Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації обговорювались на: І Міжнародному конгресі «Захист навколишнього середовища. Енергоощадність. Збалансоване природокористування» (Львів, 2009); Дев'ятій міжнародній науково-методичній конференції «Безпека життя і діяльності людини - освіта, наука, практика» (Львів, 2010); ХІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Біосферно-ноосферні ідеї М.І. Вернадського та еколого-економічні проблеми розвитку регіонів» (Кременчуг, 2010); Міжнародній науковій конференції студентів, аспірантів та молодих учених «Екологія. Довкілля. Молодь» (Полтава, 2010); Міжнародній науковій конференції «Екологія - шляхи гармонізації відносин природи та суспільства» (Умань, 2010), Міжнародній науково-практичній конференції «Сбалансированное природопользование: современный взгляд, тенденции и перспективы» (Херсон, 2010).

Проведено теоретичний аналіз взаємозв'язків «агроекосистема - мінеральні добрива» у контексті охорони навколишнього середовища. Проаналізовано відому інформацію щодо негативного впливу мінеральних добрив на довкілля. Розглянуто можливі шляхи усунення негативних наслідків застосування мінеральних добрив, проведено критичний аналіз цих шляхів та встановлено умови підвищення їх ефективності. Розглянуто відомі методи одержання добрив пролонгованої дії, їх переваги та недоліки. Сформульовано цілі та завдання досліджень.

Характеристика матеріалів, методи та методики досліджень

Наведено дані щодо матеріалів, методів та методик досліджень. Розроблено схемуа логічної послідовності проведення теоретичних та експериментальних досліджень. Охарактеризовано сировину матеріали, які досліджувались в ракурсі застосування їх як капсулоутворювачів, та базове добриво (нітроамофоскк). Розроблено та адаптовано до умов досліджень методики досліджень механічних властивостей плівкоутворюючої композиції, кінетики процесу вивільнення цільових компонентів із капсульованих частинок, динамічної міцності добрив та їх стійкості до стирання. Адаптовано до умов проведення досліджень методику тестових досліджень капсульованих мінеральних добрив та методику досліджень вимивання добрив із ґрунту за умови періодичного внесення вологи. Розроблено та адаптовано до умов експериментів методики агроекологічних досліджень капсульованих добрив: міграції елементів живлення з капсульованих та гранульованих добрив у ґрунтовому середовищі, впливу капсульованих добрив на динаміку зміни рН ґрунтів та фізіологічну активність мікрофлори ґрунту, кінетику росту рослин. Для польових досліджень адаптовано методику аналізу впливу капсульованих мінеральних добрив на розвиток захворюваності рослин та на продуктивність сільськогосподарських культур.

Аналіз ступеня забруднення мінеральними добривами навколишнього середовища в Україні та в Йорданському Хашимітському Королівстві та перспективи використання капсульованих добрив пролонгованої дії

Наведено результати аналізу ступеня забруднення мінеральними добривами навколишнього середовища в Україні та в Йорданському Хашимітському Королівстві та перспективи використання капсульованих добрив пролонгованої дії. Результати аналізу стали основою для побудови залеж-ності, яка показує прогнозну кількість мінеральних добрив - традиційних форм та капсульованих - яку потребує сільським господарство України та Йорданського Хашимітського Королівства. Для розрахунків на основі відомих літературних даних прийнято допущення:

1. Із капсульованого азотного добрива втрачається в навколишнє середовище на 0,25 менше діючої речовини, ніж із традиційного добрива.

2. Капсульоване мінеральне добриво здебільшого містить 80% за масою діючої речовини і 20% плівкоутворювача.

3. Втрата із капсульованих мінеральних добрив фосфорної та калійної складової така сама, як і з традиційних мінеральних добрив (насправді ж ці втрати також повинні бути значно нижчими, оскільки в процесі повільного вивільнення калію та Р₂О₅ вони значно краще засвоюються рослинами, не потрапляють в ґрунтові води, не змиваються поверхневими водами).

Дані розрахунків наведено на рис.1.

Дані розрахунків, які наведено на рис. 1, свідчать, що у випадку використання замість традиційних видів добрив капсульованих в Україні можна було б зменшити кількість внесених в ґрунти добрив (за умови незмінного ефекту від внесення добрива) на 568 тис.т (це становить 15% від загальної кількості добрив, які застосовуються в сільському господарстві України щорічно). Відповідно таку ж величину - 568 тис.т зменшаться втрати добрив у навколишнє природне середовище. У випадку ж використання замість традиційних видів добрив капсульованих у Йорданському Хашимітському Королівстві можна було б зменшити внесення в ґрунти добрив (за умови незмінного агрохімічного ефекту) на 3718 т, що становить 6,2 % від загальної кількості добрив, які застосовуються в сільському господарстві Йорданського Хашимітського Королівства щорічно. Відповідно на таку величину - 3718 т зменшаться втрати добрив у навколишнє природне середовище.

