Автореферат (1151711), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Рис. 2. Развитие корневой системы вико-овсяной смеси на контроле и при внесении УМС дозой 40 т/га

Для подтверждения полученных результатов были проведены аналогичные исследования на малопродуктивной дерново-подзолистой почве на опытном участке в «Заборье» в период с 2010 по 2012 годы. Характеристика дерново-подзолистых почв дана в табл. 3. Дерново-подзолистые почвы по гранулометрическому составу песчаные. Водно-физические свойства характеризуются следующими показателями: плотность 1,2-1,66 г/см³, влагоемкость 32%.

На участке также проводились деляночные опыты с вико-овсяной смесью в 5- кратной повторности для 4 вариантов: контроль, внесение УМС 10,20 и 40 т/га. Динамика урожайности приведена на рис. 3. Как и в предыдущем опыте, внесение УМС оказало заметное влияние на урожайность и качество продукции.

Выполненный анализ растительной продукции показывает высокую питательную ценность сена и соответствие нормативам качества для 1-го класса. Содержание загрязнителей не превышает максимально-допустимый уровень (табл. 5). Относительная бедность микроэлементами обусловлена преимущественно песчаным составом почвенного профиля.

5. Результаты исследования вико-овсяной смеси по нормативам качества для кормов (урожай 2011 г.)

Рис.3. Динамика урожайности вико-овсяной смеси на дерново-подзолистых почвах участка «Заборье»

Полученные данные за три года исследований на дерново-подзолистых почвах позволяют утверждать, что применение удобрительно-мелиорирующей смеси на основе отходов сахарного производства положительно сказывается как на качестве получаемой сельскохозяйственной продукции, так и на величине урожайности.

Для оценки влияния УМС на плодородие почвы был произведен отбор проб из корнеобитаемого слоя и выполнено определение гумуса на опытных участках «Тинки II» и «Заборье» по методике Тюрина в соответствии с ГОСТ 26213 – 91 (табл. 5).

5. Содержание гумуса в почве (слой 0-20 см),%

Как видно из таблицы, после внесения УМС происходит закономерное повышение гумуса в слое 0-20 см, его содержание увеличивается за 4 года (весна 2009 – весна 2012) на 0,7% на участке «Тинки II» и 1,65% за период весна 2010 - весна 2012 г. в «Заборье». Причем, скорость его накопления с годами увеличивается, что связано с активацией почвенной микрофлоры и усилением процессов гумусообразования. На контроле наблюдается естественное колебание содержания гумуса.

Известно, что образование гумуса связано с микробиологической активностью почвы. Поскольку при разработке удобрительно-мелиорирующей смеси были использованы микробные препараты, представляет интерес изучение влияния УМС на микробиологическую активность почвы. Микроорганизмы, участвуя в превращениях минеральных элементов в почве, также активно воздействуют на ее кислотность, продуцируя при этом масляную и молочную кислоты. Минеральная часть почвы разрушается под воздействием различных органических и неорганических кислот, щелочей ферментов и других соединений – продуктов жизнедеятельности почвенных микроорганизмов (В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев, 2000). Одним из наиболее часто применяемых показателей для характеристики биологической активности почвы является скорость разложения целлюлозы. В наших опытах интенсивность разложения целлюлозы в почве определялась известным методом аппликации полотен. Полученные результаты показывают, что внесение УМС активизирует биологическую активность почвы. Активность увеличивается в прямой зависимости от нормы внесения УМС (рис.4).

Рис. 4. Динамика степени разложения льняного полотна в зависимости от дозы внесения УМС на постторфяных и дерново-подзолистых почвах

Полученные результаты показывают, что внесение УМС активизирует микробиологическую активность почвы, что обеспечивает стимулирование процессов гумусообразования и подтверждает накопление гумуса в почве.

Таким образом, вегетационные и многолетние полевые исследования, выполненные в Рязанской Мещере на землях ОПХ «Полково» и «Заборье» подтвердили теоретические предпосылки о возможности и целесообразности использования новой удобрительно-мелиорирующей смеси на основе отходов сахарного производства для повышения урожайности и восстановления плодородия малопродуктивных постторфяных почв и деградированных дерново-подзолистых почв. В процессе исследований установлено, что внесение в почву удобрительно-мелиорирующей смеси дозой 40 т/га позволило существенно повысить урожайность вико-овсяной смеси с 18,5 до 39,3 ц/га на постторфяных и с 13 до 33,4 ц/га дерново-подзолистых почвах по сравнению с контролем и увеличить запасы гумуса соответственно с 7,1 (весна 2009 г.) до 8,4% (осень 2012 г.) и с 3,45 (весна 2010 г.) до 5,4% (осень 2012 г.) на тех же почвах.

