 |
|
|
Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников |
Роль химии в современном земледелии
|
Смотрите также:
Советский ученый Д.Н. Прянишников, основы химизации ...
Мейен - Из истории растительных династий
Биографии биологов, почвоведов
|
Снабжение сельскохозяйственных растений фосфором
Переходим ко второму „киту" в деле химификации земледелия на Западе — к путям снабжения сельскохозяйственных растений фосфором; мы только потому поставили этот вопрос на втором месте, что прогресс на этом пути за последнее время заключался не столько в изобретении новых приемов, сколько в громадном количественном развитии ранее вошедших в практику способов; но с последней (количественной) точки зрения фосфорнокислым удобрениям принадлежит первое место на земном шаре, а для России, до сих пор еще слабо участвовавшей в мировом производстве и потреблении фосфатов, вопрос о снабжении земледелия фосфатами стал злободневным, подлежащим разрешению индустриальным путем в первую очередь, т.-е. раньше „азотного" и „калийного" вопросов.
Каким темпом Германия усиливала снабжение своего сельского хозяйства фосфатами, показывают следующие цифры: Потреблено 1890 1900 1910 1913 Суперфосфата 500000 750.000 1.267.000 2.000 000 тонн Томасова шлака 400000 900 000 1.800 000 2 400 000 „
Об относительном значении отдельных стран в производстве главного из фосфорнокислых удобрений можно судить по следующим цифрам: Произведено суперфосфата в 1910 году
Голландия. Австро-Венгрия Скандинавия Россия 2 858 400 тонн Америка . Франция. Германия Италия 1 634 000 1.353.600 806.400 750 900 394 200 Англия Бельгия Дания 388.000 тонн 221400 „ 144.000 „ 88.200 50.400
Америка и дальше продолжала развивать свое суперфосфатное производство, доведя его в 1923 году до 3.367.220 тонн (эти цифры одновременно говорят и о подготовленности отдельных стран к военной обороне со стороны развития химической промышленности).
Мировая война кончилась дележом месторождений не только угля и металлов, но и фосфатных богатств, при чем Германия, не имеющая у себя дома крупных залежей фосфоритов, лишившись и тихоокеанских островов с их фосфатным богатством, стала испытывать „фосфатный голод". Ей не только трудно покупать у своих врагов фосфаты, потому что за них нужно платить золотом, но она стоит перед риском, в случае осложнения, и вовсе их не получить, так как Франция по отношению к Германии держится все время колеблющейся политики: чтобы получить с Германии репарации, нужно поднять ее платежеспособность, но ведь от платежеспособности — один шаг до боеспособности. Поэтому фосфатный вопрос наиболее занимает немецкую сельскохозяйственную прессу, и целый ряд статей может быть резюмирован перефразировкой известного немецкого гимна: „Phosphor, Phosphor iiber Alles, iiber Alles in der Welt!" Отсюда у Германии повышенный интерес к русским работам по фосфору и к русским фосфоритным залежам.
Как бедная страна, с неразвитой химической промышленностью, Россия давно интересовалась самыми дешевыми, кустарными способами обеспечения растений фосфором; соответственно этому в научных работах отводилось внимание изучению условий применения непереработанных фосфоритов, поэтому исследовалось отношение разных растений к фосфориту, растворяющая способность почв, роль сопутствующих удобрений и проч.
Германия же прежде не интересовалась этими частностями, заменяя, по выражению проф. Леммермана, „недостаток знаний об особенностях почв и растений избытком суперфосфата", как дешевого и универсального удобрения. Фосфатный голод обратил внимание на русские методы подхода к вопросу об источниках фосфора. Невольно популяризации русских работ способствовала М. К. Врангель (первая женщина, получившая в Германии кафедру агрономической химии), повторившая наши опыты с фосфатами над эстляндским фосфоритом и напечатавшая подробное сообщение о своих работах в Германии в разгар послевоенного фосфатного кризиса. Известный представитель с.-х. экономии проф. АегоЬоё увидал в данных, сообщенных Врангель, повод к построению целой системы хозяйства без покупки иностранных фосфоритов, и брошюра его, написанная на эту тему, произвела сенсацию в с.-х. кругах.
