Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологическая оценка периодического применения металлургического шлака в качестве известкового удобрения на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологическая оценка периодического применения металлургического шлака в качестве известкового удобрения на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве"

На правах рукописи

ЕРМОЛАЕВ Сергей Андреевич

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ШЛАКА В КАЧЕСТВЕ ИЗВЕСТКОВОГО УДОБРЕНИЯ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ

Специальность 06.01.04. - Агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург-Пушкин 2005

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте агрохимии имени Д.Н. Прянишникова (ВНИИА)

Научный руководитель: доктор биологических наук Аканова Наталья Ивановна

Официальные оппоненты: академик РАСХН,

доктор сельскохозяйственных наук, Семенов Виктор Анатольевич

доктор сельскохозяйственных наук Осипов Анатолий Иванович

Ведущее учреждение: Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева

Защита состоится «_»_2005 г. в 14.00 часов на

заседании диссертационного совета Д. 220.060.03 в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете (С.-ПбГАУ) по адресу: 196600, Санкт-Петербург-Пушкин, Петербургское шоссе, 2 корп. 1-а, аудитория 239.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета

Автореферат разослан 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук,

профессор у/У¡МГ^ В.П. Царенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Необходимым условием эффективного использования минеральных удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах является известкование. Особенно актуально это для Нечерноземья России, где преобладают почвы с низким естественным плодородием. Так, площадь почв с избыточной кислотностью составляет более 50 млн. га.

Однако, в условиях возрастания стоимости известковых удобрений и затрат на их применение важнейшей народно-хозяйственной проблемой стала разработка наиболее рациональных приемов применения извести для поддержания оптимальной реакции почвенной среды с минимальными энергетическими и экономическими затратами, обеспечивающих максимальную окупаемость их сельскохозяйственной продукцией. В связи с этим важное значение приобретает изыскание резервов дешёвых известковых материалов, одними из которых являются отходы металлургической промышленности - шлаки, применение которых позволяет уменьшить затраты на известкование на 30-40% и ввести в сельскохозяйственный оборот земли, занятые отвалами. Исследования показывают, что шлаки являются высокоэффективными известковыми удобрениями, и по действию на урожай сельскохозяйственных культур и их качество не уступают извести, а в ряде случаев даже превосходят её. При этом вопросы рационального использования шлаков, в т.ч. периодичность их внесения, изучены ещё недостаточно.

Гарантию безопасного использования шлаков в сельском хозяйстве может дать только комплексный подход к их изучению в системе «почва-растение» с учетом содержания в шлаках не только необходимых микроэлементов, но и тяжелых металлов. Кроме того, утилизация известьсодержащих отходов промышленности является решением важной природоохранной проблемы по предупреждению их неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась агроэкологиче-ская оценка периодического известкования дерново-подзолистой почвы. Для её реализации было необходимо решить следующие задачи:

- изучить и теоретически обосновать приемы совершенствования химической

мелиорации с учетом свойств дерново-подзолистых почв Центрального района Нечерноземной зоны РФ и определить окупаемость 1 т СаСО3 при основном и повторном известковании в условиях длительного последействия;

- дать агроэкологическую оценку применения различных доз и форм извест-

ковых удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в длительном последействии и при периодическом известковании;

- определить и оценить влияние металлургических шлаков на продуктивность

и качество сельскохозяйственных культур;

- выявить влияние металлургического шлака на распределение и содержание

хрома, никеля и других тяжелых металлов по почвенным горизонтам;

- научно обосновать и разработать методику прогнозирования изменения ки-

слотности почв и расчета баланса магния в земледелии Нечерноземной зоны на ближайшую и отдаленную перспективу;

Работа выполнена в ВИУА имени Д.Н. Прянишникова в соответствии с тематическим планом НИР, включающим государственные научно-технические программы (№ Госрегистрации 154.17.2.26.-99,1825-01).

Научная новизна. Установлена закономерность влияния длительного последействия основного (более 30 лет) и повторного (25 лет) известкования в полевом севообороте на динамику агрохимических свойств почвы. Выявлена динамика окупаемости 1 т СаСО3 сельскохозяйственной продукцией в зависимости от доз и форм известковых удобрений при основном и повторном известковании. Установлены различия в характере действия химических мелиорантов на свойства почв, в том числе содержание и качество гумуса. Экспериментально обоснована высокая агрономическая, ресурсосохраняющая эффективность и экологически безопасное действие на качество урожая сельскохозяйственных культур и свойства почв металлургического шлака. Исследовано влияние металлургического шлака на содержание тяжелых металлов по почвенным горизонтам.

Установлена закономерность изменения форм почвенной кислотности в зависимости от форм и доз известковых удобрений. Выявлены оптимальные дозы известковых удобрений при периодическом известковании, обеспечивающих максимальную продуктивность сельскохозяйственных культур. Показано, что периодическое или однократное внесение полной по гидролитической кислотности дозы известковых удобрений переводит в неактивное состояние обменную кислотность почвы не менее чем на 30 лет.

Практическая значимость работы состоит в том, что установлены закономерности длительного последействия основного и повторного известкования на структуру почвенной кислотности, динамику реакции среды в почве, количественные параметры урожая и качества сельскохозяйственных культур, продуктивности полевого севооборота. Произведена агроэкологическая оценка металлургического шлака, как известкового удобрения, при периодическом применении. Полученные в исследованиях данные являются научной основой для энер-го-ресурсосберегающего и рационального применения известковых удобрений в Центральном районе Нечерноземной зоны России.

Выявленная зависимость изменения кислотности почв во времени позволяет прогнозировать в производственных условиях изменения реакции среды и баланса магния в земледелии на ближайшую и отдаленную перспективу. Разработанная методика прогнозирования (М., 2001 г.) используется в системе агрохимической службы РФ при определении потребности земледелия регионов в химических мелиорантах. Разработаны методические указания по безопасному применению металлургических шлаков «Методические указания по применению шлаков в сельском хозяйстве в качестве известкового удобрения.», М., 2003, Минсельхоз РФ, 12 с.

Результаты исследований были использованы при разработке комплексной программы сохранения и повышения плодородия почв Смоленской области на 2001-2005 гг., при изучении курса «Основы земледелия» и «Агрохимия» в Смоленском сельскохозяйственном институте и Московской сельскохозяйственной академии имени К.А.Тимирязева.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях ВИУА в 2001, 2002 и 2003 гг.; Всероссийской научно-практической конференции «Ассортимент минеральных удобрений, средств защиты растений и совершенствование научно-технологического агрохимического обеспечения сельхозпроизводителей» Москва, ВВЦ, 2002 г.; на Международном симпозиуме «Последействие удобрений и его прогнозирование», ВНИПТИХИМ, 2003 г.; на Международном семинаре-совещании «Совета директоров Агрохимслужбы РФ», г. Мурманск, 2004 г.; Международная конференция «Кремний в продуктах питания, сельском хозяйстве и окружающей среде», 2004 г., г. Пущино.

Разработанная методика прогнозирования кислотности почв и баланса кальция и магния в земледелии РФ» в 2000 г. отмечена медалью ВВЦ. Публикации. По материалам работы опубликовано 7 работ. В диссертационной работе использованы результаты экспериментов, полученные совместно с Кирпичниковым Н.А., Шильниковым И.А., Удаловой Л.П., Поливцевым Н.Ф. Автор выражает всем искреннюю благодарность за сотрудничество, критические замечания и помощь в работе.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного теста, состоит из введения, 4 глав, выводов, приложения, экспериментальный материал приведен в 45 таблицах, Е ТОМ числе 9 приложений и 2 рисунках. Список цитируемой литературы состоит из 201 наименования, в том числе 7 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Природно-климатические условия Смоленской области

Смоленская область расположена почти в средней части Русской равнины. Климат - умеренно-континентальный, с увеличением континентальности к северо-востоку. Среднегодовые температуры воздуха колеблются в пределах от +3,4 до +4,8°С. Снежный покров держится 130±37 дней. Среднемесячная тем-

пература июля равна 17,1-18°С тепла. Продолжительность вегетационного периода 175-180 дней, годовое количество осадков 543-655 мм. Область находится в полосе благоприятного сочетания тепла и влаги, что положительно сказывается на водно-воздушном режиме почвы.

Большая часть дерново-подзолистых почв образована на лессовидных и моренных суглинках, редко на аллювиальных суглинках. По гранулометрическому составу чаще встречаются легкие и средние суглинки. Для пахотного слоя характерно низкое содержание гумуса (1,5-3,0%) и основных элементов питания растений, высокая кислотность (рНсол 4,0-5,0)

Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными, но типичными для зоны. За весь период наблюдений теплообеспе-ченность возделываемых культур в течение 1999-2001 гг. находилась в пределах нормы, 2002 г. был умеренно теплым. Влагообеспеченность сильно различалась погодам, при этом 1999 и 2001 гг. по распределению осадков были близкими к средним многолетним показателям, а в 2000 и 2002 гг. наблюдалось обильное выпадение осадков в весенний период.

2. Объекты и методы исследований

Исследования эффективности повторного известкования различными формами и дозами известковых удобрений, проведены в многолетнем стационарном полевом опыте в Смоленском НИИСХ, заложенном в 1968 г. Основное известкование проведено дозой, соответствующей полной гидролитической кислотности (9 т/га СаСОз). В качестве мелиорантов использовали известняковую и доломитовую муку и феррохромовый шлак

В 1977 и 2002 гг. проведено повторное известкование дозами известняковой муки: 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0, по имеющейся гидролитической кислотности -2,8 мэкв/100 г почвы (полная доза 4,2 т/га СаСО3). Данные агрохимической характеристики дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы перед повторным известкованием: рНсол 5,3-5,5, степень насыщенности основаниями 69-75%, Нобм.-0,06-0,07. Опыт проводили на трех полях, в натуре имеет 48 делянок,

площадь каждой 132 м2, повторность 4-х кратная. В 2002 г. проведено повторное известкование также различными формами известковых удобрений дозами по 1,0 г.к. Схема опыта состоит из 9 вариантов.

Чередование культур севооборота до 2002 г.: ячмень с подсевом клевера, клевер, ячмень, лен, овес, картофель. Минеральные удобрения под зерновые вносили под культивацию в дозах: под ячмень с подсевом трав К90Р120К120; ячмень и овес К90Р90К90, под картофель Р160К160 и лен Р60К150-осенью под зяблевую вспашку, соответственно К160 и К20- весной. Клевер не удобрялся. В 2002 г. возделывали овес, в 2003 г. - картофель.

Схема опыта

1. Контроль (фон)

2. Фон +известняковая мука по 1 г.к. в 1968 г.

3. Фон +известняк. мука по 1 г.к. в 1968 г.+ 0,5 г.к. в 1977 г.+0,5 г.к. в 2002 г.

4. Фон +известняк. мука по 1 г.к. в 1968 г.+ 1,0 г.к. в 1977 г.+1,0 г.к. в 2002 г.

5. Фон +известняк. мука по 1 г.к. в 1968 г.+ 1,5 г.к. в 1977 г.+ 1,5 г.к. в 2002 г.

6. Фон +известняк. мука по 1 г.к. в 1968 г.+ 2,0 г.к. в 1977 г.+ 2,0 г.к. в 2002г.

7. Фон +известняковая мука по 1 г.к. в 1968 г. +1,0 г.к. в 2002 г.

8. Фон +доломитовая мука по 1 г.к. в 1968 г. -+1,0 г.к. в 2002 г.

9. Фон +металлургический шлак по 1 г.к. в 1968 г.+ 1,0 г.к. в 2002 г.

Отбор образцов, проведение химических и инструментальных анализов в почвах по основным агрохимическим параметрам проводился по соответствующим ГОСТам и ОСТам, разработанным ЦИНАО. Отобранные пробы анализировались на содержание подвижных и валовых форм тяжелых металлов в

соответствии с методическими указаниями ЦИНАО (1992).

