Concept of use of comprehensive fertilizers of long-term action on the basis of waste processing of potassium-magnesium ore as a new paradigm in improving soil fertility

Картофель клубненосный ( Solanum tuberosum ) – важнейшая мировая продовольственная, кормовая и техническая культура. Россия производит более 10% общемирового объема картофеля, однако средняя урожайность этой культуры в стране остается одной их самых низких (Жевора и др., 2017) . К основным причинам можно отнести низкое качество посадочного материала, значительные потери в процессе вегетации в результате поражения многочисленными вредителями и болезнями, а также вследствие засоренности посадок.

Существенный вклад в снижение потенциальной урожайности вносят последствия абиотических стрессов: засухи, неблагоприятные физические и агрохимические свойства почв, несбалансированное минеральное питание (Коршунов, 2003б) .

К важнейшим особенностям данной культуры относятся повышенные требованием к элементам питания, особенно к калию, а также продолжительный период питания, причем максимум азота и фосфора поступает в растения до цветения, а поступление калия продолжается до полной физиологической зрелости клубней. Калий стимулирует синтез с ахаров и высокомолекулярных углеводов – крахмала, целлюлозы, пектиновых веществ, ксиланов – как в листьях, так и в клубнях картофеля (Коршунов, 2003а) .

Картофель отзывчив на внесение удобрений, прежде всего калийных. Основным видом калийного удобрения, применяемого в сельском хозяйстве, является хлористый калий. Однако для картофеля нежелательно применение удобрений, содержащих хлор, так как нарушается углеводный обмен при формировании урожая. Поэтому необходимо расширение ассортимента калийных удобрений других форм.

Посадки картофеля часто размещаются на торфянистых почвах, где наблюдается нехватка микроэлементов, прежде всего, меди. Медь также входит в состав многих фунгицидов, поэтому полноценная обеспеченность растений картофеля медью может играть определенную роль в профилактике грибных болезней. Растения картофеля нуждаются и в других микроэлементах, среди которых основными являются халькофильные элементы

(Fernandes et al., 2011; Soratto et al., 2011; Sharipova et al., 2016; Cu- chiara et al., 2017) . Применение комплексного удобрения Микровит, в состав которого входят макроэлементы, а также медь, железо, цинк, бор, молибден, сокращает на 30% пестицидную нагрузку на растения, способствует увеличению урожайности на 15–30% (Кузнецов и др., 2017) .

Поэтому во многих случаях целесообразно применение комплексных удобрений, в состав которых входят макро- и микроэлементы, а также минералы-мелиоранты: доломит, карбонаты и сульфаты кальция (Сметанников и др., 2017) .

При основном (осеннем) внесении удобрений часто происходят потери питательных веществ в течение осенне-зимнего периода и весеннего в процессе таяния снега. Особенно большие потери наблюдаются в регионах с промывным водным режимом, а также в случае применения быстрорастворимых форм удобрений, например, хлористого калия. В связи с этим проводятся поиски способов сокращения подобных потерь. Применение удобрений с пониженной растворимостью (пролонгированного действия) позволяет до определенной степени синхронизировать скорость растворения в почвенной среде и скорость поступления в растения питательных веществ. Наиболее распространенными (традиционными) видами удобрений пролонгированного действия являются комплексонаты металлов: хелаты (на основе комплексона этилен-диаминтетра-уксусная кислота (ЭДТА)), фосфорсодержащие комплексоны (гидроксиэтилиден-дифосфоновая кислота (ОЭДФ), нитрилтри (метиленфосфоновая) кислота (НТФ)) и другие (Груздева и др., 2015) .

Доказано, что ЭДТА и другие традиционные комплексоны со временем накапливаются в биосфере и вызывают растворение отложений токсичных металлов с переходом их в раствор в виде стабильных комплексонатов, что приводит к отравлению планктона, рыб, птиц и высших животных, а также вызывает гипоксию в природных водах (Мартыненко, Кузьмина, 1986). По этой причине в последнее время ставка делается на применение менее токсичных комплексонов (ОЭДФ, НТФ, производных янтарной кислоты), которые легко поддаются биодеструкции в естественных условиях, в отличие от аналогичных комплексов с классическим комплексонами, способны повышать урожайность сельскохозяйственных культур и улучшать качество продукции (Мартыненко, Кузьмина, 1986).