АегоЬоё предложил перейти на трудное время к „хищническому хозяйству" по отношению к фосфору, т.-е. черпать из запасов фосфора в самой почве, в предположении, что предвоенное усиленное применение удобрений подняло эти запасы на достаточную высоту; но так как эти остатки фосфора находятся в трудно растворимой форме, то АегоЬоё предложил: 1) применять под хлебные растения, как обладающие слабой растворяющей способностью, аммиачные соли (а не селитру) для повышения этого растворения ; 2) усилить культуру бобовых, как обладающих способностью использовать трудно растворимые фосфаты почвы (что в такой общей форме неверно); 3) к удивлению натуралистов, АегоЬоё предложил удобрять бобовые азотистыми удобрениями (благо Германия их имеет), чтобы вызвать более пышный рост их и большее растворение фосфора почвы (здесь экономист явно перешел грань своей компетенции). Эта „система АегоЬоё-Wrangell" встретила горячих защитников среди практических хозяев, жаждавших какого-нибудь выхода, и не менее резкие возражения со стороны представителей кафедр и опытных станций. Весной 1922 г. в Берлине было очень оживленное (чтобы не сказать больше) заседание о-ва с. хозяйства, где АегоЬоё делал доклад о своей системе; проф. Леммерман и другие, следившие за специальной литературой, сказали: „Здесь нет ничего нового —мы все это слышали 20 лет назад от русских авторов!" На это защитники АегоЬоё отвечали: „Да, вы слышали, но ничего нам (сельским хозяевам) не сказали, а АегоЬоё сделал определенные практические выводы".
Полемика продолжалась дальше на страницах „Landwirtschaftliche Presse", она повлияла на программу работ германских опытных станций, так что, когда автор летом 1922 года объезжал последние, то нашел, что большая часть опытов была посвящена тем темам, над которыми в России работали в пятилетие 1896—1900 г., но, кроме того, с горечью увидал, что такой заслуженный исследователь, как Paul Wagner (в 1923 году праздновавший 80-й год рождения), показавший чуть не 40 лет тому назад, вместе с Гелльригелем, что бобовые на азотистые удобрения не реагируют, должен был опять поставить опыты по удобрению люцерны селитрой, на что люцерна, конечно, дала тот же ответ, как и 40 лет назад; растворяющее же действие как сернокислого аммония, так и корневой системы люпина остается, конечно, фактором, который, действительно, можно использовать, но только общность приложения этих приемов не столь всеобъем- люща, как думал АегоЬоё. Характерно для Германии, что после выступления АегоЬоё представители химической промышленности собрали капитал в 7 милл. марок (100.000 р. золотом по курсу на март 1922 г.) и передали его в распоряжение мин. земледелия с тем, чтобы он был назначен на устройство специальной лаборатории для разработки вопросов, поднятых Frl. Wrangeli; последняя получила при этом кафедру в Hohen- heim'e. Другая же сторона в ответ на это избрала почетным доктором того русского профессора который принимал наибольшее участие в решении фосфоритного вопроса (в агрохимической его части), при чем его руководство по вопросам удобрения почв было переведено на немецкий язык и издано в 1923 г., несмотря на трудное положение немецкого книжного рынка.
Из „не-русских" тем по фосфатам на Западе заслуживают упоминания только опыты проф. Lemmermann'a относительно способности коллоидальной кремневой кислоты отчасти заменять фосфорную; однако, это явление замечается только на таких низких уровнях общего развития растений, что вряд ли этот путь представит интерес даже с точки зрения поднятия скудных русских урожаев, к германскому же уровню он совсем не подходит, поэтому интерес к этим опытам возникает скорее с физиологической стороны, чем с сельскохозяйственной.
В период надежд, вызванных в Германии договором в Rapallo, возникли разговоры о возможности получить концессию на разработку какого- либо из фосфоритных месторождений в России. Русские залежи как-раз в предвоенное время подверглись систематическому обследованию со стороны геологической комиссии при Петровской Академии (ныне Тимирязевской), во главе которой стоял проф. Я. В. Самойлов; отчасти исследования эти теперь продолжаются той же группой геологов по поручению Научного Института по удобрениям (Н. Т. О.); агрономическая же сторона вопроса подверглась первоначальной разработке в лаборатории автора. Здесь мы только в самых кратких чертах можем остановиться на итогах этих исследований, именно на их геологической стороне.
Общие запасы фосфоритов у нас оказываются очень большими— свыше 300 миллиардов пудов!
