Влияние осадков городских сточных вод на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы при возделывании кормовых культур в условиях Волго-Вятского региона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.04, кандидат сельскохозяйственных наук Кирьянов, Дмитрий Петрович

• Кирьянов, Дмитрий Петрович
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Кирьянов, Дмитрий Петрович

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Краткая характеристика современного состояния 8 почвенного плодородия

1.2 Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от применяемых удобрений

1.3 Сельскохозяйственные культуры, возделываемые в Чувашской Республике

1.4 Способы утилизации осадков городских сточных вод

1.5 Биологические особенности возделываемых 24 в опыте кормовых культур

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Почвенно-климатические условия Чувашской Республики

2.2 Объекты и методы исследований

2.3 Методика расчета допустимого количества внесения осадков 51 городских сточных вод в почву

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Химический состав ОГСВ и навоза КРС

3.2 Влияние удобрений на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы при возделывании кормовой свеклы

3.3 Влияние последействия удобрений на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы при возделывании вико-овсяной смеси на зеленую массу

3.4 Влияние последействия удобрений на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы при возделывании ярового ячменя

3.5 Влияние ОГСВ на химический состав лизиметрических вод светло-серой лесной почвы при возделывании кормовой свеклы, вико-овсяной смеси и ярового ячменя

3.6 Биологическая активность светло-серой лесной почвы при возделывании кормовых культур в зависимости от внесения

ОГСВ, навоза КРС и их сочетания

3.7 Содержание тяжелых металлов в светло-серой лесной почве при внесении ОГСВ, и навоза КРС

3.8 Урожайность кормовых культур при внесении удобрений 76 3.9. Хозяйственный вынос основных элементов питания (ЫРК) кормовыми культурам

3.10 Влияние удобрений на качественные показатели кормовой свеклы

3.11 Содержание нитратов и тяжелых металлов в возделываемых культурах при внесении ОГСВ

3.12. Засоренность посевов кормовых культур

3.13. Фитосанитарная оценка посевов кормовых культур

4. РАСЧЕТЫ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОГСВ И УДОБРЕНИЙ

ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КОРМОВОЙ СВЕКЛЫ

4.1 Биоэнергетическая эффективность применения удобрений 101 при возделывании кормовой свеклы

4.2 Экономическая эффективность применения ОГСВ при возделывании кормовой свеклы

ВЫВОДЫ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние осадков городских сточных вод на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы при возделывании кормовых культур в условиях Волго-Вятского региона»

Актуальность темы. Интенсивное использование земель при низких объемах применения органических и минеральных удобрений, химических мелиорантов, а также использование тяжелой техники и развития водной эрозии, привело в последние годы к значительному снижению их плодородия.

Научными исследованиями установлено, что для бездефицитного баланса гумуса в почвах Чувашской Республики необходимо вносить на гектар пашни 9-10 тонн органики, а вноситься около половины нормы. Основным видом органических удобрений, применяемых в Чувашии, является навоз и компосты на его основе. Стоимость и дефицит навоза в последнее время резко выросли в связи со снижением поголовья скота. Потребность в органических удобрениях увеличивается и в связи с высокой стоимостью минеральных удобрений. Поэтому возникает необходимость разработки технологии использования нетрадиционных органических удобрений, в том числе осадков городских сточных вод (ОГСВ) (Федотов, 1996).

Осадки городских сточных вод индивидуальны по своему химическому составу. На настоящий момент они новые и пока малоизученные удобрения, что нередко создает подозрительное к ним отношение. (Васильев, Полечкин, Михайлов, 2005).

Основным фактором, сдерживающим применение ОГСВ в растениеводстве, является наличие в них солей тяжелых металлов, влияние которых на почву, растения и безвредность продуктов пока мало изучено (Васильев, Пужай-кин, Марковская, 1998).

Имеющиеся данные нельзя автоматически использовать на наши почвен-но-климатические условия, поэтому в каждом конкретном регионе необходимо организовать всестороннее изучение химического состава ОГСВ, их влияние на плодородие почв, урожайность и качество разных возделываемых сельскохозяйственных культур.

