Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование защитных лесных насаждений для оптимизации агроландшафтов и хозяйственного освоения овражно-балочных земель Воронежской области

ВАК РФ 06.03.04, Агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов

Автореферат диссертации по теме "Использование защитных лесных насаждений для оптимизации агроландшафтов и хозяйственного освоения овражно-балочных земель Воронежской области"

Рге оя

На правах рукописи

" »ОЯ 1995

КРУГЛЯК ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИИ ДЛЯ ОПШШАЩИ АГРОШЩЯАФТОВ И ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ ОВРАЖНО-БАЛОЧНЫХ ЗЕМЕЛЬ ВОРОНЕЖКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.03.04 - агролесомелиорация и защитное

лесоразведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соясканяе учаной степени кандидата сельскохозяйственных наук

ВОРОНИ - 1995

На правах рукописи

КРУГЛЯК ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАЩИТНЫ! ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ АГРОЛАВДДОАФТОВ И ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ ОНРАЭДО-ШОЧНЫХ ЗЕМЕЛЬ ВОРОНЕЖНОЙ ОЕЛАСТМ

Специальность 06.03.04 - агролесомелиорация я защитное

лесоразведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание явной степени кандидата сельскохозяйственных наук

ВОРОНЕЖ - 1935

Работа выполнена в Воронежской государственной лесотехнической академии ( ВГЛТА )

Научный руководитель - академик РАЕН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Г.Шаталов. Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Д.Иванов;

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Б.И.Скачков.

Ведущая организация - ЩО ЯШЛипрозам.

Защита состоится " 0-4 " 1995 г. в часов

на заседании диссертационного совета К 064.06.01 про . Воронежской государственной лесотехнической академия.

Адрес: 394613, г.Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ЕГЛТА, диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГЛТА

Автореферат разослан " IВ " О1 кт £> У ^ Х995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических

наук, доцент Н.М.Попова

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В Государственном докладе " О состояния окружающей природной среды Российской Федерация в 1993 году" говорятся об опасном загрязнения окружа идей среды сточными водами сельскохозяйственных предприятий. Для преодоления негативных воздействий сточных вод на окружавдую среду принимаются меры по реализации Государственной комплексной программы повышения плодородия почв России.

Составной часты) этого плана является " Программа повышения плодородия почв Воронежской области В настоящее время в России и ряде зарубежных стран имеется опыт использования сточных вод на орошение защитных лесных насаждений. Для условий Воронежской области, где насчитывается более 4 тыс. дейст-вупцях оврагов, густота овражно-балочной сети достигает около 1,3 им на 100 га территории, из 6,1 тыс. га, предназначенных для полнея животноводческими стоками, орошение проводится на площади менее 1,0 тыс. га. Экологически безопасная утилизация стонов промышленного животноводства представляет собой актуальную) научнув и народохозяйственлуг проблему.

Тема кандидатской диссертация является составной частью бюджетной темы кафедры " Разработка лесомелиоративных систем в комплексе с протявозрозионными, агротехническими в гидротехническими мероприятиями для водосборов малых рев. Защита почвенного покрова и проекта по программе " Черноземье " -* Создание проекта законченной системы защитных лесных насаждений я организации лавдшафтно-геохимическях пространственных структур в целях оптимизации, повышения экологической устойчивости я биологической продуктивности агролацдшафтов " ( № госрегистрации - 01.9.40 000242 ).

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Цель заплеталась в научном обосновании мероприятий по рациональному использованию защитных лесных насаждений для оптимизации агроландиафтов и хозяйственному освоению овражно-балочных земель Воронежской области. Для достижения этой ц"ли были поставлены следующие задачи:

- изучить изменоние почвенных режимов, активности химических элементов и биологических свойств почв в агролавдшафтах под влиянием орошения сточными водами;

- исследовать рост, состояние и устойчивость древесных пород и кустарников при орошении сточными водашз;

- определить кормовые свойства и содержание нитратов в листьях древесных пород и кустарников.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Для условий Воронежской области определена мелиоративно-экологическая роль защитных лесных насаядений в оздоровлении и оптимизация агролавдшафтов, предотвращения деградационных процессов, защите почв и водных ресурсов малых рек от эрозия и загрязнения. Впервые обоснован ассортимент древесных пород и кустарников, способных произрастать при орошения сточными водами, в условиях Воронежской области. Продукция ЗДН ( листья, нора, древесина ) может являться одним из источников получения фитомассы для сельскохозяйственных предприятий региона, обеспечивая безотходную утилизацию фитомассы защитных лесных насаждений.

• ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Установлено, что для условий Воронежской области сточные воды могут применяться для орошения специальных плантаций быстрорастущих древесных пород. Вредного накопления нитратов в почвах и фитомассе не отмечается. При оптимальных дозах внесения стоков усиливаются процессы самоочищения почвы за счет активизации микробиологических процессов, увеличивается синтез свободных аминокислот и повкша-

ется целлюлозоразрушапцая способность микроорганизмов. По содержанию пластических, энергетических, биологически активных веществ и минеральной насыщенности листья и хвоя древесных пород в кустарников правосходЛт другие виды фитомассы дерева, выросшие без орошения сточными водами.

