Биологическая и химическая мелиорация чернозема выщелоченного в условиях лесостепи Среднего Поволжья

• Автор: Лошкарев, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 194 с.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Изменение плодородия почв под действием осадков сточных вод

1.2 Влияние ОСВ на урожайность сельскохозяйственных культур

1.3 Использование отходов производства в земледелии

1.4 Изменение плодородия почв при известковании

2. УСЛОВИЯ, СХЕМЫ ОПЫТОВ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Условия почвообразования

2.2 Почвенный покров

2.3. Погодные условия в годы проведения опытов

2.4 Место проведения и схема опытов

2.5 Методы лабораторных исследований

3. ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПОД ВЛИЯНИЕМ ОСВ, ОПП И ДОЛОМИТОВОЙ МУКИ
3.1 Структура почвы
3.2 Общие физические свойства почвы
3.3 Запасы воды и водопотребление растений
4. ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПОД ВЛИЯНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКОЙ, ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
4.1 Влияние осадков сточных вод на содержание гумуса
в черноземе выщелоченном
4.2 Пищевой режим почвы
4.3 Влияние биологических химических мелиорантов и удобрений
на физико-химические свойства чернозема выщелоченного
5. ВЛИЯНИЕ ОСВ НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
В ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ
6. ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
7. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ, ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ И УДОБРЕНИЙ
ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Повышение почвенного плодородия и экологической устойчивости почв на современном этапе невозможны без широкой мелиорации земель. Для эффективного применения различных средств мелиорации на черноземах выщелоченных необходима разработка агробиологических основ мелиоративных приемов, позволяющих оптимизировать их использование на основе системного подхода к изучению почвенного плодородия. Выбор мелиоративных приемов должен быть сопряжен с конкретными почвенно-климатическими условиями и с экологическими ограничениями, учетом их энергоемкости и энергетической эффективности.
Из основных элементов агроэкосистемы наиболее существенными с экологических позиций являются приемы биологической и химической мелиорации, направленными на возврат органического вещества в почву при минимальном использовании минеральных удобрений. Биологические и химические мелиоранты способны улучшать гумусовое состояние, структуру почв и питательный режим растений, снижать испарение влаги, активизировать газообмен между почвой и атмосферным воздухом и т.д.
В настоящее время накоплен значительный зарубежный опыт применения отходов промышленности и осадков сточных вод (ОСВ) в качестве мелиорантов под сельскохозяйственные культуры в опытно-производственных и производственных условиях. В условиях Российской Федерации применение отходов промышленности и осадков сточных вод для мелиорации почв носит ограниченный характер, поэтому возникает потребность в научном обосновании выбора и применения приемов биологической и химической мелиорации на черноземах выщелоченных Среднего Поволжья, а также их экологической и энергетической оценки.
Цель исследований: целыо настоящей работы являлось изучение влияния осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фосфорнокалийных удобрений и известкования на агромелиоративное состояние чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур.

В задачи исследований входило:
1. Изучить влияние осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фосфорно-калийных удобрений и известкования на структурное состояние и общие физические свойства чернозема выщелоченного.
2. Установить влияние осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фосфорно-калийных удобрений и известкования на запасы воды в почве и водопотребление растений.
3. Определить влияние повторного внесения осадков сточных вод и известкования на содержание гумуса в черноземе выщелоченном.
4. Изучить влияние осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фосфорно-калийных удобрений и известкования на пищевой режим чернозема выщелоченного.
5. Выявить изменение физико-химических свойств чернозема выщелоченного под влиянием осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фосфорно-калийных удобрений и известкования.
6. Провести сравнительную оценку по влиянию на плодородие почвы традиционных фосфорно-калийных удобрений и отходов поролонового производства.
7. Определить влияние повторного внесения осадков сточных вод на накопление тяжелых металлов в черноземе выщелоченном и в продукции растениеводства.
8. Установить влияние изучаемых мелиоративных приемов на урожай-" ность сельскохозяйственных культур.
9. Рассчитать энергетическую эффективность использования в качестве мелиорантов осадков сточных вод, отходов поролонового производства и доломитовой муки.
Научная новизна. Впервые в условиях лесостепного Поволжья на черноземах выщелоченных в зернопаровом севообороте изучено влияние повторного внесения осадков сточных вод, известкования на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.
Следует отметить, что положительное действие доломитовой муки прослеживалось только в первую ротацию пятипольного зернопарового севооборота. Таким образом, воспроизводство утраченной водопрочной структуры во вторую ротацию севооборота, на вариантах с ОСВ, размещенных по известковому фону, протекало только под действием ОСВ.
Исходя из результатов исследований, согласно градации, предложенной H.A. Качинским, структурное состояние пахотного горизонта чернозема выщелоченного на контрольном варианте можно оценить как неудовлетворительное, на вариантах с нормой ОСВ 40 т/га - как удовлетворительное, на вариантах с нормами ОСВ 80 и 100 т/га — как хорошее, на варианте с доломитовой мукой — как удовлетворительное и на вариантах с ОСВ, размещенных по известковому фону - как хорошее.
Важными характеристиками структурного состояния почвы являются коэффициент ее структурности, степень выпаханности и степень водопроч-ности агрегатов.
На контрольном варианте за первую ротацию севооборота коэффициент структурности уменьшился на 0,03, а за весь период исследований — на 0,06 и составил в 2004 году 0,56 (таблица 4). Степень выпаханности за весь период исследований возоосла с 53,5 до 56,4% (таблица 5).
На вариантах с ОСВ без известкования коэффициент структурности по завершению первой ротации севооборота увеличился до 0,74 (40 т/га ОСВ)
1,04 (100 т/га ОСВ). Разница с контролем составляла 0,15-0,45.
По завершению исследований коэффициент структурности на этих вариантах изменялся в интервале от 1,00 до 1,48, при значении на контроле 0,56.
Степень выпаханности при использовании ОСВ без известкования в зависимости от их норм по завершении первой ротации севооборота снизилась до 38,1-48,7%. Разница с контрольным вариантом варьировала в пределах от 6,5 до 17,1%.