Таким образом, разработка научных основ применения ОГСВ в качестве удобрения, возврат органического вещества и широкого набора элементов питания, в основном естественного происхождения, в почвенную среду и в итоге оздоровление окружающей среды - одна из актуальнейших задач современности.

Цель и задачи исследований. Целью наших исследования являлось изучение эффективности действия и последействия ОГСВ, навоза и их сочетаний на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы, урожайность и качество возделываемых сельскохозяйственных культур в звене кормового севооборота в условиях Волго-Вятского региона.

Для реализации поставленной цели предусматривалось решение следующих основных задач:

- дать сравнительную оценку химического состава ОГСВ и навоза КРС;

- выявить влияние изучаемых удобрений на агрохимические свойства, биологическую активность и химический состав лизиметрических вод светлосерой лесной почвы;

- изучить влияние удобрений на урожайность и качественные показатели возделываемых сельскохозяйственных культур в звене кормового севооборота;

- определить биоэнергетическую и экономическую эффективность применения ОГСВ при возделывании кормовой свеклы.

Научная новизна. Впервые в условиях Волго-Вятского региона изучено влияние ОГСВ на агрохимические свойства, биологическую активность и химический состав почвенных растворов светло-серой лесной почвы при возделывании кормовых культур в звене кормового севооборота. Установлено, что ОГСВ, как и полуперепревший навоз КРС, оказывает положительное влияние, как в прямом, так и в последействии, на агрохимические свойства и биологическую активность светло-серой лесной почвы, что в конечном итоге сказывается на увеличении урожайности возделываемых культур и улучшении их качественных показателей. Научно обоснованные дозы внесения ОГСВ (40-60 т/га) не загрязняют почвенную среду. Количество контролируемых тяжелых металлов

РЬ, Си, Zn, Сё), как в пахотном слое почвы, так и в выращенных сельскохозяйственной продукции находится в пределах ПДК.

Положения, выносимые на защиту:

- агрохимическая ценность и экологическая безопасность ОГСВ и полуперепревшего навоза КРС;

- ОГСВ как фактор улучшения пищевого режима, биологической активности и агрохимического состава светло-серой лесной почвы;

- биоэнергетическая и экономическая эффективность применения ОГСВ при возделывании кормовой свеклы.

Практическая значимость работы. Результаты научных исследований могут быть использованы при разработке региональных программ по воспроизводству плодородия почв, повышению урожайности сельскохозяйственных культур, улучшению их качественных показателей. Научно обоснованное применение ОГСВ в качестве органоминерального удобрения будет способствовать оздоровлению окружающей природной среды. Учебно-методическое пособие по применению ОГСВ в качестве удобрения может быть использовано в учебном процессе по курсу «Агрохимия».

Работа проведена в соответствии с Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению агропромышленного комплекса Российской Федерации в 2009-2011 гг. и соответствует паспорту специальности 06.01.04 - агрохимия.

Реализация результатов исследований. Рекомендованные дозы применения ОГСВ в качестве удобрения успешно прошли производственную проверку в СХПК «СОЮз» Ядринского района Чувашской Республики. Внесение в светло-серую лесную почву из расчета 60 т/га ОГСВ способствовало увеличению урожайности кормовой свеклы на 26,3 т/га (65,4%). Уровень рентабельности при этом составил 99,2%.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на: научной конференции: Региональные особенности аграрных отношений в России: история и современность, ЧГСХА, 2009г.; на международной научно-практической конференции «Инновации сегодня: образование, наука, производство», посвященная 70-летию доктора сельскохозяйственных наук, профессора, Заслуженного работника высшей школы РФ, Владимира Ильича Костина, ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА», 2009г.; на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию государственности Удмуртии (16-19 февраля 2010 года); на VI Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 90-летию создания Чувашской Республики (25-26 марта 2010 года); на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 80-летию Чувашской государственной сельскохозяйственной академии, 2011 г.

