных показателей зарегистрировано при использовании шунгита с апатитом, что
связано, по-видимому, с употреблением недостающего в этот период фосфора из апатитового
удобрения.
Результаты исследований показали, что, по-видимому, положительная эффективность шунгитов
связана с их способностью удерживать почвенную влагу. Так, в условиях дефицита влаги в почве в
полевой период 2002 года была получена существенная прибавка урожая во всех опытных вариантах.
Тогда как в условиях достаточного влагообеспечения 2003 года урожайность картофеля оставалась на
уровне контрольной (табл. 8). Положительное воздействие шунгитов выразилось в уменьшении
количества мелких клубней при использовании шунгит-апатитовой смеси и увеличении клубней
семенной фракции в варианте опыливания их шунгитом (клубни были более выровненные).
Иммунологическая оценка по устойчивости картофеля к болезням, проведенная после уборки
клубней, показала высокую эффективность в ограничении развития фитопатогенов (табл. 9).
В 2002 году использование шунгита в 0,25 и 0,5 дозах снижало пораженность паршой
обыкновенной в 1,2 — 1,3 раза. Наиболее эффективно было применение последней дозы, степень
развития болезни в этом варианте снизилась до 14,1 % (18,3 % в контроле), распространенность болезни
уменьшилась до 88 % по сравнению с 98 % контрольного варианта.
Наиболее эффективно было действие шунгита на ингибирование ризоктониоза. Причина этого,
по-видимому, в фунгистатическом действии шунгитовых пород. Пораженность ризоктониозом с
применением. шунгита снизилась в 2,1 — 3 раза.
Максимальные показатели отмечены при 0,5 н — степень развития болезни уменьшилась на 66,5
%, а распространенность на 54,8 %.
В 2003 году использование шунгита в 0,25 и 0,5 дозах снижало пораженность паршой
обыкновенной на 10,9—14,6%. Наиболее эффективно было применение последней дозы, степень
развития болезни в этом варианте снизилась до 36,2% (по сравнению с 41,5%) в контроле.
Пораженность ризоктониозом с применением шунгита в дозе 0,5 и при опыливании семян
снизилась в 1,5 — 2,8 раза. Максимальное ингибирование симптомов болезни отмечено при
предпосадочной обработке клубней — степень развития болезни уменьшилась на 64,8 %, а
распространенность на 57,3 %.
Таким образом, результаты использования шунгит-доломитового удобрения на картофеле в
течение двух лет исследований позволило сделать следующие выводы:
1..Применение удобрения способствует повышению урожайности в засушливый вегетационный
период; при достаточном увлажнении увеличению
выхода семенной фракции и уменьшению
количества нестандартных клубней;
2. Использование шунгита перед посадкой повышает устойчивость клубней к парше
обыкновенной и ризоктониозу и эффективно снижает их развитие на 52,8-77,8%.
5. Технико-экономическая оценка целесообразности использования шунгит-доломитовой
подкормки в агрономии.
Эффект от использования шунгит-доломитовой агрономической подкормки выражается в
нескольких формах:
• Происходит известкование (нейтрализация кислотности) почвы;
• Осуществляется введение в почву микроэлементов;
• Оптимизируется влажностный режим в почве, что особенно важно в засушливые годы;
• Накапливаются и длительно удерживаются в почве такие важные компоненты как
фосфор и органика;
•
Проявляются фунгицидные свойства подкормки, повышающие стойкость
растений к заболеваниям.
Экономическим итогом реализации этих эффектов является повышение урожайности и
увеличение коэффициента использования сельскохозяйственной продукции.
Урожайность картофеля при внесении шунгит-доломитовой подкормки по данным двухлетних
испытаний повысилась на 13-38% (в засушливый год на 70%), развитие болезней (парша обыкновенная
и ризоктониоз) снизилось на 53-78%.
Повышение урожайности по картофелю за 2 года составило в среднем 50 ц/га или в денежном
выражении 30000 руб. на 1га.
Расход подкормки при этом составлял 2,5-5 т/га.
Расчет затрат на производство шунгит-доломитовой подкормки выполнен исходя из следующих
условий:
Себестоимость продукции - 2900 руб/т
Цена продукции около 4000 руб/т.