Дослідження фізико - хімічних властивостей капсулоутворюючої композиції, технології капсулювання та капсульованих добрив

Наведено результати досліджень фізико - хімічних властивостей капсулоутворюючої композиції, технології капсулювання та капсульованих добрив. Мікроскопічними дослідженнями встановлено, що у випадку капсулювання в апараті з активною гідродинамікою (апарат киплячого шару) вдається отримати частинки, покриті суцільною відносно рівномірною плів-

кою, товщина якої залежить від режимів гранулювання та витрат компонентів. Тому з'являється можливість міняючи режими гранулювання та подачі капсулоутворюючої суміші змінюючи товщину шару капсули, тобто досягати різного терміну пролонгації дії капсульованого добрива.

Як зв'язуюче для композицій, що містили природні дисперсні сор-бенти досліджували сульфатне мило (багатотоннажний відхід целюлозно-паперового виробництва, основну частину якого становить лігнін) та сольові розсоли (за складом відповідали воді Мертвого моря та розсолам виробництва полімінеральних солей в Західній Україні). Як плівкоутворюючу субстанцію досліджували 4 типи композиції із різним співвідношенням компонентів: фосфорит:сульфатне мило, фосфорит:сольовий розсіл, бентоніт:сульфатне мило, бентоніт:сольовий розсіл. Досліджували фосфорити Ратнівського родовища (Україна) та Ель-Хаського родовища (Йорданія), але дослідження показали, що міцність зразків не залежить від типу фосфориту. Досліджували механічні властивості зразків за стандартною методикою на лабораторному пресі 2167 Р-50. Дослідженнями встановлено, що у випадку використання композиції із масовим співвідношенням компонентів дисперсний мінерал : зв'язуюче, що дорівнює 0,2, досягається максимальна міцність композиції. Результати досліджень, на прикладі зразків, для яких застосовувалось саме це співвідношення компонентів, наведено на рис. 2.

Рис. 2. Зведені результати випробувань міцності композицій, до складу яких входили фосфорит (Ф), бентоніт (Б), сульфатне мило (М) та сольовий розсіл (Р).

За результатами випробування міцності зразків можуть бути рекомендовані 3 види капсулоутворюючої композиції із масовим співвідношенням дисперсний мінерал : зв'язуюче = 0,2

· фосфорит + сульфатне мило;

· фосфорит + розсіл;

· бентоніт + сульфатне мило.

Оскільки фосфорити є мінералами, які поширені як в Україні, так і в Йорданському Хашимітському Королівстві, а тип фосфориту (як показали наведені вище дані експериментальних досліджень) не впливає на міцність зразків, тоді як бентоніти поширені лише на Україні, для подальших досліджень використовували лише композиції фосфорит + сульфатне мило та фосфорит + розсіл.

Результати досліджень динамічної міцності та стійкості до стирання нітроамофоски (Х, %), покритої капсулоутворюючою сумішшю, наведено в табл.. 1.

Таблиця 1 - Динамічна міцність та стійкість до стирання нітроамо-фоски, покритої капсулоутворюючою сумішшю

Як видно із отриманих результатів, капсулювання нітроамофоски сумішшю фосфорит - лігнін не понизило її динамічної міцності та стійкості до стирання (для гранульованих добрив цей показник приймається не нижчим за 80%). Спостерігається незначне зростання цього показника із збільшенням в суміші кількості лігніну.

Капсулювання нітроамофоски сумішшю фосфорит + розсіл дає змогу отримати продукт, динамічна міцність якого близька до граничної динамічної міцності гранульованих добрив (> 80%).Таке капсульоване добриво можна з успіхом використовувати для місцевих потреб без стадій декількох перевантажень. Але його не можна рекомендувати для масового виробництва та використання. Тому надалі проводили тестові та польові дослідження для капсульованого добрива, капсулоутворююча композиція якого відповідала складу фосфорит: сульфатне мило із масовим співвідношенням мінерал : зв'язуючи - 0,2. Саме такий склад капсулоутворюючої композиції захищений патентом України.

Проведено теоретичний аналіз процесу вивільнення компонентів капсульованих мінеральних добрив. Встановлено, що зі збільшенням товщини оболонки частинки збільшується перепад концентрацій на внутрішній поверхні оболонки та на поверхні капсули, що свідчить про збільшення дифузійного опору оболонки. З деякою затримкою, обумовленою дифузійним опором оболонки, вивільнена речовина з'являється на поверхні частинки, і концентрація її збільшується до досягнення стану динамічної рівноваги.