При орошении древесных пород и кустарников целесообразно применять поверхностно-самотечный способ полива по бороздам при одновременном возделывании многолетних трав в междурядьях. Средняя норма утилизации сточных вод свиноводческого комплекса за поливной сезон составляет 6-8 ткс. м3/га.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложат на научно-практической конференции "Экологические основы природопользования в бассейне Дона" ( Воронеж, 1991 ), на юбилейной конференции, посвященной столетию "Особой экспедиции" В.В.Докучаева в Каменной степи ( Воронеж, 1992 ), международной конференции молодых ученых "Проблемы лесной бяогеоценология и методологические основы их решения" ( Йошкар-Ола, 1992 ), межрегиональной научно-практической конференция "Экологические проблемы аграрного производства" ( Днепропетровск, 1992 ), на Всероссийской конференции "Сосновые леса в системе многоцелевого лесопользования" ( Воронеж, 1993 ), меаздународной научной конференции "Промышленная ботаника: Состояние и перспективы развития" ( Кривой-Рог, 1993 ), научно-практической конференции "Проблемы экологии в сельском хозяйстве" ( Пенза, 1993 ), "Проблемы использования и захоронения производственных и бытовых отходов" ( Воронеж, 1993 ), Российской межотраслевой научно-практической конференции "Организация комплексных мероприятий природоохранной деятельности на предприятиях" ( Санкт-Петербург, 1993 ), Всероссийской научно-технической конференции "Охрана лесных экосистем я рациональное использование лесных ресурсов" ( Мое-

ква, 1994 ), международной конференция "Экологические проблемы сельскохозяйственного производства" ( Боронах, 1994 ), второй областной научно-технической конференции "Вопросы региональной экологии" ( Тамбов, 1995 ), научно-технической конференции про-фессорско-преподаг--.тельского состава,.инженерно-технических работников и аспирантов ВГЛТА. В полном объеме диссертационная работа донладывалась на кафедре агролесомелиорации и почвоведения ЕГЛТА.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам исследований опубликовано 18 работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, списка использованной литературы из 407 наименований, в том числе 14 иностранных авторов в 5 приложений. Основной текст изложен на 157 страницах, иллюстрирован 53 таблицами, 29 рисунками,5 фотографиями.

В диссертационной работе приведены и проанализированы результаты исследований, выполненные автором в период с 1988 по 1995 год на кафедре агролесомелиорации и почвоведения ВГЛТА по государственным и региональным комплексным научным программам и частично по хоздоговору с Воронежским управлением сельского хозяйства в 1992-1993 гг. ( Научный руководитель, профессор В.Г.Шаталов, ответственный исполнитель, доцент Г.А.Одно-ралов ).

Автор выражает глубокую признательность за большую помощь в работе к. биол. наук, доценту Г.А.Одноралову и студентам, принимавшим участие в полевых исследованиях.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введения кратко обосновывается актуальность теш, изла-

гаются цель о задачи исследований, практическая значимость шь лученных результатов, а также связь научных исследований с тематическим планом академии.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Основная задача агролесомелиоративной наукя-это оптимизация аграрных ландшафтов с помощью защитных насавденяй в целях повышения плодородия почв я продуктивное^ сельскохозяйственных угодий, борьбы с их деградацией, рационального использования биокляматвческих ресурсов и эффективной охраны природы ( Павловский Е.С..Васильев Г.И..Зайченко К.И. ,1991 в др.) Полезащитные лесные насаждения яаяяюгея составной частью системы земледелия и способствуют его интенсификации ( Трецевский И.В., Попов В.К.,Ковалев П.В.,1973, Шаталов В.Г..Ковалев П.В..Попов В.К.,1990, Скачков Б.И.,1992 и др.)

Овражно-балочные земля при постоянном улучшении и рациональном их использовании могут иметь одинаковую продуктивность с пахотными участками. На крупных овражно-балочнкх системах условия для роста и развития защитных лесных насаждений ( ЗЛН ) неодинаковы. Имеется болыпое разнообразие в плодородия почв, крутизне склонов, степени пораженностя оврагами и промоинами ( Докучаев В.В.,1936, Козменко A.C.,1954, Знаменская А.Л.,1972, Сурмач Г.П.,1976, Калиниченко Н.П.,Ильинский В.В.,1976, Зыков И.Г.,1981, Швебс Г.И.,1981, Иеонлн В.М.,1983, Иванов В.Д.,1984).

В настоящее время в России и ряде зарубежных стран имеется опыт использования сточных вод на орошение ЗЛИ. Обобщение опыта я данных научных исследований указывает на большую перспективность орошения различными видами сточных вод ЗЛН. Установлено, что при орошении сточными водами повышается продукте-

вность ЗЛН,улучшается плодородие почвы и создаются условия для эффективной доочистки сточных вод (Паулюкявичус Г.Б.,1985, Пастернак П.С. .Приходько H.H.,1987, Царева Р.П. ,1978, Киколаенко В.Т.,1986.)