Другими способами замедления поступления питательных компонентов в почву являются гранулирование и капсулирование, но данные приемы замедляют растворение в незначительной степени (Гурбанова и др., 2017; Старовойтова и др., 2018; Крутько, Шевчук, 2011; Сабиров и др., 2005) .

Применяются в качестве пролонгированных удобрений продукты спекания шламов и химических реагентов (Hu et al., 2018) и продукт синтеза мерлиноита (K₅Ca₂(Si₂₃Al₉)O₆₄ · 24H₂O) из золы угля (Li et al., 2014) и другие продукты (Ruthrof et al., 2018) .

Исследования продуктов переработки отходов горнодобывающей промышленности заставили обратить внимание на глинисто-солевые отходы переработки K-Mg руд Верхнекамского месторождения. Состав отходов (шламов) свидетельствует о возможности их использования в качестве комплексных удобрений (Сметанников и др., 2013; Оносов, Сметанников, 2014) . Утилизация шламов, накопление которых в шламохранилищах создает высокий уровень экологической опасности (Бачурин и др., 2014) , имеет большое значение для решения экологических проблем региона.

Основными составляющими шламов являются нерастворимый в воде остаток (НО), остаточные хлориды и вода. В НО шламов содержатся калиевые полевые шпаты (КПШ) – источник калия, сульфаты кальция (гипс) и доломит, являющиеся минералами-мелиорантами, а также сульфиды, содержащие микроэлементы. Использованию шламов в качестве удобрений мешают остаточные хлориды и техногенные элементы (Сметанников и др., 2018). В связи с этим проблема их использования в качестве удобрений включала необходимость разработки технологии, исключающей из состава шламов техногенные компоненты и воду обогатительными методами, а также преобразование (разрушение) остаточных хлоридов калия и натрия с целью обеспечить вхождение продуктов преобразования во вторичные калиевые минералы и в минералы, обладающие мелиорирующими свойствами. Основным способом стал высокотемпературный обжиг, позволивший получить безхлоридный продукт – огарок.

Предварительные исследования, проведенные в 2014–2016 гг. учеными Горного института УрО РАН и Пермского НИИСХ показали, что применение огарка под зерновые культуры не уступает действию традиционного калийного удобрения при условии равенства доз в действующем веществе (Сметанников и др., 2017) .

Существенными преимуществами данного вида удобрений являются комплексный характер (наличие K, Ca, Mg и микроэлементов), способность улучшать не только агрохимические, но и агрофизические свойства почвы, практическое отсутствие хлоридов, пролонгированность действия. В отличие от других видов удобрений пролонгированного действия, для производства которых требуется проведение дополнительных технологических операций (синтез органических соединений – комплексонов и др.), в указанном виде удобрения – огарке – присутствует готовая минеральная матрица. Минералы, входящие в его состав, могут служить основой или матрицей для макро- и микроэлементов, что позволяет добавлять в нее практически неограниченный набор компонентов (включая стимуляторы роста и бактериальные препараты). Таким образом, формируется концептуальная модель создания новых видов минеральных удобрений, позволяющая применять их в разных почвенно-климатических условиях и для культур с различными требованиями к минеральному питанию.

Для реализации данной модели в Пермском федеральном исследовательском центре, в который на правах филиалов вошли Горный институт и ПНИИСХ, с 2017 г. проводятся расширенные исследования по разработке и совершенствованию технологии получения комплексных удобрений и их применения на посадках семенного картофеля.