В пятой главе «Технология приготовления и внесения удобрительно-мелиорирующей смеси на основе отходов сахарного производства и эколого-эффективность применения» даны технология приготовления и внесения в почву УМС, а также расчет эколого-экономической эффективности ее применения на малопродуктивных и деградированных почвах.

Дефекат, торф и измельченное сено в весовых соотношениях 1:3:1 подаются на площадку и перемешиваются с помощью бульдозера. Вместо сена возможно использовать в производственных условиях более дешевый материал, например, измельченную солому. Укладывают в штабель послойно, каждый слой толщиной до 0,5 м проливают раствором молочнокислых бактерий смеси штамма АСТ-41 и кефирной закваски в объемном соотношении 1:1000 (1 литр на 1000 л смеси). Полив производят поливочной машиной. С помощью грейферного экскаватора формируют штабель высотой 1,5–2,0 м, шириной 3,0–4,0 м, длиной 30-35 м. Заложение внешних отходов должно быть 1:0,5 – 1:0,75. Штабель укрывают пленкой и оставляют для созревания в течение двух недель. Пленка должна быть черной, так как солнечный свет дезактивирует почвенные микроорганизмы. Активизация микроорганизмов должна начаться с анаэробных бактерий, поэтому пленку кладут плотно и герметично. Температура созревания компоста не должна превышать 30⁰С, оптимальная температура 25-28⁰С. Температура контролируется термометрами, вставленными в штабель на глубину до 1м. Если температура начинает подниматься выше 30⁰С, пленку снимают и бурт утрамбовывают гусеничным трактором, что уменьшает доступ кислорода, снижает активность аэробных бактерий и нормализует температуру бурта. Созревший компост отправляют на площадку смешивания. Далее подают транспортером минеральные удобрения, которые экскаватором вносят в компост и все перемешивают. Расчет минеральных удобрений производится с учетом дозы внесения, исходных запасов NPK в почве и состава выращиваемых культур. Полученный продукт фасуют в полимерные непрозрачные пакеты.

Технологический процесс внесения удобрительно-мелиорирующей смеси в почву предусматривает максимальное сохранение ее плодородия, энергосбережение, высокую производительность труда и применение существующих технических средств и включает следующие операции:

1. Предварительная подготовка почвы. С целью равномерного распределения смеси по поверхности почвы производят выравнивание поверхности и измельчение комков.

После многолетних трав проводят дискование дернины тяжелой дисковой бороной в два следа. Глубина обработки в 8-10 см. После дискования на слабоокультуренных почвах проводят вспашку с предшественниками на глубину 20-25 см, разделку пласта дисковыми боронами вдоль пахоты и планировку поверхности поля.

После зерновых культур, однолетих трав проводят лущение стерни и через 10-12 дней – вспашку без оборота пласта на глубину 20-25 см. На сильно засоренных участках после лущения стерни перед пахотой можно провести дискование на глубину 15-18 см.

1. Внесение удобрительно-мелиорирующей смеси. В почву удобрительно-мелиорирующую смесь следует вносить равномерно разбрасывая по поверхности. Внесение целесообразно осуществлять весной при влажности почвы не более 20%. За один прием вносится вся рассчитанная доза смеси.

2. Обработка почвы после внесения удобрительно-мелиорирующей смеси. Для равномерного распределения смеси по всему почвенному слою рекомендуется проводить дискование в два следа, глубокое фрезерование и затем выравнивание неровностей на поверхности почвы.

Расчет эколого-экономической эффективности выполнен в соответствии с РД-АПК 3.00.01.003-03 по оценке общественной эффективности, которая учитывает, наряду с повышением урожайности от внесения УМС, экологические последствия реализации мелиоративных мероприятий: восстановление плодородия малопродуктивных и деградированных почв. Ежегодный прирост плодородия определяется по разности содержания гумуса при внесении УМС и на контроле. Дисконтированное сальдо приростного потока за 4 года функционирования для варианта с внесением УМС составляет 104767,8 против 27169 руб./га на контроле, т.е. показатель эффективности в 3,5 раза выше.

