كفاءة استخدام الليونارديت من منطقة دنيبروبيتروفسك في إنتاج الأسمدة

يُعدّ الحصاد الهدف الأسمى للمزارعين. فكلما زاد المحصول، زاد الغذاء الذي ستوفره البلاد للإنسان والحيوان، وزادت المواد الخام للصناعة، وبالتالي ارتفع مستوى معيشة الناس.

"إن العامل الرئيسي والحاسم في زيادة غلة المحاصيل هو زيادة إمدادات الأسمدة المعدنية للمزارع... وفي الوقت نفسه، من الضروري التأكيد على الأهمية الخاصة لتدابير توسيع نطاق استخدام الأسمدة العضوية..." - كما ورد على مستوى الدولة. وقد اتُخذت تدابير لتحسين استخدام الأسمدة المعدنية والعضوية في المشاريع الزراعية وتعزيز كفاءتها.

إن التوسع الكيميائي المكثف في الزراعة لا يحل مشكلة الأسمدة العضوية، لأن "هذه المواد العضوية هي التي من المفترض أن تلعب دور المحفزات التي ستزيد بشكل حاد من فعالية الجرعات الكبيرة من الأسمدة المعدنية، والتي بدونها، من المستحيل الحصول على غلات عالية" (من البحوث الأساسية في مجال الأسمدة الدبالية).

يُعدّ السماد العضوي الأكثر اكتمالاً وانتشاراً. مع ذلك، لا تُراكم المزارع عادةً كميات كافية منه، مما يدفع إلى البحث عن أنواع أخرى من الأسمدة العضوية. ويُستخدم الليونارديت على نطاق واسع كمادة خام لإنتاج الأسمدة العضوية محلياً وعالمياً.

في سهوب أوكرانيا، ولا سيما في منطقة دنيبروبيتروفسك الغنية بمخزون الليونارديت، اكتسب استخدام الليونارديت في التربة ذات الخصوبة الطبيعية المنخفضة أهمية بالغة مؤخرًا. وقد درس متخصصون من مختبرنا فعالية الأسمدة القائمة على الليونارديت في سهوب أوكرانيا، ويُعد هذا العمل جزءًا من أبحاثهم.

أهداف البحث ومنهجيته وشروطه

بسبب خصائص تكوينها، تختلف صخور الليونارديت من منطقة السهوب عن المواد المماثلة من مناطق أخرى باحتوائها على نسبة رماد أعلى قليلاً، وقدرة امتصاص أقل، ومحتوى منخفض من حمض الهيوميك والعناصر الغذائية المتحركة، وغيرها من الخصائص. ومع ذلك، فهي تمتلك مخزونًا غذائيًا عاليًا. يتراوح إجمالي محتوى النيتروجين في المادة الخام بين 1-2%، بينما يتراوح محتوى الفوسفور بين 0.3-0.6%.

لذلك، كان هدف بحثنا هو تحسين طرق استخدام رواسب الليونارديت كسماد، ودراسة بعض العوامل التي تؤثر على فعالية المواد الخام والأسمدة في ظروف منطقة السهوب، وتطبيق التطورات الحديثة مثل هيومات البوتاسيوم من أغرو بيو بمعدل تطبيق مثالي يبلغ 2 لتر/هكتار لتحفيز النمو والتغلب على عوامل الإجهاد.

ولحل هذه المشكلات، كان لا بد من القيام بالأعمال التالية:

1. لتحديد مدى اعتماد قدرة الليونارديت على امتصاص الأمونيا على إضافة المكونات المعدنية إليه.
2. لاختيار النسبة المثلى للمكونات اللازمة لإنتاج الأسمدة العضوية المعدنية، والتي تتطلب ما يلي:
   • أ) دراسة ديناميكيات فقدان النيتروجين أثناء معالجة المواد الخام بماء الأمونيا؛
   • ب) تتبع ديناميكيات فقدان النيتروجين والفوسفور أثناء تخزين الأسمدة العضوية المعدنية المستخرجة من الليونارديت.
3. دراسة تأثير الليونارديت والأسمدة العضوية المعدنية على نمو وتطور وإنتاجية وجودة بعض المحاصيل الزراعية في سنوات التطبيق والتأثير اللاحق.

لمعالجة مسألة الكميات المعقولة من مياه الأمونيا المطلوبة لإنتاج الأسمدة العضوية المعدنية، تم إعداد عينات تجريبية من الأسمدة، والتي تعتبر استمرارًا منطقيًا لها في الممارسة الحديثة هي المركبات المتقدمة من سلسلة Adept Agro.Bio (بمعدل تطبيق 2 لتر/هكتار).