Цель исследования – разработать и реализовать концепцию использования отходов переработки K-Mg руд в качестве комплексных удобрений пролонгированного действия, изучить влияние их применения на урожайность и комплекс хозяйственноценных признаков семенного картофеля, изучить влияние на агрохимические и агрофизические свойства почвы, а также на показатели плодородия дерново-подзолистой почвы.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исходные шламы представляют собой суспензию, состоящую из твердой и жидкой фаз. Твердая фаза – это нерастворимый в воде остаток шламов (НО), который содержит до 35% смеси гипса и ангидрита, до 16% калиевого полевого шпата (далее КПШ), до 15% доломита, до 15% кварца и до 35% смеси сильвина и галита. Кроме того, НО содержат от 0.1 до 0.3% Zn, Cu и Co в виде примеси в сульфидах (Сметанников и др., 2018) . Особенностью состава жидкой фазы шламов является присутствие остаточных хлоридов и технологических реагентов, применяемых в технологических процессах, выполняющих роль вспенивателей, сгустителей, собирателей (амины, полиакриламид, карбамиды, неонол и др.). Поэтому главными задачами разрабатываемой технологии были:

• 1.    Удаление влаги, излишков хлоридов и техногенных компонентов обогатительными методами (отмывка, сушка, грануляция и досушивание при 150–200 °С).

• 2.    Глубокая переработка высокотемпературным обжигом, с получением продукта – огарка.

После обогащения и обжига в составе огарка образуется пироксен и сульфат калия – сингенит – за счет разрушения хлоридов, доломита, гипса. Количество кварца и КПШ сохраняется. Сульфиды отжигаются, и микроэлементы после обжига (отжига) преобразуются в оксидную форму. Огарок приобретает свойства комплексного удобрения пролонгированного действия. Пролонгиро-ванность обеспечивается присутствием в огарке труднорастворимого КПШ и сингенита как источников калия. Функции минерала мелиоранта переходят от гипса и доломита к Ca, Mg-содержащему пироксену.

Эти исследования по разработке технологии получения и применения удобрений проводились в лаборатории Горного института УрО РАН и на опытном поле Пермского НИИСХ. Технология разрабатывалась в 2005–2013 гг. В ходе исследований 2013– 2017 гг. технология была существенно доработана (Оносов, Сме танников, 2014; Бачурин и др., 2014) .

При обогащении шламов была понижена температура воды при отмывке до 40 °С (вместо 60–70 °С) с целью максимального избавления от хлорида натрия. Но главным образом изменения коснулись параметров высокотемпературного обжига с целью максимального преобразования минерального состава шламов.

Для выявления оптимальных параметров концентрат обогащения гранулят обжигался тремя партиями при температуре 600 °С (УЛТП-1), 800 °С (УЛТП-2) и 900 °С (УЛТП-3). Минеральный состав продуктов обжига показан в таблице 1. Данные таблицы 1 демонстрируют, что преобразование шлама в огарок характеризуется разрушением хлоридов, доломита, ангидрита и их участием в формировании новых калиевых и кальциевых, магниевых минералов. Причем интенсивность разрушения тесно связана с повышением температуры обжига. Наибольшая интенсивность преобразования и количество новообразованных минералов отмечается при температуре 900 °С (рис. 1).

Таблица 1. Минеральный состав огарков

Table 1. Mineral composition of calcine

^* Сингенит – K 2 Ca(SO 4 ) 2 ·H 2 O.

Таким образом, оптимальный режим обжига приводит к перераспределению (вхождению) калия, хлора, кальция и магния в новообразованные минералы.

Баланс калия в огарке распределяется по трем минералам, содержащим калий, – КПШ, сингенит и остаточный сильвин (KCl), – обладающим разной растворимостью. Существует возможность рассчитать оптимальную дозу с прогнозным действием одного внесения на 4–8 лет. Кроме того, уникальным качеством огарка является его стерильность (Сметанников, 2017) .

Рис. 1. Огарок – гранулят, обожженный при температуре 900 °С.

Fig. 1. Calcine – granulate, annealed by 900 °С temperature.