По содержанию ТМ в растениях рассчитывали коэффициенты их биологического поглощения КПБ=^ЦПерельман, 1996), где 1 - содержание п

элемента в золе растений, п - содержание элемента в почве.

Для оценки степени загрязнения почв рассчитывали суммарный показатель загрязнения почвы (2С) по формуле: п

- (п-1), где Кс,- коэффициент

¡-1

от деления массовой доли 1-го элемента в загрязнённой и фоновых почвах; п -число определяемых ингредиентов.

Математическая обработка урожайных данных производилась дисперсионным анализом по Перегудову (1965). Пересчет урожая для характеристики севооборота проводился по коэффициентам перевода продукции растениеводства в зерновые единицы (Программа и методика... 1990 г).

3. Влияние повторного известкования различными формами и дозами известковых удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы

3.1. Влияние различных форм известковых удобрений на динамику кислотности почвы

Изменение кислотности почвы на фоне полной дозы (по г.к.) зависит от формы известковых материалов и срока взаимодействия их с почвой. Через 34 года после известкования, действие его не прекращается: по фону известняковой и доломитовой муки рН находится на уровне 4,8-4,9, металлургического шлака - реакция среды возвратилась к исходному уровню. Скорость падения величины рН от максимального за исследуемый период составила по стандартным мелиорантам 0,04 ед рН ежегодно, действие шлака на величину рН ограничилось 25 годами и её снижение за этот период происходило по 0,03 ед. рН.

Повторное внесение различных форм мелиорантов в 2002 г. обеспечило на второй год последействия снижение кислотности на фоне стандартных мелиорантов было с 4,4 до 5,5-5,7, т.е. на 28-30%, а на фоне металлургического шлака с 4,4 до 5,2 или на 19%.

Известкование способствовало снижению содержания подвижного алюминия с 9-11 мг/100 г почвы до 0,4-0,7. С течением времени содержание его увеличилось, но его количество на фоне известняковой и доломитовой муки не превышает уровня 1,7-1,9 и на фоне шлака -2,2 мг/100 г почвы, токсического действия на растения не выявлено. Анализ парной корреляции зависимости содержания подвижного А1 от уровня рН среды показал, что теснота связи этих параметров находится на уровне 0,75-0,8 ±0,14.

Основное известкование в 1968 г. по 1 г.к. обусловило снижение обменной кислотности до безопасного уровня 0,04-0,06 мэкв /100 г почвы. К моменту проведения известкования в 2002 г. величины обменной кислотности не дос-

тигли исходного уровня и, независимо от формы мелиорант находились на безопасном уровне.

Аналогичным было влияние известкования на величину гидролитической кислотности. Спустя 34 года уровень кислотности значительно увеличился и в зависимости от формы известкового удобрения находился в пределах 3,6-4,5 мг-экв/100 г почвы. Повторное внесение известняковой и доломитовой муки обусловило снижение уровня кислотности до 2,5-2,2 мг-экв/100 г почвы, а металлургического шлака до 3,2-3,0 мг-экв/100 г почвы.

В первые годы действия известкования сумма обменных оснований и степень ими насыщенности почвы, независимо от формы известкового удобрения увеличились с 65-72 до и с до 84-91%. За 30 лет содержание поглощенных оснований существенно уменьшилось на всех вариантах. Используя метод, основанный на определении потерь кальция по сдвигу величины суммы обменных оснований от одной тонны извести, мы рассчитали, что суммарные потери в пересчете на СаСОз составили 245-260 кг/га ежегодно, нижняя граница интервала соответствует металлургическому шлаку.

В длительном последействии известкования имеет место, прогрессирующее обеднение почвенного поглощающего комплекса магнием. Влияние металлургического шлака в качестве мелиоранта на содержание Mgо6м было сходным с доломитовой мукой и спустя 34 года после их внесения содержание элемента - 0,9, на фоне известняковой муки 0,6-0,7 мг-экв/100 г почвы. Повторное внесение шлака обеспечило увеличение содержания магния до уровня 1,1-1,3 мг-экв/100 г почвы.

Полученные многолетние данные по изменению содержания магния дали возможность рассчитать ежегодные потери этого элемента, на основе которых разработана методика определения баланса магния. На примере земледелия в Смоленской области расчет баланса магния свидетельствует о том, что за 12 лет уменьшение применения известковых и органических удобрений изменило слабо положительный баланс магния +10,9 кг/га MgO на резко отрицательный -18,6 кг/га MgO. Разработанный баланс магния дает возможность производить прогноз изменения магниевого состояния почв на ближайшую и отдаленную перспективу.

3.2. Влияние формы известкового удобрения на питательный режим дерново-подзолистой почвы

Изучение действия различных форм химических мелиорантов на питательный режим дерново-подзолистой почвы показало, что на 34 году проведения опыта содержание калия в почве было на уровне 117-122 мг/кг почвы и не зависело от формы мелиоранта. Однако на фоне металлургического шлака содержание подвижного фосфора было на уровне 119,6 мг/кг почвы, в то время как на фоне известняковой муки - 101,5 мг/кг. Таким образом, использование металлургического шлака дает возможность в достоверной степени улучшить фосфатный режим дерново-подзолистой почвы.

3.3. Влияние известкования на содержание и качество гумуса

Многолетние данные (более чем за 30 лет), полученные в опыте, показывают, что известкование не оказало влияние на содержание органического вещества в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, основные различия лежат на пределе достоверности.

Определение фракционно-группового состава гумусовых соединений произвесткованной почвы показало, что независимо от формы мелиоранта, наряду с уменьшением кислотности и улучшением их физико-химических свойств, отмечается уменьшение содержания фульвокислот, гуминовых кислот фракции 1, связанных с полуторными окислами и увеличения количества ГК, связанных с кальцием. Выявлена положительная зависимость содержания фракции 1 и отрицательная фракции 2 от гидролитической кислотности. С рНсол, суммой обменных оснований и степенью насыщенности ими почвы связь отрицательная - для гуминовых кислот фракции 1 и положительная - для фракции 2. Определено значительное увеличение содержания фракции 3 ГК, несколько увеличивается и содержание фракций ФК, связанных с кальцием. Все формы известковых удобрений в одинаковой степени снижали содержание фракции 1а («агрессивные" ФК) с 5,85 до 5,2%, по-видимому, за счет нейтрализующего действия на почву. Из соотношения Сгк/Сфк следует, что во всех вариантах опыта органическое вещество имеет фульватно-гуматный характер, изменялось оно от 0,75 до 1,2 (табл. 1).

3.4. Изменение содержания тяжелых металлов в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве при использовании металлургического шлака в качестве известкового удобрения

Данные показывают, что в условиях применения шлака, концентрация хрома существенно не увеличивается и находится в безопасных пределах, значительно ниже ПДК - от 5,6 до 7,9 мг/кг (0,05 ПДК) (табл.2).

Содержание подвижной формы хрома, никеля и кобальта составило 0,050,07; 0,9 и 0,64 мг/100 г почвы соответственно Колебания по вариантам были статистически недостоверны. Содержание валового хрома в почве слабо коррелировало с наличием подвижного (г = 0,49+0,05).

Внесение шлаков увеличило содержание в почве кобальта - 7,0 и марганца -430 мг/кг, но оно не было токсичным для растений. Выявлено, что валовое содержание ТМ находится в пределах: никеля - от 5,2 до 6,9 мг/кг (0,6 ПДК), цинка

- от 16,0 до 20,2 мг/кг (0,4 ПДК), кадмия - от 0,12 до 0,14 мг/кг (0,5 ПДК), свинца

- от 5,2 до 6,8 мг/кг (0,2 ПДК), меди- от 2,1 до 2,8 мг/кг (0,1 ПДК) (табл. 2).

Выявлено, что величина суммарного показателя химического загрязнения (2е) находится в пределах 1,0, коэффициент загрязнения (Кз) - 0, что соответствует допустимой степени загрязнения почв, что безопасно для возделывания всех сельскохозяйственных культур.

Определение распределения ТМ по почвенным горизонтам до 1 м выявили тенденцию для всех, кроме марганца, к снижению концентрации к отметке глубины 60 см, а затем незначительное повышение содержания 2п, Сё, Со, РЬ - до уровня содержания их в пахотном горизонте, но меди, никеля, хрома - выше этого уровня. Концентрация марганца в пахотном горизонте в 3-5 раз выше, чем в слое 80-100 см, что составляет 30-50% всех валовых запасов его в метровом слое (табл. 3-4).

Независимо от формы мелиоранта цинк, кадмий, свинец и хром распределяются по всему почвенному профилю, но больше всего их концентрация в верхнем горизонте. Медь - аккумулируется в верхних горизонтах почв, но наблюдается транзитный перенос меди из верхних горизонтов в нижние.

Таблица 1

Изменение фракционного состава гумуса при известковании различными формами известковых удобрений

Варианты опыта Св почве, % С гуминовых кислот, % С фульвокислот, % сумма ГК ФК Негидро-лизуемый остаток пг

1 2 3 всего 1а 1 2 3 всего

Контроль - фон 2,59 13,7 3,5 6,4 23,6 5,9 14,3 4,2 7,1 31,5 55,1 0,75 44,9 0,59

Известняковая * мука по 1,0 г.к. 2,60 12,6 7,7 13,5 33,8 5,2 8,6 10,6 3,8 28,2 62,0 1,2 38,0 0,58

Доломитовая мука по 1,0 г.к. 2,60 12,0 7,4 12,9 32,3 5,1 8,2 10,0 3,6 26,9 59,2 1,2 40,8 0,59

Металлургии, шлак по 1,0 г.к 2,63 12,5 7,7 13,4 33,6 5,2 8,4 10,5 3,8 27,9 61,5 1,2 38,5 0,56

Примечание: * анализ фракционного состава гумуса произведен на второй год после повторного известкования

Таблица 2

Влияние форм и доз химических мелиорантов на содержание ТМ в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве (валовая форма)

Вариант опыта еа рь | Zn | Си N1 Сг Со | Мп

мг/кг

Контроль-фон 0,14 5,6 17,2 2,3 5,2 6,1 5,5 398

Доломитовая мука по 1,0 г.к в 1968 г+по 1,0 г.к. 2002 г. 0,12 5,8 16,5 2,4 5,4 5,6 5,9 332

Известняковая мука по 1,0 г.к. в 1968 г. + 2002 г. 0,14 6,0 16,0 2,6 5,9 6,2 6,4 350

Металлургический шлак, по 1,0 г к в 1968 г+ по 1,0 г.к 2002 г. 0,14 6,0 18,1 2,8 6,9 7,9 7,0 430

Р,% 6,1 2,3 3,0 1,8 4,3 2,3 3,6 4,2

ИСР03 0,05 1,2 3,1 0,4 0,7 1,8 1,6 27

Таблица 3

Изменение содержания валовой формы хрома по почвенным горизонтам дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы

Содержание хрома мг/кг

Валовая форма Подвижная форма

контроль Известня- Металлурги- контроль Известня- Металлурги-

ковая мука ческии шлак ковая мука ческий шлак

0-20 6,8 6,1 7,9 0,34 0,38 0,43

20-40 5,3 5,4 5,2 0,38 0,42 0,46

40-60 6,3 5,6 6,2 0,41 0,54 0,52

60-80 7,8 7,1 6,9 0,53 0,62 0,60

80-100 8,3 7,5 8,1 0,51 0,48 0,54

ИСР05 0,6 0,08

Таблица 4

Содержание ТМ по почвенному профилю дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы, мг/кг (валовое содержание)

Глубина отбора, см Си Zn Са РЬ N1 Со Мп

На фоне известняковой муки

0-20 2,5 18,2 0,12 5,9 5,8 5,2 336

20-40 2,9 14,9 0,10 5,2 6,4 5,0 249

40-60 3,9 14,2 0,12 4,7 7,5 4,7 97

60-80 5,8 15,9 0,14 4,9 9,8 4,9 81

80-100 6,5 16,9 0,13 5,1 11,6 5,0 81

На фоне металлургического шлака

0-20 2,8 18,1 0,14 6,0 6,9 7,0 430

20-40 3,3 13,5 0,09 5,2 7,0 6,9 280

40-60 4,1 12,3 0,09 5,1 7,9 5,4 117

60-80 6,2 15,5 0,15 4,6 10,4 4,9 76

80-100 7,0 17,7 0,16 5,4 12,1 4,9 80

Полученные данные показывают, что наблюдается аккумуляция в верхних слоях почвы всех элементов, кроме меди и никеля. Для каждого элемента, был рассчитан коэффициент подвижности, наибольшая величина которого относится к Cd, далее РЬ > № > Со > Си > Zn > Сг.