В этом числе не мало месторождений, дающих материал достаточно высокопроцентный, чтобы его использовать для суперфосфатного производства (свыше 24 фосфорного ангидрида); сюда относятся верхне-кам- ские, кинешемские, екатеринбургские, подольские и др. залежи с общим запасом в 8,5 миллиардов пудов. Уже работают заводы в Перми, Ниж Новгороде (Черноречье), Кинешме, Виннице, но в сумме наше производство пока еще имеет очень скромный масштаб, а главное—дает дорогой суперфосфат, который не может употребляться под дешевые хлеба (у нас суперфосфат в 2 г раза дороже, чем во Франции, а хлеб у нас вдвое дешевле). Только такие культуры, как сахарная свекловица и хлопчатник (или люцерна, идущая перед хлопчатником), могут позволить применять суперфосфат при современных ценах на него, оттого спрос и является весьма ограниченным.
Пока наша химическая промышленность не пойдет навстречу деревне в снижении цен на суперфосфат до западно-европейского уровня, нам предстоит при культуре хлебов прибегать к кустарным путям разрешения фосфатного вопроса а вопрос этот выдвигается все острее и острее благодаря хроническому недостатку навоза и давней культуре без достаточного возмещения почве взятых у нее питательных веществ. Работа наших сел.-хоз. опытных станций за последние годы приносит все больше и больше данных, доказывающих необходимость удобрения наших почв фосфатами—этот вывод является общим для большей части Европейской России (кроме степного юго-востока).
Так, недавно Харьковская опытная станция пришла к выводу, что для местного чернозема удобрение уже стало более важным, чем ранние пары, а в удобрении главную роль играет фосфор, и навоз на черноземе действует своим фосфором (по преимуществу); достаточно привести пример из харьковских данных: Без удобрения: По суперфосфату: По навозу: Урожай ржи ...... 86 пуд. 143 пуда 153 пуда (пятилет. средний) . . .
Большего прироста от суперфосфата, чем получено на харьковском черноземе, не могли бы желать и опытные станции Запада; здесь выгодным для нас обстоятельством является богатство чернозема азотом и калием, благодаря чему фосфор попадает в положение того „минимального фактора", который один вызывает очень крупный эффект.
Точно так же в районе Полтавской станции, на Носовской станции (Черниговской губ), на Шатиловской (Тульской губ.), на Энгельгардтов- ской станции (Смоленской губ.) констатирована потребность почв в фосфоре; к этому присоединяются данные только-что вышедшего отчета Пермской опытной станции (1924), получившей очень устойчивые данные относительно действия суперфосфата на рожь и клевер в Пред- уральи, и данные, полученные с далекого севера—на опытной станции по культуре болот под Архангельском, обнаруживающие наиболее рельефное действие именно в случае фосфатов.
Особенно продуктивно применение фосфатов под азотособиратели (клевер и люцерну), так как в этом случае фосфор является рычагом для усиления использования атмосферного азота, и высеваемый после этого хлеб обеспечивается сразу двумя наиболее недостающими для нечерноземных почв элементами (частичная реализация системы Solari).
В фосфатах мы имеем таким образом мощное средство поднять урожай хлебов и сделать труд крестьянина более продуктивным; а поднявши урожай в центральной земледельческой полосе, мы тем самым ослабим нашу зависимость от засух в капризном юго-восточном углу и сделаем возможным усиление экспорта без ущерба для крестьянского питания.
Но пока наша суперфосфатная промышленность бессильна дать стране дешевый суперфосфат, нужно использовать все возможности замены суперфосфата тем сырьем, из которого он готовится—молотыми фосфоритами. Это—путь, конечно, не универсальный; так, напр., для Харьковской, Киевской и смежных губерний все-таки суперфосфат почти незаменим, но приблизительно от Орловской губ. к северу такие возможности имеются; именно, новейшими работами наших опытных станций установлено следующее:
1) Вдоль северной границы чернозема залегает полоса (до 200 вер. шириной) так наз. выщелоченных черноземов, еще достаточно богатых азотом, но способных разлагать фосфорит (благодаря скрытой кислотности или ненасыщенности основаниями); поэтому на соответственных почвах Тульской, Орловской и смежных губерний фосфорит оказывает действие, близкое к действию навоза (работы Шатиловской станции). 2) Между северной границей чернозема и 55-й параллелью возможна культура люпина на зеленое удобрение ради обогащения почвы азотом и органическим веществом; но люпин способен в то же время разлагать фосфорит, а потому его культура может частично заменять не только „азотную" промышленность, но и суперфосфатный завод (относительно действия люпинового удобрения на урожаи см. приведенные ранее данные Новозыбковской оп. станции). 3) Далее к северу распространены подзолистые почвы, которые способны разлагать фосфорит, но так как эти почвы одновременно нуждаются в азоте, то применение фосфорита должно итти параллельно с культурой клевера; наиболее это направление представлено в Смоленской губернии, и эти вопросы разрабатываются Энгельгардтовской опытной станцией, продолжающей работу А. Н. Энгельгардта. 4) Всюду, где встречается моховой торф, возможно использовать кислоты торфа для разложения фосфорита путем предварительного компостирования фосфорита с торфом, при чем этот прием должен быть комбинирован должным образом с использованием азота торфа (см. сказанное выше о работах в лаборатории автора по этому вопросу и о практике крестьян Шенкурского уезда).