تم تحضير عينات الاختبار بمعالجة الليونارديت بمحلول الأمونيا مع التحريك المستمر، وإضافة مسحوق السوبر فوسفات وملح البوتاسيوم. حُسبت كمية محلول الأمونيا المستخدمة لمعالجة المادة الخام بناءً على سعة امتصاص محددة مسبقًا، يُرمز لها بالحرف "T" في الجدول. تم تحضير العينات بنسب تشبع مختلفة للأمونيا في المادة الخام، تتراوح بين 18.6% و225% من قيمة T، أي ما يعادل 2.5 إلى 30 لترًا من محلول الأمونيا لكل طن من الليونارديت بنسبة رطوبة 50%.

بعد تحضير السماد، تم تحليل جميع العينات لتحديد محتواها من النيتروجين والفوسفور المتاحين. تم تحديد النيتروجين القابل للتحلل في حمض الكبريتيك بتركيز 0.5 مولار باستخدام الطرق القياسية، وتم تحديد الفوسفور بطريقة الوزن.

تمثلت المرحلة التالية من عملنا في دراسة تأثيرات جرعات مختلفة من الليونارديت، والأسمدة القائمة على الليونارديت (الهيوموفوس)، والأسمدة المعدنية بكميات مكافئة لجرعات الليونارديت، على محصول وجودة حبوب الذرة وعباد الشمس. أُجريت التجارب الميدانية باستخدام ذرة VIR-42 وعباد شمس Armavirsky 3497 في تربة رملية طينية في المزارع الرئيسية بالمنطقة.

تم توزيع الليونارديت والأسمدة بشكل عشوائي ودمجها باستخدام محراث مخلفات المحاصيل، ثم تمت عملية الحراثة. بلغت مساحة البذر في قطعة الأرض التجريبية 150 مترًا مربعًا، بينما بلغت مساحة العينة 100 متر مربع. أُجريت الدراسة أربع مرات.

تم اختبار معدلات استخدام الأسمدة التالية: ليونارديت - 25، 50، و100 طن/هكتار؛ هيوموفوس - 10، 15، و20 طن/هكتار؛ بالإضافة إلى معدن مكافئ لجرعات الهيوموفوس. احتوى الهيوموفوس على 0.5-0.6% نيتروجين و0.7-0.8% خامس أكسيد الفوسفور. تمت عمليات الحراثة والبذر والعناية بالمحاصيل وفقًا للممارسات الزراعية المتعارف عليها في المنطقة.

بالإضافة إلى ذلك، تم قياس الآثار اللاحقة للجرعات المذكورة أعلاه من المواد الخام والأسمدة على محصول الذرة اللبنية الشمعية في منطقة تساريتشانسكي. وقد رافقت التجارب ملاحظات فينولوجية، ودراسات لمعدلات نمو طول النبات، وديناميكيات نمو الكتلة الطازجة وتراكم المادة الجافة. وتم تحليل عينات حبوب الذرة باستخدام الطرق المختبرية القياسية.

تم قياس المحصول عن طريق وزن كيزان الذرة وبذور عباد الشمس من قطعة الأرض، ثم تحويلها إلى حبوب وبذور ذات محتوى رطوبة قياسي. وتم تحليل بيانات المحصول الناتجة رياضياً باستخدام تحليل التباين.

أُجريت تجارب ميدانية على تربة رملية طينية من نوع تشيرنوزيم (الجدول 1).

الجدول 1. الخصائص الكيميائية الزراعية للتربة

نتائج البحث

أسئلة حول تطوير طرق تحضير الأسمدة من الليونارديت السهبي

إن مفتاح تحضير هذه الأسمدة ليس مجرد الخلط الميكانيكي البسيط للمواد الخام مع ماء الأمونيا والسوبر فوسفات، مما يزيد من محتواها من العناصر الغذائية، بل التفاعل الكيميائي لماء الأمونيا مع الليونارديت وأسمدة الفوسفور، مصحوبًا بعمليات ميكروبيولوجية خلال فترة تقادم الأسمدة، مما يؤدي إلى تحلل المواد العضوية والنيتروجين في المواد الخام ويلعب دورًا مهمًا في تكوين أسمدة عالية الفعالية.

تُعزز إضافة السوبرفوسفات وكلوريد البوتاسيوم إلى الليونارديت قبل إضافة محلول الأمونيا امتصاص الأمونيا بسرعة، وبالتالي تُقلل من فقدان النيتروجين أثناء تحضير الأسمدة. لذا، فإن تأثير المكونات المعدنية على بعض خصائص العينات المدروسة أثناء تحضير الأسمدة العضوية المعدنية ذو أهمية عملية كبيرة. ولهذا الغرض، تم تحضير عينات مختلفة من مخاليط عضوية معدنية، وتم تحديد قدرة المواد الخام لهذه المخاليط على امتصاص الأمونيا.

