Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ"



На правах рукописи

БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность Об.01.02 — мелиорация, рекультивация и охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Пенза - 2004

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном об* разовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кузин Евгений Николаевич

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Денисов Евгений Петрович

кандидат сельскохозяйственных наук Адаев Василий Федорович

Ведущая организация: Пензенский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита состоится 23 декабря 2004 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при ФГОУ В ПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 440014, г. Пенза, пос. Ахуны, ул. Ботаническая, 30

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан 23 ноября 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук

В. А- Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение почвенного плодородия «экологической устойчивости почв па современном этапе невозможны без широкой мелиорации земель. Для эффективного применения различных средств мелиорации на черноземах выщелоченных необходима разработка агробиологических основ мелиоративных приемов, позволяющих оптимизировать их использование на основе системного подхода к изучению почвенного плодородия. Выбор мелиоративных приемов должен быть сопряжен ' с конкретными почвенно-клнмагическими условиями и с экологическими ограничениями, учетом их энергоемкости и энергетической эффективности.

Из основных элементов агроэкосистемы наиболее существенными с экологических позиций являются приемы биологической и химической мелиорации, направленные на возврат элементов питания в почву при минимальном использовании минеральных удобрений.

В настоящее время накоплен значительный зарубежный опыт применения отходов промышленности и осадков сточных вод (ОСВ) н качестве мелиорантов под сельскохозяйственные культуры в опытно-производственных и производственных условиях. В условиях Российской Федерации применение отходов промышленности и осадков сточных вод для мелиорации почв носит ограниченный характер, поэтому возникает потребность в научном обосновании выбора и применения приемов биологической и химической мелиорации на черноземах выщелоченных Среднего Поволжья, а также их экологической и энергетической оценке.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлось изучение влияния осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фос-форно-калийных удобрений и известкования на агромелиоративное состояние чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур.

В задачи исследований входило:

• Изучить влияние осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фосфорно-калийных удобрений и известкования на структурное состояние и общие физические свойства чернозема выщелоченного.

• Установить влияние осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фосфор но-калий них удобрений н известкования на запасы воды в почве и водопотребление растений.

• Определить влияние повторного внесения осадков сточных вод и известкования на содержание гумуса в черноземе выщелоченном.

• Изучить влияние осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фосфорно-кал и йных удобрений и известкования на пищевой режим и физико-химические свойства чернозема выщелоченного.

' • Провести сравнительную оценку по влиянию на плодородие почвы традиционных фосфорно- калийных удобрений и отходов поролонового производства.

—МСХА

• Определить влияние повторного внесения.осадков сточных вод на накопление тяжелых металлов в черноземе выщелоченном и в продукции растениеводства.

• Установить влияние изучаемых мелиоративных приемов на урожайность сельскохозяйственных культур,

• Рассчитать энергетическую эффективность использования осадков сточных вод, отходов поролонового производства, фосфорно-калийных удоб-рени й и доломитовой муки.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепного Поволжья на черноземе выщелоченном в зернопаровом севообороте изучено влияние повторного внесения осадков сточных воч, известкования на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Установлено изменение агромелиоративного состояния чернозема выщелоченного при использовании в качестве мелиорантов отходов поролонового производства и доломитовой муки. Дана сравнительная оиелка по влиянию на плодородие почвы традиционных фосфорно-калийных удобрений и отходов поролонового производства.

Практическая значимость работы. Полученный экспериментальный материал может быть использован для разработки приемов биологической и химической мелиорации чернозема пышаюченного. Применение экологически безопасных норм ОСВ в качестве биомелиорантов и фосфорно-калийных отходов поролонового производства даст возможность предупредить развитие деградации чернозема выщелоченного, улучшить агромелиоративное состояние почвы и повысить продуктивность сельскохозяйственных культур.

Основные положеннп, выносимые на защиту;

• Агромелиоративная и экологическая целесообразность использования осадков сточных вод, доломитовой муки и отходов поролонового производства в качестве мелиорантов под полевые культуры на черноземе выщелоченном.

• Сравнительная оценка влияния на плодородие чернозема выщелоченного и продуктивность полевых культур традиционных фосфорно-калийных удобрений и отходов поролонового производства,

• Дозы и способы внесения осадков сточных вод и отходов поролонового производства в чистом виде и сочетание с доломитовой мукой.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы ежегодно докладывались и обсуждались на Международных, Всероссийских и региональных научно-практических конференциях (Пенза 2002,2003,2004 гтч Ставрополь 2002 г., Москва 2003,2004 гг.).

Основные положения диссертационной работы, опубликованы в 12 научных работах.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 194 страницах компьютерного текста содержит 50 таблиц, 9 рисунков, 8 приложений. Список литературы включает 161 источник, в т.ч. 18 зарубежных.

Условия, схемы опытов н методика приведения исслсдоваим»

Исследования проводились в учхотс Пензенской ГСХА', расположенном в Мокшанском рзйоие Пензенской области.

Почьенный покрои представлен черноземом выщелоченным среднегумусным среднемоншым тяжелосуглнннстым. Содержание гумуса в пахотном горизонте 6,97,0%. Реакция почвенного раствора слабокислая, сумма обче!шых оснований 35,736,8 мг-жв, на 100 почвы. Содержание шелочногид ревизуемого азота 103,0-126,0, поавижното фосфора—107,0-108,0, обменного калия— 153,0-163,0 мг&т почвы.

Полевой стационарный опыт по (прению влияния осадков сточных вод (ОСП) на агромелиоративное состояние почвы был заложен в 1996 голу по схеме: I. Без осадков сточных иод (кон г роль); 2. Осадки сточных иод 40 т/га; 3. Осадки сточных вод 60 т/га; 4. Осадки сточи их вод 80 т/га; 5. Осадки сточных иод 100 т/га. Различные корчи ОСВ использовались как на фоне ит вест копания, так и без применения мелиоранта. ОСЫ вносили согласно схемы он ига в паровом ноле один раз за ротапнм севооборота в 1996 и 2001 году, до листовую муку один ра) в 1996 юду. Плоить лслянки 51 м1, позгорность трехкратная. Размещение нарилиов реп лом тированное.

Исследования проводились в няшполыюм зернопаровом севообороте. В опыте в качестве Си о мелиоранта использовались твердые осадки сточных вол г. Пензы. Осадки характеризуются следующими химическими показателями: величина рНки- 5,9, гидролитическая кислотность (Н,)- 2,6мг-эквЛ00 г осадка, сумма обменных оснований (Са+Мц) - 30,9 мг-экв/ЮО г осадка, содержание углерода - 20%, азота-280, фосфора - 110 и калия - 110 мгна 100 г осадка. Содержание тяжелых металлов в осадках еючных под составляет; кадмия — 13,05; никеля - 239,9; свинца - 77,7, цинка - II 15,3; меди'- 484,2; марганца - 337,7 мг/кг осадка, что в два раза и Солее раза ниже ПДК. ' '

Полевой опыт по сравнительной оценке влияния на агромелиоративные свойства 'почвы фосфор но-калийных отходов поролонового производства (ОПП) и традиционных фосфорпо-калийных удобрений был заложен в 2001 году по схеме: 1. Без удобрений (контроль); 2. Фосфорн о-калийные огходы поролон овою производства (ежегодно в дом на запланированный урожай); 3. Фос-форно-калийные отходы поролонового производства (в запас); 4. Традипнон-. ные фосфорные и калийные удобрения (ежегодно на запланированный урожай); 5. Традиционные фосфорные и калийные удобрения (в запас).

Данные виды удобрений использовались по известковому фону и без известкования. Повторность опыта трехкратная, размещение вариантов — рендо-мизированное. Учетная площадь ледянки 22 м . Исследования проводились в пятипольном зериопаровом севообороте. ' '

В опыте использовались фосфорно-калийные отходы, образующиеся при производстве поролона на,ОАО "Дека" г. Пензы. Огходы поролонового производства (ОПП) хэрактерюуются следующим химическим составом: Р^О} - 35,№4, К;0—289«. Содержание тяжелых металлов в ОПП в десятки раз ниже предельно-допустимой концентрации: Ежеюдниг нормы удобрений поз озимую пшеницу составили: Р^О] - 105, К>0- 84 кг д.вУга, под суданскую траву: РА -90, К:0- 71 кг д.вУпц под яровую пшеницу: Р;0; - 60, К>0- 45 кг д вУга. В третьем и пятом варианте нормы удобрений равнялись: Р;0} - 330, К..О-264 кгдвУга.