Тестові дослідження капсульованих мінеральних добрив пролонгованої дії здійснювали згідно з Європейською нормою EN 13266:2001. Ціллю досліджень було встановлення тривалості вивільнення із капсульованих добрив елементів живлення в дистильованій воді. Для досліджень використовували капсульовані частинки із вмістом у масі капсульованого добрива 10% та 20% плівкоутворюючої композиції, що відповідало різним товщинам плівки, а відповідно - різному часу вивільнення із капсули елементів живлення рослин. Результати досліджень показали, що капсульовану плівкою в кількості 20% від маси добрива на основі природних дисперсних мінералів та сульфатного мила нітроамофоску можна застосовуватися як добриво пролонгованої дії з повним терміном вивільнення до 3-ох місяців.

Досліджували також кінетику розчинності різних типів мінеральних добрив у воді. Дослідження показали, що гранульоване добриво в однакових умовах (постійна температура та вологість) розчиняється близько трьох хвилин, тоді як аналогічні концентрації вивільненого компонента капсульованого добрива досягали через 10 год. З цього випливає, що гранульовані добрива у розчиненому стані дуже швидко нагромаджуються в ґрунті, що сприяє поверхневому змиву добрив під час дощів та вимиванню добрив у підземні водоносні горизонти.

Дослідження впливу капсульованих мінеральних добрив на агроекосистеми

Дослідження впливу мінеральних добрив на агроекосистеми передбачали проведення серії експериментальних, лабораторних агрохімічних, мікробіологічних та польових досліджень:

- експериментальне дослідження міграції мінеральних добрив у ґрунтовому середовищі;

- експериментальні дослідження впливу мінеральних добрив на фізико-хімічні властивості ґрунту;

- дослідження фізіологічної активності мікрофлори ґрунту;

- лабораторні агрохімічні дослідження впливу добрив на кінетику росту рослин:

- польові агрохімічні дослідження.

Для оцінювання небезпеки швидкого розчинення мінеральних добрив досліджували міграцію компонентів мінеральних добрив у ґрунтовому середовищі. В умовах експерименту у вимірювальні комірки з модельним середовищем ґрунту з пористістю 0,4 вносили гранули амоній нітрату. Через певні проміжки часу визначали концентрацію нітрат іону на глибині 1, 5, 10, 15, 20 та 25 см від поверхні ґрунту. Результати експериментальних досліджень наведені на рис. 3.

Рис. 3. Розподіл концентрації NO₃^- по профілю ґрунту при t=cоnst, де - - ф=1,* - ф=2, _- ф=3, ? - ф=6, ^- ф=15, ¦- ф=30, x- ф=60.

З рис. 3 видно, що небезпечним моментом міграції елементів живлення рослин у ґрунті є те, що у випадку проходження фронту дифузії за межі кореневої системи рослин, відбувається так званий «проскок» мінеральних добрив, які потім мігруватимкть у підземні води. Незважаючи на те, що згідно з експериментальними даними компонент доволі повільно проникає у підземні ґрунтові шари, у реальних умовах, крім молекулярної дифузії існує конвективне масоперенесення забруднюючих речовин та процес фільтрації ґрунтової води крізь мінеральну породу до підземних водоносних горизонтів.

Для дослідження поведінки добрив у ґрунтовому середовищі проводили два паралельні досліди, коли в 1-й резервуар експериментальної установки вводили гранульоване мінеральне добриво (NH₄NH₃) у розрахунку 220 кг/га у кількості 0.5 г, а у 2-ий резервуар - капсульований амоній нітрат (товщина капсули 100 мкм) та створювали режим штучного поливу, тобто моделювали штучні опади згідно з метеорологічними даними щодо норми опадів у Львівській області. Узагальнені результати досліджень наведено на рис. 4.

Рис. 4. Порівняння обсягів вивільнення гранульованих та капсульованих добрив з часом, де ¦ - маса гранульованих добрив у фільтраті, кг, ¦ - маса капсульованих добрив у фільтраті, кг, ^- винос рослинами азоту з ґрунту, кг

Проведені дослідження показали, що у випадку застосування капсульованих добрив для живлення рослин за умов точних розрахунків параметрів оболонки капсульованих добрив можна відрегулювати кінетику вивільнення капсульованих добрив щоби забезпечити рослини оптимальними дозами поживних речовин на кожному етапі їх росту та уникнути втрат добрив у довкілля. З рис.4 видно, що протягом трьох днів 2/3 внесеного гранульованого добрива виносилось з ґрунту. Капсульоване добриво ж поступово накопичувалось в ґрунті і на 2/3 вивільнялось лише через 22 доби. Тобто застосування капсульованих добрив дає змогу вивільняти компоненти живлення з невеликою швидкістю, що полегшує їх засвоєння рослинами, а також продовжує час дії добрив і зменшує їх вимивання до водних басейнів. Отже, капсульовані добрива доцільно застосовувати для забезпечення рослин поживними елементами протягом всього вегетаційного періоду.