Полевые опыты проводились на дерново-сильноподзолистой тяжелосуглинистой почве (рНKCl – 5.2–5.4; гумус – 2.21–2.30 %, сумма поглощенных оснований – 19.6–22.0 мг-экв/100 г почвы; подвижный фосфор – 121–124, обменный калий – 110–120 мг/кг почвы). Схемы опытов с зерновыми культурами и картофелем представлены в таблицах 2, 3.

Агротехника в опыте – общепринятая для возделывания яровой пшеницы, ячменя и картофеля в Пермском крае. В предварительных лабораторных исследованиях использование огарка в качестве собственно субстрата для выращивания растений приводило к их угнетению, и не может быть рекомендовано к применению в сельскохозяйственной практике. Поэтому в серии полевых опытов подход к использованию отходов калийной промышленности был принципиально изменен. Огарок использовался как ми- неральное удобрение в дозах, сопоставимых с дозами традиционных удобрений с учетом процентного содержания в них питательных веществ, в данном случае – с хлористым калием. При этом соотношение массы удобрения и массы пахотного горизонта почвы радикально отличаются от соотношения, полученного в лабораторных исследованиях. Дозы удобрений составляют от 100 до 800 кг на 1 га, масса пахотного горизонта с 1 га – до 2 400 т.

Способ и сроки применения огарка были аналогичными общепринятой технологии применения минеральных удобрений: поверхностное внесение с последующей заделкой в почву в ходе осенней зяблевой вспашки. В опытах с зерновыми культурами и картофелем для установления эффективности огарка разной степени обжига наряду с контролем были включены следующие варианты: фон – N 60 P 60 , N 60 P 60 K 30 , N 60 P 60 K 60 .

Учет урожая сплошной, поделяночный. Статистическая обработка полученных данных выполнена по методике, изложенной Б.А. Доспеховым (1985).

Качественный состав зерна, соломы зерновых культур и клубней картофеля определяли по общепринятым методикам в изложении В.В. Кидина (2008).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты разработки способа преобразования шламов. Главными результатом стало получение продукта – огарка, который позиционируется как комплексное удобрение пролонгированного действия.

Основная позиция заключается во включении питательных компонентов (K, Ca, Mg) в минералы, обладающие низкой растворимостью, и в их замедленном поступлении в почву. Другое свойство – наличие мелиорирующих компонентов и компонентов, позиционируемых как микроудобрения. Кроме того, технология получения огарка не исключает возможности смешивания на стадии обогащения с отходами обогащения фосфоритов (эфелями) и получения K-P огарков.

Вторая позиция – это сохранение мелиорирующих свойств огарка после обжига и разрушения доломита и гипса, поскольку продукты разрушения локализуются в пироксене, также облада- ющем мелиорирующими свойствами. Третья позиция – это перевод микроэлементов, включенных в сульфиды после обжига, в оксидную форму (Сметанников и др., 2017; Сметанников и др., 2018). Все эти три позиции характеризуют “огарок” как комплексное удобрение пролонгированного действия. Кроме указанных выше свойств, применение огарка может рассматриваться как новый способ сохранения плодородия почв в комплексе с восстановлением и улучшением ее физико-химических, агрономических свойств и улучшением устойчивости работы агроэкосистемы.

Таким образом, сформирована концептуальная модель создания новых видов минеральных удобрений, позволяющая применять их в разных почвенно-климатических условиях и для культур с различными требованиями к минеральному питанию.

В то же время возникает ряд вопросов, основным из которых является вопрос о времени разрушения КПШ и “форме” поступления калия в почву.

Известно, что образование осадков, их постепенное погружение с накоплением новых осадков способствует появлению градиента давления и температуры. Сочетание этих факторов способствует преобразованию (метаморфизации) погружающихся осадков и преобразованию первичных минералов осадков в другие (метаморфогенные) минералы. Подобное явление происходит и при обжиге шламов, однако доминирующим является температурный фактор.