أظهرت دراسةٌ لقدرة الليونارديت على امتصاص الأمونيا مع إضافة جرعاتٍ مختلفة من مسحوق السوبر فوسفات وملح البوتاسيوم، أن إضافة السوبر فوسفات تزيد قليلاً من قدرة الامتصاص. أما أسمدة البوتاسيوم، عند استخدامها مع السوبر فوسفات، فتُقلل قليلاً من قدرة الامتصاص مقارنةً باستخدام السوبر فوسفات وحده.

كانت معايير تحديد المعدل الأمثل للأمونيا والماء والمكونات المعدنية في إنتاج الأسمدة هي فقدان الأمونيا وديناميكيات الفوسفور.

الجدول 2. فقدان الأمونيا أثناء إنتاج الأسمدة تبعًا لدرجة التشبع وكمية المكونات المعدنية

تُتيح لنا نتائج البحث الموضحة في الجدول 2 تحديد كمية الماء المحتوي على الأمونيا اللازمة لتحضير أسمدة الخث والمعادن والأمونيا. فعلى سبيل المثال، عند إنتاج الأسمدة من الليونارديت، ينبغي تشبيعه بالأمونيا بنسبة تتراوح بين 75% و125% من قدرته الكاملة على الامتصاص، إذ تُؤدي هذه النسب من التشبع إلى معدل فقد منخفض نسبيًا وإثراء عالٍ بالنيتروجين.

يؤدي تشبيع المادة الخام إلى مستويات عالية لإنتاج سماد أكثر تركيزًا إلى فقدان كبير للنيتروجين. أما استخدام محلول الأمونيا بمعدلات منخفضة فينتج عنه أسمدة رديئة الجودة تحتوي على كميات ضئيلة من العناصر الغذائية المتاحة.

أثناء إنتاج الأسمدة العضوية المعدنية، تتفاعل المواد الخام مع محلول الأمونيا والأسمدة المعدنية، مما يُحدث بعض التغييرات في الليونارديت الأصلي. أولًا، يتفاعل محلول الأمونيا مع أحماض الهيوميك، مُنتجًا أملاح هيومات الأمونيوم عالية الذوبان. مع ذلك، لا يقتصر تأثير محلول الأمونيا على المواد الخام على ذلك. فقد تراكمت بيانات واسعة تُشير إلى أن الأمونيا، عند إضافتها إلى الأسمدة، لا تُستخدم فقط كمصدر للنيتروجين، بل لها أيضًا تأثير متعدد الأوجه على المادة العضوية في الليونارديت، وهي حقيقة أكدتها الأبحاث الحديثة باستخدام منتجات مثل هيومات البوتاسيوم من أغرو.بيو .

يؤثر الفوسفور والبوتاسيوم أيضاً على المادة العضوية للمادة الخام. وعند وجودهما في المركب، فإنهما لا يعملان كمغذيات فحسب، بل كعوامل تُحسّن أيضاً المادة العضوية لليونارديت، على الرغم من أنهما أقل فعالية بكثير من الأمونيا في هذا الصدد.

إضافةً إلى تحديد فقدان النيتروجين أثناء إنتاج وتخزين الأسمدة من المواد الخام، درسنا تأثير محلول الأمونيا على محتوى النيتروجين القابل للتحلل وحمض الفوسفوريك الذائب، أي على تحريك هذه العناصر من المواد الخام. لوحظ تحريك النيتروجين في الليونارديت تحت تأثير محلول الأمونيا. أثناء إنتاج الأسمدة العضوية المعدنية، يُفقد معظم النيتروجين عند تشبع المواد الخام بمحلول الأمونيا. وتزداد هذه الخسائر مع ازدياد تشبع المواد الخام بالأمونيا. تتوقف خسائر النيتروجين الناتجة عن الأمونيا أثناء التخزين بشكل شبه كامل بنهاية الشهر الثالث من التخزين.

بالتوازي مع دراسة فقدان النيتروجين أثناء إنتاج الأسمدة وتخزينها، تم فحص ديناميكيات محتوى الفوسفور الذائب في الأحماض. أثناء التخزين، يتذبذب محتوى الفوسفور المتاح في الأسمدة، مع ملاحظة تحرك الفوسفور، خاصة عند مستويات تشبع الأمونيا المنخفضة. لذلك، من هذا المنظور، يوجد حد (125% من T) يحد من تشبع أنواع مختلفة من المواد الخام بماء الأمونيا.