Рис. 5. Кінетика зміни рН водної витяжки ґрунтів після внесення різних типів мінеральних добрив.

Досліджували динаміку зміни рН ґрунту при внесенні гранульованих та капсульованих добрив. Для аналізу використовували шар ґрунту 0-5 см від поверхні, оскільки у вибраному ґрунтовому горизонті розташовується основна маса вегетативних органів молодих рослин та аеробні мікроорганізми. Результати досліджень представлені на рис. 5.

Результати експериментальних досліджень показали, що ґрунти (чорнозем опідзолений важкосуглинковий) мають нейтральну реакцію, рН водної витяжки 7, рН сольової витяжки 6,5, гідролітична кислотність - 3,2 мг-екв/100г ґрунту; сума увібраних основ, 30,0 мг.екв /100 г ґрунту, ступінь насичення основами - 84…90%. Вміст легкогідролізованого азоту в шарі 0-40см (за Корнфілдом) - 41,5..121 мг/кг, рухомого фосфору 70 мг/кг сухого ґрунту, вміст обмінного калію 145 мг/кг сухого ґрунту (за Чіріковим), вміст гумусу 3,5%. У контрольному експерименті спостерігалося стабільне значення рН. У випадку внесення гранульованих добрив через одну добу відбувається різке зменшення рН у поверхневому шарі ґрунту від 7 до 5,25, а надалі - збільшення до початкового рівня. Це пояснюється тим, що добриво повністю розчиняється вже протягом першої доби після внесення. Слід відзначити, що водний розчин нітроамофоски в результаті гідролізу дає кислу реакцію. Поступове збільшення рН ґрунту через три доби після внесення гранульованих добрив пояснюється зменшенням концентрації добрива за рахунок дифузії. Дальше зменшення рН ґрунту супроводжується процесом нітрифікації іону NH₄⁺ до NO₃^- під впливом бактерій та наявністю в ґрунті обмінного алюмінію.

Дослідження зміни кислотності ґрунту після внесення капсульованих добрив показують незначне збільшення рН у перший період внесення добрив та подальшу його стабілізацію. Це можна пояснити внеском оболонки, яка призводить до збільшення рН ґрунту. Основною причиною є наявність в оболонці сульфатного лігніну, який в процесі гідролізу дає лужну реакцію. Але таке значення рН допустиме для рослин. Крім того, для аналізу використовували шар ґрунту 0-5 см від поверхні, а усереднене рН орного шару змінюється незначно (рН=7,15). Поступове зменшення рН пояснюється збільшенням концентрації добрива в ґрунті. За умови поступового вивільнення добрива забезпечується стабільний рівень кислотності.

Для досліджень фізіологічної активності мікрофлори ґрунту використовували бактеріоскопічний метод С. М. Виноградського (в модифікації О. Г. Шульгіної). Виготовляли мікропрепарати з ґрунтової суспензії і фарбували еритрозином. Кількість бактерій у ґрунті визначали прямим підрахунком під мікроскопом. Результати досліджень наведені в таблиці 2.

Аналізуючи результати досліджень можна зробити такі висновки:

1. Після додавання всіх видів добрив кількість мікроорганізмів зростає порівняно з їх кількістю у вихідному ґрунті.

2. Після додавання гранульованих добрив кількість мікроорганізмів різко зростає, а згодом знижується, що, можливо, пов'язано із активним вивільненням речовин та їх токсичною дією на мікроорганізми (надто висока концентрація).

3. Після додавання капсульованих добрив кількість мікроорганізмів дещо вища на 3, 6, 8 доби, у порівнянні із зразками з гранульованими добривами, що, очевидно, пов'язано з поступовим вивільненням азотних і фосфатних сполук.

Таблиця 2 - Кількість мікроорганізмів в ґрунті залежно від внесених добрив

Рис. 6. Кінетика росту крес-салату в залежності від типу добрив, які застосовувались: - контроль (без добрив); ¦ - гранульовані добрива; ^ - капсульовані добрива

Для дослідження впливу добрив на кінетику росту рослин проводили три паралельні досліди. В горщечки об'ємом 1·10^-4 м³ висівали крес-салат. Протягом вегетаційного періоду доглядали за рослинами (прорідження, спушування ґрунту, полив 0,075 - 0,15кг/м³). Регулярно фіксували (фотографували) та порівнювали розмір наземної частини рослин, їх розвиток та масу. Використовували субстрати такого складу: суміш ґрунту з амонію нітратом m(NH₄NO₃)= 1,03 кг/м³; ґрунт + капсульований амоній нітрат (товщина капсули 100мкм) m (NH₄NO₃)=0,62 кг/м³; ґрунт без добрив. Узагальнені дані досліджень, які наведені на рис.6., свідчать, що рослини, підживлені капсульованими добривами були більш розвиненими порівняно з тими, до яких було застосовано гранульовані добрива. Це можна пояснити тим, що у випадку застосування гранульованих добрив значна їх частина вимивається, спричиняючи нестачу поживних речовин у субстраті. Рослини, підживлені гранульованими добривами, характеризувались менш інтенсивним розвитком зеленої маси, що можна пояснити на 1 -му етапі надлишковою концентрацією добрива - це призводить до відтоку вологи з клітин кореневої системи і тим самим ослаблює рослини. На 2 - му етапі після кількох поливів, які імітували природне зволоження ґрунту, рослина не отримувала достатньої кількості поживних речовин. Рослини, підживлені капсульованими добривами, розвивалася рівномірно як за появою паростків, так і за розвитком нової пари листочків. Відмінності спостерігалася тільки в розмірах листків та загальній висоті рослини.