В качестве химического мелиоранта в опытах использовалась доломитовая мука Исс и некого карьера (Пензенская область) следующего состава: CaCOi — 70%, Mg — 17%. Норма доломитовой муки вносилась из расчета 1,5 Нг. В первом опыте она составляла 7,5 т/га, во втором -10,4 т/га.

Агротехника возделываемых культур общепринятая для условий Пензенской области. Все наблюдения, анализы почвенных и растительных образцов проводил к по общепринятым методам. Математическая обработка результатов проведена методом дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа на ПЭВМ с использованием пакетов прикладных программ для статистической обработки «Statgrafics» и «Statística».

Результаты исследований Агрофизические свойства чернозема выщелоченного

Структура. .Мелиоративные нормы ОСВ являются приемом б иол отческого восстановления агрофизических свойств почвы и, в первую очередь, водопрочной структуры.

Максимальное количество водопрочных макроагрегатов на вариантах с ОСВ, использованных в чистом виде за первую'ротацию севооборота было отмечено на.третий и | четвертый год после их «несения. При использовании осадков сточных вод содержание водопрочных агрегатов на третий год исследований составляло 43,2 (40 т/га ОСВ) и 52,6% (100 т/га ОСВ). Разница с контролем варьировала в пределах от 5,2 до 14,6%.

. По завершению первой ротации севооборота количество водопрочных агрегатов на вари а шах с Оно мелиорантом было выше, чем на контрольном варианте на 5,4-14,1% (таблица 1).

. Таблица 1 — Влиянне осадков сточных иод на содержание водопрочных

агрегатов в черноземе выщелоченном

Варианты опыта Количество водопрочных агрегатов >0,25, %

нормы доломитовой муки в долях Нг 1 нормы ОСВ 1997 г. 2000 г., 2002 г. 2003 г. 2004 г.

Cao, .. . Без ОСВ (контроль) 38,4 37,0'' 36,4 37,0 36,0

ОСВ 40 т/га 3979 42,4 47,0 48,5 49,9

ОСВ 60 т/га 42,5 48,0 52,5 54,8 55,9

ОСВ 80 т/га 45,2 . 49,2 54,6 . 56,8 57.8

ОСВ 100 т/га 48.5 51,1. . 56,9 58,3 59,6

: Cau Доломитовая мука 7,5 т/га 40,5 48,5 47,9 47,0 46,9

ОСВ 40 т/га 42,8 50,3 - 54,5 58.3 59,6

ОСВ 60 т/га 44,3- 52,4 ■ 58,3 61.2 63,0

ОСВ 80 т/га 46,7 54,8 60,К 64.1 65,9

ОСВ 100 т/га 48,3 56,8 . 63,0 67,1 69,3

Доломитовая мука попытала содержание водопрочных а!регатой на 11,5%. По завершению нерпой ротации севооборота содержание водопрочных агрегатов на эгоч варпшш: составило -18,5%. При использовании осадков сточных вод но известковому фону содержание водопрочных агрегатов в черноземе выщелоченном по завершению первой рсггашш севооборота Изменялось а зависимости от норм мелиоранта в пределах от 503 (-10 т/га ОСВ) до 56,8 (100 т/га ОСВ). Разница с контрольным вариантом варьировала в интервале иг 13,3 до 19,814.

При повгорном внесении осадков сточных вол в чистом виде содержание водопрочных агрегатов в 2002 году, после уборки отмой пшеницы, составляло 47,0 (40 т/га ОСВ)-56,9(100 тЛа ОСВ). Разпшр с контролем варьировала в предслахог 10,6 до 20,5%. В 2004 голу, после уборки яровой ншемнш, содержание водопрочных агрегатов от ритмичных норм ОСВ увеличилось до 49,9 (40 т/га ОСВ) - 59,6% (ОСВ 100 т/га), при значении на контрольном варакмгп: 36,0%. Максимальное количество водопрочных агрегатов в чернокме выщелоченном, как и в первую ротацию севооборота, было отмечено на варизшахс ОСВ, размешенных по известковому фону. Так, при использовании 40 т/га ОСВ содержание водопрочных агрегатов, после уборки яровой пшеницы к 2004 году достигло 59,6%, а при использовании 100 т/га ОСВ - 693%-Разница с контрольным вариантом составляла 23,6 и 333*4 соотвстстиелно.

За весь период исследований (1996-2004 гг.) содержание водопрочных агрегатов без использования биологического к химического мелиорантов снизилось на 2,4% н составило н 2004 юду 36,0%.

В опыте 2 за три года содержание водопрочных агрегатов на варианте без химического мелиоранта и удобрений снизилось на 1,9% и составило в 2004 году 45,1% (таблица 2).

Тзблнпэ2 "Влияние удобрений и доломитовой муки

Варианты опыта Количество водопрочных агрегатов >0,25, %

нормы доломиггоьоЛ муки в долях Нг нормы , удобрений 2001 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г.

Сао Без удобрений (контроль) 47,0 46,4. 45,2 45,1

ОПП (ежи одно) 47,1 47,9 48,2 49,0

ОПП (в запас} . 46,8 47,8. 49,6 51,9

РК (ежегодно) 47.2: - 48,1 48,5 49,2

РК{в запас) 47,1 48,4 50,0 51,0

Сам Доломитовая мука 10,4 т/га 47,2 ' 52,4 55,8 59,6

СЯТЛ (ежегодно) 46,9 52,5 56,2 60,7

ОПП (в запас) ■ 46,9 54,4 57,8 61,8

РК (ежегодно) 47,3 52,9 56,8 61,0

РК (в запас) 47,0 55,8 58,2 62Л

При ежегодном использовании ОНИ и фосфорно-калийных удобрений содержание водопрочных агрегатов за период исследований возросло на 1,9-2,0 по отношению к исходному н составило 49,0-49,2%.

При внесения фосфор но-калийных удобрений и отходов поролонового производства в запас, содержанке водопрочных агрегатов увеличилось на 3,4-3,9% но сравнению с исходным.

Доломитовая мука увеличивала количество водопрочных агрегатов на 12,44 о. Использование ОНИ и фосфорно-калийньос удобрений но известковому фону повышало содержакие водопрочных агрегатов и пахотном горизонте на 13,7-15,3%.

Аналогично изменениям количества водопрочных агрегатов изменялись коэффициент структурности, степень вынаханностм н степень водопрочностн структурных arpera тов.

Плотность. Одним из приемов поддержания оптимальной плотности почвы является использование биологических и химических мелиорантов.

Использование ,ОСВ в качестве биомслиоранта оказало положительное влияние на равновесную плотность чернозема выщелоченного.

В первую ротацию севооборота величина равновесной плотности на контрольном варианте колебалась ог 1,23 до 1,28 г/ем1 и была выше оптимальной.

Доломитовая мука снижала плотность почвы по отношению к контролю на 0,02-0,04 г/см\ , ' " "1

При использовании 40 т/га ОСВ равновесная плотность в течение первой рота пни севооборота изменялась в интервале от 1,18 до 1,23 г/см3 и была ниже контрольной на 0,03-0,08 г/см1.

При использовании S0 т/га ОСВ равновесная плотность почвы, в первую ротаиию севооборота, варьировала в интервале от 1,12 до 1,20 г/см1, а при использовании 100 т/rá ОСВ - от 1,10 до 1,19 гУсм3 и была ниже, чем на контроле, в первом случае на 0,07-0,14 г/см' й во втором случае на 0,09-0,16 г/см'. В течение первой ротации севооборота равновесная плогносл пахотного горизонта на этих вариантах была в пределах оптимальной.

Во вторую ротацию севооборота величина равновесной плотности на контрольном варианте изменялась в интервале от J.25 до 1,29 г/см1, дрейф ог оптимальной составил 0,05-0,09 г/счг. На варианте с использованием 40 т/га ОСВ оптимальные значения равновесной плотности были отмечены на второй и третий год после их внесения (2002,2003 гг.). ■

, В 2004 году, после уборки яровой пшеницы, величина равновесной плотности на этом варианте была выше оптимальной на 0,04 г/см' и составила 1,24 г/см1, при значении на контроле 1,29 г/см'.

При использовании ОСВ нормами от 60 до 100 т/га, во вторую ротацию севооборота, равновесная плотность изменялась в интервале от 1,09 до 1,20 г/см5, то есть была оптимальной.

При использовании ОСВ по известковому фону равновесная плотность пахотного горизонта была ниже по сравнению с аналогичными вариантами без известкования.

Так, на варишпе с использованием 100 т/га ОСВ по известковому фону равновесная плотность, по годам исследований, колебалась в пределах ог 1,07 до 1,15 г/см3.

Как свидетельствуют результаты исследований при использовании фос-форно-калийных отходов поролонового производства и традиционных фосфор-но-калийкых удобрений'наметилзсь тенденцня по уменьшению равновесной плотности пахотного горизонта чернозема выщелоченного.