Таким образом, проведенные исследования показали, что применение металлургических шлаков в качестве известковых удобрений целесообразно, экономически выгодно и эффективно, а применяя в строго установленных нормативных регламентах - экологически безопасно.

3.5. Влияние доз извести на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы при периодическом известковании

При повторном известковании, произведенном в 1977 г. почвы уровень рН в зависимости от дозы увеличился с 5,0-5,5 до 5,7-6,4, а гидролитической кислотности снизился с 2,4-3,5 до 1,3-2,0 мг-экв/100 г почвы.

Выявлена прямая связь между дозами извести и сдвигом величины рН: с увеличением доз извести увеличивается сдвиг рН: при дозе по 0,5-1,0 г.к. общий сдвиг рН достигал соответственно 0,8-1,0 ед., при дозе 1,5-2,0 г.к. - 1,1-1,3. Повторное известкование обеспечивает уровень реакции среды в близком к нейтральному интервале, затем происходит подкисление среды и в течение 5 лет последействия теряется более 1/3 достигнутого сдвига в нейтральную сторону (32-35%). На фоне низких доз мелиоранта (0,5-1,0 г.к.) падение уровня рН от максимального происходит со скоростью 0,03-0,04 ежегодно, при высоких дозах - 0,06-0,07.

Проведение известкования в 2002 г. обеспечило резкое снижение всех форм кислотности почвы, изменения по величинам были идентичны 1977 г.: наиболее интенсивное снижение кислотности почвы наблюдалось от применения мелиоранта в дозе по 0,5 г.к. Установлено, что сдвиг рН от 1 т СаСОз по мере увеличения дозы извести уменьшался и составил, например, при дозе по 0,5 г.к. -0,24; по 1,0 г.к. - 0,21, а при дозе по 2,0 г.к. - 0,17 ед. рН, что, соответственно, отразилось на увеличении расхода извести (т/га) на смещение рН на 0,1 по мере

возрастания ее доз (табл. 5) С увеличением дозы известкового удобрения его нейтрализующий эффект в пересчете на 1 т/га СаСОз уменьшается в 1,5 раза.

Повторное известкование 1977 г. с увеличением доз повышало содержание обменного кальция и степень насыщенности основаниями соответственно с 1,72,3 до 7,7-8,7 МГ-ЭКВ.Д00 г почвы и с 60-78 до 85-90%. К 24 году последействия их значения находятся соответственно на уровне 5,0-5,5 мг-экв./100 г почвы и 60-75%, что существенно выше в сравнении с контролем. При очередном известковании (2002 г.) с увеличением доз повышалось содержание обменного кальция и степень насыщенности основаниями соответственно до 6,5-7,5 мг-экв./100 г почвы и до 80-85%.

Расчеты среднегодовых темпов потерь СаСОз почвой свидетельствуют о том, что при увеличении доз извести с 2,1 до 8,4 т/га потери СаСОз из дерново-подзолистой почвы возросли на 286 кг/га в год (табл. 5).

Таблица 5

Влияние известкования на смещение реакции среды, расход извести на сдвиг рН на 0,1 и потери СаСОз из дерново-подзолистой почвы

Доза извести Общий сдвиг Сдвиг рН от 1 т извести Расход СаСО3 на сдвиг рН на 0,1 Ежегодные потери кг СаСОз на 1 га

в долях г.к. т/га

Са 0,5 2,1 0,5 0,24 0,42 68

Са 1,0 4,2 0,9 0,21 0,47 118

Са 1,5 6,3 1,3 0,19 0,53 225

Са 2,0 8,4 1,5 0,17 0,60 312

Результаты обобщения данных полевого опыта о смещении величины рН и ее динамике позволяют планировать достижение заданной реакции и поддержание ее на оптимальном уровне. Материалы проведенной работы могут быть использованы уточнения нормативов расхода и расчета потребности известковых удобрений.

4. Влияние известкования на продуктивность и качество сельскохозяйственных культур

4.1. Влияние основного и повторного известкования в длительном последействии на продуктивность полевого севооборота

Обобщение результатов продуктивности севооборота в 6-ой ротации показали, что полная доза мелиоранта, независимо от формы, обеспечивает устойчивое положительное действие в течение 15 лет, несколько ослабевая к 20 годам, но не прекращающееся и к 30 годам. Исследована длительность последействия основного и повторного известкования. Окупаемость 1 т СаСО3 дополнительной продукцией при основном известковании зависела от времени последействия и формы известкового материала. Для известняковой муки она составила: за 10 лет 0,12 т з.е.; за 16 лет - 0,6, за 23 года - 0,8, за 32 года -1,12 т з.е.. Самая высокая окупаемость была у металлургического шлака - 1,51 т з.е. за 30 лет. При повторном известковании окупаемость оказалась в 1,5-2,5 раза выше, зависела от дозы мелиоранта и за 25 лет при дозе 0,5, 1,0, 1,5 и 2,0 г.к. составила соответственно 2,3; 2,0; 1,5 и 1,2 т з.е. Повторное известкование дало высокий агрономический эффект с хорошей окупаемостью дополнительной продукцией 1 т мелиоранта.

После проведения повторного известкования различными дозами и формами известковых удобрений в опыте возделывались овес и картофель.

4.2. Влияние известкования различными формами и дозами известковых удобрений на продуктивность овса

По фенологическим наблюдениям форма мелиоранта не оказали влияния на наступления фаз развития растений овса сорта «Астор». Результаты учета урожая показывают, что был получен достаточно высокий урожай зерна и отмечена устойчивость к полеганию: прибавки урожайности в среднем достигали 6,9-8,4 ц/га (табл. 6).

Установлена высокая эффективность металлургического шлака, урожайность овса получена на уровне 33,4 ц/га. Эффективность доз при периодическом известковании по 1,0 и 1,5 г.к., обусловивших создание следующих агро-

химических свойств почвы: рН 5,8-6,2; Нг 2,4-1,9 мэкв/100 г почвы; V 78-87%, обеспечили наибольшие прибавки урожая - соответственно 8,2 и 8,3 ц/га, причем доля участия повторного известкования в общей прибавке составляла ~ 70%. Повышение дозы до 2,0 г.к. было неэффективно и обусловило снижение продуктивности по сравнению с дозой по 1,0 г.к.

Таблица 6

Влияние известкования на продуктивность овса (зерно), ц/га

Варианты Опыта Урожайность Прибавка от известкования

Общая от повторного

ц/га %

Контроль 25,0 - - -

Известняковая мука в 1968 г. 27,5 2,5 - -

То же + 0.5 г.к. в 1977 г. + по 0,5 г.к. в 2002 г. 31,9 6,9 4,4 63,8

То же+1,0 г.к. в 1977 г. + по 1,0 г.к. в 2002 г. 33,2 8,2 5,7 69,5

То же + 1.5 г.к. в 1977 г. + по 1,5 г.к. в 2002 г. 33,3 8,3 5,8 69,9

То же + 2.0 г.к. в 1977 г. + по 2,0 г.к. в 2002 г. 32,8 7,8 5,3 67,9

Известняковая мука 1,0 г.к. в 1968 г. +1,0 г.к. 2002 г. 32,7 7,7 5,2 67,5

Доломитовая мука 1,0 г.к. в 1968 г. +1,0 г.к. в 2002 г. 32,3 7,3 4,8 65,8

Металлургический шлак 1,0 г.к. в 1968 г.+1,0 г.к. в 2002 г. 33,4 8,4 5,9 70,2

НСР„5 19

Но следует отметить высокую эффективность половинной дозы извести: при уровне рН 5,4-5,6, Нг 2,7-2,4, V 71-82% получен урожай зерна овса на 1,3 ц/га ниже варианта с внесением извести по 1,0 г.к., что статистически не подтверждено.

Определение качества зерна овса показало, что применение металлургического шлака не отразилось на качестве продукции (табл. 7). При содержании ТМ в корнеобитаемом слое в количествах, не превышающих ПДК, загрязнения

зерна овса не обнаружено, продукция остаётся безопасной и отвечает санитарно-гигиеническим нормам.

Были выявлены коэффициенты биологического поглощения (КБП) из почвы для овса по каждому элементу: для меди - 0,22, цинка - 1,15, кадмия - 0,08, никеля - 0,1, свинца - 0,1, хрома - 0,05 и кобальта - 0,05.

На основании экспериментальных данных можно констатировать: по степени перехода в растения овса тяжелые металлы располагаются в следующем убывающем порядке: Zn > Cd > Си >№ > Pb > & > Со.

Таблица 7

Влияние различных форм мелиорантов на содержание ТМ в зерне овса

Культуры Ск 2п РЬ Сг са N1

Содержание, мг/кг

Контроль 3,1 26,1 0,27 0,26 0,08 0,6

Известняковая мука по 1,0 г.к. 2,7 29,3 0,29 0,23 0,05 0,9

в 1968 г.+1,0 г.к. в 2002 г.

Доломитовая мука 1,0 г.к. в 1968 г.+1,0 г.к. в 2002 г. 2,5 27,3 0,31 0,29 0,06 0,5

Фон + металлургический шлак 1,0 г.к. в 1968 г.+1,0 г.к. в2002 г. 2,9 28,7 0,32 0,33 0,07 0,8

пдк 10 50 0,5 0,2 0,1 0,5

Р',% 93 6,2 4,1 3,2 9,1 8,4

HCP05 0,7 3,7 0,08 1,1 0,05 0,6

Полученные результаты позволяют заключить, что периодическое применение металлургического шлака не оказывает негативного действия на качество урожая - содержание ТМ и в том числе хрома, значительно ниже ПДК и находится в гигиенически - безопасных концентрациях.

4.3. Влияние различных форм и доз известковых удобрений на продуктивность и качество картофеля

Эффективность известкования различными формами и возрастающими дозами мелиорантов под картофель исследовалась на сорте «Резерв». Результаты исследований показали, что известкование почвы под картофель не оказало отрицательного влияния на урожайность этой культуры. На второй год после повторного внесения мелиорантов прибавка урожая в зависимости от формы ме-

лиоранта составила от 72 до 89 ц/га, нижний предел соответствует металлургическому шлаку, причем доля участия в приросте урожая повторного его применения составляет 72%. В зависимости от дозы извести получены прибавки 7184 ц/га, причем доля повторного применения извести составляет 65-70% от суммарной прибавки (табл. 8).

Таблица 8

Влияние известкования на урожайность и качество клубней картофеля

Варианты опыта Урожайность Прибавка Товарность клубней Крахмал

общая от повторного известкования

ц/га %

Контроль 309 - - - 75,3 17,9

Известняковая мука в 1968 г. 334 25 - - 77,0 18,5

То же + 0.5 г.к. в 1977 г. +0,5 в 2002 г. 380 71 46 65 77,7 18,5

То же+ 1г.к. в 1977г.+ 1,0 в 2002 г. 388 79 54 68 79,6 18,9

То же+ 1.5г.к. в 1977г.+1,5 в 2002 г. 393 84 59 70 78,6 18,4

То же + 2.0г.к. в 1977 г.+2,0 в 2002 г. 390 81 56 69 79,2 18,9

Известняковая мука в 1968г.+1,0г.к. в 2002 г. 381 72 47 65 76,8 18,9

Доломитовая мука в 1968 г.+1,0 г.к. в 2002 г. 395 86 61 71 77,0 18,7

Металлургич. шлак в 1968 г.+1,0 г.к. в 2002 г. 398 89 64 72 76,7 19,2

Р% 5,0 3,7 1,5

НСР05 31 6,9 0,5

Получение высокого урожая картофеля 380-395 ц/га стало возможным при

уровне рН сол 5,8-6,3, Нг -1,9-2,6 мэкв/100 г почвы, V 82-88%.