Вплив капсульованих мінеральних добрив на агроекосистеми досліджували спільно з співробітниками Інституту землеробства і тваринництва Західного регіону Української академії аграрних наук. Дослідження проводили для трьох сільськогосподарських культур:

- ярої пшениці (сорт Рання 93),

- ярого ячменю (сорт Княжий)

- картоплі (Оксамит 99).

Досліджували вплив застосовуваних добрив на продуктивність культур, а також перевіряли зроблене нами допущення про те, що у випадку застосування капсульованих добрив внаслідок пролонгованого вивільнення живильних речовин рослини повинні володіти більшим імунітетом проти захворювань. Тому перевірялась стійкість рослин проти захворювань у випадку застосування гранульованих добрив та у випадку застосування капсульованих добрив.

Зведені дані впливу внесення капсульованих добрив на урожайність досліджуваних культур наведені в табл.. 3.

Таблиця 3 - Вплив типу застосовуваного добрива на урожайність культур, т/га

Для оцінки ефективності дії добрива було введено коефіцієнт ефективності використання добрива, який розрахується за формулою:

де K_еф - коефіцієнт ефективності використання добрива, т урожаю/т. діючої речовини; Ур_б - урожайність базового варіанта (на контрольній ділянці, без застосування добрив), т/га; УР - урожайність за певної застосованої агротехнології, т/га; G_д.р. - кількість внесеної діючої речовини добрива.

Іншими словами, коефіцієнт ефективності використання добрива характеризує кількість діючої речовини добрива, яка витрачається на одиницю підвищеної врожайності. Чим він вищий, тим ефективнішою є застосовувана агротехнологія.

Результати підрахунків коефіцієнта ефективності використання добрива наведено в таблиці 4.

Таблиця 4 - Розрахункове значення коефіцієнта ефективності використання різних типів добрив

Як видно з табл. 4, у всіх випадках значення коефіцієнта ефективності використання добрива для капсульованих добрив значно перевищує (в деяких випадках більше ніж удвічі) цей показник для гранульованих добрив, оскільки за меншої кількості внесеної діючої речовини урожайність підвищується. Це свідчить про господарську ефективність використання капсульованих добрив.

Результати досліджень підтвердили що у випадку застосування капсульованих мінеральних добрив порівняно з гранульованими спостерігається підвищена стійкість проти для таких хвороб рослин:

- для ярої пшениці - проти кореневої гнилі, борошнистої роси, септоріозу, фузаріозу, темно-бурої плямистості;

- для ярого ячменю - борошнистої роси, плямистості листя, карликової іржі, летючої сажки.

Під час дослідження впливу капсульованих добрив на картоплю встановлено, що істотних змін у розвитку фітофторозу між стандартом (нітроамофоска) та досліджуваним варіантом (капсульована нітроамофоска) не виявлено.

Дані досліджень використовуються в процесі вивчення курсу «Грунтознавство» студентами спеціальності «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» в Національному університеті «Львівська політехніка»

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведено результати теоретичних узагальнень та практичних досліджень впливу надмірної кількості мінеральних добрив на агроекосистеми. З метою зменшення цього впливу запропоновано капсулювати мінеральні добрива плівкою на основі дисперсних мінералів та зв'язуючого природного походження. Проведено комплекс технологічних та агроекологічних досліджень добрив.

1. Досліджено вплив надмірної кількості мінеральних добрив на агроекосистеми України та Йорданського Хашимітського Королівства. Показано, що одним із ефективних методів зменшення негативного впливу мінеральних добрив є їх капсулювання композицією на основі дисперсних мінералів.

2. За результатами випробування міцності зразків, виготовлених із капсулоутворюючої композиції різного складу, рекомендовано композиції фосфорит + сульфатне мило та фосфорит + розсіл із масовим співвідношенням дисперсний мінерал : зв'язуюче = 0,2.

3. Аналіз можливих технологій нанесення покриття із досліджуваних композицій на гранулу нітроамофоски виявив перспективність використання для цієї мети процесу в кип'ячому шарі, який дає можливість регулювати режими капсулоутворювання.

