Введение

Агрогеология – это изучение происхождения минералов, известных как агроминералы, и их применения. Эти минералы имеют важное значение для сельского хозяйства и садоводства, особенно в отношении плодородия почвы и состава удобрений. Как правило, эти минералы содержат необходимые питательные вещества для растений. Агрогеологию также можно определить как применение геологических знаний для решения задач в сельском хозяйстве, в частности, для повышения продуктивности и улучшения здоровья почвы. Эта область представляет собой сочетание различных дисциплин, включая геологию, почвоведение, агрономию и химию. Основная цель – повышение сельскохозяйственного производства путем использования геологических ресурсов для улучшения химических и физических свойств почвы.

История

Первым крупномасштабным проектом в области агрогеологии стал проект «Танзания – Канада» (1989). Этот проект был реализован в южной Танзании с целью помочь фермерам повысить продуктивность почвы путем поиска и испытания местных видов сырья. Однако использование сырья в качестве удобрений – практика, уходящая корнями в 1800-е годы. Эрлинг Бьярне Джонсон открыл нитрофосфатный процесс в 1927–1928 годах.

Фосфат из пород в качестве удобрения

Одной из распространенных проблем в сельском хозяйстве является недостаток фосфора в почве. Фосфор, наряду с азотом и калием, является важным элементом, определяющим развитие и здоровье растений. Значительная часть традиционных удобрений, предназначенных для восстановления фосфорно-дефицитных почв, в конечном итоге превращается в нерастворимые комплексы в почве, что требует их постоянного повторного применения. Фосфат, также известный как фосфорит, может быть использован как устойчивый и экономически эффективный способ решения проблем, связанных с ростом растений. Фосфат добывается из глинистых отложений, содержащих фосфор, и встречается в Южной Африке, Канаде, на дне и подводных горах Тихого и Атлантического океанов. Эти породы преимущественно осадочного происхождения, например, известняк. В отличие от других элементов, которые растворимы и легко усваиваются, фосфат необходимо обрабатывать, чтобы сделать содержащийся в нем фосфор доступным для растений и почвы. В настоящее время существует несколько способов переработки фосфата. Микробная растворимость фосфата с помощью грибов позволяет расщеплять неорганический фосфат до растворимых форм посредством процессов, производящих органические кислоты. Остаточная пыль, образующаяся при добыче, также используется в сочетании с переработанными удобрениями для улучшения развития растений. Исследование, проведенное в Зимбабве, показало, что такая смесь способствует росту растений, повышает уровень фосфора и содержание органического углерода. Коммерческие удобрения производятся путем добычи и химической переработки фосфата. Фосфорит добывают преимущественно открытым способом с использованием драглайнов и ковшовых экскаваторов. После измельчения и удаления примесей к фосфатной породе добавляют воду и серную кислоту, в результате чего образуются кристаллы гипса – способ удаления нежелательных веществ, оставляющий фосфор в виде кислой жидкости. Для повышения концентрации фосфора из нее осаждают примеси и выпаривают избыточную воду. Затем к жидком фосфоре добавляют газообразный аммиак, в результате чего получают гранулы фосфора.

Многопитательные горные удобрения

Многопитательные горные удобрения – это удобрения с медленным высвобождением, содержащие микроэлементы, такие как калий, кальций и магний, а также меньшее количество макроэлементов, например, фосфор. Цель их применения – имитировать естественное выветривание материнской породы в почве, происходящее в течение длительного времени. В связи с тем, что промышленные удобрения становятся все более проблемными как для фермеров из-за растущей стоимости, так и для экологов в связи с экологическими проблемами, многие ищут альтернативные решения. Хотя многопитательные горные удобрения не могут полностью заменить промышленные, они обладают рядом преимуществ. Если химические удобрения вносят лишь один-два элемента питания, то эти горные удобрения обогащают почву широким спектром питательных веществ. Это особенно важно для истощенных почв, например, после интенсивного земледелия. К другим преимуществам этих удобрений относится повышение pH почвы и возможность использования местного сырья из горнодобывающих отходов. Однако у этого метода есть и недостатки: требуется большое количество внесения, скорость высвобождения питательных веществ невысока, и по сравнению с промышленными удобрениями он менее эффективен, чем другие агрономические приемы.

Будущее

Использование первичного сырья может значительно повысить сельскохозяйственное производство, поскольку это экономически выгодно, легкодоступно и экологически устойчиво. Агрогеология, хотя и находится в стадии разработки, демонстрирует свою агрономическую значимость для выращивания сельскохозяйственных культур и повышения урожайности, способствуя решению проблем продовольственной безопасности и экономики сельского хозяйства. Ученые, специализирующиеся в области агрогеологии, называются агрогеологами.