Установлено .юложительное и эффективное влияние ЗЛН на изменения органолептических свойств и химического состава поверхностного стока. Под влиянием ЗЛН в 1,5-2 раза умсныпается мутность воды, прозрачность повышается в 1,5-2,5 раза, цветность снижается в 2-6 раз ( Кутырин И.М.,1985, Лавдин В.П.,1986.) Ео всех ЗЛН поглощение почвой в 2-10 раз больше, чем подстилкой ( Спирина А.Г..Полянская С.М.,1987.) ЗЛН играют важную роль в улучшении бактериологических показателей сточных вод ( Сини-цин С.Г.,1980, Лойгу Э.,1977, Мельчанов В.А.,1982,1983.) Высокую оценку почвенному обеззараживанию сточных вод давали такие ввдащиеся ученые, как ( Менделеев Д.И.,1947, Вильяме В.Р., 1950, Прянишников Д.Н.,1965 и др.)

Россия и ряд других стран осуществляют практические шаги по вовлечению лесных ресурсов в кормовой баланс, на специальных плантациях выращивают быстрорастущие древесные породы для кормового, а также энергетического использования, выводят новые породы скота, способные с болшим эффектом употреблять грубые корма, в том числе из древесины ЗЛН ( Науменко З.М..Ладин-ская С.И.,1990 и др.) Зеленая фитомасса может быть использована для приготовления различных кормов, добавок и препаратов.

В процессе функционирования животноводческих комплексов образуется огромное количество навозных стоков. В России их объем составляет около 400 млн.т в год. Согласно данным В.М. Новикова 1982, объем питательных элементов, содержащихся во всех животноводческих стоках страны в год, эквивалентен 2,2 млн.т азота, I млн.т фосфора, 2 млн.т калия. Это в 4 раза бо-

лше, чем в стоках пищевой промышленности я хозяйственно-бытовых.

Таким образом, анализ имеющегося опыта и результаты исследований как в России, так и за рубежом подтвервдают перспективность использования сточных вод для орошения ЗЛИ в целях оптимизации агролащшафтов, охраны водоемов я почв от загрязнения в различных почвенно-климатических зонах и возможность широкого выбора лесомелиоративных мероприятий для решения данных задач в конкретных условиях.

2. ПРОГРАММА РАГОТ. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Программой работ предусматривалось изучить следупцле основные вопросы:

1. Исследовать рост, состояние и устойчивость древесных пород и кустарников при орошения сточными водами;

2. Изучить изменение почвенных режимов, активности химических элементов и биологических свойств почв в агролаадшафтах под влиянием орошения сточными водами;

3. Определить кормовые свойства я содержание нитратов в листьях древесных пород я кустарников;

4. Определить физико-химическую, бактериологическую я оросительную характеристику сточкых вод.

Полевые исследования проводились в 1983-1995 гг. ЗЛН были заложены сотрудниками кафедры я студентами ЕГЛТА на территория землепользованяя АОЗТ "Дружба" Панинского района Воронежской областя. На данной террятория в различных условиях рельефа заложена серия почвенных разрезов, характеризующих основные типы почв: I. черноземы типичные; 2. черноземно-луговые; 3. лу-гово-черноземные; 4. солонцы; 5. солоди лугово-лесные.

- 10 -

Были определены физические, гидрофизические и общие свойства почв по методикам ( Арянушкина Е.В.,1970, Вадшина А.Ф., Корчагина 3.А.,1973 ). Для исследования роста и состояния древесных пород и кустарников закладывались пробные площади в соответствии с методическими разработками ( Анучян Н.П.,1971, Павловский Е.С.,1985, Казанцев И.Я.,1986, Молчанов A.A..Смирнов В.В.,1967, Сукачев В.Н.,1972, Сукачев В.Н., Зонн C.B.,1961, Шенняков А.П.,1964 в др.)

Оценку электрофизиологической устойчивости древесных растений проводили по методике ( Рутковский И,В., Кищенков Ф.В., 1980 ). Определение активности каталазы в растительных тканях проводили газоыетрическим методом ( Васильева 3.В., Кириллова ГД. ,1968 ). Анализ содержания пищевых компонентов в листьях древесных пород проводился в лаборатории кормов Воронежской областной станция хямязацяя сельского хозяйства по существующим методикам.

Отбор сточных вод в воды в прудах и колодцах производился по сезонам года, грунтовые воды анализировались до и после орошения опытных участков. Определение физико-химической, бактериологической я оросительной характеристики сточных вод свиноводческого комплекса определялось в областной СЭС по существувдим ГОСТам. Обработка экспериментального материала выполнялась на ЭВМ ( IBM PC ) по специальным программам, в основу которых положены методы и алгоритмы расчетов ряда авторов ( Доспехов Б.А. 1972, Лакин Г.«.,1980, Молчанов A.A., Смирнов В.В.,1967, Пло-хянскяй H.A.,1970, Стешш В.В.,1975 ).