Шунгит-доломитовая подкормка является продуктом для использования не только да территории
Заонежского полуострова, но и в других районах Карелии и за прадедами Карелии.
Преимущества шунгит-доломитовой подкормки видятся в ее экологической чистоте и
длительности действия, за счет способности к сорбции и накоплению ряда полезных компонентов.
6.Выводы и заключение.
1. Использование подкормок на основе шунгитов Зажогинского месторождения в агрономии
экономически высоко эффективно. Полевые эксперименты, выполненные на картофеле, показали, что
даже в неблагоприятные сухие годы урожайность достигает максимальных величин. В 2002 году
(сухом) прибавка урожая составила 60-70%. В условиях достаточного влагообеспечения 2003 года
воздействие шунгитовой подкормки выразилось в уменьшении количества мелких клубней и
увеличении клубней семенной фракции.
Выявлено фунгитоксическое воздействие шунгитовой подкормки на патогенную микрофлору
почвы - повысилась устойчивость картофеля к таким заболеваниям как парша обыкновенная и
ризоктониоз. При использовании шунгитовой подкормки в дозе 0,5 нормы извести (0.5 кг на 1м )
развитие парши снижалось на 13-29%, а пораженность ризоктониозом уменьшилась на 32-65%).
2.
Положительное воздействие шунгитовой подкормки на почву проявляется в
следующем:
- нейтрализация кислотности почвы и внесение в почву повышенных концентраций Са и Mg;
- внесение в почву материала, содержащего широкий набор микроэлементов, в т.ч.
биологически активных (Со, Си, Zn, Ni, К, редкие земли);
- шунгитовая подкормка обладает способностью сорбировать и задерживать в почве органику,
фосфор и серебро;
- шунгит обладает способностью сорбировать и удерживать в почве влагу, создавая
оптимальный влажностный режим для растений в сухие сезоны;
- в почве сохраняются и реализуются фунгицидные свойства шунгита по отношению к такр&и
Заболеваниям картофеля как парша обыкновенная и ризоктониоз.
3.
Целесообразно продолжить эксперименты по использованию шунгитов
в сельском хозяйстве в следующих направлениях:
- определение эффективности использования шунгитовых подкормок в промышленных
технологиях;
- определение целесообразности внесения шунгитовых подкормок с целью получения
дополнительного эффекта - ускорения снеготаяния и оттаивания почвы;
- определение эффективности внесения
шунгитовых подкормок
под другие
сельхозкультуры - овощные и ягодные;
- выяснение эффективности использования шунгитовых препаратов для стойкости
овощных культур к заболеваниям при хранении.
>
Литература 1. Федеральная целевая программа «Повышение плодородия почв России на 20022003 годы»
2.0тчет «Составление карты геоэкологического районирования Онежского рудного района
масштаба 1:200000 КНЦ РАН, Петрозаводск, 2002г.
3. П.А. Борисов. Карельские шунгиты, Петрозаводск, 1956г.
4.М.А. Тойкка, Т.Н. Левкина, Е.Ш. Перевозчикова. Создание микроэлементов в
почвах Карелии и применение микроудобрений,
Петрозаводск, 1969г., 60с.
5.В.И. Волкова, Н.П. Будыкина. Шунгитсодержащие карбонатные породы как сырье для
известкования кислых почв. Минеральное сырье Карелии,
Петрозаводск, 1977г, с 179-188.
6. В.И. Крутов. Использование шунгитовой мульчи для ускорения снеготаяния в лесных
питомниках и на вырубках. Минеральное сырье Кащлии, Петрозаводск, 1977г., с. 175-179.
7. Шунгиты - новое углеродистое сырье. Под ред. В.А.Соколова, Ю.К.Калинина, Е.Ф.
Дюккиева, Петрозавосдк, «Карелия», 1984.
8. Е.Ф, Дюккиев, Ю.К.Калинин, Л.М. Загуральская, А.З.Зайденберг.
Перспективы использования шунгитовых пород при водоочистке и
водоподготовке. Геология и охрана недр Карелии, Петрозаводск, 1992г.
9.А.И.Калинин, Е.Б.Королева, В.В. Муховиков, Е.В.Лосева, Л.Н. Демченко, Т.В.Карпова.
Доочистка сточных вод с использованием природного минерала шунгита. Ленинградский институт
информатики и автоматизации, 1989,109.