На вариантах с использованием отходов поролонового производства и фосфор] 1 о-калийных удобрений величина равновесной плотности в 2002 году, после уборки озимой пшеницы изменялась от 1,23 до !,25 г/см1, и 2003 году, после уборки суданской травы - от 1,24 до 1,25 г/см' и в 2004 году, после уборки яровой пшеницы - от 1,24 до 1,26 г/см', при значениях'на контрольном варианте 1,25, 1,26 и 1,28 г/см1 соответственно.

' ' На 'вариантах с известковым фоном произошло существенное снижение равновесной 'плотности в пахотном горизонте. Так, в 2002 году на вариантах с известкованием, после уборки о 5 имой пшеницы, равновесная плотность (вменялась от 1,15 до 1,17 г/см', после уборки суданской травы в 2003 году — ог 1,14до 1,16 г/см' и была оптимальной для возделывания сельскохозяйственных культур. В 200-1 году на вариантах с известкованием, после уборки яровой пшеницы, равновесная плотность изменялась ог 1,21 до 1,24 г/см1, то есть была выше оптимальной на 0,01 -0,04 г/см1.

Обтай пористое! ь. В на )але вегетационного периода величина обшей пористости в опыте 1 составляла по I одам исследований 51,2-59,5%, т.е. была оптимальной.

Переуплотнение почвы на варианте без химического и Сполот ческой ме-лиорашой существенно снижало величину обшей пористости черноюма вьшклоченного. Величина обшей пористости на этом варианте варьировала в первую ротацию севооборот от 47,1 до 49,6%, во вторую рогаш1Ю-от4б,7 до 4Й,3%.

На варианте с доломитовой мукой наметилась тенденция увеличения общей пер ист ост и. Ее величина в первую ротацию севооборота изменилась ог 48,8 до 50,4%, во вторую ротацию-от 47,9 до 50,4% и была выше контрольных значений на 0,8-2,1%.

В первую ротацию севооборота при не пользован пи ОСВ без известкования нормами 40 и 60 т/га неудовлетворительное значение общей пористости было отмечено в засушливом 1999 поду (48,3-49,211). В 1997,' 1998 и 2000 годах общая пористость па этих вариантах была удовлетворительной для пахотного горизонта и изменялась в интервале ог 50,4 до 52,5%, превышая контрольные значения на 2,0-4,6%.

На вариантах с нормами ОСВ 80 и 100 т/га пористость в пахотном горизонте в течение первой ротации была в пределах оптимальной (50,4-54,5%). Разница с контрольным вариантом составляла 2,9-6,6%.

На известковом фоне неудовлетворительная пористость была отмечена в 1999 году при использовании ОСВ нормой 40 т/га. При дальнейшем повышении норм ОСВ по известковому фону пористость в течение первой ротации была уловлетвор>гтельной для пахотного горизонта (50,4-55,8%). Разница с контрольным взриантом составляла 2,9-7,9%.

В 2002 году (вторая ротация севооборота) величина общей пористости, па вариантах с ОСВ без известкования, изменялась в интервале от 49,6 до 54,5%. Разница с контрольным вариантом составляла 1,7-6,6%. Неудовлетворительное значение обшей пористости в 2002 году (49,6%) было отмечено на варианте с использованием ОСВ нормой 40 т/га.

В 2003 году, после уборки суданской травы, общая пористость, при использовании различных норм ОСВ без известкования, была удoaieroopягельной и изменялась в интервале oí 51,2 до 55,0%. Разница с контрольным вариантом составляла 2,9^6,7%. В 2004 году неудовлетворительное значение обшей пористости (48,8%) было отмочено на варианте с использованием ОСВ нормой 40 т/га без известкового фоиа, При дальнейшем повышении норм ОСВ, без известкового фона, величина общей пористости изменялась от 50,4 (60 т/га ОСВ) до 52,5 (100 т/га ОСВ), т.е. была удовлетворительной. При использовании различных норм ОСВ, во вторую рогашно севооборота, по известковому фону общая пористость была оигималыюй и колебалась в пределах от 51Д до 55,8%, Во все годы исследований максимальные значения обшей пористости (52,555,8%) были отмечены при использовании ОСВ нормой 100 т/га по известковому фону.

В опыте 2 общая пористость л начале вегетационного периода была оптимальной и изменялась по годам и вариантам в пределах' от 52,0 до 56,9%. В конце вегетационного периода на варианте без химического мелиоранта и удобрений общая пористость была неудовлетворительной и изменялась по годам исследований ог48,4 ло 49,6%.

При использовании отходов поролонового производства и традиционных фосфорно-калийных удобрении, без известкования, общая пористость после уборки озимой пшеницы, суданской травы и яровой пшеницы составляла 49,250,4%. Разница с контрольным вариантом была несу mecí иен ной н составляла

0,1-1,2% ■; ^

Доломитовая мука"наиболее существенное влияние на изменение обшей пористости оказала на второй и третий год после ее внесения (2002, 2003 гг.). Величина обшей пористости после уборки озимой пшеницы па атом варианте составляла 52,8%, а после >борм! суданской травм — 53,2.' Разница с контрольным вариантом'составляла 3,2-4,0%, В 2004 году, после уборки яровой пшеницы, величина общей пористости на варианте с доломитовой мукой равнялась 50,0%. Разница с конгролем была незначительной и составляла 1,6%.

При использовании отходов поролонового производства и традиционных фосфорио-калийных удобреньй по известковому фону общая пористость во все годы исследований'была удовлетворительной (50,4-54,0%) н была выше контрольной на 2,0-4,8%!

ВодонотреСленне растений. Осадки сточных вод не только увеличивают полезный запас воды'в черноземе выщелоченном, но и способствуют более рз-ци опальному ее использованию из почвы.

При урожайности озимой пшеницы в 2002 годуца контрольном варианте 2,8 т/га коэффициент водопотребпения составлял 1033 мм/т.

На варианте с использованием 40 т/га ОСВ коэффициент водопотребления без известкового фона составлял 95,9 мм/т, по известковому фону 97,9 мм.

При увеличении норм ОСВ от 60 до 100 т/га коэффициент водопотребления без известкового фоиа снижался с 9),Е до 77,7 мм/г, а по известковому фону с 90,7 до 80,6 мм/г.

В 2003 году дли получения одной тонны сена суданской травы на контрольном варианте било израсходовано 37,3 мм воды. "На вариантах с использованием Сиомелиорэита коэффициент водопотреб-ления растений изменялся в интервале от 37,1 до 30,9 мм/г. *

В 2004 году для создания одной тонны зерна яровой пшеницы на варианте без мелиорантов было юрасходовано 250,1 мм йоды. Коэффициент водопо-треСленмя на вар на u lax с биомедиораитом был ниже контроля на 20,6-65,9 мм/т и изменялся в зависимости от норм ОСВ в пределах от 184,2 до 229,5 мм/т.

Минимальное значение козффнниента водопотреблсния, во все голы исследований, было отмечено на варианте с использованием биомелиоранта нормой 100 т/га.

В опыте 2 при возделывании озимой пшеницы в условиях 2002 года хтя создания одной тонны зерна на контрольном варианте было израсходовано 124,6 мм воды.

На вариантах с отходами поролонового производства и традиционными фосфорно-калнйными удобрениями коэффициент водопотребления изменялся в интервале ог 108,9 до 95,4 mm/i. На вариантах с отходами поролонового производства и ф'осфорно-калийными удобрениями; размещенных но известковому фону коэффициент водо потребления был ниже, чем на аналогичных вариантах без известкования на 4,5-7,9 мм/т.

В 2003 году для создания одной тонны сена суданской травы на варианте без удобрений было израсходовано 25,8 мм волы..

На вариантах с отходами поролонового производства и фосфор! ю-калиЙными удобрениями коэффициент подопогрсбления изменялся от 21,1 до 22,4 мм/г, i.e. был ниже контроля на 3,4-4,7 мм/г.

.В 2004 соду на вар иан та к с удобрениями коэффициент водопотреб лен ия по известковому фону составлял 203,7-210,4 мм/т, без известкования —219,7-223,8 мм/г. Разница с контрольным вариантом в нервом случае составляла 40,2-48,9 мм/г, во втором - 28,8-32,9 мм/т.