Действие известкования на товарность клубней было слабым, проявилась лишь тенденция к улучшению этого показателя, а на сбор крахмала было положительным и достоверным. Результаты анализа на поражаемость паршой

обыкновенной свидетельствуют о том, что на всех вариантах опыта количество больных клубней было высоким. Известкование усиливает поражаемость картофеля. Положительной стороной применения металлургического шлака явилось его угнетающее действие на развитие болезней, показатель поражаемоети клубней не отличался от контрольного.

Исследования зависимости формирования урожайности картофеля от агрохимических свойств почв показали, что возделывание этой культуры возможно в широком интервале величин рНСОЛ почвенной среды 4,4-6,5, значение коэффициента парной корреляции 0,34-0,47. Степень заболеваемости клубней картофеля в первые годы последействия находится в некоторой зависимости от содержания кальция в почве :Я=0.48-0.61. Оценка качества клубней картофеля показала, что применение металлургического шлака не приводит к накоплению тяжелых металлов в продукции (табл. 9). Коэффициенты биологического поглощения из почвы для картофеля по каждому элементу следующие по: меди - 0,17; цинку -0,16, кадмию -0,03, никелю - 0,01, свинцу - 0,01, хрому - 0,003 и кобальту - 0,002.

Таблица 9

Влияние различных форм известковых удобрений на содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля

Содержание тяжелых металлов, мг/кг

Токсиканты Контроль Известняковая мука Доломитовая мука Металлургический шлак

Медь 1,017 0,77 0,84 0,7

пдк 5,0

Цинк 2,87 2,4 2,31 2,21

пдк 10

Свинец 0,069 0,071 0,069 0,67

пдк 0,5

Кадмий 0,022 0,021 0,018 0,017

пдк 0,03

Рт^ть 0,0004 0,0004 0,0005 0,0014

пдк 0,02

Никель 0,2 0,2 0,3 0,2

пдк 5,0

Хром 0,10 0,15 0,11 0,17

пдк 0,5

Мышьяк <0,02 <0,02 <0,02 <0,02

пдк 02

Таким образом, с точки зрения экологической безопасности, феррохромо-вый шлак, как силикатная форма известковых удобрений при периодическом внесении в почву не представляет угрозы загрязнения растениеводческой продукции.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Положительное действие основного известкования различными формами известковых удобрений в дозе по 1,0 г.к. на урожай сельскохозяйственных культур устойчиво в течение 15-20 лет и снижается к 30 годам последействия. Окупаемость 1 т СаСОз дополнительной продукцией зависит от времени последействия и формы известкового материала. Для известняковой муки она составила (т з.е. на 1 т СаСО3): за 10 лет- 0,12; за 16 лет -0,6; за 23 года 0,8 и за 32 года - 1,1. Самая высокая окупаемость - 1,5 т з.е. была у металлургического шлака.

2. Окупаемость 1 т СаСО3 при повторном известковании известняковой мукой зависела от дозы мелиоранта и за 25 лет составила для доз 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 г.к. соответственно 2,5; 2,0; 1,5 и 1,3 т з.е.

3. Выявлена закономерность изменения форм почвенной кислотности при прямом действии и в динамике при длительном последействии применении различных форм известковых удобрений. Скорость падения величины рН от максимального за исследуемый период составила по стандартным мелиорантам 0,04 ед. рН ежегодно, действие шлака на величину рН ограничилось 25 годами и её снижение происходило по 0,03 ед. рН. Повторное внесение мелиорантов на второй год действия обусловило снижение кислотности на фоне стандартных мелиорантов на 28-30%, а на фоне шлака на 19%.

4. Анализ парной корреляции зависимости содержания подвижного А1 от уровня рН почвенной среды показал, что теснота связи величины рН и содержания подвижного алюминия находится на уровне 0,75-0,8 ±0,14.

5. Суммарные потери кальция в пересчете на СаСО3 в зависимости от формы мелиоранта составили 245-260 кг/га ежегодно, нижняя граница интервала соответствует металлургическому шлаку. Потери в зависимости от дозы из-

вести составили: при 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 г.к. соответственно - 68; 118; 225 и 312 кг/га СаСОз ежегодно.

6. Применение различных форм известковых удобрений в равной степени оказывали существенное влияние на состав и свойства органического вещества. При этом происходит изменение фракционного состава гумуса с возрастанием соотношения ГК : ФК до 1,2.

7. Агроэкологическая оценка повторного внесения металлургического шлака выявила его высокую эффективность, при этом не установлено негативного действия на агроценоз, суммарный показатель загрязнения почвы (&)-1,0 и коэффициент загрязнения (Кз)-О, что соответствует допустимой степени загрязнения почв и безопасно для возделывания всех сельскохозяйственных культур.

8. Повторное известкование металлургическим шлаком обеспечило получение максимальной продуктивности овса 33,4 ц/га, при этом загрязнения зерна овса не обнаружено. Выявлены коэффициенты биологического поглощения (КБП) для овса которые составили: для меди - 0,22; цинка - 1,15, кадмия - 0,08, никеля-0,1, свинца-0,1; хрома-0,05 и кобальта - 0,05.

9. Повторное известкование обеспечивает получение прибавки урожая клубней картофеля в зависимости от формы мелиоранта 72-89 ц/га, нижний предел соответствует металлургическому шлаку, причем доля участия в приросте урожая повторного его применения составляет 72%. Применение металлургического шлака обуславливает увеличение содержания крахмала в клубнях, снижение поражаемости клубней паршой обыкновенной и не приводит к накоплению тяжелых металлов в продукции. Коэффициенты биологического поглощения (КБП) по каждому элементу следующие для: меди -0,17; цинка - 0,16, кадмия - 0,03, никеля - 0,01, свинца - 0,01, хрома и кобальта 0,003 и 0,002 соответственно.

10. Применения шлака, существенно не увеличивает концентрацию хрома в почве, она находится в безопасных пределах от 5,6 до 7,9 мг/кг, что значительно ниже ПДК. Содержание валового хрома в почве слабо коррелировало с наличием подвижного (г = 0,49+0,05).

11. При внесении шлака в почву наблюдается аккумуляция в пахотном горизонте всех тяжелых металлов, кроме меди и никеля. Для каждого элемента, коэффициент подвижности располагаются в следующем убывающем ряду:

са > рь > N1 > Со > Си > гп > Сг.

12. Разработана и апробирована в производственных условиях «Методика прогнозирования изменения кислотности почв и расчет баланса магния в земледелии Нечерноземной зоны», позволяющая прогнозировать изменение кислотности и баланса магния в почве на ближайшую и отдаленную перспективу.

Предложения производству

Для получения максимальной окупаемости повторного известкования это мероприятие необходимо проводить дозами по 0,5-1,0 т.к., используя рекомендуемые методы для расчета доз. Прогнозирование кислотности почвы, расчет баланса кальция и магния в почве проводить по «Методике прогнозирования изменения кислотности почв и расчета баланса кальция и магния». Известкование кислых почв металлургическими шлаками проводить согласно «Методическим указаниям по применению металлургических шлаков в качестве известковых удобрений»

Список работ опубликованных по теме диссертации

1. Ермолаев С.А., Сычёв В.Г., Кузнецов А.В. Плодородие пахотных почв Российской Федерации по состоянию на 01.01.01.// Плодородие, 2002, 3(6), 10-11с.

2. Шильников И.А., Аканова Н.И., Ермолаев СА Проблема использования из-вестьсодержащих отходов промышленности в земледелии // Бюлл. ВИУА № 119 «Задачи научных учреждений Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами по реализации Концепции и основных направлений развития агрохимии и агрохимического обслуживания сельского хозяйства РФ на период до 2010 г.», 2003,227-229 с.

3. Кирпичников Н.А., Ермолаев С А, Аканова Н.И., Волосатова ЕА Эффективность фосфорных удобрений в длительном последействии// Плодородие, №3(12), 2003,34-36 с.

4. Кирпичников Н.А., Ермолаев СА, Волосатова Е.А., Аканова Н.И. Баланс фосфора и продуктивность полевого севооборота в длительном последействии фосфоритной муки в сочетании с известкованием дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы.//Бюлл. ВИУА № 119 «Задачи научных учреждений Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами по реализации Концепции и основных направлений развития агрохимии и агрохимического обслуживания сельского хозяйства РФ на период до 2010 г.», 2003,72-74 с.

5. Ермолаев СА, Гельфенбейн С.П., Фисенко А.В. Современные приборы и средства автоматизации измерений для агрохимической слкжбы России// Плодородие, 2003, № 1(10), 4-6 с.

6. Н.А. Кирпичников, И.А. Шильников, Н.И. Аканова, СА Ермолаев Доступность растениям и подвижность остаточных фосфатов фосфоритной муки при периодическом известковании дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы// Агрохимия. 2004, № 10.

7. Ермолаев СА, Шильников ИА, Аканова Н.И. Эффективность применения силикатных форм химических мелиорантов// Плодородие, 2004, № 2 (17), 13-16 с.

работа по изданию выполнена в редакционно-издателъском секторе внииа Компьютерная верстка Новикова Т.Н.

Лицензия на издательскую деятельность ЛР 040919 от 07 10 98 Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД № 53-468 от 13 08 99 Подписано в печать 20 12 2004 Формат 60x84/16 Заказ № 22

Уел печ л 1,5 Тираж 100

127550, Москва, ул Прянишникова, 31.А

1915

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Ермолаев, Сергей Андреевич

Введение 4

Обзор литературы

1.1. Влияние известкования на свойства почвы. 11

1.2. Потери кальция и магния из почвы, и факторы влияющие на них. 19

1.3. Известкование как фактор повышения урожая. 20

1.4. Природоохранная роль известкования 24

1.5. Миграция тяжелых металлов и факторы её определяющие 27

1.6. Эффективность применения силикатной формы химических мелиорантов в земледелии 32

1.7. Агроэкологическая оценка применения металлургических шлаков в сельском хозяйстве в качестве известковых удобрений 36

1.8. Нормирование содержания тяжелых металлов 47

2. Глава. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Природно-климатические условия Смоленской области

2.2.0бъекты и методы исследований 53

2.3, Аналитические и статистические методы исследований 57

Глава 3.Эффективность повторного известкования дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы

3.1. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы при повторном известковании 60

3.2. Эффективность различных доз извести в длительном последействии и при периодическом известковании. 74

3.3. Влияние известкования на содержание и свойства гумуса 80

3.4. Изменение содержания тяжелых металлов в дерново -подзолистой легкосуглинистой почве при использовании металлургического шлака в качестве известкового удобрения 84

4. Эффективность основного и повторного известкования в звене севооборота

4.1. Влияние основного и повторного известкования на продуктивность севооборота 95

4.2. Влияние форм и доз известковых удобрений на формирование продуктивности овса 99

4.3. Влияние различных форм и доз известковых удобрений на продуктивность и качество картофеля 103

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агроэкологическая оценка периодического применения металлургического шлака в качестве известкового удобрения на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве"

Основой получения стабильных урожаев является плодородие почв, прогрессирующая деградация которого приведет к упадку сельского хозяйства. Поэтому сохранение и повышение плодородия почв, охрана их от загрязнения - главная задача агрохимической науки.

Учитывая особые климатические условия России, практика показала, что сельское хозяйство способно обеспечить население страны продовольствием и даже поставлять на экспорт. Однако резкий спад химизации обусловил значительное сокращение производства продукции. Низкая продуктивность и неустойчивость земледелия России, связанная, прежде всего с неудовлетворительным состоянием сельскохозяйственных угодий, в ближайшем будущем может привести к необратимой утрате плодородия на обширных территориях.