3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Воронежская область расположена в центральной полосе Евро-

пейской части России. По рельефу Воронежская область разделяется на две неравные части: возвышенную и низменную. Низменная северо-восточная часть области представляет собой плоскую равнину. Густота овражно-балочной сети здесь составляет 0,3-0,4 км на I км2 ( Гришин Г.Т., Шевцов И.С.,1986, Ахтырцев Б.П..Бугаев В.А..Хмелев К.Ф.,1985, Мильков Ф.Н.,1976 ). Почвенный покров области представлен двумя почвенными зонами: зона типичных черноземов, совпадающая с лесостепной зоной и зона обыкновенных черноземов, занимахщая пкную степную часть области. Почвы в области представлены большим количеством разностей и разновидностей ( Адерихин П.Г.,1964 ).

Климат области характеризуется жарким п сухам летом и умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами. Изменчивость месячных сумм осадков из года в год довольно велика, особенно в теплый период.

4. СОЗДАНИЕ. РОСТ И СОСТОЯНИЕ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД В ЗЛН.

В АОЗТ "Дружба" ЗЛН созданы на площади 57 га. Оки представлены, полезащитными, прябалочгаащ, приовражными и придорожными лескымя полосами. Для проведения опытных работ :о использованию сточных вод свиноводческого комплекса для орошения ЗЛН в 1988 году заложена прибалочная лесная полоса и в 1990 году -санятарно-защитная лесная полоса. Посадочный материал для создания ЗЛН был приобретен в совхозе "Декоративные культуры", питомнике НИИЛГяС я питомнике учебного лесхоза ЕГЛТА.

Для полива прибалочной лесной полосы мы применяли поверх-постно-самотечный способ полива по бороздам. Для орошения сточными водами на прибавочной лесной полосе отграничены 3 опытные и 3 контрольные делянки: в нижней, средней а верхней частях

балки ( с запада на восток ). Сточная вода вывозилась цистерной-разбрасывателем Р.ТГ-10 с тягой трактором T-I50. В условиях Воронежской области для древесных пород наиболее оптимальным является следующий поливной режим. За период вегетации делается 5-6 поливов нормой 60-80 мм а один влагозарядковый поливной нормой 100-200 мм, годовая оросительная норма при этом составляет 500-700 мм.

Уход за древесными породами и кустарниками заключается в поддержании почвы в рыхлом состоянии и борьбе с сорняками. Рост и состояние ЗЛН зависит от подбора пород и способа полива ( табл. I ). Расчеты парных сравнений по методу Свалова H.H. свидетельствуют о том, что различия в росте по высоте и диаметру для древеснах пород я кустарников за Еесь период исследований в прибалочной лесной полосе были следующими:

несущественны; несущественны; существенны; несущественны; существенны; несущественны; существенны; несущественны; несущественны; существенны; несуществе 1шы; существенны.

Ход роста по высоте основных древесных пород и кустарников в прибалочной лесной полосе описывается уравнением параболы второго порядка ( рас. I ).

Ассортимент наиболее перспективных древесных пород и кус-

I. Береза Тв1,81<1 0,05 = 2,6 различия

повислая Тд 2,5 <4 0,05 = 2,6 различия

2. Ясень Тв 3,06 >t 0,05 SS 2,6 различия

обыкновенный Тд 2,33<t 0,05 SS 2,6 различия

3. Сосна Тв 2,81 >1 0,05 = 2,6 различия

обыкновенная Тд 2,53<t 0,05 = 2,6 различия

4. Облепиха Тв 3,80>t 0,05 = 2,6 различия

крушиновая Тд 2.5QU 0,05 = 2,6 различия

5. Ива Тв I,65<t 0,05 = 4,3 различия

прутовидная Тд 6,4 > t 0,05 = 4,3 различия

6. Ива Тв 2,68<1 0,05 = 4,3 различия

трехтычвнков.Тд 4,5 >t 0,05 = 4,3 различия

1 - Береза повислая ( е поливом ) у = 0,75 х + 0,013 х2

2 - Береза повислая ( баз полива ) у = 0,666 х + 0,016 х2

3 - Ясень обыкновенный ( с поливом ) у =-0,45 х + 0,024 Xй

о

4 - Ясень обыкновенный ( без полива ) у = 0,43 х + 0,027 х

1 - Сосна обыкновенная ( с поливом ) у = 0,23 х + 0,015 х2

2 - Сосна обыкновенная ( без полива ) у = о,23 х + 0,01 х2

3 - Облепиха крушиновая ( с поливом ) уо,43 х + 0,012 х2

4 - Облепиха крушиновая ( боз полива ) у = 0,38 х +■ 0,013 х2

Рис. I. Ход роста по высоте ( Н,м ) древесных пород в прибавочной лесной полосе

Таблица I.