Агрохимические свойства почвы

Гумус. Результаты наших исследований выявили, что ежегодные потери гумуса в пахотном горизонте, на варианте без использования биомеяиоранта, в среднем составляли 550 кг/га. , _

Анализируя динамику гумуса за первую ротацию пятипольного севооборота можно сделать следующий вывод: использование ОСВ нормами 40 и 60 т/га без известковании нозьоляег cowib нулевой баланс гумуса в пахотном горизонте чернозема выщелоченного, а нормы 80 и 100 т/га ОСВ положительный баланс гумуса. Так, на вариантах с использованием 80 и 100 т/га ОСВ без известкования содержание гумуса в пахотном горизонте по завершению первой ротации севооборота (2000 г.), было выше исходных данных на 0,07-0,11% или па 1,80-3;25 т/га (таблица 3).

Таблица 3 - Влияние осадков сточных вод на содержание гумуса _____в черноземе выщелоченном, % (вторая ротация севооборота)

Варианты опыта 2002 г. 2003 г. 2004 г.

нормы доломитовой муки в долях Нг'' нормы ОСВ

Са, Без ОСВ (контроль) 6,80 6.79 6,78

ОСВ 40 т/га 6,93 6,96 6.97

ОСВ 60 т/га 6,99 7,06 7,08

ОСВ 80 т/га 7,08 7,17 7,19

ОСВ 100 г/га 7,18 7,26 7,30

Са,., Доломитовая мука 7.5 т/га 6,84 6,83 6,84 '

ОСВ 40 т/га 6,96 6,99 7,00

ОСВ 60 т/га 7,02 7,08 7,10

ОСВ 80 т/га 7,10 7,18 7,22

ОСВ 100 т/га * 7.20 7Д9 7.32

При использовании ОСВ ло известковому фону нулевой баланс гумуса за первую ромкию севооборота сложился на варианте с использованием 40 т/га ОСП. При использовании биомелиоранта нормами 60, 80 и 100 т/га содержание гумуса в конце ротации севооборота было выше' исходных значений на 0,03, 0,08 и 0,13 % соответственно. Таким образом, при использовании ОСВ нормой выше 00 т/га но известковому фону позволяет создать положительный баланс но гумусу в пятипольном зернонаровом севообороте.

При повторном внесении ОСВ, после уборки озимой пшеницы, содержание гумуса, в зависимости от норм и (¡юна колебалось в интервале ог 6,93 до 7,20%. Максимальное содержание гумуса было отмечено на варианте с использованием ОСВ нормой 100 т/га по известковому фону (7,29%). Отклонения от контроля, в зависимости от норм ОСВ, варьировали от 0,13 до 0,40%, а разница с исходным (1996 г.) изменялась в интервале от 0,04 до 0,27%.

В 2004 году на вариантах с использованием осадков сточных вод без известкового фона содержание гумуса в пахотном горизонте, в зависимости от норм биомелиоранта, изменилось в интервале от 6,97 (40 т/га ОСВ) до 7,30% (100 т/га ОСВ), при содержании на контрольном варианте 6,78%. Увеличение по сравнению к исходному содержанию достигло 0,08-0,37%. Валовые запасы гумуса возросли на 2,64 и 12,2 т/га соответственно. При использовании биомелиоранта по известковому фону содержание гумуса возросло в зависимости от нормы ОС В до 7,00-7,32%. Увеличение к исходному составило 0,11-0,39%.

Доломитовая мука по сравнению с неудобренным вариантом в два раза снижает темпы мннералнззинн гумуса в черноземе выщелоченном. За девять лет исследований содержание гумуса на этом варианте снизилось на 0,06%, тогда как на контрольном варианте это снижение составило 0;12%.

Азот. Как свидетельствуют результаты исследований, осадки сточных вод повышали содержание шелочн о гидролизу ем ого азота в пахотном горизонта чернозема выщелоченного, особенно в первый год действия биомелиорзнта.

Tax, после уборки озимой пшеницы и 1997 пму содержание шслочногидроли-з>емоги азота на вариантах с биомеднорангом по и 1иес1коьому фону, составляло 134,0 (40 т/га ОСВ) -177,0 (100 т/га ОСВ), без известкового фона -136,0-174,0 мг/кг почвы. Разница с котрольным вариантом составляла, в зависимости от норм биомелиоранта и фона 13,0-56,0 мг/кг почвы. В 1993 год>-, после уборки проса содержание шелочпо-пиршизуемого азота на контрольном варианте составляло И2,0 мг/кг почвы. На вариантах с мелиорантами, в зависимости or норм ОСВ к ювесзковсио фона содержание иклочнотидродизусмого азота было выше, чем на взриаше без биомелиорздтта на б£-17,8 мг/kr почвы и изменялось в интервала or 118,2 до 129,8 mi/кг почвы. В 1999 году различия по содержанию шеючнопцролнзуемого азота в пахотном горизонте между кои тральным вариантом и вариантами с бномелнорзнтом колебались с 4,0 до 15,0 мг/кг почвы и зависели от нормы Сиомелноранта. В условиях 2000 года содержание шслочноп1дрл1из>емо(0 аюта на контрольном варианте составляло 122,8 мг/кг почвы и было ниже, чем на вариантах с бномелиоратом на 2,3-5,2 мг/кг почвы.

При повторном внесении ОСВ максимальное содержание шелочно-гил ревизуемо го азота было отмечено на нгорой год действия.

После уборки озимой ишетшы, в 2002 году содержание шел очно гидролизу емо го азога на вариантах с биомелиорантом изменялось в зависимости от норм и пределах ог 137,9 до 176,5 мг/кг почвы, при значении на контроле 122,8 мг/кг ноч вы. В 2003 году содержание шелочнопиролизуе.мото азота в конце ве-rerai шотют периода на вариантах с б иомел нора игами варьировало в интервале от 128,9 (40 т/га ОСВ) до 165,7 мг/кг почвы (100 т/га ОСВ). Разница с контрольным вариантом составляла 11,0-47,8 мг/кг почвы.

В 2004 году, после уборхи яровой пшеницы содержание щелочногидрелизу еяого азота в пахотном гори юн to на варианте без мелиорантов равнялось '119,8 мг/кг почвы. На вариантах с использованием в качестве биомелиоранта ОСВ содержание шелочжнилролтуежно азога составляло 130,4 (ОСВ 40 т/га) — 168,2 мг/кг почвы (ОСВ 100 т/га). Разница с контрольным вариантом изменялась ог 10,6 до 48,4 мг/кг.

За весь период исследований максимальное количество шедоч ногидрол и-зуемого азота в пахотном горизонте было отмечено на варианте с использованием 1 (Ют/га ОСВ.

Воздействие фосфор! ю-калийных удобрений и отходов поролонового производства на азотный режим можно охарактеризовать как косвенное, (опыт 2).

В 2002 году после уборки озимой пшеницы содержание шелочногидролн-эуемого азота на контрольном вариэ1гте и на вариантах с ОПП и фосфорно-колийными удобрениями было практически одинаковым. В 2003 году, после уборки суданской травы, содержание (целочногидро л изу ем ого азота при использовании ОПП и фосфорно-калийных удобрений было выше контроля на 23 мг/кг почвы, а в 2004 году, после уборки яровой пшеницы — 4-5 мг/кг почвы.

Более существенное влияние на азотный режим оказало известкование. Применение доломитовой муки увеличивало содержание шелочкогидролюуемого азота на 6,0-11,0, а при использовании на известковом фоне ОПП н фосфорио-калийных удобрений -на 8,0-15,0 мг/кг почвы по сравнению с контрольным вариантом.

Фосфор. Иснол ьзование ОСВ в качестве бномелморанта повышало содержание подвижного фосфора в почве, как в первую, так и во вторую ротацию сс-

вооборота. Лей стене мелиоранта возрастало от момента внесения к третьему году наблюдений, что видимо связано с процессами минерализации органических фосфатаз и постепенным переходом их в доступную для растений форму.

Максимальное количество доступных форм фосфора в пахотном горизонте наблюдалось при применении повышенной нормы ОСВ (100 т/га). В этом вари-airre содержание доступного фосфора превышало соответствующие показатели на контроле в первую ротацию севооборота на 6,5-11,2, во вторую ротацию севооборота на 8,6-9,2 мг/кг почвы. ' • ■ ■

На фоне более: низких норм биомелиоранта (40 и 60 т/га) преимущество действия ОСВ было значительно ниже.

За весь период действия известкового материала (первая и вторая ротация севооборота) содержание доступною фосфора на эточ варианте было в пределах исходного значения и изменялось по годам исследований от 80,8 до 81,9 мг/кг почвы. При применении биомелиорапта по известковому фону отмечается тенденция к некоторому увеличению содержания подвижного фосфора в почве.

Использование отходов поролонового производства в качестве фосфорно-кзлниного удобрения увел ичивагю содержание подвижного фосфора по сравнению с контролем: при ежегодном внесении на 12-16 mi/кг почвы и при внесении в запас на 33,0-45,0 мг/кг лочвы.