В Нечерноземной зоне фундаментом почвенного плодородия, без которого невозможно высокопродуктивное земледелие, является оптимизация реакции среды в почве и содержания в ней кальция. Вследствие естественных биологических процессов в почве идет постоянно процесс подкисления среды и обеднения ее почвенного поглощающего комплекса кальцием, в основном из-за отчуждения с растительной продукцией и потерь с инфильтра-ционными водами. Поэтому для поддержания оптимальных физико-химических свойств почвы необходимо проведение известкования.

По данным агрохимической службы на 01.01.2003 г. в Российской Федерации кислые почвы (рН <5,5) занимают более 40 млн.га или 31,8% от обследованной площади. При сохранении объемов поставок известковых удобрений на нынешнем уровне неизбежно дальнейшее ухудшение плодородия почв, снижение эффективности применения минеральных удобрений и падение продуктивности земледелия. Недобор урожая сельскохозяйственных культур из-за избыточной кислотности составляет 14-16 млн.т в пересчете на зерно. На кислых почвах на 25- 40% снижается эффективность минеральных удобрений, а при высоком содержании алюминия применение калийных и азотных удобрений может привести к снижению урожая.

В Смоленской области - типичной для Центрального района Нечерноземной зоны, из 1450 тыс. га пахотных земель более половины имеют кислую реакцию почвенной среды, пониженное содержание фосфора и калия. Наличие такой большой площади кислых почв резко снижает эффективность минеральных удобрений. Здесь уместно привести данные Кулаков-ской Т.Н., полученные в Белоруссии, но имеющие принципиальное значение. Эти данные свидетельствуют об исключительно важной роли известкования. При доведении почвенного раствора до слабокислого (рН 5,6-6,0) состояния, практически удваивается урожай даже без удобрений и выводит его на уровень более 30,0 ц/га. Следовательно, известкование является важнейшим фактором повышения эффективного плодородия почвы и урожая в Смоленской области.

На Смоленщине, по данным Скоропанова С.Г. (1977), одна и та же доза удобрений позволяет получать разный урожай: на сильно кислой почве (рН 4,5) 210-220 кг NPK обеспечивают урожайность в 27,4 ц/га, а на слабо кислой - 44,7 ц или на 17,3 ц больше. Таким образом, высокая эффективность удобрений возможна лишь при опережающем известковании почв.

По данным Госкомстата производство продуктов животноводства и растениеводства на душу населения в Смоленской области резко сократилось. Так, в 1992 году производство зерна составляло 70 % от необходимой потребности, а в 1998 году лишь - 35,2 %. Валовой сбор зерна составил в 2000 году в 3,2 раза ниже, в сравнении с 1992 г. Посевные площади под зерновыми сократились с 547,5 до 315,0 тыс. га, под картофелем более чем в 6 раз. Резко сократилось применение удобрений (с 87 в 1992 г. до 10 кг/га в 2000 г) и мелиорантов (> 7 раз), то есть отмечается экстенсивное ведение земледелия, прогрессирующее подкисление пахотных почв, дестабилизация агроэкосистем, что уже привело к снижению уровня плодородия.

Считается, что для нейтрализации кислотности почв необходимо примерно 40 млн. т известковых удобрений ежегодно. Однако объемы известкования за последние 15 лет снизились более чем в 20 раз, что можно проиллюстрировать динамикой известкования по Смоленской области (табл.1).

Таблица 1

Известкование кислых почв по Смоленской области

Годы Произвестковано, тыс.га Внесено известковых материалов тыс.т т/га

1972 147,1 486,6 3,3

1977 220,0 1149,6 5,2

1981 213,0 1183,5 5,6

1985 229,9 1343,9 5,8

1989 217,9 1410,6 6,5

1990 151,6 933,1 6,2

1992 111,9 644,4 5,8

1993 85,1 498,0 5,8

1996 15,9 73,4 4,6

1997 10,2 44,8 4,4

1998 2,1 9,4 4,5

1999 2,9 15,1 5,3

2000 5,0 28,5 5,7

2001 4,4 25,1 5,7

2002 4,8 27,8 5,8

Восстановление сельскохозяйственного производства возможно при условии окупаемости затрат на систему удобрений, обеспечивающую продуктивность пашни до 1 тонны зерна на душу населения, не превышающую 3-5 лет. В связи с этим, известкование кислых почв, обуславливающее повышение экономической отдачи всех производственных факторов, становится первоочередным условием. При этом необходимы новые подходы к технологии известкования почв, приближающие к возможности управления агроценозом, что обусловит получение стабильных высоких урожаев.

В этой связи особое значение приобретают региональные научные исследования, в которых для оценки существующих резервов произвесткованных ранее почв возможно определение эффективности действия и последействия известкования, отзывчивости культур севооборотов на изменения агрохимических свойств почв, что позволит разработать рациональную систему удобрений, отвечающую поставленным задачам.

В 2002 г. сельскому хозяйству поставлено всего 2,07 млн. т известковых удобрений, что в 22 раза ниже уровня 1988 года, и даже на 274 тыс. т меньше, чем в 2001 году. Это обусловлено во многом ценой на химмелио-ранты. Так, в 2002 году отпускная цена на пылевидную муку колебалась от 200 до 416 руб/т, а за сыромолотую - от 36 до 75 руб/т. В среднем же тонна известняковой муки стоила 195 руб., стоимость известкования 1 га пашни (включая цену мелиоранта, расходы на его доставку и внесение в почву), по данным Министерства сельского хозяйства РФ, достигает 5-10 тыс. руб.

В таких условиях определенное значение приобретает возможность расширения сырьевой базы и поиск новых источников поставок мелиорантов с целью приближения их потребителю. Судя по оценке ряда научных учреждений нашей страны, известьсодержащие отходы могут успешно заменять стандартные мелиоранты, часто обеспечивая высокие прибавки урожаев, и, как правило, улучшая качество продукции. При этом земледелие получает дешевые удобрения, а в промышленности значительно уменьшаются отвалы отходов, и тем самым, предотвращается опасность загрязнения окружающей среды. Достаточно указать, что применение известьсодержа-щих отходов промышленности обходится примерно в 15 раз дешевле. Опыт зарубежного сельского хозяйства также показывает, что отходы промышленности можно утилизировать, не угрожая при этом окружающей среде.

Ежегодный выход, например, всех металлургических шлаков достигает 40 млн.т. Более 300 млн.т шлаков находится в отвалах. Практически все шлаки имеют высокое содержание кальция (не менее 80% в пересчете на СаСОз). При этом необходимо учитывать, что в 1997 г. принят закон «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами», который направлен на проведение в России единой государственной политики в области безопасного обращения с указанными препаратами в сельскохозяйственном производстве. Основы правил использования отходов промышленности установлены Федеральным законом «Об отходах производства и потреблении» принятым в 1998 г.

В связи с этим, необходимо изучить изменения содержания возможных токсикантов в почве и поступление их в растительную продукцию при систематическом применении отходов промышленности.

Вопрос о дозировках мелиорантов и периодичности их внесения является центральным в решении проблемы оптимизации реакции среды в почве. Ошибки в его решении могут приводить как к недобору урожая, та и к бесцельным затратам. Несмотря на то, что в нашей стране проведены длительные опыты с дозами извести и их результаты неоднократно обобщались, проблема определения оптимальных доз мелиорантов в условиях периодического известкования исследована крайне недостаточно.

Наши исследования посвящены ключевой для земледелия Нечерноземной зоны проблеме - изучению влияния периодического известкования на продуктивность сельскохозяйственных культур, агрохимические свойства дерново-подзолистых почв, выявление возможности применения металлургических шлаков в качестве мелиорантов.

Научная новизна представленной диссертационной работы состоит в том, что впервые установлена закономерность влияния длительного последействия основного (35 лет) и повторного (25 лет) известкования на продуктивность полевого севооборота и динамику агрохимических свойств почвы. Впервые выявлена динамика окупаемости 1 т СаСОз сельскохозяйственной продукцией в зависимости от доз и форм известковых удобрений при основном и повторном известковании. Установлены различия в характере действия форм химических мелиорантов на свойства почв. Экспериментально обосновано высокое агрономическое, ресурсосохраняющее и экологически безопасное действие на качество урожая, свойства почв и химический состав инфильтрационных вод силикатной формы известкового удобрения -металлургического шлака.

Установлена закономерность изменения форм почвенной кислотности в зависимости от форм и доз известковых удобрений. Показано, что однократное внесение полной по гидролитической кислотности дозы известковых удобрений переводит в неактивное состояние обменную кислотность почвы не менее чем на 30 лет.

Разработана методика прогнозирования изменения кислотности почв и содержания обменных кальция и магния в земледелии Нечерноземной зоны на ближайшую и отдаленную перспективу (М.,1999 г), которая используется в системе агрохимической службы РФ при определении потребности земледелия регионов в химических мелиорантах.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные в исследованиях данные являются научной основой для энерго -ресурсосберегающего и рационального применения известковых удобрений в условиях Центрального района Нечерноземья.

Результаты исследований были использованы в разработке комплексной программы сохранения и повышения плодородия почв Смоленской области на 2001 - 2005 годы. Материалы исследований используются при изучении курса «Основы земледелия» и «Агрохимия» в Смоленском сельскохозяйственном институте.

Доказана целесообразность применения высокоэффективных форм известковых удобрений, позволяющих снизить затраты на известкование на 30-40%. Результаты исследований по агроэкологической эффективности металлургического шлака использованы в - «Методические указания по применению шлаков в качестве известкового удобрения» М., 2003 г.

Кроме того, утилизация отходов промышленности является решением важной природоохранной проблемы по предупреждению их неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

Исследования проводились в 1998 - 2002 г.г. в многолетнем стационарном опыте, заложенном в Смоленском филиале ВИУА в 1968 году. Тема исследований являлась составной частью тематики научных работ, выполняемых институтом.

Автор выражает благодарность научному руководителю доктору биологических наук Акановой Н.И. за постоянную поддержку и помощь при выполнении настоящей работы, а также сотрудникам ВНИИА имени Д.Н. Прянишникова докторам сельскохозяйственных наук: профессору Шильни-кову И.А. и Кирпичникову Н.А., кандидатам сельскохозяйственных наук : директору опытной станции по удобрениям и агропочвоведению при Смоленском НИИСХ Дышко В.Н. и старшему научному сотруднику Удаловой Л.П., директору ГЦАС «Московский» доктору сельскохозяйственных наук Кургановой Е. за оказанную помощь в проведении полевых, лабораторных и аналитических исследований.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Ермолаев, Сергей Андреевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Положительное действие основного известкования различными формами известковых удобрений в дозе по 1,0 г.к. на урожай сельскохозяйственных культур устойчиво в течение 15-20 лет и снижается к 30 годам последействия. Окупаемость 1 тоны СаСОз дополнительной продукцией зависит от времени последействия и формы известкового материала. Для известняковой муки она составила (т з.е. на 1 т СаСОз): за 10 лет-0,12; за 16 лет -0,6; за 23 года 0,8 и за 32 года -1,1. Самая высокая окупаемость -1,5 т з.е. была у металлургического шлака.

2. Окупаемость 1 т СаСОз при повторном известковании известняковой мукой зависела от дозы мелиоранта и за 25 лет составила для доз 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 г.к. соответственно 2,5; 2,0; 1,5 и 1,3 тонн з.е.

3. Выявлена закономерность изменения форм почвенной кислотности при прямом действии и в динамике при длительном последействии применении различных форм известковых удобрений. Скорость падения величины рН от максимального за исследуемый период составила по стандартным мелиорантам 0,04 ед рН ежегодно, действие шлака на величину рН ограничилось 25 годами и её снижение происходило по 0,03 ед.рН.

Повторное внесение мелиорантов на второй год действия обусловило снижение кислотности на фоне стандартных мелиорантов на 28-30%, а на фоне шлака на 19%.

4. Анализ парной корреляции зависимости содержания подвижного А1 от уровня рН почвенной среды показал, что теснота связи величины рН и содержания подвижного алюминия находится на уровне 0,75-0,8 ±0,14.

