Оценка возможности использования природных и модифицированных кремнийсодержащих материалов в агроэкосистеме

• Автор: Забегалов, Николай Вячеславович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Кремний в жизни растений
1.2. Содержание и формы кремния в почве
1.3. Характеристика кремнийсодержащих пород
1.4. Кремнийсодержащие материалы, их влияние на почву
Глава 2. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ
ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты изучения
2.2. Почвенно-климатические условия проведения исследований
2.3. Методика постановки опытов
2.4. Методы лабораторных исследований
Глава 3. ВЛИЯНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ
КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ
3.1. Влияние кремнийсодержащего нанопрепарата
на продуктивность гороха
3.1.1. Урожайность и качество растительной продукции
3.1.2. Влияние нанопрепарата на содержание кремния
в почве и надземной биомассе гороха
3.2. Влияние кремнийсодержащего нанопрепарата
на продуктивность яровой пшеницы
3.2.1. Урожайность и качество растительной продукции
3.2.2. Влияние нанопрепарата на содержание кремния
в почве и растениях яровой пшеницы
3.3. Эффективность использования кремнийсодержащего нанопрепарата в полевых условиях

Глава 4. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНОГО
КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА ЦЕОЛИТА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И АГРОЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ ПОЧВЫ
4.1. Урожайность и качество основной продукции
яровой пшеницы и овса, возделываемых последовательно
4.2. Динамика агрохимических показателей почвы
под действием цеолита
4.3. Оценка способности цеолита к детоксикации
загрязненных почв
Глава 5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ
КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ЦЕОЛИТА, ДИАТОМИТА И НАНОПРЕПАРАТА
5.1. Прямое действие кремнийсодержащих материалов
на картофеле
5.2. Последействие цеолита и диатомита
на яровой пшенице
5.3. Влияние кремнийсодержащих материалов
на агроэкологическое состояние почвы
Глава 6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИЙ
6.1. Энергетическая эффективность
6.2. Влияние удобрений на поглощение кремния
биомассой растений
6.3. Окупаемость удобрений прибавкой урожая
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований
В современном земледелии актуальным является поиск путей повышения продуктивности агробиогеоценоза при оптимизации объемов использования минеральных удобрений и внедрении в систему «почва-растение» веществ, позволяющих стабилизировать урожайность, сохраняя высокое качество растительной продукции и ее безопасность для животных и человека. Одним из малоизученных в этом направлении факторов является использование кремнийсодержащих материалов природного происхождения, в частности, цеолитов и диатомитов, которые являются не только носителем одного из макроэлементов, необходимых растению для продуктивного органогенеза, но и реальной возможностью улучшения экологического состояния биогеоценоза за счет высокой способности этих материалов к сорбции различного рода веществ. В свою очередь, закрепление в твердой фазе этих материалов отдельных элементов позволяет снижать их миграционную способность по профилю почвы и избыточное накопление растениями, что весьма актуально не только для тяжелых металлов, но и для соединений, быстро и массово вымывающихся из почвы, например, некоторых форм биогенных элементов.
Немаловажным для агропромышленного комплекса страны является и готовность к применению в своем производстве удобрительных материалов, полученных с использованием элементов нанотехнологий. Такие вещества, безусловно, относятся к новому классу современных удобрений, удобрительная ценность и потенциальная опасность (или безопасность) которых должны быть выявлены в первую очередь.
В связи с этим, изучение возможности использования в сельскохозяйственном производстве кремнийсодержащих материалов природного происхождения (цеолита, диатомита) и кремнийсодержащего препарата, модифи-

раковин породообразующих диатомей составляет 10-30 микрон) и большой удельной поверхности, они обладают абразивными свойствами, низкой теплопроводностью, высокой реакционной и сорбционной активностью, что определяет их широкое использование во многих отраслях промышленности, в том числе и в сельском хозяйстве в качестве мелиоранта.
Таблица
Содержание питательных веществ в цеолитах Хотынецкого месторождения (Лобода Б.П., Ходырев В.М., 2009)
Макроэлементы Содержание, мг/кг Микроэлементы Содержание, мг/кг
Азот 7-8 Молибден
Фосфор 250-270 Бор
Калий 230-270 Цинк
Натрий 120-125 Медь
Кальций 4400-5200 Марганец
Магний 1200-2000 Кобальт
Кремний 70000-89000 Титан
Диатомит, изучаемый в наших исследованиях, добыт в Инзенском месторождении на предприятии ООО “Диатомовый комбинат”, входящем в группу компаний “Diamix” (Ульяновская область, г. Ульяновск, карьерная сеть реки Инза) (Куликова А.Х., 2010). По внешнему виду диатомит представляет собой тонкий порошок серо-желтого цвета, обладающий гигроскопичностью. По химическому составу диатомит - это смесь органоминеральных соединений, содержащая (% на сухое вещество) общего Si02
82,5, в том числе аморфного Si02 - 42,0; Р205 - 0,05; К20 - 1,06; СаО - 0,28; MgO - 0,76; А120з - 7,88; Fe203- 2,41; МпО - 0,01; Na20 - 0,02; S03 - 0,21 и другие химические элементы (Куликова А.Х., 2008; Куликова А.Х., Никифорова С.А., Никифоров Е.А., 2008).
Кроме того, в экспериментах использовали кремнийсодерэ/саший нано-препарат. Препарат произведен на основе технологии модифицирования солей низкими концентрациями наночастиц, разработанной учеными Нижегородского государственного университета в рамках проекта «Green Lift» (Его-