Автореферат (1151711)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописи

ШИЛОВА ЕЛЕНА ЮРЬЕВНА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ САХАРНОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ МАЛОПРОДУКТИВНЫХ

ПОЧВ

06.01.02 – Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва – 2013

Работа выполнена в Мещерском филиале Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (ГНУ ВНИИГиМ) Россельхозакадемии

Научный руководитель: Кирейчева Людмила Владимировна, доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Максименко Владимир Пантелеевич - доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ ВНИИГиМ им. А.Н.Костякова, отдел мелиорации земель, зав.отделом

Титова Вера Ивановна – доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБО ВПО «Нижегородская сельскохозяйственная академия», кафедра агрохимии и агроэкологии, зав.кафедрой

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет» им.П.А.Костычева

Защита состоится «25» апреля 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова по адресу: 127550, Москва, ул. Большая Академическая, д. 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ им.

А.Н. Костякова.

Автореферат разослан 25 марта 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук Исаева С.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В последние годы в Российской Федерации наблюдается прогрессирующее снижение плодородия почв. По данным государственной агрохимической службы России и Госкомзема России, 56 млн.га пашни (45%) характеризуется низким содержанием гумуса, что лимитирует урожайность на этих землях. В настоящее время ежегодный расход питательных веществ из почвы пашни в 5 раз превышает их возврат с вносимыми минеральными и органическими удобрениями, что приводит к использованию растениями потенциальных почвенных запасов, сформированных в естественных условиях и, как следствие, к развитию деградационных процессов. Учитывая, что почва является национальным достоянием и от ее состояния во многом зависит продовольственная безопасность страны, актуальным направлением научных исследований является восстановление плодородия почвы, для чего требуется внесение значительных объемов органических веществ.

Особое место в решении этой задачи занимает проблема использования органических отходов, содержащих большое количество аккумулированной энергии. Использование органических отходов в качестве нетрадиционных удобрений в сельском хозяйстве позволяет обеспечить поступление в почву органического вещества и элементов питания в доступных для растений видах. Однако при ненормируемом использовании или некачественной подготовке органических отходов могут развиваться процессы загрязнения, накопления нитратов, засоления и осолонцевания почв, а также снижение их биологической активности за счет развития патогенной микрофлоры и ухудшения водно-физических свойств. Негативное влияние на экологическое состояние земель обусловлено трудностями с переработкой и хранением отходов, значительная часть которых вывозится на свалки и служит источником загрязнения окружающей среды. Опасность представляют территории неорганизованного складирования многотоннажных отходов, среди которых выделяются отходы свеклосахарных предприятий. При производстве сахара в России образуется в среднем 200 000 т/год фильтрационного осадка (дефеката), который складируется на промышленных полигонах или полях фильтрации как невостребованный отход. При этом практически на каждом заводе отчуждается более 100 га земель. Использования отходов сахарного производства позволяет решать несколько задач: увеличение урожайности сельскохозяйственных культур; повышение плодородия почвы и охрану окружающей среды за счет их утилизации, что обуславливает своевременность и актуальность исследований.

Цель и задачи исследований

Цель настоящих исследований - разработка компонентного состава новой удобрительно-мелиорирующей смеси на основе отходов сахарной промышленности и оценка ее эффективности для увеличения урожайности и повышения плодородия малопродуктивных и деградированных почв.

В программу исследований входило решение следующих задач:

• провести анализ современного состояния сельскохозяйственных угодий;

• выполнить анализ факторов, влияющих на сохранение и восстановление плодородия почв;

• изучить химический состав и основные свойства отходов сахарной промышленности и оценить возможность их использования в качестве компонента удобрительно-мелиорирущей смеси (УМС);

• разработать состав удобрительно-мелиорирующей смеси на основе отходов сахарной промышленности для воспроизводства почвенного плодородия;

• исследовать в лабораторных и полевых условиях эффективность применения УМС на основе отходов сахарной промышленности для повышения плодородия малопродуктивных почв, урожайности и качества вико-овсяной смеси;

• разработать способ восстановления почвенного плодородия длительно используемых сельскохозяйственных земель с применением новой удобрительно-мелиорирующей смеси пролонгированного действия и дать рекомендации по применению УМС для малопродуктивных почв Мещерской низменности.