Характеристика размеров ствола древесных пород в кустарников в прибавочной лесной полосе

» Порода Возраст, Условия Диаметр ствола, см на высоте Высота ствола, м

лет произрас- 0, I м 1,3 и

тания Ы * ы Ь М * и Ь М * а,

I Береза 6 Полив 5,08*0,222 0,496 2,73*0,109 1,036 3,98*0,071 0,653

повислая 6 Без полива 2,95*0,123 0,865 1,86*0,091 0,860 3.55*0,078 0,736

2 Ясень 6 Полив 2,94*0,115 0,705 2,15*0,063 0,510 2,54*0,065 0,587

обыкновенный 6 Без полива 2,00*0,106 0,755 1,66*0,081 0,749 2,30*0,069 0,542

3 Сосна 6 Полив 3,65*0,138 0,883 1,89*0,088 0,782 1,90*0,065 0,426

обыкновенная 6 Без полива 2,70*0,121 0,944 1,97*0,088 о.тео 1,71*0,068 0,417

4 Облепиха 6 Полив 4,32*0,140 1,176 2,36*0,116 0,840 2,93*0,078 0,666

крушиновая 6 Без полива 4,03*0,150 1,127 2,21*0,104 0,850 2,65*0,074 0,578

5 Ива 3 Полив 1,37*0,033 0,336 0,78*0,024 0,197 2,54*0,056 0,403

прутоввдная 3 Без полива 1,23*0,031 0,281 0,74*0,023 0,165 2,08*0,055 0,396

6 Ива 3 Полив 1,29*0,028 0,226 0,70*0,029 .0,222 2,38*0,024 0,189

трехтычинковая 3 Без полива 1,20*0,029 0,220 0,61*0,029 0,191 2,34*0,025 0,197

тсризяов для выращивания при полива сточными вода щ животноводческих комплексов включает: сосна обыкновенная, тополь Марилан-дака, тополь Брабантяка - 176, тополь Брабантика - 175, тополь Максимовича, тополь пирамидальный, тополь Ивантеевский, береза повислая, ясень обыкновенный, акация белая, ива пурпурная, ягл прутовадная, ива трехтычинковая, ива каспийская.

5. ПОЧВЫ ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Общая площадь землепользования АОЗТ "Дружба" составляет 7451 га; аз щвс 5683 га приходится на пашню, 448 га используется под пастбища, 210 га - под сенокосы, лесами я кустарнл-камя занято 36 га, болотами - 54 га. Территория расположена в центральном района тяпачпой лесостепи, входящей в Оксно-Донскув лесостепную провинции. Для соэданяя ЗЛН с целью утилизация сточных вод свиноводческого комплекса нами исследованы основные типы почв: лугово-чернозамные почвы, чернозем типичные, черно земпо-луговые, солонцы, солоди.

Гранулометрический состав почв склона балки Матгаош лог характеризуется преобладаниями фракциями в физической глине -тонная пыль ( 0,005-0,001 мм ) и ял ( менее 0,001 мм ). Образование солонцов связано в основном с выходом тяжелых глинистых засоленных почвообразующих пород. Уровень почвенно-грунтовой вода в верхней части склона 2,6-3,6 м, в нижней части - подходят к поверхности. Капиллярная кайма ¡и верхней половине склона отмечена на уровне 100-120 см. У лугово-чериоземных почв водопроницаемость характеризуется как наилучшая я раяна 3,15 м/сутки а у солонцов равна 0,37 м/сутка и является неудовлетворительной.

Богатство лугово-чериоземных почв гумусом, интенсивная миграция биогенного кальция определяют их благоприятные Фаякно-

химические свойства. Они характеризуются высокой емкостью поглощения 40-60 мг-экв, почти полной насыщенностью поглощаицего комплекса основаниями и высокой буферностью. В составе обменных катионов главная роль принадлежит кальцию ( 30-40 мг-эяв на 100 г почвы ). Влияние орошения сточными водами на химический состав грунтовых и поверхностных вот приведены в табл. 2.

Величина сухого остатка свидетельствует о том, что общее количество солей, растворенных в воде, в устьевой части балки, на выходе из системы очистки, соответствует контрольным значениям. Это дает нам основание уверенно рекомендовать в пределах Окско Донской равнины для очистки животноводческих стоков испо-льзо) ание овражно-балочных земель.

6. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД И КУСТАРНИКОВ ПРИ ОРОШЕНИИ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ.

Почвенные микроорганизмы обладают высокой способностью перерабатывать органические вещества: эффектиг :ость почвенной очистки от них достигает 90-99 %, Проведенные наш исследования активности каталазы показали, что прд.5 летнем впзезкив животноводческих стоков в почву, каталазная активность возрастает. Так, в верхнем ( 0-10 см ) слое почвы на участке с поливом в балке Магихян лог, это увеличение составило 109,43 %, на глубине 10-20 зм - 106,52 %. На солонцовом участке эти показатели были следущими: верхний слой ( 0-10 см ) - 115,38 %, на глубине 10-20 см - 139,53 %.