Применение фосфорно-калийных отходов 'Поролонового производства обеспечивало содержание подвижною фосфора почти на уровне варианта, где использовались традиционные фосфорно-калийные удобрения.

Ишссткопанис не изменяло фосфорный режим почвы, его содержание на фоне известкования оставалось на уровне хотролыюго варианта. Доломитовая мука снижача эффективность действия ОПП и фосфорно-калийных удобрений на фосфорный режим почвы. Так, при использовании отходов поролонового производства и традиционных фосфорно-калииных удобрений нормами на запланированный урожай по известковому фону» содержание подвижного фосфора было ниже, чем на аналогичных варна!тгах без известкования на 2,0-4,0 мг/кг почвы. Аналогичная закономерность отмечена и при запасном использован ни удобрений. ■ Калий,-Использование почвы без применения удобрений приводит к снижению количества обменного калия на 33 мг/кг почвы.

' На произвесткованной почве за этот период количество обменного кадия снизилось на 4,0 мг/кг почвы, чю, вероятно, связано с избытком кальция, созданного внесением доломитовой муки,- •

Существенное изменение калийного режима чернозема выщелоченного произошло под влиянием различных норм биомелиоранта. Наибольшее количество обменного калия наблюдалось при внесении максимальной нормы биомелиоранта (100 т/га ОСВ). На цсизвссткованной почве содержание обменного калия в этом варианте в первую ршашво севооборота изменялось от 169,4 до 172,7 мгУкг почвы, по известковому фону-от 168,5 до 173,9 мгУкг почвы, во вторую ротацию - от 176,5 до 181,4 и от 174,9 до 179,9 мг/кг почвы соответственно. Увеличение по отношению к контрольному варианту в первую ротацию севооборота составляло без известкования 9,1-12,7,.с известкованием — 8,2-13,9 мг/кг почвы, во вторую ротацию - 15,7-20,4н 14,0-18,9мг/кгпочвысоответственно. ,

На фоне более низких корм биомелиоранта (40 и 60 т/га) преимущество ОСВ было значительно ниже.

■ Отходы поролонового производства, используемые в качестве удобрений и традиционные фосфорно-кзлийнъ:е удобрения приводят к увеличению обменного калия в черноземе выщелоченном (опыт 2). ■

• При ежегодном внесения ОПП и фоо|юрно-калийных удобрений в норме на запланированный урожай содержание обменного калия было выше кошрольльос значений на 8,0-11,0 мг/кг почвы, а при запасном париантс- на 27,0-35,0 mi/кг почвы.

Установлено, что фосфорно-калийные отходы поролонового производства по накоплению обменного калия в почпе не уступают традиционным калийным удобрениям.

Известкование чернозема выщелоченною не привело к существенным изменениям в калийном режиме почвы. Содержание обменного калия на варианте с доломитовой мукой изменялось по годам исследований от 152,0 до 153,0 при значениях на конIроде oí 149,0 до 151,0 мг/кг почвы.

Сумма обменных оснований. Химический и биологический мелиоранты оказали определенное влияние на cocías обменных катионов в почвенном поглощающем комплексе, в нем увеличилась доля участии катионов кальция и магяи» и уменьшилось содержание ионов водо|юда.

На варианте с доломитовой мукой сумма обменных оснований за первую роганню севооборота увеличилась по сравнению с исходной на 1,67 и составила 38,38 мг-экв. на 100 г почвы. Во вторую ротацию севооборота увеличение суммы обменных оснований в почве под действием разового внесения доломитовой муки не наблюдалось.

На контрольном варианте намешлась тенденция к уменьшению суммы обменных оснований. 1'л Tin ¡na с исходным значением п 2004 году составила 0,57 мг-экв. на i 00 г почвы.

При использовании ОСВ сумма обменных оснований на вариантах без известкования за первую ротацию севооборота возросла на 0,52-1,29 мг-экв. на 100 г почвы. Разница с контрольным вариантом составила 1,11-1,95 мг-экв. на 100 г почвы. Максимальное значение суммы обменных оснований по завершению цервой ротации севооборота было отмечено на варианте с использованием 100 т/га биомелиоранта но известковому фону (40,54 мг-экв. на 100 г почвы). Разница с контрольным вариантом составляла 4,39 мг-экв, на 100 г почвы.

После уборки третьей культуры в 2004 году (вторая ротация севооборота) сумма обменных оснований кз вариантах с ОСВ без известкования в зависимости от норм изменялась от 38,06 (40 т/га ОСВ) до 40,68 (100 т/га ОСВ), а на произвесткованной почве - ог 40,39 (40 т/га ОСВ) до 43,05 мг-экв. на 100 г почвы (100 т/га ОСВ). Отклонение от исходных значений составляло в первом случае 1,3-3,87, во втором случае 3,63-6,24 мг-экв. на 100 глочвы.

В опыте 2 на контрольном варианте, как и в опыте 1 на метилась тенденция к уменьшению суммы обменных оснований в пахотном горизонте чернозема выщелоченного. За период исследований ее величина снизилась на 0,06 и составила 35,78 мг-экв. на 100 г почвы.

.Тенденция к снижению обменных оснований проявилась на вариантах с использованием фосфорно-калнйных отходив поролонового производства и

традиционных фосфорн »-калийных удобрений без известкового фона. После уборки третьей культуры севооборота на вариантах с использованием ОШ1 и фосфорно-калнйных удобрений на запланированный урожай сумма обменных оснований была ниже исходной на 0,14-0,15 мг-экв. на 100 г почвы и составила-соответственно 35,55-35,57 мг-экв. на 100 г почвы. При использовании этих видов удобрений в запас снижение суммы обменных оснований по отношению к исходным значениям составляло 0,24-0,27 мг-экв. на 100 г почвы. ■■ •>

Доломитовая мука* повышала, содержание обменно-поглошенных катионов кальция и магния в ППК и снижала отрицательное воздействие минеральных удобрений па ею катионный сосгав. По завершению исследований, сумма обменных оснований на варианте с химическим мелиорантом увеличилась но сравнению с исходным значением на 2,09 и составила 37,87 мг-экв, на 100 г почвы. На вариантах с удобрениями, размешенных по известковому фону, это увеличение варьировало от 1,72 ло 1,85 мг-зкв. па 100 г почвы.

Кислотность почвы.'В зерноизровом севообороте без использования мелиорантов наметился сдвиг в'сторону насышения почвенного поглощающего комплекса ионами водорода. Величина гидролитической кислотности та период исследований возросла с 3;52 до 3,65, т.е. на 0,13 мг-экв. на 100 г почвы.

Известкование, особенно в первую ротацию севооборота, существенно снижало концентрацию ионов водорода в пахотном горизонте чернозема выщелоченного. За период с 1996 по -2000 год величина гидролитической кислотности на нрои звесткованнойпочве снизилась с 3,52 до 1,90 мг-экв. на 100 гночвы.т.е.ночтн едва раза. . •

На вариантах с бномелнорантом без известкового фона, величина паралитической кислотности снизилась за период исследований на 0,65-1,33 и составила 2, Í 8-2,90 мг-экв. на 100 г почвы, по известковому фону это снижение было Солее существенным и составляло 2,06-2,49 мг-экв. па 100 г почвы.

Наиболее существенное уменьшение концентрации ионов водорода в почве по завершению исследований было отмечено на варианте с использованием ■ 100 т/га биомелиоранта по известковому фону. Величина гадролитнческой 'кислотности на этом варианте за период с 1996 по 2004 год уменьшилась с 3,51 до 1,02 мг-экв. на ЮОгпочвы,т.е. вЗ,4роза ' ~ 1

■ fia контрольном варианте в опыте'2 наметилась тенденция по увеличению концентрации ионов водорода в почвенном поглощающем комплексе чернозема < выщелоченного. За период исследований (2001-2004 гг.) величина гидролитической кислотности возросла на этом eapitaiire с 4,84 до 4,87 мг-экв. на 100 г почвы.

При использовании отходов поролонового производства и традиционных фосфорно-калнйных удобрений без известкования увеличение гидролитической кислот-; вдети по отношению к исходной составило 0,20-0,32 мг-экв. на 100 г почвы. ■

Наиболее существенно увеличение гидролитической кислотности произошло па вариантах с использованием отходов поролонового производства и фосфорно-' калийных удобрений в запас один раз за ротацию севооборота. Увеличение гидролитической кислотности при запасном использовании удобрений по отношению к исходной составляло в 2004 году 0,31-0,32 мг-экв на 100 г почвы.