В почве агентами химического выветривания являются: вода, кислород, углекислота и различные органические соединения преимущественно кислотного типа. При воздействии этих агентов в почвах идут реакции растворения, окисления, гидратации и гидролиза минералов. В ряду устойчивости минералов огарка к химическому выветриванию можно выстроить следующий ряд: 1) гипс и органические вещества; 2) доломит; 3) хлорит, серицит; 4) пироксен; 5) ортоклаз (КПШ). К устойчивым минералам относятся кварц, циркон, оксиды титана и др. Добавочным фактором, способствующим разрушению КПШ, является размерность его зерен, как в исходном шламе, так и в огарке, которая составляет менее 40 микрон.

Как видно из этой последовательности, КПШ может подвергаться химическому выветриванию в почвах с несравненно более сильным эффектом, чем в коре выветривания горных пород. Разложение КПШ по Перельману, Полынову (Полынов, 1934; Са пожников и др., 1972) представляется следующей реакцией:

K 2 O∙Al 2 O 3 ∙SiO 2 + CO 2 + 3H 2 O = K 2 CO 3 + Al 2 O 3 ∙2SlO 2 ∙2H 2 O + SiO 2 ∙nH2O.

Последовательность вещественных превращений – орто-клаз-поташ-каолинит. Поташ, скорее всего, и является основным калиевым питательным компонентом.

Результаты испытания действия огарков на урожайность и качество полевых сельскохозяйственных культур.

Метеорологические условия в годы проведения опыта были различными. Вегетационный период 2015 г. характеризовался благоприятными условиями для формирования урожая зерновых культур, а 2016 г. – как засушливый с высокой теплообеспеченно-стью и недостаточным количеством осадков, 2017 г. отличался низкой теплообеспеченностью и большим количеством осадков.

Урожайность яровой пшеницы без удобрений в среднем за два года составила 1.68 т/га, ячменя – 2.04 т/га (табл. 2). Внесение азотно-фосфорных удобрений способствовало повышению урожайности яровой пшеницы по сравнению с контролем на 89 %, ячменя – на 76 %. Применение N 60 P 60 K 60 также обеспечивало существенные прибавки: на 117 % по сравнению с контролем и на 15–17 % по сравнению с фоном.

Применение огарка способствовало формированию урожайности зерновых культур на уровне KCl (различия – в пределах ошибки опыта). Прибавка урожая яровой пшеницы по сравнению с контролем составила 1.42–1.78 т/га, с фоном – 0.23– 0.28 т/га, ячменя – 1.30–2.02 и 0.34–0.47 т/га соответственно.

Анализ качества полученной продукции показал, что содержание азота, фосфора и калия в зерне и соломе обеих культур в вариантах с применением огарка было на уровне варианта с применением стандартного удобрения и достоверно выше по сравнению с контролем. Различия между вариантами с применением огарка были несущественными.

Таким образом, применение нового типа удобрений под зерновые культуры в рекомендуемой дозе является эффективным приемом, так как повышается урожайность зерновых культур, качество продукции не ухудшается, а также решается экологическая проблема утилизации отходов калийной промышленности.

Кроме зерновых культур применение огарка в качестве удобрений изучали на картофеле в сравнении с азотно-фосфорными и азотно-фосфорно-калийными удобрениями. Недостаток тепла и избыток влаги в течение вегетационного периода отрицательно сказался на формировании урожайности картофеля, который на контроле составил 2.92 т/га (табл. 3).

Внесение азотно-фосфорных удобрений (фоновый вариант) и полного минерального удобрения (NPK) в рекомендуемой дозе способствовало повышению урожайности клубней картофеля на 1.43–4.51 т/га по сравнению с контролем. Наибольшего значения урожайность достигла при внесении N90P90K90 (KCl) – 7.43 т/га. Сбалансированное минеральное питание картофеля повышало не только урожайность, но и способствовало улучшению качества клубней. Отмечена тенденция повышения содержания сухого вещества, крахмала и витамина С по сравнению с контролем.

Внесение азота, фосфора и огарков в рекомендуемой и повышенной дозах обеспечивало получение урожайности 6.41–6.88 т/га – на уровне хлористого калия. При этом показатели качества урожая: содержание сухого вещества, крахмала, нитратов, витамина С, – не уступали варианту с применением хлористого калия, различия между вариантами были в основном в пределах ошибки опыта. Содержание азота варьировало в ботве в пределах 0.29– 0.32 %, а в клубнях – 0.31–0.33 %, Р 2 О 5 – 0.10–0.12 % и 0.12–0.16 %, К₂О – 0.85–1.03 % и 0.68–0.96 % соответственно.

