Экологическая оценка влияния диатомита на фитоценоз и состояние почвенно-биотического комплекса светло-серой лесной легкосуглинистой почвы

• Автор: Козлов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава Е ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ЕЕ Элемент кремний и его роль в формировании плодородия почвы

Е2. Физиологическое значение кремния в онтогенезе растений

1.3. Кремний и биологическая активность почвы

1.4. Агроэкологическая характеристика кремнийсодержащих веществ

Глава П. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ

ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты изучения
2.2. Почвенные и климатические условия проведения исследований
2.3. Методика закладки опытов
2.4. Методы лабораторных исследований
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАТОМИТА
В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
3.1. Биологическая продуктивность фитомассы
3.2. Кислотно-основные свойства диатомита
3.3. Агроэкологические свойства почвы
Глава IV. ВЛИЯНИЕ ДИАТОМИТА НА ФИТОЦЕНОЗ
4.1. Продуктивность яровой пшеницы и кукурузы
4.2. Качество урожая культурных растений
4.3. Содержание и аккумуляция кремния в биомассе растений
Глава У. ВЛИЯНИЕ ДИАТОМИТА НА СВОЙСТВА ПОЧВЫ
5.1. Агрохимическая характеристика почвы
5.2. Содержание подвижного кремния в почве

Глава VI. ВЛИЯНИЕ ДИАТОМИТА
НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ
6.1. Изменения в микробиоценозе, минерализующем
азотсодержащие органические вещества почвы
6.2. Изменения в микробиоценозе, трансформирующем
безазотистые органические соединения почвы
6.3. Изменения в микробиоценозе, разлагающем
минеральные вещества почвы
Глава VII. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ДИАТОМИТА В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ
7.1. Агрономическая эффективность
7.2. Анализ изменения микробиологического состояния почвы
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований
В свете современных тенденций биологизации и экологизации отечественного сельского хозяйства в отрасль растениеводства активно внедряются различные способы модернизации технологий возделывания сельскохозяйственных культур, которые зачастую рассматривают потенциальную возможность агрохимического использования веществ, ранее не учитываемых в качестве удобрительных. Вследствие общего истощения ресурсных факторов как составляющих плодородия пашни, ее нынешнее использование без пополнения запасов биогенных элементов не может обеспечить устойчивого функционирования агроэкосистем и высокой урожайности культурных растений. С другой стороны, применение традиционных минеральных удобрений не всегда оправдано с экономических (низкий уровень рентабельности) и экологических (их производство и, в ряде случаев, применение сопряжено с негативным воздействием на окружающую среду; запасы агроруд близки к истощению) позиций. Поэтому изучение в качестве удобрений неклассических для агрохимии веществ актуально при решении вопросов оптимизации питания сельскохозяйственных растений и экологического состояния почвенно-биотического комплекса агроэкосистем.
Многочисленными исследованиями (Матыченков В.В., 2007, 2008; Лобода Б.П., 2000, 2002; Куликова А.Х., 2003, 2008, 2011; Капранов В.Н., 2006, 2008, 2009; Ма КБ., ТакайазЫ Е., 2002 и др.) подтверждается положительное влияние нетрадиционных удобрительных веществ, в качестве которых рассматривают, в том числе, кремнийсодержащие агроруды. Их действие изучается на отдельных культурах агрофитоценоза, затрагивая особенности питательного режима почвы. Известно, например, что они способствуют повышению урожайности культурных растений, улучшая качество растительной продукции, обладают ростстимулирующей функцией в отношении растительного сообщества, а также приводят к увеличению содержания в почве подвижных форм азота, фосфора и калия.

Таблица
Доля подвижных соединений основных биогенных элементов диатомита,
% от валового содержания
N р2о5 К20 Si02
водная вытяжка кислотная вытяжка
от общего Si от аморфного Si от общего Si от аморфного Si
4,3 7,4 2,8 0,12 0,24 1,48 2
Данные таблиц 2.1 и 2.2 свидетельствуют, что диатомит обладает слабощелочной реакцией (рНводн. > 7), которая обусловлена содержанием в составе большого количества основных (кислоторастворимых) соединений кремния (более 10 г/кг) и обменных форм кальция и магния (в сумме Са2+ и Mg2+ около 500 мг-экв./кг). Кроме того, агроруда содержит около 18% всех макроэлементов питания растений, находящихся в подвижной форме и способных непосредственно усваиваться культурой в процессе вегетации. В связи с этим данное вещество можно рассматривать как полноценное органоминеральное удобрение, потенциально обладающее мелиоративными свойствами.
Действие диатомита изучали на двух основных культурах: яровой пшенице (Triticum aestivum L.) на зерно и кукурузе (Zea mays L.), возделываемой на зеленую массу. Кроме того, в лабораторном модельном опыте в почвенной культуре выращивали озимую рожь (Secale cereale L.) для выгонки зеленой биомассы по Нейбауеру-Шнейдеру (Агрохимические
Яровая пшеница - растение длинного дня высотой до 110 см, имеет неглубокую слаборазвитую корневую систему и слабую кустистость. Культура холодостойкая: посевы начинают прорастать при температуре +2 °С. Быстрые всходы требуют более высокой температуры воздуха: +12...+20 °С (Нет-тевич Э.Д., 1976). Вследствие невысокой усвояющей способности корневой системы и относительно слабого ее развития, яровая пшеница предъявляет высокие требования к плодородию почвы. Лучшими для нее считаются черноземные, каштановые и иные высокоплодородные почвы. Также хорошо яровая пшеница произрастает на окультуренных подзолистых и серых лес-