Методика проведения исследований

Исследования выполнялись в лабораторных условиях на вегетационных сосудах по общепринятой методике. Деляночные опыты проводились по методике Доспехова Б.А. на землях ОПХ «Полково» и в хозяйстве «Заборье» (Рязанская область, Рязанский район). Агрометеорологические наблюдения осуществлялись при помощи автоматической метеостанции METEOSCANPRO 923. Отбор почвенных проб проводился в соответствии с ГОСТом 28168-89. Для определения водно-физических свойств почв использовались стандартные методики. Содержание гумуса оценивалось по методу Тюрина, определение рН проводилось в соответствии с ГОСТом 26483-85, содержание подвижных форм фосфора и калия по ГОСТу 26207-91, содержание общего азота – по Кьельдалю, аммонийного азота – по ГОСТу 26489-85, величина гидролитической кислотности – по ГОСТу 26212-91. Урожай учитывался в соответствии с методикой Доспехова Б.А. (1973), учет распределения массы корневых систем в почвенной толще осуществлялся количественно-весовым методом.

Исследования качества вико-овсяной смеси выполнялось по требованиям и нормативам качества для сена по следующим показателям:

- химический состав (содержание сырого протеина, сырой клетчатки, сырой золы) и питательность кормов в аккредитованной испытательной лаборатории ФГУСАС «Подвязьевская».

- содержание тяжелых металлов (свинца, кадмия, меди и цинка) в соответствии с ГОСТом 30692-2000.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- на основе теоретических предпосылок и практического опыта разработан новый компонентный состав удобрительно-мелиорирующей смеси на основе отхода сахарного производства (дефеката), обеспечивающий повышение плодородия почв и урожайность вико-овсяной смеси;

- выявлены закономерности влияния доз внесения УМС на рост и развитие, урожайность и качество однолетних трав, динамику гумуса на малопродуктивных почвах;

- подтверждено, что внесение разработанной удобрительно-мелиорирующей смеси оказывает устойчивое положительное влияние на плодородие деградированных почв в течение длительного времени;

- предложен способ приготовления УМС и даны рекомендации по ее использованию для повышения почвенного плодородия малопродуктивных и деградированных почв.

Научная новизна подтверждена заявкой на изобретение «Способ получения удобрительно-мелиорирующей смеси на основе дефеката сахарного производства» № 2011149138/13 от 02.12.2011 г.

Основные положения, выносимые на защиту:

- компонентный состав удобрительно-мелиорирующей смеси на основе отходов сахарного производства и способ ее приготовления;

- закономерности влияния удобрительно-мелиорирующей смеси на основе отходов сахарного производства на урожайность вико-овсяной смеси, содержание гумуса в почве;

- способ восстановления почвенного плодородия ранее осушенных сельскохозяйственных земель с использованием новой удобрительно-мелиорирующей смеси пролонгированного действия.

Достоверность полученных результатов подтверждена результатами вегетационного опыта, многолетних полевых экспериментов, статистической обработкой полученных данных, использованием современных методов исследований и применением утвержденных методик для определения необходимых показателей в аттестованных лабораториях.

Личное участие автора

Теоретические и экспериментальные исследования, представленные в работе, выполнены автором как самостоятельно, так и в соавторстве. При этом лично автором осуществлена постановка эксперимента, подготовка и проведение вегетационного опыта, полевых исследований в ОПХ «Полково» и ЗАО «Заборье», обработка полученных данных.