Использование доломитовой муки нормой 10,4 т/га снижало величину гидролитической кислотности на 2,05 мг-зкв. на 100 г почвы но отношению к исходной и на 2,08 мгокв. на 100 г почвы но отношению к контролю.

Длпомитовая мука также существенно снижала подкисляющее воздействие на почву минеральных удобрений. На варианте с удобрениями, размешенных но известковому фону величина гидролитической кислотности снизилась по отношению к исходной на 1,69-1,82 мг-экв на 100 г почвы.

Содержание тяжелых металлов

Использование ОСИ приводило к увеличению и подвижных форм ТМ в почве. В первую ротацию севооборота содержание подвижного пинка возрастало на фоне максимальной нормы ОСВ в 4,3 раза, меди - в 8,5 раза, свинца - почти в 2 раза, кадмия - 4,2 раза. , , ' _

. Однако, за исключением кадмия и никеля, содержание которых было па уровне ПДК, количество остальных токсикантов при всех нормах б но мелиорант а было значительно ниже ПДК,

Применение доломитовой муки позволило в некоторой степени снизить подвижность ТМ уже в I гол ее действия,

К концу первой рогании севооборота произошло снижение содержания подвижных форм тяжелых металлов на вариантах с использованием биомелио-ранга, однако нх содержание оставалось значительно выше контрольных значений и определялось нормой бномелиораита.

При повторном внесении биомелиерант произошло дальнейшее увеличение содержания подвижных форм тяжелых металлов в черноземе выщелоченном. При использовании биомслиоранта нормой 40 т/га без известкового фона содержание цинка возросло но отношению к контролю в ],6 раза, меди-вЗ,1 раза, свинца-и 1,4 раза, никеля — в 1,7 раза и кадмия - в 2,2 раза, а при использовании повышенной дозы мелиоранта (100 т/га ОСВ) соответственно в 4,8; 12,8; 2,5; 3,2; 6,2 раза.

На вариантах с использованием бномслиоранта по известковому фону содержание подвижных форм тяжелых металлов в пахотном горизонте было несколько ниже аналотичных вариантов без известкования.

При повторном внесении повышенных норм ОСВ 80 и 100 т/га без известхова- ' ния содержание в почве подвижных форм никеля и кадмия после уборки озимой пшеницьг в 2002 году было значительно выше ПДК и составило 4,28-5,26 и 1,081,48 мт/кг почвы соответственно. Кроме того, при использовании 100 т/га ОСВ было отмечено также повышенное содержание цинка (23,96 мг/кглочеы).

При использовании 80 т/га ОСВ по известковому фону содержание никеля и кадмия в почве после уборки озимой пшеницы было на уровне ПДК, а при использовании 100 т/га ОСВ значительно выше ПДК.

После уборки яровой пшеницы в 2004 году на варианте с использованием 80 т/га биомелиоранта без известкования было отмечено повышенное содержание никеля в пахотном горизонте, на варианте с нормой 100 т/га -повышенное содержание никеля и кадмия. Повышенное содержание никеля и кадмия было также отмечено при использовании 100 т/га ОСВ по известковому фону, Со-

держание никеля на этом варttairrc было выше ПДК на 0,78, а кадмия - на 0,19 мг/кг ночвы и составляло4,78 и1,19 соответственно.

Использование осадков сточных вод в качестве биомелиоранта привело 'к увеличению содержания тяжелых металлов в продукции растениеводства как в первую, так и во вторую ротацчюсевооборо та. ' ' ' ' ■

При их количественной оценке выявилось, что в зерновой части урожая больше всего накапливается цинка. В первый гол действия зерно озимой пшеницы накапливало этого элемента на уровне ПДК на фоне доз ОСВ 80 н 100 т/га без известкования. При последействии ОСВ "в виду связывания тяжелых металлов в комплексные соединения, количество этого элемента в зерне уменьшается. Если в зерне озимой пшениш количество цинка при максимальной дозе ОСВ без известкован ня было 51 мг/кт,товзёрнеячменясталов1,3рззаменьше.

' Содержание остальных тяжелых металлов в зерне и при прямом действии на фоне использования биомелиоранта находилось ниже уровня ПДК.

При использовании биомелиоранта но известковому фону в первую рота- -пню севооборота таюке увеличивало содержание тяжелых металлов в зерновой части урожая, однако их содержание было ниже ПДК.

Во вторую ротацию" севооборота {повторное внесение биомели opa nía) содержание цинка в зерне озимой пшеницы, в зависимости от норм биомелиоранта и фона изменялось от36,4 до 56,8, меди-ог 1,88 до 5,72, свинца-от 0,01 до 0,142, никеля - от 0,109 до 0,338 и кадмия - от0,013 до 0,036 мг/кг.

Содержание цинка в зерне; превышающее ПДК или близкое к ПДК было при использовании биомелиора!па нормами S0 и 100 т/га без известкования и-нормой 100 т/га по известковому фону, содержание остальных тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы было ниже ПДК. -

По истечении трех лет исследований произошло некоторое снижение содержания подвижных форм тяжелых металлов в пахотном ropiuoirre чернозема выщелоченного. \

После уборки яровой пшеницы в 2004 году на варианте с использованием 80 т/га биомелиоранта без известкования было отмечено повышенное содержание никеля в пахотном горизонте, на варианте с нормой 100 т/га—повышенное содержание никеля и кадмия.

Повышенное'содержание'ннкеля и кадмия было также отмечено при использовании 100 т/га ОСВ по известковому фону. Содержание никеля на этом варианте было выше ПДК на 0,78, а кадмия - на 0,19 мг/кг почвы и составляло 4,78 и 1,19соответствснноУ * ■ *' •

Урожайность сельскохозяйственных культур

Исследования выя витг положительное действие мелиорантов на продуктивность сельскохозя йственных культур в условиях лесостепного Поволжья.

^ В первую ротацию севооборота прибавка урожая от действия биомелиорантов составляла при известковании: по озимой пшенице 35,3-68,0; по просу — 26,5-58,1, по яровой пшенице — 28,6-41,6, по ячменю - 10,8-33,3%; без известкования-19,5-63,9; 23,3-54,8; 21,7-34,0; 4,2-21,3% соответственно. От действия, доломитовой муки прибавка урожая составляла: по озимой пшенице - 12,9, по просу— 3,7, по яровой пшенице—8,0 и по ячменю — 6,2%.

При мое горноч внесенли биочелиорагна (вторая ротация севооборота) прямое действие использовала озимая пшеница. Урожайность этой культуры на 'контрольном варианте составила 2,80 т/га, а на вариантах с биомслиоранточ — 3,11-4,32 т/га, В зависимости от нормы бномелиоранта и фона, прибавка урожая озимой пшеницы варьировала в пределах от 0,31 до 1,52 т/гаи была достоверной по отношению к контролю. Максимальная прибавка урожая озимой пшеницы (1,52 т/га), как и в первую ротацию, была получена при использовании ОСВ в дозе 100 т/га по известковому фону (таблица 4).

Таблица 4 — Влияние ОСВ на урожайность сельскохозяйственных культур'

(вторая ротация севооборота)

Варианты опыта Озимая пшеница (2002 г.) Суданская трава (2003 г.) Яровая пшеница (2004 г.)

нормы доломитовой муки в долях Нг нормы ОСВ'

урожайность, т.'га отклонение ОТ контроля урожайность, т/га отклонение ог контроля урожайность, т/га отклонение от контроля т/га

Т/га т/га

Ca,j Без ОСВ (контроль) 2,80 - 7,78 - 2,08 -

ОСВ 40 т/га 3.11 0.31 8,69 0,91 2,36 Oj28

ОСВ 60 т/га 3,40 0.60 9,46 1,68 2,64 0,56

ОСВ 80 т/га 3.S3 Í.03 10.21 2,43 2,85 0,77

ОСВ 100 i/ra 4,20 1,40 11,0« 3,30 3,08 1,00

Cau Доломитовая мука 7,5 т/га 2,91 0.11 8,11 0,33 2,16 0,08

ОСВ 40 т/га 3.23 0,41 9,06 LI6 2¿L_ У.46

ОСВ 60 т/га 3,62 0.72 9.81 2,03 2,72 2.96 0.64 0,88

ОСВ 80 т/га 3,90 1.10 10,62 2.S9

ОСВ IÜ0 т/га 4,32 1,52 54,3 1 lt46 3,68 47,3

HCP,;i по фактору Л 0,13 0,26- 0.12

HCP« по факт ору В 0,20 0,t2 0Г19

>1СР« взаимодействия факторов ЛВ 009 0,08 0,08

Последействие биомелиоранга во вторую ротацию использовала суданская трава. Урожайность сена суданской травы на вариантах с биомелиорантом колебалась от 8,69 до 11,46 т/га. Увеличение по отношению к контролю составляло 0,91-3,68 т/га, при максимальной урожайности на варианте с использованием ОСВ в дозе 100 т/га по известковому фону.