نتائج التجارب الميدانية

تشير نتائج دراسات نمو وتطور نبات الذرة إلى أن ظروف النمو (بما في ذلك التغذية) تُحدث اختلافات كبيرة في وتيرة النمو والتطور. وقد أظهرت الملاحظات الفينولوجية أن الشتلات تنبت بعد 11-14 يومًا من الزراعة، في وقت واحد في جميع المعاملات. وكان بدء المراحل الأولية لنمو نبات الذرة متزامنًا تقريبًا. وبعد ذلك، يمكن ملاحظة فرق يتراوح بين يوم واحد وثلاثة أيام.

أظهرت دراسة لديناميكيات نمو نبات الذرة أن المعاملات المُسمّدة أنتجت نباتات أطول بشكل ملحوظ من المعاملات الضابطة. وقد نمت أطول النباتات في المعاملات التي عولجت بـ 100 طن من الليونارديت و20 طنًا من السماد الدبالي لكل هكتار. وكانت الاختلافات في تراكم الكتلة الطازجة والمادة الجافة للنباتات تحت تأثير الأسمدة المدروسة واضحة تمامًا.

من المهم ملاحظة أن نباتات الذرة تُنتج كمية كبيرة من الأوراق خلال المراحل الأولى من النمو. قبل تكوّن السنبلة، يكون وزن الورقة أكبر من وزن الساق بمقدار 1.5 إلى 2 مرة. وخلال تكوّن السنبلة، يكون وزن الساق أكبر من وزن الورقة بمقدار 1.5 إلى 2 مرة. وفي مرحلة الشمع اللبني، يكون وزن الكوز ضعف وزن الساق. يستمر هذا النمط في جميع المعاملات التجريبية، ولكنه يظهر بشكل مختلف. وقد لوحظ إنتاج مكثف للأوراق والساق والكوز في المعاملات التي استخدمت 100 طن من الليونارديت و20 طنًا من الهوموفوس لكل هكتار.

استمرت نباتات الذرة في اكتساب كتلة طازجة حتى مرحلة نضج الحبوب (مرحلة الشمع اللبني). بعد ذلك، وحتى النضج الكامل، انخفض وزن الكتلة الطازجة نتيجة فقدان الماء من البذور أثناء النضج ومن أنسجة الأوراق والسيقان والأغلفة أثناء الشيخوخة. وقد أثرت الاختلافات في معدلات نمو النبات خلال موسم النمو بشكل كبير على محصول الذرة (الجدولان 3 و4).

الجدول 3. تأثير الليونارديت على محصول حبوب الذرة

الجدول 4. تأثير الأسمدة العضوية المعدنية على محصول حبوب الذرة

بتحليل البيانات الواردة في الجدول 3، تجدر الإشارة إلى أن استخدام الليونارديت النقي بمعدل 100 طن/هكتار هو وحده الذي حقق أعلى زيادة في محصول حبوب الذرة (4.9 سنت/هكتار، أو 19.5%). أما استخدام 25-50 طن/هكتار فقد حقق زيادات أقل قليلاً.

يُبين الجدول 4 أن زيادة معدلات استخدام الأسمدة الدبالية ومجموعة مكافئة من الأسمدة المعدنية تُحسّن إنتاجية حبوب الذرة. وقد كانت أعلى معدلات استخدام الأسمدة الدبالية المُختبرة للذرة هي 20 طن/هكتار (بزيادة قدرها 9.1 سنت/هكتار، أو 36.7% مقارنةً بالمجموعة الضابطة). علاوة على ذلك، ولتوفير دعم سريع للمحصول خلال موسم النمو، يوصي الباحثون باستخدام الأسمدة التصحيحية الحديثة، مثل Adept Agro.Bio (2 لتر/هكتار).

كان لليونارديت والهوموفوس تأثير مماثل على محصول عباد الشمس (الجدولان 5 و6).

الجدول 5. تأثير الليونارديت على محصول عباد الشمس

الجدول 6. تأثير الأسمدة العضوية المعدنية على محصول عباد الشمس

لا يمكن تقييم فعالية الأسمدة من خلال محصول الحبوب فقط. فقد بحثنا أيضاً تأثير الأسمدة على جودة المحاصيل (محتوى البروتين والدهون والنشا).

