ВВЕДЕНИЕ 3
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1. Фосфорные удобрения и их применение 5
1.1. Фосфор в почвах 5
1.2 Применение фосфорных удобрений 6
1.3 Растворимость фосфорных удобрений в почве 8
2. Применение ИК — спектроскопии с НПВО для исследования объектов
окружающей среды 11
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 14
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 17
1. Спектры почвы, обнаруженные в серой лесной почве 17
2. Суперфосфат 18
3. Фосфоритная мука 21
4. Нитрофоска 26
5. Спектры сухого остатка воды, пропущенной через почву с содержанием
фосфорных удобрений 28
ВЫВОДЫ 31
ЛИТЕРАТУРА 32
ПРИЛОЖЕНИЯ
Фосфор (P) является вторым важным питательным веществом для растений, которое влияет на их общий рост, воздействуя на ключевые метаболические процессы, такие как деление и развитие клеток, транспорт энергии (АТФ, АДФ), сигнальная трансдукция, макромолекулярный биосинтез, фотосинтез и дыхание (Shenoy , Kalagudi, 2005; Khan et al., 2009, 2014). Почвы содержат очень мало общего Р (0,02-0,5%; (Fernandez et al., 2007), из которых только 0,1% доступно для растений (Zou et al., 1992). Таким образом, P необходимо вносить в почвы как растворимые удобрения P; небольшая часть (1%) используется растениями, а остальная часть (~99%) быстро превращается в нерастворимые комплексы из-за реакций осаждения с Al3 + и Fe3 + в кислых и Ca2 + в известковых почвах (Khan et al., 2009). Эти комплексы ионов металлов осаждают около 80% добавленного фосфорного удобрения. Следовательно, эффективность от внесения P составляет не более 20% от применяемого количества (Qureshi et al., 2012).
Интерес к использованию фосфатных пород в качестве альтернативных источников P в последнее время вырос из-за их относительно низкой стоимости и потенциала использования (Akande et al., 2010). Предполагается, что производство фосфорных удобрений из фосфатных пород, согласно оценкам, достигнет пика в течение следующих 30 лет из-за растущих цен на синтетические удобрения, которые в настоящее время доступны на рынке (Cordell et al., 2009). Применение фосфатных пород непосредственно к почвам дало некоторые положительные результаты в кислых почвах, но эффективность такого материала практически ничтожна в нейтральных и щелочных почвах (Begum et al., 2004).
Для оценки эффективности растворения фосфорных удобрений и фосфорсодержащих пород испытывали многие методы. Применялась характеристика удобрений с помощью термогравиметрии. Производились измерения общей площади поверхности фосфатов с помощью электронной микроскопии, проводили корреляцию испытаний с кинетикой растворения (Plotegher, Ribeiro, 2016). Согласно данным авторов (Plotegher, Ribeiro, 2016) перспективным способом изучения растворимости фосфорных удобрений является так же инфракрасная спектрометрия. Одним из наиболее удобных методов является ИК- спектрометрия в варианте с применением с приставки ненарушенного полного внутреннего отражения, которая способна изучать ИК-спектры почв без особой пробоподготовки.
Цель работы заключается в изучении возможности применения ИК - Фурье спектрометрии для оценки растворения фосфорных удобрений: суперфосфат, нитрофоска и фосфоритная мука.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1 .Методом почвенных колонок провести сравнение ИК - спектров почв с дозами удобрений 200 и 25 г/кг до и после обработки водой.
2. Изучить ИК - спектры промывных вод.
3. Выбрать полосы поглощения, по которым возможно изучать растворение фосфорных удобрений.
1. С помощью метода почвенных колонок было проведено сравнение ИК - спектров почв с фосфорными удобрениями до и после обработки водой. Было показано,что после промывки водой интенсивность изучаемых полос поглощения снижалась.
2. Изучение ИК - спектров промывных вод показало в них наличие соединений следующих функциональных групп: CO3,P(OH)2, P-O и Ca-O в фосфоритной муке; NH4, NO3, P(OH)2 и [PO4] в нитрофоске; [PO4], P(OH)2, NH4 в суперфосфате.
3. Опыты показали, что изучать растворение фосфорных удобрений возможно по полосам поглощения 876 см-1, соответствующей соединениям РО в суперфосфате; 829 см-1 , соответствующей соединениям Р-О в нитрофоске; 1427 см-1 , соответствующей соединениям СО3 в фосфоритной муке.