8 2004 году на вариантах с биомелиорантом урожайность яровой пшеницы составляла по известковому фону 2,54-3,19 т/га, без известкования — 2,36-3,08 т/га. Увеличение но отношению к контрольному варианту составляло в первом случае 22,1-53,4%, во втором случае 13,5-48,10/«-

Прибавка урожая сельскохозяйственных культур от действия доломитовой муки во вторую ротацию севооборота была несущественной и составляла по озимой пшенице 0,11, по суданской траве —033 и по яровой пшенице — 0,08 т/га, что вероятно связано с затухающим влиянием мелиоранта на продуктивность растений.

Агрономическая оценка изучаемых удобрений в опыте 2 показало, что наибольшая прибавка урожая формируется на вариантах с испольюсанием традиционных фосфорно-калийных удобрения и ОПП на известковом фоне (таблица 5). На этих вариантах урожайность озимой пшеницы возросла на 313-45,6%, урожайность' сена суданской травы-на 25,6-29,1%, урожайность яровой пшеницы на 27,0-30,5%, . по сравнению.с контролем. Использование отходов поролонового производства и фосфорно-калийных удобрений в чистом в!(де обеспечивали увеличение урожайности озимой пшеницы по сравнению с.контролем на 20,4-26,5%, ссна суданской травы-на 15,1-17,7% и зерна ярово й пшеницы—на 14,0-16,5%.

Таблица 5—Влияние отходов поролонового производства, фосфорно-калийных

удобрений и доломитовой муки на урожайность сельскохозяйственных культур

1" Варианты опыта \ Озимая . • пшеница Суд ■ -тг анская зава Ярозая т . пшеница '

урожай ность," т/га- отклонение от кон-_троля т/га урожай ность, т/га. отклонение от контроля урожайность, т/та отклонение от контра«

НОрмЫ доломито-■ БОН муки в долях Нг нормы удобрений

т/га т/га •

' Сад Кез удобрений (контроль) 230 8,74 2,00 - ;

иГШ (на запланированный урожай) ■ 2,77 ^ . 0,47 10,06 ' 132 2,28 0,28

ОПП (в запас) гэз 0.63 10.24 1,50 2,29 0.29

РК (на запланированный '. урожай) 2,74 0,44 10,09 1,35 2^3 0,33

РК (в Запас) - 2.91 0,61 10,29 1,55 2,33 0,33

, Саи Доломитовая мука 10,4 т/га 2,64 - 034 9,77 1,03 230 0,20:

ОПП (на запланированный урожай) 3,02 0,72 10,98 2,24 2,59 039

ОПП (в запас). 3,28 0,9« 113 2,49 2,58 0^58

РК (на запланированный ' урожай) . 3,11 0,81 11,01 2,27 2,61 0,61

РК (в запас) 3,35 1,05 1 •45,6 11.28 2,54 29,1

НСРо» по фактору А 0,12 0.12 ' 0,08

НСРой по фа НСРм взанм факторов А1 хторуВ " 0,16 0,19 0,12-

одействня i 0,07 0,09 0,05

.Урожайность первых двух культур севооборот (озимая пшеница, суданская трава), размещенных на «ариантах (¡'использованием отходов поролонового производства и традиционных фосфорно-калийных удобрений в запас,' была выше, чем на вариантах с ежегодным внесением данных удобрений. ' ' '*

Энергетическая -¡¡¡нрективноат

Расчеты энерганческой эффективности использования ОСВ в качестве бно-мелиоранта за первую ротацию севооборота показывают, что при применении ОСВ в интервале норм ог40 до 100 т/га коэффициетгг энергетической эффективности колебался без известкования в пределах от 1,28 до 1,49, по известковому фону -от 1,34 до 1,45сд,

Коэффициент энергетической эффективности при использований биомелиоранта Печ известкового фона во вторую ротацию севооборота, в зависимости от норм, изменялся в интервале от 0,78 (ОСВ 40 т/га) до.1,20 ед. (ОСВ 100 т/га) по известковому фону — от 0,70 до 1,08 сд. Коэффициент энергетической эффективности был ниже единицы при использовании норм ОСВ от 40 до 60 т/га без известковою фона и при использовании норм ОСЕ1 от 40 до 80 т/га по известковому фону. Ото объясняется тем, ню все энергозатраты при повторном внесении биомелиоранта легли на первые три культуры севооборота.

Расчеты показали, что наивысший коэффициент энергетической эффективности в опыте 2 был получен при применении ОИП в качестве удобрения, который составил 20,94-22,58 ед. Это свяинос более низкими энергозатратами на местные удобрения и значительной прибавкой урожая. Использование доломитовой муки вевяш с высокими энергшатратами и низкой окупаемостью урожаем обеспечивают коэффициент полезного действия менее единицы. Применение 01111 и РК удобрений на фоне доломитовой муки существенно снижает их энергетическую эффективность. Коэффициент энергетической эффективности при использовании отходов поролонового производства и традиционных фос-форно-калийных удобрений по известковому фону составлял 1,21-1,57 ед., т.е. был значительно ниже, чем без известкования.

Пмводм

1. Биологический и химический мелиоранты повышали потенциальную способность чернозема выщелоченного и обраюванию агрономически ценной структуры. За весь период исследований содержание водопрочных агрегатов на вариантах с биочелиоранточ увеличилась по отношению к контрою на 13,9 (40 т/га ОСВ) - 33,3% (100 т/га OCB+CaCOj).

В опыте 2 содержание водопрочных агрегатов от действия ОПП и фосфор-но-калийных удобрений без известкового фона возросло на 3,9-6,8%, а по известковому фону - на 15,6-17,2%. Доломитовая мука повышала содержание водопрочных агрегатов на 10,9-14,5%. Аналогично изменениям количества водопрочных агрегатов изменялись коэффициент структурности, степень выпахан-и ости и степень водопрочности агрегатов.

2. Улучшая структурное состояние почвы, биомелиорант положительно влиял на равновесную плотность и пористость чернозема выщелоченного. На вариантах с использованием биомелиорант., нормами от 80 до 100 т/га равновесная плотность и пористость во все голы исследований были оптимальными. Неудовлетворительные

значения равновесной плопюсти и гористости при использовании биомелиоранта нормами 40 и бОт/га били отмечены только в 1999 и в 2004 годах.

При использовании отходов поролонового производства и традиционных фосфорно-калийных удобрений наметилась тенденция по уменьшению равновесной плотности и увеличению' общей пористости лахотною горизонта. v ' 3. Мелиоранты не только увеличивали полезный запас воды, но и способ-,, ствовзли более рациональному ее использованию из почвы.

При повторхом'внесенип биомедиораита коэффициент водопотреблсния у . озимой пшеницы составлял, в зависимости отнорм ОСВ н фона, 80,6-97,7 мм/т, у суданской травы-30,9-37,1 мм/т, у яровой тцени'цЫ- 184,2-229,5 мм/г. Минимальное значение коэффициента волопотребяення было отмечено на варианте с использованием 100 т/га ОСВ.-;' \ . *

На, вариантах с отходами поролонового производства и фосфорно-калийными удобрениями коэффициент водопотреблсния изменялся'у озимой, пшеницы от 95,4 до 108,9 мм/т, у суданской травы — от 21,1 до 22,4 мм/г и у яровой пшеницы - от 203,7 до 223,8 мм/т/при значениях ка контроле 124,6, 55,8 и 252,6 мм/г соответственно.. \t

. 4. Ежегодные потери гумуса п пахотном гори зонте без использования био-мслнораптл » среднем состаазяли 550 кг/га.. ,

• За весь период исследований (1996-2004 гг.) содержание гумуса на вариантах с бномелнорантом, размещенных по известковому,фону увеличилось на 0, 11-0,39%, а без известкового фона-па 0,08-0,37^4.

Доломитовая мука по сравнению'с-нсудобрепным вариантом в два раза снижала темпы минерализации гумуса в черноземе выщелоченном.

5. Бномелнорант, отходы поролонового • производства и фосфорно-калийные удобрения способствовали улучшению пищевого режима почвы. Повышение нормы биомелиоранта увеличивали содержанке шелочногшгролнзуе-мого азота в почве в 1,2-1,5 раза.

Под влиянием биомелиоранта улучшались фосфорный и калийный режимы чернозема выщелоченного. * .. . . * ' «. .