Выводы

1. Выполненный анализ литературных источников и современная агроэкологическая оценка состояния сельскохозяйственных угодий России показали, что для почв России характерно неблагоприятное соотношение и отрицательный баланс питательных веществ, что привело к снижению почвенного плодородия за счет использования растениями запасов гумуса почвы. Перспективным направлением в решении этой проблемы является повышение вещественно-энергетического состояния почвы путем внесения значительных доз органического углерода.

2. Для повышения плодородия малопродуктивных и деградированных почв возможно использование органических отходов, содержащих большое количество аккумулированной энергии. Одним из путей использования этой энергии является преобразование органосодержащих отходов в удобрительно-мелиорирующие смеси с заданными для данной конкретной почвы параметрами.

3. На основе изучения химического состава и основных свойств отходов сахарной промышленности выполнена оценка возможности их использования в качестве удобрения и разработан компонентный состав новой удобрительно-мелиорирующей смеси, включающий фильтрационный осадок (дефикат) сахарной промышленности, торф и солому в соотношении 1:3:1, обработанные раствором молочнокислых бактерий смеси штамма АСТ-41 и кефирной закваски в объемном соотношении 1:1000 (1 литр на 1000 л).

4. На основе проведения вегетационных опытов была установлена эффективная доза внесения удобрительно-мелиорирующей смеси в объеме 40 т/га и периодичность внесения по данным исследования 1 раз не менее чем в 3-4 года.

5. Оценка эффективности новой смеси проводилась на постторфяных и малопродуктивных дерново-подзолистых почвах Рязанской Мещеры. Многолетними полевыми исследованиями на землях ОПХ «Полково» и «Заборье» установлено, что внесение в почву удобрительно-мелиорирующей смеси дозой 40 т/га позволило существенно повысить урожайность вико-овсяной смеси с 18,5 до 39,3 ц/га на постторфяных и с 13 до 33,4 ц/га дерново-подзолистых почвах по сравнению с контролем. Выполненный анализ качества растительной продукции по нормативам качества для кормов показывает ее высокую питательную ценность и соответствие нормативам качества для сена 1-го класса, экологическую безопасность.

6. Проведенный анализ позволяет утверждать, что применение удобрительно-мелиорирующей смеси нормой 40 т/га обеспечило увеличение содержания гумуса в почве на постторфяных почвах с 7,1 до 8,4 % в течение трех лет, а на дерново-подзолистых с 3,45 до 5,4% в течение двух лет. Изучение микробиологической активности подтверждает формирование процессов гумусообразования в почве, о чем свидетельствует целлюлозоразрушающая активность.

7. Разработана технология восстановления почвенного плодородия ранее осушенных сельскохозяйственных земель с использованием новой удобрительно-мелиорирующей смеси пролонгированного действия, которая включает технологию ее изготовления и внесения в почву. Расчеты свидетельствуют об экономической эффективности применения удобрительно-мелиорирующей смеси. Дисконтированное сальдо приростного потока в 3,5 раза выше при внесении УМС, чем при обычной технологии.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для предупреждения деградационных процессов и повышения продуктивности малопродуктивных почв рекомендуется внесение удобрительно-мелиорируюшей смеси на основе отхода сахарной промышленности – дефеката, торфа и измельченной соломы в соотношении 1:3:1, обработанной микробным препаратом.

Использование отходов сахарного производства в качестве компонента удобрительно-мелиорирующей смеси с заданными параметрами решает:

• проблему восстановления запасов гумуса и почвенного плодородия малопродуктивных и деградированных почв, а также повышение урожайности сельскохозяйственных культур;

• экологическую проблему, связанную с утилизацией отходов сахарной промышленности и охраной окружающей среды.

1. Рекомендуется единовременно вносить не менее 40 т/га с периодичность один раз в три- пять лет в зависимости от степени деградации почвы. Смесь вноситься поверхностным способом с последующей заделкой на глубину 8-10 см по вспашке перед посевом при влажности почвы не более 20%. За один прием вносится вся рассчитанная доза смеси. Для равномерного распределения смеси по всему почвенному слою проводится дискование в два следа, а затем выравнивание поверхности почвы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

Характеристики

Список файлов диссертации