5. Суммарные потери кальция в пересчете на СаСОз в зависимости от формы мелиоранта составили 245 - 260 кг/га ежегодно, нижняя граница интервала соответствует металлургическому шлаку. Потери в зависимости от дозы извести составили : при 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 г.к. соответственно 68; 118; 225 и 312 кг/га СаСОз ежегодно.

6. Применение различных форм известковых удобрений в равной степени оказывали существенное влияние на состав и свойства органического вещества. При этом происходит изменение фракционного состава гумуса с возрастанием соотношения ГК:ФК до 1,2.

7. Агроэкологическая оценка повторного внесения металлургического шлака выявила его высокую эффективность, при этом не установлено негативного действия на агроценоз, суммарный показатель загрязнения почвы (Zc)-1,0 и коэффициент загрязнения (Кз)-0, что соответствует допустимой степени загрязнения почв и безопасно для возделывания всех сельскохозяйственных культур.

8. Повторное известкование металлургическим шлаком обеспечило получение максимальной продуктивности овса 33,4 ц/га, при этом загрязнения зерна овса не обнаружено

Выявлены коэффициенты биологического поглощения (КБП) для овса которые составили : для меди -0,22; цинка - 1,15, кадмия - 0,08, никеля - ОД, свинца - ОД; хрома - 0,05 и кобальта - 0,05. 9. Повторное известкование обеспечивает получение прибавки урожая клубней картофеля в зависимости от формы мелиоранта 72 - 89 ц/га5 нижний предел соответствует металлургическому шлаку, причем доля участия в приросте урожая повторного его применения составляет 72%.

Применение металлургического шлака обуславливает увеличение содержания крахмала в клубнях, снижение поражаемости клубней паршой обыкновенной и не приводит к накоплению тяжелых металлов в продукции. Коэффициенты биологического поглощения (КБП) по каждому элементу следующие для : меди -0,17; цинка - 0,16, кадмия -0,03, никеля - 0,01, свинца - 0,01, хрома и кобальта 0,003 и 0,002 соответственно.

Ю.Применения шлака, существенно не увеличивает концентрацию хрома в почве, она находится в безопасных пределах от 5,6 до 7,9 мг/кг, что значительно ниже ПДК. Содержание валового хрома в почве слабо коррелировало с наличием подвижного (г = 0,49±0,05)

11. При внесении шлака в почву наблюдается аккумуляция в пахотном горизонте всех тяжелых металлов, кроме меди и никеля. Для каждого элемента, коэффициент подвижности располагаются в следующем убывающем ряду: Cd > Pb > Ni > Со > Си > Zn > Cr.

12.Разработана и апробирована в производственных условиях «Методика прогнозирования изменения кислотности почв и расчет баланса магния в земледелии Нечерноземной зоны», позволяющая прогнозировать изменение кислотности и баланса магния в почве на ближайшую и отдаленную перспективу.

Предложения производству

Для получения максимальной окупаемости повторного известкования это мероприятие необходимо проводить дозами по 0,5-1,0 г.к., используя рекомендуемые методы для расчета доз. Прогнозирование кислотности почвы, расчет баланса кальция и магния в почве проводить по «Методике прогнозирования изменения кислотности почв и расчета баланса кальция и магния». Известкование кислых почв металлургическими шлаками проводить согласно «Методическим указаниям по применению металлургических шлаков в качестве известковых удобрений»

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ермолаев, Сергей Андреевич, Москва

1. Авдонин Н.С. Повышение плодородия кислых почв. М.Д960. - 239с.

2. Авдонин Н.С. Действие и последействие различных доз извести на изменение свойств почвы, урожай сельскохозяйственных культур. // Почвоведение. 1963. №9. С. 1-7.

3. Авдонин Н.С. Известкование кислых почв. М.: Колос,1976. - 304с.

4. Авдонин Н.С. Известкование кислых почв // Вопросы рационального использования почв Нечерноземной зоны РСФСР. М.,1978. - С.129-135.

5. Авдонин Н.С., Ампилогов Н.Е. О дозах извести в севооборотах со льном // Вестник сельскохозяйственной науки. 1974. №1. С.9-17.

6. Авдонин Н.С., Лебедева Л.А., Графская ГА. Влияние минеральных удобрений на содержание белка в растениях в зависимости от свойств почв и длительности применения удобрений // Агрохимия. 1978. №4. С.3-10.

7. Аканова Н.И. Агроэкологическая и энергетическая эффективность сочетания известкования с минеральными удобрениями. Автореф. дисс. докт. биол.наук М., 2001,56 с.

8. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. -М.: Колос, 1992. 221с.

9. Алексеев Ю.В., Вялушкина Н.И., Влияние кальция и магния на поступление кадмия и никеля из почвы в растения вики и ячменя // Агрохимия, 2002. №1. С. 82-84.

10. П.Алешин Е.П., Щукин М.М., Шеуджен А.Х. Содержание и вынос элементов минерального питания рисом //Агрохимия. 1986. №9. С.82.

11. Алямовский Н.И. Роль известкования в повышении урожаев пшеницы в Нечерноземной полосе. // Советская агрономия. 1952. №9. С.39-42.

12. Ампилогов Н.Е. Влияние щелочной реакции питательной среды на лен долгунец. // Влияние свойств почв и удобрений на качество растений. Вып.4, М., 1978.

13. Аммосова Я.М., Балабко П.Н., Матыченков В.В., Аветян Н.А. Кремний в системе почва-растение// Агрохимия. 1990. № 10. С. 103.

14. Аскинази Д.Л. Фосфатный режим почвы и известкование почв с кислой реакцией. М., Изд-во АН СССР, 1949,216 с.

15. Аскинази Д.Л., С.С.Ярусов С.С., Известкование, как фактор мобилизации фосфорной кислоты в почве // Труды НИУ, вып. 37. 1928. 59с.

16. Бакина Л.Г., Плотникова Т.А., Митина О.Ж. Лабильность гумусовых веществ дерново-подзолистой глинистой почвы северо-запада России при известковании // Агрохимия. 1997. №6. С.27-31

17. Баранов П.А. Правильное известкование почв Нечерноземья // Вестник сельскохозяйственной науки. 1982. -№11. - С.38-42.

18. Базилевич Н.И., Калашникова Р.А., Ярилова Е.А. О накоплении аморфной кремнекислоты в почвах. Тр. Почвенного института им. В.В. Докучаева, 1954, Т.44, с. 263-280.

19. Барсукова Г.А. Изменение соотношения подвижных форм кремния при внесении кремниевых удобрений. В сб. «Повышение эффективности применения минеральных удобрений», Пермь, 1986, с. 72-77.

20. Барсукова Г.А. Определение кремния в злаковых растениях. Тр. Свердловского СХИ, Т.54.1979, с. 93-98.

21. Бахнов В.К., Кремний дефицитный элемент питания растений на торфяных почвах // Агрохимия, 1979, № 11, с. 88-93.

22. Белоконь В.Д. О потерях кальция при известковании дерново-подзолистых почв // Тр. ВИУА, 1970. Вып. 48. С.132-136.

23. Белоконь В.Д., Шильников И.А. Экономическая эффективность минеральных удобрений и известкования в севообороте // Бюл. ВИУА. 1985. №73. -С.34-38.

24. Белоус Г.М., Чумак B.C. Влияние систематического применения удобрений на содержание подвижных форм питательных веществ в почве и продуктивность севооборота//Агрохимия. 1982. № 11.-С.60-65.

25. Блэк К.А. Растение и почва. М.: Колос, 1973. - 503с.

26. Бобрицкая М.А., Москаленко Н.Н. Вынос элементов питания растений из почвы при инфильтрации осадков в зоне достаточного увлажнения. // Агрохимия. 1966. №10. С.126-150.

27. Богданов Н.М., Хлыстовский А.Д., В.П.Опимах К вопросу об известковании почв // Агрохимия. 1975. №10. С.55-62

28. Булгаков Н.П., Прошляков А.А. Кислотность почвы и эффективность удобрений // Агрохимия. 1969. №7. С.62-66.

29. Важенин И.Г. Сравнительная эффективность форм калийных удобрений на дерново-подзолистых почвах легкого механического состава // Тр. Соликамской опытной станции. Т.1,1953. С.27-190.

30. Валовненко Д.К. Эффективность основного и повторного известкования в севооборотах со льном, картофелем и люпином на дерново-подзолистых почвах Полесья Украины // Вопросы известкования кислых почв. Вьш.З. -Пермь. 1976. С.35-40.

31. Вернадский В.И. Биогеохимическая роль алюминия и кремния в почвах //Докл. АН СССР. 1938. Т.21. №3. С.127-130.

32. Верховцева Н.В. Влияние минеральных удобрений и свойств почв на урожай и качество овса // Влияние свойств почв и удобрений на качество растений. -М., 1978. Вып.4. С.99-116.

33. Вехов П.А. Известкование кислых почв // Агрохимия, 1965. №5. С.

34. Власова В.М. Влияние извести на лен // Лен и конопля, 1929. №7 С.

35. Возбуцкая А.Е. Химия почв. М.: Высшая школа, 1968.-427с.

36. Водяницкий Ю.М. Дефицит кремния в некоторых почвах и пути его устранения // Агрохимия, №8, 1984, с. 133-140.

37. Володько O.K. Эффективность удобрений под картофель при известковании почвы. // Вопросы известкования кислых почв. Вежайчай, 1969. - С.177-181

38. Воронков М.Г., Зелнин Г.И., Луковиц Э.Я. Кремний и жизнь. Изд-во «Рига», 1978, 588 с.

39. Воронков М.Г., Кузнецов И.Г. Кремний в живой природе. Наука, Сиб. Отд. Новосиб., 1994,45 с.

40. Воронков М.Г., Кузнецов И.Г. Удивительный элемент жизни. Иркутск, 1983. 31 с.

41. Гарднер Г., Гарнер Г. Известкование почв в Англии. М.: Изд-во ин. лит., 1954.-226с.

42. Гедройц К.К. Влияние известкования на доступность растениям Р2О5 почвы и фосфорно-кислых удобрений // Опытная агрономия. 1905, т.6, кн.5. С.686-707.

43. Гедройц К.К. Почвы, ненасыщенные основаниями. Методика определения Н иона , находящегося в поглощенном состоянии. Потребность почв в извести, как нейтрализаторе насыщенности./Юпытная агрономия. М., 1921. т.22. кн.1. - С.3-23.

44. Гедройц К.К. Почвенный поглощающий комплекс, растение и удобрение. -М.,-1935. -156с.

45. Гинзбург К.Е. Фосфор основных типов почв СССР.- М.: Наука, 1981.- 242с.

46. Глазунова Н.М. Эффективность фосфоритной муки на дерново-подзолистой известкованной почве//Агрохимия. 1988. №10. С.17-2Э.

47. Глазунова Н.М., Карпинский Н.П. Влияние фосфора и извести на фосфатный режим дерново-подзолистой почвы // Бюллетень ВИУА. 1971. №11. -С. 17-26.

48. Глазовская М.А., Касимов Н.С., Теплицкая Т.А. Ландшафтно-геохимические лсновы фонового мониторинга природной среды. М.: Наука. 1989. 264 с.

49. Голенецкий С.П., Жигаловская Т.Н., Голенецкая С.И. Роль атмосферных выпадений в формировании микроэлементного состава почв и растений.// Почвоведение. 1981. №2. С. 41- 48.

50. Голубев Б.А. О вредном влиянии алюминия на рост растений. Кн.: "Памяти акад. Д.Н.Прянишникова". М.,1950. - С.362-374.

51. Гомонова Н.Ф., Овчинникова Н.Ф. Влияние длительного применения минеральных удобрений и известкования на химические свойства, групповой и фракционный состав гумуса дерново-подзолистой почвы // Агрохимия.-1986. №1. С.85-90.

52. Гордеев А.М. Земельные ресурсы Смоленской области и пути улучшения их использования. М.: Моск. рабочий, 1980. - 296с.