Есть и еще приемы разложения фосфорита, помимо заводской переработки, как, напр., одновременное внесение в почву сернокислого аммония, но так как снабжение последним опять-таки связано с развитием химической промышленности, то в данный момент оно для нас общего значения иметь не может. То же относится к разработанному в Америке способу компостирования фосфорита с почвой, к которой примешана сера—при этом бактерии, окисляющие серу, образуют серную кислоту, разлагающую фосфорит,—получается „биологическое приготовление суперфосфата" кустарным путем (работа Lipman'a и Waksman'a; у нас опыты удобрения чернозема смесью фосфорита и серы, проведенные проф. Калужским в Саратове, давшие положительные результаты).
Приемы непосредственного использования фосфоритов представляют для нас не только временный интерес,—впредь до развития промышленности, которая даст дешевый суперфосфат, есть основание и впредь придавать этому значение с такой точки зрения: наши фосфоритные богатства только в меньшей своей части представлены такими разностями, которые достаточно высокопроцентны, чтобы годиться на суперфосфатное производство; главная же масса представлена низкопроцентными фосфоритами, из которых, правда, тоже мыслимо приготовление ценных продуктов (двойной суперфосфат и преципитат), но сложными прием-ми, дающими еще более дорогой продукт, чем при производстве простого суперфосфата из высокопроцентных фосфоритов. Поэтому пока наилучшим видом использования наших курских, смоленских, рязанских и подобных им низкопроцентных фосфоритов является прямое применение их в виде простого размола при соблюдении должных условий, о которых сказано выше.
Намеченные пути решения фосфатного вопроса, применительно к русским условиям, сохраняют, однако, свое значение только в пределах современного состояния науки и техники; новые же изобретения могут изменить всю картину. В этом отношении большой интерес представляют опыты проф. Э. В. Брицке (Научный Институт по удобрениям) по выделению фосфора путем возгонки, при чем в отличие от американских опытов, где процесс идет при сплавлении в электрических печах, здесь идет речь о процессе восстановления и возгонки в условиях любого генератора, так что можно скомбинировать получение фосфора с доменными печами, со стеклянными заводами и проч. Все это основано на реакции вытеснения при высоких температурах фосфорной кислоты кремневой кислотой (последняя вводится в виде кварцевого песка) и на последующем восстановлении ее до фосфора, который возгоняется в парообразном состоянии. Проф. Э. В. Брицке изучил условия равновесия и ход реакции в смеси газов, в частности условия окисления фосфора за счет угольной кислоты, при чем получается фосфорный ангидрид и окись углерода; последняя, как горючий газ, повышает теплотворную способность газовой смеси, а фосфорный ангидрид улавливается водой и дает концентрированный раствор фосфорной кислоты. При этом могут быть использованы и те низкопроцентные фосфориты, которыми мы так богаты, в частности курский самород, содержащий фосфор и кварц как-ргз в должном соотношении, так что прибавка песка к нему излишня—нужен только уголь.
Имеющиеся технические подсчеты предсказывают возможность крупного удешевления производства фосфорной кислоты, от которой легок переход к любому фосфату; в частности в Донецком бассейне есть данные для приготовления фосфорнокислого аммония, выдвигаемого теперь в Америке в качестве одной из совершеннейших форм концентрированных удобрений.
Если бы наша промышленность могла справиться с реализацией процесса Брицке, это позволило бы не только привести к согласованию цены на фосфаты с нашими ценами на хлеб и тем дать толчок к реформе нашего земледелия с помощью фосфатов и азотособирателей, но дать нам новый вид экспортного товара, ибо высокопроцентные фосфаты могут сыграть видную роль в нашем торговом обмене с Германией, находящейся в тяжелой зависимости от союзников в деле удовлетворения фосфатного голода и остро чувствующей на себе действие правила: „Pflanzenernahrung' ist Volksernahrung'"
|
|
|
|
К содержанию книги: Д.Н. Прянишников - избранные статьи и книги по агрономии и агрохимии
|
Последние добавления:
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы
Происхождение и эволюция растений