Процессы разложения целлюлозы на солонцовом участке усиливаются в 1,2-5,1 раза, а в балке Матюхин лог в 1,2-5,2 раза в зависимости от глубины почвзнного слоя. Как правило, наябо-

.Таблица 2.

Результаты исследования груЛ'озкх вод, вшшшиванзихся в днище балки Ь'лтехин лог

Ингредиенты Время и место отбора образцов

15.С5.89г. 23.05.90 г. 24.09.90 г.

ср.часть верховье ср.часть ] низовье верховье ср.часть низовье

РН 7,25 8,15 8,30 7,35 8,25 7,55 8,25

ЕПК-5 ьсгОо/ом3 1,12 0,63 0,47 0,38 0,78 0,78 0,78

Ояясляеыость перман-

ганатн. мг02/дм 2,8 4,56 5,20 2,56 6,26 3,62 7,58

Сухой остаток,

от/да3 691,0 - - - 674,0 869,0 695,0

Хлориды, и/дм3 6,0 7.7 19,4 8,7 6,0 4,0 2,0

С льфаты, мг/дм3 384,2 59,1 84,5 207,4 162,0 249,3 202,5

Азот аА1Мзака,

ыг/ды3 1,15 0,05 0,05 0,05 0,24 0,22 0,22

Нзтрвты, ¡с/да3 0,199 0,003 0,012 0,038 0,064 0,048 0,083

Нитраты, мг/ды3 7.1 1,0 1,0 12,5 2,8 3,6 2,8

Фосфаты, мг/дм3 0,21 0,19 0,01 0,01 0,58 0,03 0,50

Ыэдь, от/дм3 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

ЦйНК, !.(г/д.У3 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

Нлкаяь, мг/д.ч3 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 - 0,05 0,С5

Сьднец, ьт/дн3 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

- 18 -

лыпая активность микроорганизмов отмечается в почвенном слое 0-5 см и в более глубоком 20-30 см слое. Такие породы как, тополь черный, сосна обыкновенная, ива прутовидная, акация белая, ясень обыкновенный, береза повислая, являются наиболее перспективными для утилизации стоков свиноводческих комплексов.

7. СОСТАВ И СВОЙСТВА СТОЧНЫХ ВОД СВИНОВОДЧЕСКОГО

кошшкса.

Объем сточных вод на свиноводческом комплексе АОЗТ "Дружба" составляет 120-150 тыс. м3/год. Для полива опытных делянок в прибалочной лесной полосе у балки Матюхин лог в солонцового /частка используются сточные воды из дренажно-сбросного кайала. В 100 м3 этих вод содержится ( кг ): 6,1-6,8 - взвепе-нных веществ, 126,5-170,0 - сухого остатка, 135,6-173,7 - бикарбонат-иона, 23,0-31,2 - хлор-иока, 4,7-18,3 - сульфат-иона, 10,0-15,2 - кальций-иона, 10,8-12,5 - магний-иона, 35,6-46,2 -натрий-иона, 10,8-15,0 - аммоний-иона.

Сравнительная характеристика химического состава сто чтя вод, используемых для орошения древесных пород и кустарников по разным регионам России и СНГ,приведена в таблице 3. Пятилетний полив сточными водами опытных делянок прибалочной лесной полосы показывает стабильное уменьшение содержания количества бактерий и коли-индекс, которые в 1992 и 1993 годах бшш равны ДЦЬ для питьевой воды. Это говорит о хорошей очищапцей способности почв по отношению к сточным водам свиноводческого комплекса.

Сточные воды свиноводческого комплекса содержат в сабе органические вещества, основные элементы питания я микроэлементы, что положительно сказывается на почвообразовательных

• Таблица 3.

Химический состав сточных вод, используемых для орошения древесных пород я кустарников

Регион Показателя анализа, иг/л

РН Сухой остаток нсо; ег* мГ Со" Ма 4 * Ъо5 Азот общий Еигроматн. ОКИ сл.

Алма-Ата 7,5 524 57 237 71 54 20 60 12 3 19 -

Астрахань 7,9 1630 1088 184 107 114 42 355 31 - - 366

Баку 8,0 970 216 129 272 36 40 370 12 2,5 24,3 366

Волжский 7.5 900 ■ 120 150 200 60 20 150 5 9 13 300

Москва 7,5 980 250 83 140 55 35 150 15 6 25 . 30

¡/.ОоКОВСК.ОбЛ.

п. Купавна 7,2 650 300 87 180 50 25 80 7 5 35 -

Московск.обл.

г. Кашира 7,2 1500 230 96 80 55 25 90 15 4,5 8,8 . -

Ъалгородск.обл.

г. Шебеявяо 7,4 1240 540 220 46 102 17 175 15 18 56 -

Ьоронежск.ойл.