53. Детковская Л.П., Алексейчик Н.Н., Денисова А.З. Действие известкования на качество зерна ячменя при различной обеспеченности почвы калием // Почвенные исследования и применение удобрений. Минск, 1978. Вып.9. -С.128-136.

54. Добровольский В.В. География микроэлементов: Глобальное рассеяние. М., Мысль, 1983, 272 с.

55. Довгопол В.И. Металлургические шлаки в сельском хозяйстве. М. Металлургия, 1980,40 с.

56. Доминик Р.Ф. Экологические и агрохимические аспекты использования отходов металлургической промышленности. Дис. канд наук, ТСХА, 1987.

57. Доспехов Б.А. Что дает систематическое удобрение и известкование почв под лен. //Лен и конопля, №12. 1958. -С.8-12.

58. Доспехов Б.А., Братерская А.Н., Кирюшин Б.Д. Действие 60-летних бессменных культур на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы. -Изд-во ТСХА,1975. Вып.2. С.49-53.

59. Доспехов Б.А., Леонов С.Д. Основные итоги работы по культуре льна // Известия ТСХА, вып.4,1954. С.

60. Дружинин Д.В. Действие извести на почвенные процессы и урожай растений в полевых вегетационных опытах // Труды НИУ, вып.31. М., 1925. С.

61. Дука В.И., Ковальчук А.И. Фосфатный режим дерново-подзолистых почв Прикарпатья при известковании // Агрохимия, 1972. №10. С.60-63.

62. Дьяконова К.В., Булеева B.C. Природа гумусовых веществ почвенных растворов, их роль в современных процессах почвообразования и питания растений / Тез. докл. 5 Всесоюзного съезда почвоведов. Минск, 1977. С.10-12.

63. Егоров В.Е., Доспехов Б.А. Известкование длительно удобрявшихся почв в севообороте при монокультуре // Известия ТСХА, вып.6.1963. С.

64. Егорова Л.И, Алексеева Л.И. Эффективность известкования кислых глинистых почв в севообороте со льном в зависимости от доз и фракционного состава известняковой муки // Вопросы известкования кислых почв. вып. З.Пермь. 1976. С.

65. Ерменсон С.М. Особенности известкования в севооборотах с большим удельным весом картофеля: Автореф. дис. кан. с.-х. н. Минск, 1962 - 18с.

66. Жуков Ю.П., Макарцева Н.А. Продуктивность озимой пшеницы и ячменя в четырехпольном севообороте при расчетных дозах удобрений в Московской области // Агрохимия. 1997. №7. С.44-50.

67. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва растение. - Новосибирск: Наука, 1991. - 133с.

68. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растения. М.: Мир, 1989. 438 с.

69. Калвайтене М.Ю. Сравнение севооборотов на кислых и известкованных почвах // Вопросы известкования кислых почв. Венжайчай, 1969. - С.8-11.

70. Калвайтене М.Ю., Лянкшайте Э.П. Влияние различных норм известковых удобрений на урожай сельскохозяйственных культур, химические и физические свойства почвы // Вопросы известкования кислых почв. Венжайчай. 1969. С.12-19.

71. Камераз А .Я. Агротехника картофеля в Нечерноземной полосе. М.,1949;

72. Карпинский Н.П. Об эффективности удобрений на дерново-подзолистых суглинистых почвах центральной части Нечерноземной зоны РСФСР // Агрохимическая характеристика почв СССР.- М.: Изд. АН.СССР. 1972. С.72-105.

73. Карпова Э.С. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой пес-чано-легкосуглинистой почвы под влиянием длительного применения удобрений в льняном севообороте // Агрохимия. 1975. №8.- С.64-68.

74. Касицкий Ю.И. Об оптимальном уровне обеспеченности почв СССР подвижным фосфором//Агрохимия. 1979. № 3. С.135-151.

75. Касицкий Ю.И. Об оптимальном содержании подвижного фосфора в почвах Нечерноземной зоны СССР // Агрохимия. 1991. № 6. С.107- 125.

76. Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения. М., 1965 - 330с.

77. Кедров-Зихман O.K. Известкование почв под лен. / В кн.: Лен и конопля в крупном сельском хозяйстве. М.Д932. - С.69-89.

78. Кедров-Зихман O.K. О влиянии извести на процесс мобилизации фосфорной кислоты в почве //Научно агрономический журнал. 1928. №3. - СЛ.

79. Кедров-Зихман O.K. Основные вопросы теории и практики известкования дерново-подзолистых почв Советского Союза // Вопросы питания и применения удобрений. М.,1957. - С. 148-182.

80. Кедров-Зихман O.K. Отношение сельскохозяйственных растений к почвенной кислотности в связи с известкованием почвы. / В кн.: Известкование почв и применение микроэлементов. М.Д957, с.69-90.

81. Кедров-Зихман O.K. Результаты работы лаборатории известкования почв ВИУА// Тр. ВИУА. Вып.38. 1961. С.7-27.

82. Кедров-Зихман O.K., Ярусов С.С, Алямовский Н.И. / Известкование почв по данным полевых опытов в СССР. М.,1941. - С.6.

83. Кирпичников Н.А. Урожай и качество картофеля в зависимости от известкования с применением бора и повышенной дозы калия на дерново-подзолистой песчаной почве: Автореф. дис. канд. с.-х. н. М.,1970,

84. Кирпичников Н.А. Оптимизация фосфатного режима дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при сочетании фосфорных и известковых удобрений: Автореф. дис. д-ра с.-х. наук М. ВИУА. 1989. 46с.

85. Кирпичников Н.А. Мергель С.В. Черных И.Н. Черных Н.А. К вопросу оптимизации фосфатного режима дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв // Агрохимия. 1993. №8. С. 12-21.

86. Кобзева И.И. Состав почвенного раствора и фосфорный потенциал мощного чернозема при разных дозах фосфорных удобрений: Автореф. дис. . к.с.-х. н. М.,1968. 20с.

87. Козловский Е.В., Небольсин А.Н., Алексеев Ю.В., Чуриков П.А. Влияние известкования на урожайность сельскохозяйственных культур и их качество / Известкование почв. Л.Д983. С.63-79.

88. Кононова, М.М. Проблема почвенного гумуса и современные задачи его изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1951.-е.

89. Кораблева Л.И. Действие магния на плодородие кислых почв // Труды почвенного института им. В.В. Докучаева. АН СССР, т.38.1950. с.

90. Кореньков Д.А. Азотные удобрения /Продуктивное использование минеральных удобрений. М.: Россельхозиздат, 1985

91. Корнилов М.Ф. Кн.: Известкование почв в ленинградской области. Л., 1937. - С.260-263.

92. Корнилов М.Ф., Ерменсон С.И. Известкование почв в севооборотах с картофелем // Труды Северо-Западного НИИСХ. Вып.7. Л. 1963.

93. Корнилов М.Ф., Небольсин А.Н. Условия, определяющие эффективность известкования кислых почв // Агрохимия. 1968. №5. С.62-69.

94. Корнилов М.Ф., Небольсин А.Н., Семенов В.А., Козловский Е.В., Зяблов В.А. Известкование кислых почв Нечерноземной полосы СССР. Л.: Колос, 1971.-251с.

95. Кубарева Л.С., Кулешова А.Н. Изменение содержания минеральных форм фосфора в почве при внесении разных доз фосфорных удобрений // Агрохимия. 1973. № 10. С.26-30.

96. Кузмич В.А., Чечёткина Л.В. Влияние известкования на фитотокстчность хрома. В кн. «Удобрение и химические мелиоранты в агроэкосистемах». М., 1998, с.410-411.

97. Кук Дж. У. Регулирование плодородия почвы. М.:Колос,1970.- 520с. (пер. с англ.).

98. Кук Дж.У. Системы удобрения для получения максимальных урожаев. -М.: Колос, 1975. 415с. (пер. с англ.).

99. Кулаковская Т.Н. Значение оптимизации свойств почв и проблемы их регулирования // Тез. докл.У Всесоюз. съезда почвоведов. -Минск, 1977.- С.5-20.

100. Кулаковская Т.М. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений. М.:, 1990. -218с.

101. Кулаковская Т.Н. ,Алексейчик И.Н. Эффективность известкования в зависимости от различной обеспеченности дерново-подзолистых почв калием // Вопросы известкования кислых почв. Пермь, 1976. С.10-15.

102. Кулаковская Т.Н., Детковская Л.П. Баланс кальция и магния в пахотных землях Белоруссии // Химия в сельском хозяйстве. 1972. №12. С. 16-20

103. Курмышева Н.А., Ефремов В.Ф., Трофимова Н.П. Значение систем удобрения и севооборотов в регулировании гумусового режима дерново-подзолистой почвы в условиях интенсивного земледелия // Агрохимия. 1996. №12.-С.10-16.

104. Лебедева Л.А. Влияние свойств почв, минеральных удобрений и условий зимовки на стойкость, урожай и качество вики озимой// Влияние свойств почв и удобрений на качество растений. М.,1972. - Вып.2. - С.106-122.

105. Лебедева Л.А. Минеральные удобрения на дерново-подзолистых почвах. -М.,1984. 100с.

106. Лебедева Л.А., Н.Ф.Гомонова Н.Ф. Влияние длительного применения минеральных удобрений и извести на нитрификационную способность дерново-подзолистой почвы // Агрохимия. 1973. №5. С.54-71.

107. Лебедева Л.А. Влияние минеральных удобрений при длительном применении и известкования на свойства дерново-подзолистых почв, стойкость растений, урожай и качество: Автореф.докт. биол. наук. -М.,1976. -59с.

108. Левин Ф.И. Окультуривание подзолистых почв. М., 1972. - 264с.

109. Лимантова Е.М. Оценка эффективности внесения азота при разной степени кислотности дерново-подзолистых супесчаных почв // Почвенные исследования и применение удобрений. Минск, -Вып.З. -1972. - С.98-102.

110. Лызин А.А. Известкование кислых почв // Передовой опыт на поля. Киров. 1964.-С.8-13.

111. Любарская Л.С., Шевцова Л.К., Гришина Н.Л., Братерская А.Н. Накопление и превращение фосфора в различных почвах при длительном применении навоза и минеральных удобрений и доступность его растениям / Удобрение и плодородие почв. М.,1966. - С.5-52.

112. Магницкий К.П. Проблема магния в сельском хозяйстве СССР. // Земледелие. 1962. №7. С.

113. Мазур Г.А, Симачинский В.Н. Миграция кальция и магния в почвах Полесья УССР // Вопросы известкования кислых почв. Пермь. Вып.З. 1976. -С.119-126.

114. Маймусов Д.Ф. Почвы Смоленской области. М.: Прометей. 1992. -288с.

115. Максимов М.В., Кобозев М.В. Влияние удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы. // Научные основы повышения эффективности удобрений в Нечерноземной зоне. М., 1984. - С.53-61.

116. Матыченков В.В, Аммосова Я.М. Влияние аморфного кремнезёма на некоторые свойства дерново-подзолистой почвы//Почвоведение, 1994, №7, с. 5261.

117. Матышенков В.В., Бочерникова Е.А., Аммосова Я.М. Определение доступного растениям кремния в почвах.// Агрохимия, 1997, № 1, с. 76-80.

118. В.В. Матыченков Аморфный оксид кремния в дерново-подзолистой почве и его влияние на растения. Авт. дисс. канд. биол. наук. МГУ, М., 1990, 26 с.

119. Методика исследований по культуре картофеля / НИИКХ,-М, 1965, 65с.

120. Милащенко Н.З. Научные основы и рекомендации по известкованию кислых почв в странах восточной Европы. Бюлл. ВИУА №109. М. 1992. 80с.

121. Миневич С.М. Влияние известкования дерново-подзолистых почв на урожай сельскохозяйственных культур // Вопросы развития сельского хозяйства Полесья, Вып2.1956. -С.

122. Минеев В.Г. Агрохимия и биосфера. М.: Колос,1984. -277с.