Таблица 2. Влияние огарка на урожайность яровой пшеницы и ярового ячменя (среднее за 2015–2016 гг.)

Table 2. Spring wheat and barley yields as influenced by calcine application

Варианты	Яровая пшеница					Ячмень, т/га
	урожайность, т/га	прибавка				урожайность, т/га	прибавка
		к контролю		к фону			к конт	ролю	к фону
		т/га	%	т/га	%		т/га	%	т/га	%
Без удобрений – контроль	1.68	-	-	-	-	2.04	-	-	-	-
N 60 P 60 – фон	3.18	1.50	89	-	-	3.59	1.55	76	-	-
N 60 P 60 K KCl 30	3.30	1.62	96	0.12	4	3.83	1.79	88	0.24	7
N 60 P 60 K KCl 60	3.65	1.97	117	0.47	15	4.21	2.17	106	0.62	17
N 60 P 60 +УЛТП–1 30	3.18	1.50	89	-	-	3.34	1.30	64	-	-
N 60 P 60 +УЛТП–3 30	3.10	1.42	84	-	-	3.38	1.34	66	-	-
N 60 P 60 +УЛТП–1 60	3.46	1.78	106	0.28	9	4.06	2.02	99	0.47	13
N 60 P 60 +УЛТП–3 60	3.41	1.73	103	0.23	7	3.93	1.89	93	0.34	9
НСР 05		0.21						0.38

Таблица 3. Урожайность и качественные показатели клубней картофеля (2017 г.) Table 3 . Potato yield and tubes quality parameters (2017)

Варианты	Урожайность, т/га	Прибавка				Содержание
		к контролю		к фону		сухое в-во, %	крахмал, %	нитраты, мг/кг	витамин С, мг
		т/га	%	т/га	%
Контроль	2.92	-	-	-	-	18.9	13.6	13.2	11.91
N 90 P 90 фон1	4.35	1.43	49	-	-	18.6	13.9	14.0	12.79
N 90 P 90 K КCl 90	7.43	4.51	154	3.08	71	19.1	13.8	18.1	14.81
Фон + 0–1 60	4.36	1.44	49	0.01	-	18.8	13.6	13.1	13.10
Фон + 0–1 90	6.41	3.49	119	2.06	47	18.7	11.6	16.9	13.45
Фон + 0–1 120	7.07	4.15	142	2.72	62	19.2	15.0	17.6	13.25
Фон + 0–260	4.89	1.97	67	0.54	12	19.1	13.5	15.0	13.60
Фон + 0–290	6.88	3.96	136	2.53	58	18.5	11.4	17.5	13.10
Фон + 0–2120	6.99	4.07	139	2.64	61	18.7	11.6	17.8	13.29
Фон + 0–360	5.15	2.23	76	0.80	18	19.1	11.5	16.0	13.90
Фон + 0–390	7.37	4.45	152	3.02	69	19.1	14.4	17.2	14.40
Фон + 0–3120	7.50	4.58	157	3.15	72	19.2	14.1	17.4	14.70
НСР 05		0.88				Fф < F т	Fф < F т	3.2	1.1

В клубнях картофеля и почве провели определение содержания тяжелых металлов. Данные, приведенные в таблице 4, показывают, что содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля не превышало ПДК и УДК и было на уровне фонового и контрольного вариантов, а также вариантов с внесением полного минерального удобрения в рекомендуемой дозе.