4. Для складу фосфорит+сульфатне мило із масовим співвідношенням мінерал : зв'язуюче рівним 0,2 досягається динамічна міцність 96%, що більше нормованого значення цього показника для мінеральних добрив (80%). Оптимальний склад капсулоутворюючої композиції захищений патентом України.

5. Отримано добрива, які капсульовані плівками на основі суміші фосфорит+лігнін, фосфорит+сольовий розсіл та бентоніт+лігнін. Проведено тестові дослідження капсульованих добрив. З'ясовано, що для добрив, покритих оболонкою, маса якої становить 20 % від маси добрива, повний період вивільнення елементів живлення - 3ч4 місяці.

6. Встановлено, що у випадку проходження фронту дифузії за межі кореневої системи рослин, відбувається «проскок» мінеральних добрив, які потім мігрують у грунтові води.

7. У випадку застосування капсульованих добрив швидкість вивільнення їх компонентів пролонгована в часі, чим забезпечується допустимий рівень рН протягом періоду вегетації, що сприяє розвитку ґрунтової мікрофлори.

8. Результати польових досліджень свідчать, що вплив капсульованих мінеральних добрив на агроекосистеми виявляється у збільшенні стійкості рослин проти ураження хворобами сільськогосподарських культур, врожайності та коефіцієнта ефективності використання добрива.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Мальований М.С. Екологічні аспекти застосування мікрокапсульованих добрив пролонгованої дії / М.С. Мальований, Ю.В. Пилипенко, Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат // Таврійський науковий вісник. - 2010. - Вип. 68. - С. 131 - 138. (Здобувачем взята участь в проведенні експериментальних досліджень, розробленні методики встановлення оптимального складу капсулоутворюючої композиції, проведенні екологічного моніторингу, підготовці публікації до друку).

2. Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат. Перспективи застосування мінеральних добрив, капсульованих плівкою на основі дисперсних природних мінералів / Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат, М.С. Мальований, О.А. Нагурський // Сільський господар. - 2010. - №1-2. - С. 4 - 6. (Здобувачем проведений аналіз перспектив застосування мінеральних добрив та їх переваг перед гранульованими добривами).

3. Сабадаш В.В. Оцінка небезпеки проникнення мінеральних добрив за межі орного шару / В.В. Сабадаш, М.С. Мальований, Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат // Таврійський науковий вісник. - 2010. - Вип. 72. -
С. 152 - 156. (Здобувачем проведені експериментальні дослідження міграції компонентів добрив у ґрунтовому середовищі та встановлені умови «проскоку» елементів живлення за межі орного шару).

4. Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат Вплив на довкілля та фізико-хімічні властивості мінеральних добрив, капсульованих плівкою на основі дисперсних природних мінералів / [Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат, М.С. Мальований, О.А. Нагурський, І.М. Ільків, Ю.А. Загдай] // Сільський господар. - 2010. - №5-6. - С. 6 - 9. (Здобувачем проведений аналіз екологічної доцільності застосування капсульованих мінеральних добрив, встановлений оптимальний склад капсулоутворюючої композиції).

5. Malovanyy M. Development of the Technology of Capsulated Fertilizers Based on the Composition Natural Sorbent-lignin and Determination of Their Resistance to Attrition / Miroslav Malovanyy, Nedal Hussen Musalm Al Hasanat, Ziad Barakat Abdullah Rawashdeh // Research Journal of Agriculture and Biological Scienc. - 2010. - 6(4). - Р. 476 - 480. (Здобувачем взята участь в прореденні експериментальних досліджень та встановленні динамічної стійкості капсульованих добрив).

6. Мальований М.С. Вибір екологічно безпечної стратегії переробки фосфатних руд на прикладі родовищ України та королівства Йорданія / М.С. Мальований, Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат // Екологічна безпека. - 2008. - Вип. 1/2008 (1). - С. 71 - 75. (Здобувачем проведений аналіз фосфоровмісної мінеральної сировини України та Йорданії і запропоновані оптимальні технології переробки її на мінеральні добрива).

7. Мальований М.С. Можливості екологічно безпечного використання мінеральних добрив / М.С.Мальований, М.Я. Гавриляк, Недаль Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат // Екологічна безпека. - 2009. - Вип. 3/2009 (7). - С. 31 - 37. (Здобувачем проведений аналіз різних підходів для забезпечення екологічно безпечного використання мінеральних добрив та встановлені основні засади використання капсульованих добрив).

