Агроэкологические аспекты применения нетрадиционных органических удобрений на дерново-подзолистой почве Предуралья

• Автор: Васбиева, Марина Тагирьяновна
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 189 с. : ил.

Содержание

Введение
1. Агроэкологические аспекты применения нетрадиционных органических удобрений (обзор литературы)
1.1 .Характеристика нетрадиционных видов органических удобрений
1.1.1. Характеристика осадков сточных вод
1.1.2. Характеристика углеотходов
1.2 Влияние нетрадиционных видов органических удобрений на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур
1.2.1 Влияние осадков сточных вод на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур
1.2.2. Влияние углеотходов на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур
1.3. Экологические проблемы применения осадков сточных вод и углеотходов
2. Методика и условия проведения исследований
2.1. Методика проведения полевых опытов
2.2. Методика проведения лабораторных опытов
2.3. Методика сопутствующих исследований
2.4. Почвенные условия
2.5. Метеорологические условия
3. Влияние осадков сточных вод и углеотходов на плодородие дерново-подзолистой почвы
3.1. Влияние осадков сточных вод и углеотходов на агрохимические свойства почвы
3.2. Влияние осадков сточных вод и углеотходов на фракционногрупповой состав гумуса почвы
3.3. Влияние осадков сточных вод и углеотходов на агрофизические свойства почвы

3.4. Влияние осадков сточных вод и углеотходов на биологические свойства почвы
3.5. Влияние углеотходов на потенциальную нитрификационную активность дерново-подзолистой почвы (лабораторный опыт)
4. Эколого-токсикологическая оценка применения осадков сточных вод
и углеотходов
5. Влияние осадков сточных вод и углеотходов на урожайность, качество сельскохозяйственных культур и баланс элементов питания
5.1. Влияние осадков сточных вод и углеотходов на урожайность и качество культур
5.2. Баланс элементов питания
6. Энергетическая и экономическая оценка эффективности использования осадков сточных вод и углеотходов
Выводы
Практические предложения
Библиографический список
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. В Предуралье 69 % площади пашни занимают дерново-подзолистые почвы, которые характеризуются низким естественным плодородием. Важным приёмом повышения уровня их плодородия является применение органических удобрений, однако за последние десятилетия объемы использования навоза, компостов резко снизились, что обусловлено возросшими затратами на их внесение и сокращением поголовья скота. В Пермском крае насыщенность пашни органическими удобрениями составляет 1,2 -1,4 т/га в год, для воспроизводства гумуса необходимо вносить 5-10 т/га (Попова С.И., 2008). Потребность в них может быть удовлетворена полностью только при полной мобилизации всех ресурсов. В качестве дополнительного источника органического вещества могут быть использованы осадки сточных вод (ОСВ) и отходы добывающей угольной промышленности (углеотходы). На территории России за год накапливается около 80-100 млн. т ОСВ (влажностью 95-96 %), основная масса которых складируется на иловых площадках (Девяткин В., 2009). Большое количество твердых отходов образуется и в угольной промышленности, накопленный объем которых в России к началу XXI века составил 640,7 млн. м3 (Калинина Л.В., 2000). ОСВ и углеотходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и грунтовых вод, почв и растений. Проблема их утилизации стоит остро как в России, так и за рубежом. В Пермском крае запасы ОСВ составляют около 69 тыс. т сухого вещества, углеотходов - более 36 млн. т (Красавин А.П., 2005; Пахненко Е.П., 2007).
В России проблемой утилизации ОСВ в сельском хозяйстве занимались многие учёные - Г.Е. Мерзлая, В.А. Касатиков, Р.П. Воробьева, Н.Т. Чеботарёв, Л.К. Садовникова, А.И. Иванов, P.A. Афанасьев и др., накоплен значительный экспериментальный материал. Однако существует необходимость изучения применения ОСВ в качестве удобрения на региональном уровне с учетом разнообразия их химического состава и почвенно-климатических условий, поэтому данный вопрос до сих пор актуален. Фактором, сдерживаю-

1.3.Экологические проблемы применения осадков сточных вод и углеотходов
В состав ОСВ входят различные ТМ - химические элементы с атомной массой более 50 единиц или с плотностью более 5 г/см3 (Титова В.И., 2002), при этом Ъа, Мп, ве, Си, Мо, Со, N1, Ая и Сг необходимы для роста и развития растений. Когда они находятся в естественных концентрациях, к ним применяют понятие микроэлементы. ОСВ отличаются богатым зольным составом и как показали расчеты Д.М. Хомякова (1991), внесение 1-4 т/га сухого вещества ОСВ с содержанием этих элементов на уровне ПДК может на 8-10 лет обеспечить бездефицитный баланс микроэлементов в севообороте. Это очень важно, поскольку почвы с низкой обеспеченностью микроэлементами составляют в различных районах страны от 10 до 40 % всей площади пашни, а промышленное производство микроудобрений весьма ограниченно. В тоже время Сб, РЬ и Щ не имеют определенного функционального значения для растений и поэтому являются опасными для них (Первунина Р.И., 1992; Тяжелые металлы в системе..., 1997; Алексеев Ю.В., 1999; Черных
Н.А, 1999; Дмитриев А.П., 2005; Красавин А.П., 2005).
В почве ТМ претерпевают ряд химических превращений, в ходе которых токсичность их может существенно меняться. Концентрация и подвижность ТМ зависит от типа почвы, ее свойств (емкости катионного обмена, плотности, содержания органического вещества, кислотности и других), а также от явлений синергизма и антагонизма ионов (Химия тяжелых металлов..., 1985; Алексеев Ю.В., 1987; Кабата-Пендиас А., 1989; Минеев В.Г., 1993; Ладонин Д.В., 1997; Тяжелые металлы в системе..., 1997; Минеев В.Г., 1999; Мосина Л.В., 2000; Решецкий М.П., 2004; Никифорова Н.Ф., 2006; Ку-дашкин М.И., 2008; Водяницкий Ю.Н., 2009). При загрязнении почвы ТМ обязательно нужно учитывать экологический потенциал системы почва — растения, заключающийся в буферной способности почвы и защитных приспособлений растений по ограничению поступления ТМ (Алексеев Ю.В., 1987; Ильин В.Б., 2004).