Таблица 4. Влияние огарков на содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля, мг/кг

Table 4. Heavy metals composition in potato tubes as influenced by calcine application

Варианты	Кадмий	Свинец	Бор	Кобальт
Без удобрений – контроль	0.012	0.22	11.27	0.28
N 90 P 90 – фон	0.022	0.42	13.73	0.40
N 90 P 90 K 90	0.020	0.37	10.37	0.13
Фон + 0–1 120	0.012	0.22	12.91	0.21
Фон + 0–2 120	0.017	0.31	13.28	0.19
Фон + 0–3 120	0.0097	0.26	10.37	0.18
Фон + 0–3  90	0.010	0.16	11.49	0.32

Аналогичные результаты получены и по содержанию тяжелых металлов и микроэлементов в почве. Их содержание было практически одинаковым в вариантах с внесение огарка и хлористого калия (табл. 5).

Таким образом, применение огарка не ухудшило агрохимические показатели почвы по сравнению с внесением стандартного удобрения – хлористого калия.

В дальнейших исследованиях необходимо провести полный биохимический анализ (содержание сырого протеина, жира, клетчатки и др.) и определение содержания расширенного набора микроэлементов в испытываемых культурах.

Таблица 5. Влияние применения огарков на содержание тяжелых металлов и микроэлементов в почве, мг/кг

Table 5. Calcine application impact on heavy metals and trace elements content in soil, mg\kg

Варианты	Тяжелые металлы				К § з ° & i 1 S =	Микроэлементы
	s	bi д s У	и у в S й и	« S S « ее И		н к© © й	Д' д &
Контроль	24.33	48.05	10.64	0.198	3.66	1.20	39.15
N 90 P 90 – фон	25.39	47.61	9.92	0.201	4.26	0.83	44.65
N 90 P 90 K 90	26.43	48.79	9.75	0.208	2.69	1.67	38.30
Фон + 0–1 120	26.52	48.13	10.19	0.210	1.93	1.13	39.33
Фон + 0–2 120	23.38	47.13	9.53	0.228	2.38	1.27	34.21
Фон + 0–3 120	21.99	47.71	10.44	0.237	3.38	1.47	26.92
Фон + 0–3  90	22.65	48.54	10.44	0.284	2.28	1.20	27.54

ВЫВОДЫ

• 1.    Разработана и усовершенствована технология переработки шламов в комплексные удобрения пролонгированного действия, ключевым элементом которой является высокотемпературный (t = 900 °C) обжиг шламов. Полученный продукт называется огарок. Огарок содержит питательные компоненты (K, Ca, Mg), мелиорирующие компоненты (пироксен, доломит и гипс), микроэлементы (Cu, Zn, Co и др.).

• 2.    Проведенная серия полевых опытов подтвердила возможность использования огарка в качестве удобрения в дозах, сопоставимых с дозами традиционных удобрений. Внесение огарков способствовало формированию урожайности зерновых культур и картофеля на уровне стандартного удобрения. Кроме того, показа-

• тели качества урожая картофеля (содержание сухого вещества и крахмала в клубнях, содержание тяжелых металлов) не уступали таковым в вариантах с применением традиционного калийного удобрения.

• 3.    Необходимо продолжить исследования по совершенствованию состава (включение макро- и микроэлементов), а также разработке технологии получения и применения на различных культурах новых комплексных PK удобрений пролонгированного действия.

• 4.    Минералы, входящие в состав огарка, могут служить основой или матрицей для макро- и микроэлементов, что позволяет добавлять в нее практически неограниченный набор компонентов, включая стимуляторы роста и бактериальные препараты. Таким образом, формируется концептуальная модель создания новых видов минеральных удобрений с заданными свойствами, способствующими сохранению и повышению плодородия почвы, повышению устойчивости агроэкосистемы, а также позволяющая применять их в разных почвенно-климатических условиях и для культур с различными требованиями к минеральному питанию.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Исследования выполнены при поддержке гранта РФФИ № 17-45-590998 “Разработка концептуального подхода к преобразованию (утилизации) глинисто-солевых отходов (шламов) после переработки K-Mg руд и использованию продуктов утилизации в качестве комплексных удобрений пролонгированного действия, содержащих питательные компоненты (K, Mg, Ca) на бесхлорид-ной основе, минералы-мелиоранты и микроэлементы”.