8. Мальований М.С. Аналіз життєвих циклів добування, переробки та застосування фосфатних руд родовищ України та Королівства Йорданія / М.С. Мальований, Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат : Збірник матеріалів 1 Міжнародного конгресу [“Захист навколишнього середовища. Енергоощадність. Збалансоване природокористування”], (Львів, 28 - 29 травня 2009р.) / Державне управління охорони навколишнього природного середовища у Львівській області [та ін.]. - Львів: В-во Національного університету «Львівська політехніка», 2009. - С.84. (Здобувачем взята участь в проведенні експериментальних досліджень, аналізі екологічних аспектів застосування капсульованих мінеральних добрив, підготовці публікації до друку).

9. Мальований М. Попередження забруднення довкілля мінеральними добривами як фактор підвищення рівня безпеки життєдіяльності / Мирослав Мальований, Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат, Іван Ільків : Матеріали дев'ятої міжнародної науково-методичної конференції [“Безпека життя і діяльності людини - освіта, наука, практика”], (Львів, 20 - 22 травня 2010 р.) / Міністерство освіти і науки України [та ін.]. - Львів: ВАТ «Бібльос», 2010. - С. 130 - 131. (Здобувачем проведений аналіз аспектів підвищення рівня безпеки життєдіяльності на прикладі капсульованих мінеральних добрив).

10. Мальований М. Перспективні шляхи мінімізації екологічної небезпеки від забруднення довкілля мінеральними добривами / Мирослав Мальований, Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат, Іван Ільків : Матеріали ХІІ Міжнародної науково-практичної конференції [“Біосферно-ноосферні ідеї М.І. Вернадського й еколого-економічні та гуманітарні проблеми розвитку регіонів”], (Кременчуг, 28 - 29 травня 2010 р.) - Кременчуг, Кременчуцький державний університет імені Михайла Остроградського, 2010. - С. 90 - 91. (Здобувачем розглянуті аспекти впливу на довкілля мінеральних добрив) різних типів: гранульованих та капсульованих).

11. Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат Мінімізація негативного впливу мінеральних добрив на агроекосистеми шляхом їх капсулювання природними дисперсними мінералами / Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат, М.С. Мальований : Матеріали ІІ Міжнародної науково-практичної конференції студентів та молодих вчених [«Екологія. Довкілля. Молодь»] Полтава, 5 - 7 травня 2010 р.) / Міністерство освіти і науки України [та ін.]. - Полтава: В-во Полтавського національного технічного університету імені Юрія Кондратюка, 2010. - С.10 - 13. (Здобувачем проведений аналіз негативного впливу на агроекосистеми залишкових мінеральних добрив, які не засвоїлись рослинами).

12. Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат Перспективи застосування добрив, капсульованих плівкою на основі зв'язуючого та природних дисперсних мінералів / Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат, М.С. Мальований : Збірник тез ІІ міжнародної наукової конференції [“Екологія - шляхи гармонізації відносин природи та суспільства”], (Умань, 18 - 19 травня 2010 р.) / Міністерство аграрної політики України [та ін.]. - Умань, 2010. - С. 36 - 38. (Здобувачем розглянуті особливості застосування капсульованих добрив, капсула яких має різний склад і природу і визначено перспективи використання для створення капсули дисперсних мінералів та природного зв'язуючого).

13. Сабадаш В.В. Можливість проникнення мінеральних добрив за межі орного шару/В.В.Сабадаш, М.С.Мальований, Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат : Материалы международной научно-практической конференции [«Сбалансированное природопользование: современный взгляд, тенденции и перспективы»], (Херсон, 17 - 19 мая 2010 г.) : Міністерство аграрної політики України [та ін.]. - Херсон: Колос, 2010. - С.157 - 159. (Здобувачем проведений аналіз умов проникнення добрив за межі родючого шару у випадку застосування гранульованих та капсульованих добрив).

14. Пат. 56191 Україна ⁽⁵¹⁾ МПК (2011.01) С05G 3/00 Полімерна дисперсія для капсулювання добрив / М.С. Мальований, О.А. Нагурський, В.В. Сабадаш, І.М. Свянтко, Недал Хуссен Мусалм Аль - Хасанат; №u201005938; заяв. 17.05.2010; опубл. 10.01.2011, Бюл. №1. (Здобувачем обґрунтований оптимальний вміст дисперсного мінералу в капсуло утворюючій композиції).

АНОТАЦІЯ

Недал Хуссен Мусалм Аль-Хасанат Вплив на агроекосистеми мінеральних добрив, капсульованих природними дисперсними мінералами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. - Національний університет біоресурсів і природокористування України. - Київ, 2011.