АОЗТ "Дружба" 7,8 1265 1356 230 47 70 108 140 9 4 26 178

- 20 -

процессах, росте, развятяв в устойчивости древесных пород.

8. ВЛИЯНИЕ СТОЧНЫХ ВОД СВИНОВОДЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА НА ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И КОРМОВЫЕ КАЧЕСТВА ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ РАСТЕШИ.

Орошение сточными водамя древесных пород и кустарников в России проводятся в ряде регионов. Зеленая фитомасса ЗЛН является наиболее фязяологичесви доступной для животных и ценной в общешатательном и общебиологическоы отнопеняя. В соответствии с принятой схемой зоотехнического анализа кормов выделяют шесть групп веществ: воду, сырую золу, сырой жир, сырой протеин, безазотистые экстрактивные вещества, сырую клетчатку.

Максимальное накопление нитратного азота на орошаемом участке f отмечено в листьях тополя пирамадального - 205 мг/яг в 1991 г. я тополя черного - 180 мг/кг в 1991 г ( рис. 2 ). Ная-менниее накопление нитратного азота на орошаемом участка зафиксировано в листьях березы повислой - 48 мг/кг в 1993 г. и в листьях ясеня обыкновенного - 51 мг/кг в 1993 г. На рис. 3 показано распределение химического состава свежяк листьев древесных пород я клевера красного с орошаемого я неорошаемого участков. По содержанию кормовых единиц все исследуемые растения я клевер красный на орошаемом сточными водами участке превосходит эти же показатели у аналогичных растений на участке без орошения. Зеленая масса клевера красного имеет минимальное содержание нор; эвых единиц, по отношению к листьям ясеня обыкновенного - 292,30 %, тополя пирамидального - 230,76 %, сосны обыкновенной - 153,84 %, на орошаемом сточнымя водамя участке.

При комплексном использования фитомассы ЗЛН хозяйственную ценность представляют все исследованные нами виды древесных пород я кустарников.

с орошением без орошения

Рис. 2 Графин накопления нитратного азота в листьях древесных пород, выросших с орошением сточными водами и без орошения

1 - Тополь черный

2 - Тополь пирамидальный

3 - Зереэа повислая

4 - Ясень обыкновенный

0,20 к/е

Соска обыкновенная 63,80 59,32

0,23 к/е

5,36 2,16

10.19 3,64

14,85 с поливом

0,38 к/е Ясень обыкновенный ,64,54 63,13 6,52 6,06 4,19 2,49

16.20

5,37 2,21 8,47 4,92 19,71

7,92 4,33 4,47 2,12 18,03

без полива 0,35 к/е

t 0,30 к/в Тополь пирамидальный 0,28 к/в

65,37 6,31 0,94 4,08 3,06 20,24

66,91 4,75 0,90 4,27 3,52 19,65

0,13 к/в

Юге вер красный 83,05 84,41

Г,12 к/е

3.38 0,46 3,31 2,41

7.39

3,25 0,42 3,07 2,06 6,79

Ряс. Л Распределение химического состава листьев древесных пород и клевера красного I Влага

_ Сырой протеин

К--:': •'. Г-I Сырой КИР

С

Сырая клетчатка Сырая зола БЭВ

0,20 - кормовые единицы

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. На свиноводческом комплексе АОЗТ "Дружба" Панянского района Воронежской области жидкие стоки скапливаются в прудах-наяопителях, что приводит к заболачиванию почв, загрязнению поверхностных и грунтовых вод. Для оздоровления экологической в санитарно-эпидемиологической обстановки на свинокомплексе я на прилегапцей территории АОЗТ "Дружба" в настоящее время наиболее доступна утилизация сточных вод на орошение ЗЛН.

2. Внесение безподстилочного навоза в почву вызывает изменение ее водно-химичесяих и агрохимических свойств, повышает содержание гумуса, что улучшает плодородие, значительно уменьшает потери от эрозии и поверхностного стока, понижает кислотность, повышает содержание поглощенных оснований, увеличивая буферность, водопроницаемость и водоудерживаицую способность.

3. При оптимальных дозах внесения стоков усиливаются процессы самоочищения почвы за счет активизации микробиологических процессов, увеличиваете;! синтез свободных аминокислот и повышается целлюлозоразрушапцая способность микроорганизмов. Био-г;-:шые вещества сточных вод переходят в доступные для растений формы, своевременно включаются в круговорот веществ, что способствует очистке стоков почвой.

4. Растения, обладающие низкой поглотительной способностью, отнесены к I группе: рябина обыкновенная, аморфа кустарниковая, вишня войлочная, дуб черешчатый, акация белая, вяз мелколистный. Вторая группа растений, корни которых обладают болшей поглотительной способностью, состоит из тополя черного, ивы прутовидной, ясеня обыкновенного, березы повислой, облепихи крушиновой.