Практическая значимость работы

Способ восстановления плодородия малопродуктивных деградированных почв может быть использована сельскохозяйственными товаропроизводителями для повышения плодородия почв, урожайности и качества сельскохозяйственной продукции.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались на Юбилейной международной конференции «Современные проблемы мелиорации и водного хозяйства», Москва, 2009 г.; международной научно-практической конференции «Приемы повышения плодородия почв и эффективности удобрений», Горки, 2009 г; международной научно-практической конференции «Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXIвеке: проблемы, перспективы, достижения», Минск, 2010 г.; на секциях Ученого Совета ВНИИГиМ, (Москва 2009, 2010, 2011, 2012 гг.). Основные результаты работы опубликованы в восьми научных работах, в том числе 3 в журналах, рекомендованных в ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций, изложена на 143 стр. машинописного текста, иллюстрирована 23 рисунками, содержит 32 таблицы, список литературы включает 142 наименование, в том числе 8 иностранных изданий.

Автор выражает огромную благодарность руководителю Мещерского филиала, к.с-х.н. С.В.Перегудову за консультации и помощь в организации проведения исследований, к.с-х.н. К.Н.Евсенкину, к.с.-х.н. А.В.Нефедову и всем сотрудникам филиала за оказанную помощь.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена актуальность рассматриваемой проблемы, сформулированы цель и задачи исследований, методика проведения исследований, а также научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе «Использование отходов в сельскохозяйственных целях для повышения плодородия почв» дана краткая оценка современного состояния сельскохозяйственных угодий, анализ основных деградационных процессов, снижающих плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур, а также выполнен анализ факторов, обеспечивающих сохранение и восстановление плодородия почв. Деградированные почвы имеют низкую продуктивность, которая связана как со снижением запасов гумуса, так и нарушением их структуры (В.А.Ковда,1979). К настоящему времени 46% пахотных почв имеют низкое содержание гумуса, 31% повышенную кислотность, 22% недостоток подвижного фосфора и 10% - подвижного калия (Проблемы деградации…Под ред. Г.А.Романенко, 2007).

Для восстановления продуктивности таких почв разработаны различные способы и мелиоративные приемы, сущность которых сводится к регулированию водного, воздушного, пищевого режимов и увеличению запасов гумуса. Вопросами повышения содержания гумуса в почвах посредством внесения органического вещества и органических отходов занимались Д.Н.Прянишников, Н.Г.Андреев, М.Ф.Буданов, Р.П.Воробьева, Д.П.Гостищев, В.Т. Додолина, И.П.Канардов, В.И.Кирюшин, Н.Г.Ковалев, Г.Е.Мерзлая, В.М.Новикова, Л.П.Овцов, В.Г.Сычев, Л.Л.Шишов и многие другие. В качестве предпосылок безопасного использования органических отходов в сельском хозяйстве были определены сроки и дозы внесения отходов, технология и техника внесения, агротехнические приемы возделывания сельскохозяйственных культур. Наряду с внесением подготовленных органических отходов, создавались органические удобрения с заданными свойствами. Так, во ВНИИМЗ коллективом ученых под руководством академика Россельхозакадемии Н.Г.Ковалева разработано и внедрено эффективное экологически чистое органическое удобрение (КМН) на основе биоферментации органического сырья (навоза, помета, опилок, соломы и др.). Однако для восстановления деградированных почв и их устойчивости к процессам деградации требуется повышение вещественно-энергетического состояния путем внесения значительных доз органического углерода и кальцийсодержащего компонента. Для этого необходимо использовать специально подготовленные органоминеральные смеси. Известно получение удобрительной смеси на основе компостирования сапропеля с навозом и NPK (М.З.Лопотко, Г.А.Евдокимова, 1992), удобрительно-мелиорирующей смеси (УМС) на основе карбонатного сапропеля и торфа, обработанного микробным препаратом (Л.В.Кирейчева, О.Б.Хохлова, 2005) и другие.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов диссертации