Дисертацію присвячено дослідженню негативного впливу мінеральних добрив на агроекосистеми та розроблення методів зниження цього впливу шляхом капсулювання їх композицією на основі дисперсних мінералів та природного зв'язуючого. Із використанням статистичних даних встановлено ступінь негативного впливу мінеральних добрив на агроекосистеми України та Йорданського Хашимітського Королівства. Проведено комплекс досліджень для вибору оптимального складу капсулоутворюючої композиції, а також встановлення механічних характеристик отриманих добрив. У лабораторних умовах досліджено міграцію елементів живлення капсульованих добрив у ґрунтовому середовищі. Проведено комплекс агроекологічних лабораторних досліджень у результаті яких встановлено вплив типу добрива на рН ґрунту, розвиток ґрунтової мікрофлори, кінетики росту рослин. Проведено польові дослідження, під час яких встановлено вплив капсульованих мінеральних добрив на збільшення стійкості рослин проти захворювань та підвищення у випадку їх застосування врожайності і коефіцієнту ефективності використання добрива.

Ключові слова: капсульовані мінеральні добрива, дисперсні мінерали, агроекологія, зв'язуюче, капсулоутворююча композиція.

АННОТАЦИЯ

Недал Хуссен Мусалм Аль-Хасанат Влияние на агроэкосистемы минеральных удобрений, капсулированных природными дисперсными минералами. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16 - экология. - Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины. - Киев, 2011.

Диссертация посвящена исследованию отрицательного влияния минеральных удобрений на агроэкосистемы и разработке методов снижения этого влияния путем капсулирования удобрений композицией на основе дисперсных минералов и природного связующего. В качестве дисперсных минералов исследовались молотые фосфориты Ратновского месторождения (Украина) и Эль-Хаского месторождения (Иордания), а также бентониты Дашуковского месторождения (Украина). В качестве связующего природного происхождения исследовали отходы целлюлозно - бумажной промышленности - сульфатное мыло, а также солевые рассолы, близкие по составу к рассолам Мертвого моря и рассолам производства полиминеральных руд Стебниковского ДГХП «Полиминерал». В качестве базового удобрения использовалась нитроаммофоска.

С использованием статистических данных установлена степень отрицательного влияния минеральных удобрений на агроэкосистемы Украины и Иорданского Хашимитского Королевства. Теоретически рассчитана степень уменьшения необходимых минеральных удобрений в случае их капсулирования, что равно степени уменьшения потерь удобрений в окружающую среду. Проведен комплекс исследований для выбора оптимального состава капсулообразующей композиции, в результате которых установлено, что наиболее рациональным составом является капсулообразующая композиция фосфорит : сульфатное мыло с массовым соотношением минерал : связующее равным 0,2. При этих условиях удается достичь динамической прочности удобрениий 96%, что больше нормированного значения этого показателя для минеральных удобрений (80%). Установленный оптимальный состав капсулообразующей композиции защищен патентом Украины.

Результаты исследований миграция элементов питания растений в грунтовой среде показали, что в случаи прохождения фронта диффузии за границы корневой системы растений происходит «проскок» минеральных удобрений, которые мигрируют в подземные воды. Результаты лабораторных имитационных исследований показали, что на протяжении трех дней 2/3 внесенного гранулированного удобрения выносится с грунта, а капсулированное удобрение постепенно накапливается в грунте и на 2/3 освобождается только через 22 суток.

В результате лабораторных агроэкологических исследований установлено влияние типа удобрений на динамику изменения рН грунта, развитие грунтовой микрофлоры и кинетики роста растений. Установлено, что применение капсулированных удобрений обеспечивает приемлемый уровень рН на протяжении всего периода использования, а динамика изменения численности микроорганизмов свидетельствует о положительном влиянии этих удобрений на грунтовую микрофлору.

Проведены полевые исследования, в результате которых установлено влияние капсулированных минеральных удобрений на увеличение стойкости растений против заболеваний и увеличения, в случаи их использования, урожайности сельскохозяйственных культур и коэффициента эффективности использования удобрения.

Ключевые слова: капсулированные минеральные удобрения, дисперсные минералы, агроэкология, связующее, капсулообразующая композиция.

ANNOTATION

Nedal Hussen Musalm Al Hasanat - Mineral fertilizers, capsulated by natural disperse sorbents, influence on agro systems.- Manuscript.

Thesis for the degree of candidate of agricultural sciences, specialty 03.00.16 - ecology. - National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, 2011.

This thesis work is dedicated to investigation of negative impacts of mineral fertilizers use on agro systems and development of methods of fertilizers capsulation with use of disperse materials and natural binding agent that lead to decrease of impacton environment. With a use of statistic data the level of negative impact of fertilizers in Ukraine and Hashemite Kingdom of Jordan was evaluated. Complex of experiments was made to choose the optimal content of capsule-creating composition. Mechanical properties of obtained fertilizers were determined. Migration of nutrients in ground was studied in laboratory experiments. Complex of agro ecological laboratory experiments was made which assisted understanding of influence of different types of fertilizers addition on soil pH level, soil micro flora development and plants growth kinetics. Field experiments showed increase of plants resistance to diseases, higher crop yield and higher coefficient of utilization when using capsulated mineral fertilizers.