• البروتين: يزداد محتوى البروتين في الحبوب مع زيادة جرعات الأسمدة. عند استخدام الليونارديت، سجلت الحبوب التي تلقت جرعة 100 طن/هكتار أعلى محتوى بروتيني (9.78%)، بينما عند استخدام الهوموفوس، سجلت الحبوب التي تلقت جرعة 20 طن/هكتار أعلى محتوى بروتيني (10.17%). وبالمقارنة مع المجموعة الضابطة، زاد محتوى البروتين بنسبة 1.14% و1.59% على التوالي.
• الدهون: كانت أعلى نسبة من الدهون وإنتاجيتها لكل هكتار في المتغيرات التي تم فيها استخدام 100 طن من الليونارديت و20 طن من الهوموفوس لكل هكتار (زيادة مقارنة بالتحكم بنسبة 0.47 و0.71%).
• النشا: توجد علاقة عكسية بين تراكم النشا والمغذيات الأخرى (البروتين والدهون). تحت تأثير الأسمدة، ينخفض ​​محتوى النشا قليلاً لصالح البروتين والدهون.

لدراسة التأثير اللاحق لليونارديت والأسمدة في السنة الأولى من التأثير اللاحق، تمت زراعة الذرة للحصاد في مرحلة الشمع اللبني لإنتاج السيلاج (الجدولان 9 و10).

الجدول 9. تأثير بقايا الليونارديت على محصول الذرة اللبنية الشمعية

الجدول 10. تأثير ما بعد التسميد على محصول الذرة اللبنية الشمعية

أدت جرعات الليونارديت بمقدار 50 و 100 طن/هكتار في العام التالي للتطبيق إلى زيادة عالية نسبياً في محصول الذرة ذات النضج الشمعي اللبني (27-33 سنت/هكتار، أو 28.4-34.7٪)، مما يشير إلى فعالية المادة الخام لفترة طويلة في التأثير اللاحق.

الاستنتاجات

• عند تحضير الأسمدة العضوية المعدنية من الليونارديت، فإن المكونات المعدنية التي يتم إدخالها في المادة الخام تزيد إلى حد ما من قدرة امتصاص الأمونيا.
• عند تحديد معدل استخدام ماء الأمونيا، يجب مراعاة قدرة المادة الخام على امتصاص الأمونيا.
• أثناء معالجة الليونارديت بماء الأمونيا، يحدث تطاير الأمونيا وتحرك النيتروجين من المادة الخام نفسها في آن واحد. وعندما تتشبع المادة الخام بالأمونيا بنسبة تزيد عن 112% من قدرتها الكاملة على الامتصاص، يفوق فقدان النيتروجين تحركه.
• ينبغي اعتبار المعدل الأمثل لتطبيق ماء الأمونيا في إنتاج الأسمدة العضوية المعدنية قيمًا للمواد الخام ذات قدرة امتصاص متوسطة في نطاق 3-3.5% من وزن المادة الجافة، وبالنسبة للسوبر فوسفات المسحوق - 2.5-3%.
• تم الحصول على أكبر زيادة في حبوب الذرة في المتغير الذي تم فيه تطبيق 20 طن/هكتار من فوسفات الدبال (9.1 سنت/هكتار، أو 36.7٪ مقارنة بالضابط).
• تؤثر الأسمدة المستخدمة بشكل كبير على جودة المحصول، حيث تزيد من محتوى البروتين والدهون.
• كما أن الليونارديت والأسمدة القائمة عليه فعالة من حيث الآثار اللاحقة، حيث أن الهوموفوس بجرعات 15 و 20 طن/هكتار له تأثير لاحق أقوى على غلة المحاصيل من المادة الخام الأصلية في شكلها النقي.

ملاحظة من خبراء أغرو.بايو: تُظهر نتائج الدراسات الكيميائية الزراعية والتجارب الحقلية أن احتياطيات الليونارديت في منطقة السهوب بأوكرانيا مناسبة تمامًا لإنتاج أسمدة عضوية معدنية عالية الفعالية للمحاصيل الزراعية. ويواصل متخصصو أغرو.بايو تطوير مجال معالجة الليونارديت المتقدمة، الموصوفة في المراجع الكلاسيكية، باستخدام أحدث التقنيات الحيوية. تُمكّن المنتجات الحديثة التي طورها خبراؤنا، مثل هيومات البوتاسيوم من أغرو.بايو ومجموعة من الحلول المتكاملة بمعدل استخدام مثالي يبلغ 2 لتر/هكتار، من الاستغلال الأمثل للإمكانات الطبيعية للأحماض الدبالية. وهذا يضمن حماية طويلة الأمد للنباتات من الإجهاد، وأقصى قدر من تحريك العناصر الكبرى والصغرى في التربة، ونموًا مستقرًا للمحصول في مختلف المناطق المناخية الزراعية في أوكرانيا.