Эффективность применения окисленных углей в качестве удобрения сельскохозяйственных культур в лесостепной зоне Кемеровской области

• Автор: Просянников, Василий Иванович
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ГЛАВА I. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОКИСЛЕННЫХ УГЛЕЙ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

1.1 Использование окисленных углей в сельском хозяйстве

1.1.1 Использование гуминовых удобрений

1.1.2 Органо-минеральные удобрения на основе углеотходов

1.1.3 Использование окисленных углей в качестве удобрения сельскохозяйственных культур

ГЛАВА II. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Физико-географические условия, климатические особенности и 29 почвенный покров лесостепной зоны Кемеровской области

2.2. Объекты и методы исследований

2.3. Метеорологические условия в годы проведения опытов

ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ОКИСЛЕННЫХ УГЛЕЙ НА ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ ПОЧВ ЭЛЕМЕНТАМИ ПИТАНИЯ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ

3.1. Агрохимические свойства окисленных углей

3.2 Химический состав и содержание тяжелых металлов в окисленных углях
3.3. Влияние окисленных углей на свойства почв
3.4. Влияние удобрений из углистых пород Кузнецкого бассейна на урожайность, качество сельскохозяйственной продукции
3.4.1. Влияние углеотходов на урожайность и качество зерна ячменя
3.4.2.Влияние углеотходов на урожайность и качество зерна овса
3.4.3 Влияние окисленных бурых углей на урожайность, качество зерна яровой пшеницы и потребление питательных элементов в «островной» лесостепи
3.4.4 Влияние окисленных углей на урожайность, качество зерна яровой пшеницы и картофеля в лесостепи Кузнецкой котловины
3.5. Баланс питательных веществ 91 ГЛАВА IV. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ОКИСЛЕННЫХ УГЛЕЙ
Выводы, предложения Производству
Библиографический список

В сельском хозяйстве Кемеровской области в результате интенсивного использования земель снижаются запасы гумуса. За последние два десятилетия наблюдается отрицательный баланс гумуса и питательных веществ в пахотных почвах. Ежегодная потребность в органических удобрениях составляет около 3 млн. тонн. Удовлетворить ее за счет традиционных форм органики в настоящее время не возможно.
Источниками получения дополнительного органического вещества в качестве удобрений для сельского хозяйства области являются: окисленные в пластах бурые угли Канско-Ачинского угольного бассейна, окисленные в пластах каменные угли Кузбасса; углесодержащие отходы флотационного обогащения угля. Окисленные угли имеют широкий набор макро- и микроэлементов являются кладовой органического вещества, содержащего большое количество гуминовых кислот, которые по своему составу близки к почвенным.
Окисленные в пластах угли как бурые, так и каменные практически не используются в народном хозяйстве в качестве топлива или сырья для других отраслей и при добыче.угля открытым способом поступают в отвалы вместе со вскрышными породами. Количество окисленных углей оценивается по каждому месторождению только при детальной разведке и разработке, но оно огромно, На разрезах Кузбасса объёмы окисленных углей поступающих в отвалы составляют десятки миллионов тонн ежегодно.
При обогащении угля образуется большое количество углесодержащих отходов. Ежегодный выход отходов флотационного (мокрого) обогащения угля в Кузбассе составляет миллионы тонн. Они складируются в хвостохранилища, где окисляются в условиях атмосферы и в настоящее время практически не используются.
Размещение окисленных углей и углеотходов является серьезной проблемой для Кузбасса. Окисленные угли, складируемые в отвалах, горят,

вызывая загрязнение атмосферы, под углеотходы занимаются сотни гектаров плодородных земель.
Окисленные угли содержат до 70% органического вещества, в т. ч. отходы флотации 20-60%, содержание СаО и MgO в них достигает 30-40% от минеральной части. Они являются хорошим сорбентом, имеют щелочную реакцию (pH- 7,3-7,6). Благодаря этим свойствам окисленные угли возможно использовать как удобрения.
Поэтому исследования по использованию окисленных углей в качестве удобрений сельскохозяйственных культур в Кемеровской области отличаются особой актуальностью.
Цель исследований - изучение возможности и эффективности применения окисленных углей в качестве удобрения зерновых культур и картофеля в лесостепной зоне Кемеровской области.
Задачи:
- дать характеристику окисленным углям как удобрениям;
- выявить влияние внесения окисленных углей на валовое содержание тяжелых металлов и их подвижных соединений в почвах;
- изучить влияние различных доз окисленных углей на урожайность и качество сельскохозяйственных культур;
- установить влияние различных доз окисленных углей на накопление и вынос основных элементов минерального питания;
- определить содержание тяжелых металлов в продукции при применении окисленных углей;
- определить энергетическую и экономическую эффективность окисленных углей в качестве удобрения изучаемых культур.
Научная новизна. Впервые на основании комплексных исследований обосновано применение окисленных углей в качестве удобрения сельскохозяйственных культур в условиях лесостепной зоны Кемеровской области. Установлены оптимальные дозы внесения окисленных углей для получения урожая с соответствием его качества нормативам по безопасности

На глубине 2-3 м от кровли содержание гуминовых кислот в этом пласте уменьшается и составляет: общих - 48%, свободных 39,7%. Окисленный уголь пласта № 78 еще более гумусирован, общее содержание гуминовых кислот составляет 94,4-95,7%, а свободных - 61,4% в верхней части и 50,6% в средней части пласта по мощности.
По данным Т.А. Кухаренко (1957), целесообразным считается переработка сырья на гуматы при содержании гуминовых кислот не менее 10%.По рекомендациям B.C. Носоченко (1970), содержание гуминовых кислот в углях должно быть более 30% от органического вещества. Зольность не более 70%.
Таким образом, окисленные угли разреза "Талдинский-Северный" высоко гумусированы, и по данному показателю пригодны для производства гуминовых удобрений. Зольность окисленных углей пласта 80 сверху вниз от кровли составляет 17,9%, 13,3 и 11,3%. Окисленные угли пласта 78 имеют более высокую зольность 24,4-31,5%.
В воздушно-сухом состоянии угли содержат 10,8-15,8% влаги. В момент отбора проб угли были сильно обводнены и имели влажность от 26,7 до 42,1%, что свидетельствует об их высокой сорбционной способности - положительном свойстве их органического вещества.
Реакция окисленных углей 6,2-7,0 - близка к нейтральной, поэтому внесение в почвы удобрений из углей не приведет к сдвигу реакции почвенного раствора, а при производстве гуматов потребуется минимальное количество щелочи для экстракции гуминовых кислот. Емкость поглощения окисленных углей очень высокая 93,7-114,9 мг-экв./100 г - это значительно выше, чем емкость поглощения высоко гумусированных почв и свидетельствует о том, что они будут хорошо удерживать катионы почвенного раствора от вымывания водой.
Окисленные угли содержат основания в поглощенном состоянии в объеме свыше 80% от емкости поглощения, в том числе свыше 30% кальция и магния. Соотношение между кальцием и магнием благоприятно для растений. Содержание натрия и алюминия, как токсичных элементов, не большое 0,1-0,6 мг-