123. Минеев В.Г. Основные направления исследований влияния погодно-климатических условий на эффективность удобрений // Эффективность удобрений при различных погодных и климатических условиях / Тр. ВИУА.-М.,1985.- С.8-16.

124. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная Среда. М.: Агро-промиздат, 1990. - 287с.

125. Минеев А.Н., Гомонова Н.Ф., Скворцова И.Н., Дж.Диксон. Влияние органических и минеральных удобрений в период их последействия на агрохимические и микробиологические свойства дерново-подзолистой почвы // Агрохимия. 1998. №12. С.21-27.

126. Мирчинк Т.Г., Морфенина О.Е. Влияние длительного применения удобрений и известкования на численность микроорганизмов в дерново-подзолистой почве // Вестник Московского университета. №2. 1974. -С.80-84.

127. Никифорова М.В. Влияние сельхозкультур и известкования на миграцию из почвы тяжёлых металлов. Плодородие, 2003, №1, с.33-36.

128. Небольсин А.Н. Действие извести на урожай сельскохозяйственных культур. / Известкование кислых почв. Л.: Колос, 1971. - С.141-166.

129. Небольсин А.Н. О научных основах определения доз извести. Сб. Вопросы известкования кислых почв, Горки, 1973, с.31-35.

130. Небольсин А.Н. Об оптимальном интервале почвенного раствора для роста растений в зависимости от свойств почвы // Вопросы известкования кислых почв. Пермь, вып. 3. 1976. - С.127-130.

131. Небольсин А.Н. Известкование средство коренного улучшения кислых почв. Лениздат, 1979. -133с.

132. Небольсин А.Н. Теоретическое обоснование известкования почв Северо-Запада НЧЗ РСФСР: Автореф. д-ра с.-х. наук. Л.,1983. -42с.

133. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Влияние известкования на содержание микроэлементов в почвах и кормовых растениях // Вопросы известкования кислых почв. Венжайчай, -1969. - С.153-158.

134. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Изменение некоторых свойств почвенно-поглощающего комплекса дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под влиянием известкования // Агрохимия. 1997. №10. -С.5-12

135. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Роль органического вещества в формировании кислотности и изменение гумусового состояния дерново-подзолистых почв при известковании // Агрохимия. 1998. №8. С.14-20.

136. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Влияние известкования на некоторые показатели фосфатного режима дерново-подзолистых почв // Агрохимия 1998. №9. -С.31-41.

137. Овчаренко М.М., Шильников И.А., Поляков Д.К., Графская Г.А. Иванов А.Е., Сопильняк Н.Т. Влияние известкования и кислотности почвы на поступление в растения тяжелых металлов // Агрохимия.1997. №1. С.74-84.

138. Палавеев Т., Тотев Т. Кислотность почв и методы ее устранения: Пер. с болг. -М.: Колос, 1983,- 165с.

139. Панасин В.И. Микроэлементы и урожай. Калининград, 1995,281 с

140. Панов Н.П. Плодородие почв и задачи науки // Актуальные проблемы земледелия. -М.Д984. С.20-24.

141. Панников В.Д., Минеев В.Г. Погода, климат, удобрения и урожай. -М.:Агропромиздат, 1987. 512с.

142. Пейве Я.В., Известкование почв в льноводном хозяйстве // Химизация социалистического земледелия. 1939. №12. -С.

143. Пейве Я.В., Радов А.С. Известкование под лен по данным полевых опытов // Известкование почв по данным полевых опытов в СССР. М., 1941.-С.195-209.

144. Перегудов В.Н. Статистические методы обработки банных полевого опыта. М: ОГИЗ - Сельхозгиз. 1948. - 293с.

145. Петербургский А.В. Влияние непосредственного внесения извести на урожай и качество льна // Известия ТСХА, 1953, №1.

146. Петербургский А.В. Корневое питание растений. М.: Россельхозиздат. 1964. - 254с.

147. Петербургский А.В.О влиянии кислотности почвы на растения // Почвоведение. 1955. №5. С.19-29.

148. Петербургский А.В., Сидорова Н.В. Изучение доз и способов внесения извести под многолетние травосмеси на кислой дерново-подзолистой почве / Питание растений и удобрения. М., 1954. -С. 138-153.

149. Петербургский А.В., Янишевский Ф.В. Формы калия в почве при многолетнем применении удобрений // Известия ТСХА. 1963. №6. С.113-124.

150. Петрова И.С., Шильников И.А., Щелкунова А.А., Агроэкономическая эффективность сочетания взрастающих доз извести и минеральных удобрений // Бюлл. ВИУА. 1987. №82. С.68-72.

151. Попова С.И. Влияние систематического применения удобрений на изменение плодородия дерново-подзолистых тяжелых почв и урожай: Авто-реф. дис.канд. с.-х. н., -Пермь. 1968. 20с.

152. Потатуева Ю.А. О биологической роли кремния.// Агрохимия, 1968, № 9, с. 111-116.

153. Приходько В.Е. Формы соединения кремния в почвах элювиального ряда. Автрореф. канд. дисс. МГУ, 1979, с. 85-90.

154. Приходько В.Е., Аммосова Я.М. Состав механических фракций почв в связи с миграцией кремнезема// Почвоведение. 1979. №8. С. 43.

155. Прокошев В.Н. Эффективность известкования при систематическом внесении минеральных удобрений на подзолистых почвах // Известкование почв. Материалы совещания от 19-20 октября 1938г. -М.,1939. С.59-71.

156. Прокошев В.В. Агрохимия калийных удобрений (по материалам исследований на ДП почвах): Автореф. дис. д-ра биол. наук. М. НИУИФ, 1984. 39с.

157. Прянишников Д.Н. Агрохимия. М.:,-1940. - 644с.

158. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения. М.: Сельхозгиз, т.1. 1952. -691с.

159. Рассел Э. Почвенные растения и рост растений. М.,1955. - 543с.

160. Ремезов Н.П., Щерба С.С. Теория и практика известкования почв. -М., 1938. -346с.

161. Ремезов Н.П. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв. -М., 1957. 223с.

162. Ремпе Е.Х., Бурцева С.В. Влияние известкования на микрофлору и превращение азота минеральных удобрений в парующей почве // Агрохимия. 1982. №10. С.102-107.

163. Рихванов Л.П., Сарнаев С.И., Язиков Е.Г. Почва как депонирующая среда техногенного фактора взаимодествия на природу // Проблемы региональной экологии. 1994. №3. С. 35-46.

164. Рочев В.А. Влияние кремнегеля на агрохимические свойства почвы и урожай сельскохозяйственных культур. Тр. Свердловского СХИ, 1980, т. 60, с. 61-68.

165. Самсонова Н.Е., Астахова Л.В. Влияние соединений кремния на урожай кукурузы и агрохимические свойства дерново-подзлистой почвы. Сб. тр. Смоленского филиала ТСХА, Смоленск, 1986, с. 169-173.

166. Синягина М.Г. Изменение фосфатного равновесия в почвах под влиянием фосфорных удобрений и извести // Агрохимия. №6. 1969.

167. Смирнов П.М., Лаврова И.А. Особенности превращения различных форм азотных удобрений в почве и их использование растениями // Доклады ТСХА. вып. 133. 1968. С.187-192.

168. Соколов А.В. Агрохимия фосфора. М.Д950. - 151с.

169. Соколов А.В. Об усвояемости фосфатов почвы и удобрений // Минеральные удобрения и гербициды. М., 1961. - С.30-45.

170. Соколов А.В., Гладкова К.Ф. Накопление в почвах усвояемых фосфатов удобрений: (Результаты исследований с применением радиоактивного фосфора) // Агрохимия. 1979. № 9. С. 18-24.

171. Тюрин И.В. Некоторые результаты работ по сравнительному изучению состава гумуса в почвах СССР // Труды Почв, ин-та АН СССР. М.: изд-во АН СССР, 1951. -Т.38Л

172. Удельнова Т.М., Пушева М.А., Черногорова С.М., Бойченко Е.А. Соотношение поливалентных металлов в эволюции биогеохимических функций // Современные задачи и проблемы биогеохимии : Тр. биогеохимической лаборатории. T.XVII. М., Наука. 1979. С. 183-188.

173. Файтонджиев Л. Токсично действие на оловато върху люцерна при различии степени на нейтрализация на почвенате киселиность // Почвознание и агрохимия. 1981. №3. С 47-49

174. Хлыстовский А.Д. Плодородие почвы при длительном применении удобрений и извести. М.: Наука, 1992.- 192с.

175. Чириков Ф.В. Поглощение растениями питательных элементов из труднорастворимых соединений / Памяти академика Д.Н.Прянишникова. -М.,1950. С.285-301.

176. Швейкина Р.В. Влияние кремниевых удобрений на подвижность фосфат -ионов в почве. В сб. «Повышение эффективности применения удобрений», Пермь, 1986, с. 77-79.

177. Шильников И.А. Пути повышения эффективности известкования и баланс кальция в пахотных почвах Нечерноземной зоны: Автореферат дис. . доктора с.-х. н.- Минск, 1984. С.17-24

178. Шильников И.А. Природоохранное значение известкования почв // Химизация сельского хозяйства. 1991. №10. С. 29-32

179. Шильников И.А., Кирпичников Н.А., Удалова Л.П., Гришин Г.Е., Филиппова Т.Е., Ивойлов А.В. Проблемы известкования почв // Химия в сельском хозяйстве. 1996. №5 С. 18-21.

180. Шильников И.А., Кирпичников Н.А., Белоцветова О.Ю. Эффективность молотого фосфорита в условиях периодического известкования дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы // Агрохимия. 1998. №5. С.58-67.

181. Шильников И.А., Колосова А.Ф., Щелкунова А.А. Зависимость изменения величины рН от доз извести и динамика реакции произвесткованных почв // Агрохимия. 1981. №8. С.75-82.

182. Шильников И.А., Лебедева Л.А. Известкование почв. М.,1987. -171с.

183. Шильников И.А., Никифорова М.В., Овчаренко М.М. Миграция тяжелых металлов из корнеобитаемого слоя дерново-подзолистых пахотных почв // Агрохимия. 1997. №8. С. 56-60.

184. Шильников И.А., Стрельников В.Н. Результаты научных исследований по известкованию кислых почв в СССР за 1971-74гг. и основные задачи на предстоящее пятилетие // Агрохимия. 1977. №1. С.147-156.

185. Ягодин Б.А. Агрохимия. М.,1989. 655с.

186. Ярусов С.С. Действие извести на мобилизацию питательных веществ // Вестник с.х. науки. 1941. №2. С.37-45.

187. Ярусов С.С. К изучению обменной кислотности / Доклады ВАСХНИЛ. Вып. 1. 1948. С.14-21.;

188. Alley М.М. Short -term soil chemical and crop yelds responses to limistone applications // Agronomy Gournal.-1984. Vo-1.73.- №4. P.687-689.

189. Amberger A., Schueiger P. Wanderung der Pflanzennahrstoffe im Boden und deren Bedeutung in einer umweltbewusten Zandwirtschaft // Die Bode№cultur.-1973.- Bd.24.-№3.- S.221-236.

190. Launamaa I. Trace elements in plants wild on different rocks in Finland // Ann, bot. Soc. "Vanamo". 1956. V.29, №4.

191. Lindsay W.L. Chemikal egnilibria in soils, №4, John Willey and Sons, 1979, 449p.

192. Matichenkov V.V., Bocharnikova E.A.,Total and partial biogeochemistry cycle of Si in various ecosystems// Sustainable development: the viev from the less industrialized countries. San. Jose, Costa Rica: UNED, 1994. P. 467.

193. Vegerust E., Selmer-Olsen A.R. Basis for metal limits to sludge utilization // Factors influencing sludge utilization practices in Europe. L., N.Y, 1986. P. 26-42.

194. Pitrowska M. Uruchamianie metali cizkich W glebach zanieczyszczonich pilami hty miedzi i ich pobieranie przez kupkowke //Pamietnik Pulawski Prace IUNG. 1981. Z. 75. S.181-186.