При использовании ОПП и фосфорно-калийных удобрений по известковому фону содержание щелочногидродизуемого азота увеличивалось на 7,0-15,0 мг/кг почвы. Содержание подвижного фосфора в зависимости от способа использования удобрений возрастало на 12,0-48,0 мг/кг почвы, а обменного калия -нз9,0-35,0мгЛсгпочвы. , , -i,,. ,.' • - *,

'б. Применение биомелиоранта без'Известкования снижало гидролитическую кислотность на 0,65-1,33, по известковому фону - на 2,06-2,49 мг-экв.иа ■ 100 г почвы. Отходы поролонового производства и фосфорно-калийные удобрения увеличивали гидролитическую кислотность ка 0,20-0,32 мг-экв. на. 100 г почвы. Доломитовая-мука снижала величину гидролитической кислотности в J первом опыте на !,91-2,54, во втором - 0,79-2,05 мг-экв. на 100 г почвы. ; , 'Использование биомелиорантов и удобрений на произвесткованной почве оказывало значительное влияние на состав обменных катионов, за счет увеличения доли кальция и магния в общей емкости поглощения.

7, Использование ОСВ в качестве биочелиоракта приводило к повышению содержания подвижных форч тяжелых металлов в почве. В первую ротацию севооборота количество подвижных тяжелых металлов возросло в почве в 2,0-8,5 pata. Однако, содержание их при использовании ОСВ номами 40-80 т/га было ниже I1ДК. При повторном внесении ОСВ нормами КО и 100 т/га без известкования содержал не никеля и кадмия было значительно выше ПДК, Известкование приводило к снижению подвижности тяжелых металлов. Анализ растений в первую ротацию севооборота показал, что опасных для здоровья концентраций ТМ в них не наблюдалось. При повторном внесении ОСВ повышенна содержание в зерне озимой пшеницы Zn, Ki,Cd было отмечено при нснозьзованни 80 и 100 т/га ОСВ без известкового фона, а но известковому фоку при использовании 100 т/га ОСВ,

8, В первую ротацию севооборота прибавка урожая от действия биомелиоранта, а зависимости от норм и фона сос!аеляла: по озимой пшенице 19,5-68,0; по просу-23,3-58,1; по яровой пшенице-21,7-41,6; по ячменю -4,2-33,3%, Во вторую ропщию прибавка составляла: по озимой пшенице - 11,1-54,3; по суданской траве- 11,7-47,3; но яровой пшенице— 13,5-53,4%.

При использовании ОПП и фосфорип-калийных удобрений, в зависимости от способа использования и мелиоративнош фона прибавка урожая составляла: но озимой пшенице -20,4-45,6; по суданской траве - 15,1-29,1; по яровой пшенице — 14,0-30,0%,

9, Расчеты энергетической эффективности использования ОСВ в качестве биомелиоранта за первую ротацию севооборота показали, что коэффициент энергетической эффективности колебался в зависимости ог их норм и фона от 1,28 до 1,45 ея.

При повторном виесеннн биочелиоранта коэффициент энергетической эффективности изменялся в интервале ог 0,78 (ОСВ 40 т/га) до 1,20 (ОСВ 100 т/га).

Наивысший коэффициент энергетической эффективности в опыте 2 был получен при применении ОПП в кзчсстве удобрения, который составил 20,9-22,6 сд.

Предложения производству

Для улучшения агромелиоративного состояния чернозема выщелоченного и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, при сложившемся дефиците традиционных органических удобрений (i(авоз) рекомендуется использовать в качестве биомеяиоранга осадки сточных вод в норме до 100 т/га под первую ротацию пятипольного севооборота и нормой до 80 т/га сухого ьешесгеа под вторую ротацию севооборота с учетом содержания тяжелых металлов в ОСВ и почве.

При использовании ОСВ на кислых почвах рекомендуется проводить известкование для уменьшения подвижности тяжелых металлов, вносимых в почву с биомелиорантом.

Фосфорно-калнйпые отходы порапонового производства не уступают по слиянию на агрофизические, агрохимические свойства почвы и урожайность сельскохозяйствен ньтх культур традиционным фосфорно-калнйным удобрениям, в связи с чем их можно использовать как дешевые, местные фосфорно-калнйпые удобрения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

■ ■ 1, Нечаев И,П., Лошкарев ДА Изменение содержания тяжелых металлом под действием и}цесткованкя //.Материалы II Международной научной конференции «Эволюты и дирадзиия |гочбешю!о покрова»,—Ставрополь, 2002,-С,424-426.

З.Чсюев IШ„ Лошкарев ДА.. Вшможиость использования осадков сточных вцаприле-соразвеленни и тедсиенми городов// Сборник. Всероссийской научно-праетичсской ионфе-реншш (\Проблемн. илодорсдня почв иа современном этапе» (посадшенная 50-лспоо кафедры поч попела км ч агрохимии Петоенснж государственной сельскохозяйственной акале-мииХ-11енза.2002.-С.132-134, ,, ' . ■ ~ - ' ;,

3. Чекзее Н.П„ Лошкарев Д.Л. Действие повторного внесения осадков сточних вод на продуктивность озимой пигснииы // Материалы научно-производственной конференции «Проблемы ЛИК И пути ич решения» / Пензенская ГСХЛ. - Пенза: РИО ПГСХЛ, 2001,—С.91-93.

4, Чекаев ШЦ Кузин Ш Ц Лшмарев ДЛ. Изменение плотности сложения do*mj it сеструк-црного соспмюм под влиннсм осадков ассвв« вод // Матернаш itayotoiфокп 1чсской кои-фере!ав« '11;>йле«ы AIIJCh пути нх ранения". I Ьсы: РИО ПГСХЛ, 2CKJJ. - С. 85-88. ч

ЗЛошкэрев ДЛ, Чекаев H.H. Баможность иегкмьзованкя отходов пордюновою про-нзволстм п земледелии // Бюлл. ВИУЛ №118. Материалы международной научной конференции "Обосисчсзше высокой эшючичсской эффективности и экитотчсской безопасности приемов нснатьзоиапия удобрений и ¿pynix средств химизации в ai pui схноло! иях". Москла.2003. - C.23S-237.

. 6. Фомин НА., Чекаев Н.П., Ло-лкарео ДА, Влияние отходов поролонового производства иа фосфор! ю-калий м мй релим почв и урожайность озичой пшеницы //Человек и вселенная. .Ni 11-32, Санкт-Петербург, 2003,-C.IS8-I60.

7. Лошкарев ДА, Исполыоваиие отходов промышленности в сельском хозяйстве ¿Сборник материалов международной научно-i¡рактической конференции, посвященной 50-лспи) кафедры земледелия «^Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развита сельского хозяйства-, Пенза: РИО ПГСХЛ, 20М-С. 112-113.

8. Чекаев Н.П., Лошкарев ДА. Энергетическая опенка использования отходов поролонового крошводсгеа в качестве удобренийШзгериали 38 Меж,^ народной конфе-реншш (ВИИИА) «Применение срелств химизации - основа повышения продуктивности с.-х. культур и сохранения плодородия почвыл- М: ВНИНА, 2004 - С. 297-300.

9. Чекаев H.H.. Лошкарев ДЛ. Использование отходов промышленности н местных минеральны* ресурсов в сельском хотяйстве//Вестннк Саратовского госзгроуниверси-тетаим. H.H. Вавилова.2004.-Я»2-С.20-21.' ■ ■ '

10. Лошкарев ДА,,' Кузин RH, Чекаев Ш1.'11зменение'фюико-хнмическнх свойств почвы пол действием отходов поролонового производства, минералы шх удобрений и доломитовой мухи'/Агронромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: Сборник материалов II Международной научно-практической конференции. - Пенза -11ойбранлеибург, 2004. -С 26-27. » • ■

11. Лскцкзрев ДА, Кузин EJL, Чекаев НП. Влияние осади» стопных вод на содержание тумуса н агрофизические свойства чернозема вышелоченлогоЛОкология чепавекагкш-цепния факторов риска, экологической безопасности и -управления рисками. Материалы Международной научно-практической конференции.- Пенза, 2004. - С, 28-30.

12. Лошкарев ДА^! Кузин ЕЛ. Влияние отходов поролонового производст ва плодородие чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур.// Материалы нзучно-лрахтичесхоП конференции, поев»шейной S0-;ier»iso организации кафедры селсиши и семеноводства и памяти Г.В. Гуляева—Heina, 2Ü04-С. 56-59.

Подписано в печать 15.11.04. Объем 1,35 уел .пл. Тираж 100 экз. Заказ № 184

Отпечатано с готового оригинал-макета в миии-типшрафии. Свидетельство № 5551. 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74,

»235 45