Публикации результатов исследований. По результатам научных исследований опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Личный вклад. Доля личного участия автора в выборе направления и проведения исследований, обработке полученных результатов, написании научных статей составляет 79%.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству, изложена на 168 страницах компьютерного текста, включает 11 рисунков, 39 таблиц, 33 приложения. Список литературы содержит 245 наименований, в том числе 25 иностранных авторов.

Заключение диссертации по теме «Агрохимия», Кирьянов, Дмитрий Петрович

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Химический состав ОГСВ и навоза КРС

Результаты анализа химического состава осадков сточных вод г. Новоче-боксарск и навоза КРС, в пересчете на сухое вещество, приведены в табл. 3.1.

Заключение:

Рекомендуются к использованию осадки городских сточных вод г. Новочебоксарск 5-тилетнего срока хранения осенью под вспашку в дозах 60 т/га при возделывании кормовой свеклы на^^г^серых лесных почвах в хозяйствах Чувашской Республики.

Акт составлен в пяти экземп. Председатель СХПК «Союз»

П.Ю. Столяров

Агроном СХПК «Союз» /" Ю п- Столяров

Аспирант кафедры,земледелия и агрохимии (^/¿¿у^ ' Д П- Кирьянов

Математическая обработка результатов исследований

Дисперсионный анализ данных однофакторного полевого опыта проведенного методом организованных повторений

Влияние удобрений на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы при возделывании кормовой свеклы (2009г.) Гумус.

Показатели содержания гумуса в почве опытного участка, 2009

Варианты Повто] рения Суммы V Средние

I II III IV

1 2,10 2,12 2,11 2,09 8,42 2,11

2 2,13 2,12 2,15 2,14 8,54 2,14

3 2,15 2,15 2,17 2,16 8,63 2,16

4 2,13 2,13 2,14 2,12 8,52 2,13

5 2,14 2,15 2,16 2,14 8,59 2,15

6 2,19 2,21 2,19 2,20 8,79 2,20

7 2,17 2,18 2,19 2,17 8,71 2,18

8 2,13 2,12 2,11 2,12 8,48 2,12

Суммы Р 17,14 17,18 17,22 17,14 68,68 2,15 п= 4 Ь= 8 32 Ь - число вариантов п - число повторений Таблица квадратов

Варианты Повто] рения Суммы V

I II III IV

1 4,41 4,49 4,45 4,37 70,90

2 4,54 4,49 4,62 4,58 72,93

3 4,62 4,62 4,71 4,67 74,48

4 4,54 4,54 4,58 4,49 72,59

5 4,58 4,62 4,67 4,58 73,79

6 4,80 4,88 4,80 4,84 77,26

7 4,71 4,75 4,80 4,71 75,86

8 4,54 4,49 4,45 4,49 71,91

Суммы Р 293,78 295,15 296,53 293,78 4716,94

О 147,40

Результаты дисперсионного анализа

Дисперсия Сумма квадратов Степени свободы Средний квадрат Рф Р05

Общая 0,03 31

Повторений 0,0005 3

Вариантов 0,03 7 0,004 40,08 2,49

Остаток 0,002 21 0,0001 эс1= 0,01 НСР05= 0,01

НСР05= 0,7 % 105 = 2,08

Показатели рН почвы опытного участка, 2009

Варианты Повто эения Суммы V Средние

I II III IV

1 5,51 5,5 5,52 5,51 22,04 5,51

2 6,15 6,16 6,17 6,13 24,61 6,15

3 6,32 6,34 6,32 6,35 25,33 6,33

4 5,74 5,71 5,73 5,71 22,89 5,72

5 5,85 5,82 5,81 5,84 23,32 5,83

6 5,99 6,01 6,02 5,99 24,01 6,00

7 5,59 5,60 5,63 5,67 22,49 5,62

8 5,45 5,47 5,42 5,45 21,79 5,45

Суммы Р 46,60 46,61 46,62 46,65 186,48 5,83 п— 4 Ь= 8 32

Ь - число вариантов п - число повторений