5. По содержанию пластических, энергетических, биологи-

чески активных веществ и минеральной насыщенности листья и хвоя древесных пород в кустарников превосходят другие виды фитомассы дерева, выросшие без орошения сточными водами. Химический состав зеленой фитомассы древесных пород и кустарников подвержен сезонным и возрастным изменениям. По концентрации переваримого протеина весенние листья растений превосходят большинство традиционных кормов, используемых в народном хозяйстве.

6. При использований для кормовых целей наиболее перспективными являются породы с мягкой древесиной ( тополь, ива, береза ), характеризующейся болшей доступностью питательных веществ, меньшей сложностью переработки ее в корм. Продукция ЗЛН ( листья, кора, древесина ) в условиях 1ИР может служить одним из источников получения фитомассы для сельскохозяйственных предприятий региона, обеспечивая безотходную утилизацию фитомассы ЗЛН. При комплексном использовании фитомассы ЗДН хозяйственную ценность представляют все исследованные наш виды древесных пород и кустарников.

7. По химическому составу и оросительным качествам сточные воды свиноводческого комплекса относятся к слабосолоноватыы, гадрокарбонатно-хторидно-натриевым. В условиях Воронежсхой области каиашшваициеся легкорастворимые соли будут периодически промываться в грунтовые воды. В тоже время сточные воды содержат в себе органические вещества, основные элементы питания и микроэлементы, что положительно скажется на почвообразовательных процессах, росте, развитии и устойчивости растзний. Сточные воды могут применяться для орошения специальных плантаций быстрорастущих древесных пород, предназначенных на витаминные подкормки. Вредного накопления нитратов не отмечается.

8. Экономическая эффективность только от сокращения платежей за загрязнение водных объектов составила: 1993 г. - 72738

Р, 1994 г. - 515200 р.

9. Ассортимент наиболее перспективных древоеных пород и кустарников для выращивания при полива сточными, водами животно-, водческих комплексов включает: сосна обыкновенная, тополь Мари-лацдика, тополь Брабантика - 176, тополь Брабантика - 175, тополь Максимовича, тополь пирамидальный, тополь Ивантеевский, береза повислая, ясень обыкновенный, акация белая, ива пурпурная, ива прутовидная, ива трехтычинковая, ив:, каспийская.

10. При орошения древесных пород я кустарников целесообразно применять поверхностно-самотечный способ полива ио бороздам, шириной 40 см, с размещением посадочных мест 3,0 х 1,0 м, 3,0 х 0,5 ч при длине борозды 400 - 500 м, лря одновременном возделывания многолетних трав в междурядьях. Средняя норма утилизация сточных вод свиноводческого комплекса за поливной сезон составляет .6-8 тыс. м3/га. Влагозарядковый полив нормой 1000 - 2000 м3/га целесообразно проводить в конце вегетационного периода.

11. Для успешного роста древесных пород я кустарников пр^ поливе сточными водами в ЗЛН необходимо своевременное и качественное проведение агротехнических уходов сразу же после посадки и до смыкания крон. В первый год проводят не менее 4-5 рыхлений почвы в междурядьях, во второй я третий год - 3 - 4, в пос-ледувдие - 2 - 3 вплоть до смыкания крон. Для борьбы с сорняками наряду с культивацией применяют гербицвды.

12. Прибалочная лесная полоса и санятарно-защитяая лесная полоса положительно измешгот микроклимат, увлажненность почвы я воздуха, повышают плодородие вочвы, обеспечивает высокую биологическую продуктивность ЗЛН я позволяют оценить их как инженерно-биологические системы длительного воздействия с постоянно нарастагацим мелиоративным эффектом в агроландшафтах Воронежской области.

По материалам диссертации опубликованы следуддие работы:

1. Защита речных бассейнов от загрязнения стоками животноводческих комштксов//Энологнчвские основы природопользования в бассейне Дона: Материалы науч.-практ. кон£. 28-30 мая 1991 г. -Воронеж, -С. 98-100.( в соавторстве ).

2. Возможность утилизации животноводческих стоков при использовании лесных защитных насаждений. -М.: 1991. -II С. -Деп. в ВНИИЦ лесрвсурс СССР. 18.02.93, № 886 - ЛХ 92.

3. Разработка теоретических основ использования защитных лесных насаядений для оптимизации я оздоровления ландшафтов ЩП: Агролесомелиоративные исследования в СССР: Сб.науч.тр. БШАЛШ вып. 14(70) -Волгоград, 1991. -С. 77-78 ( в соавторстве ).

4. Утилизация стоков животноводческих комплексов для орошения? защитных насаждений в целях оздоровления экологической среды: Белл. ВШАЛШ вып. 3(64) -Волгоград, 1991. -С. 24-26

( в соавторстве ).

5. Перспективы выращивания протввоэрозионных защитных лесных насаждений при орошении сточными водами//Юбялейная коп$. посвящ. столетию"Особой Экспедиции" В.В.Докучаева в Каменной степи: Тез. докл. -Воронеж, 1992. -С. 55-56.

6. Значение и кормовая ценность натуральной фитомассы защитных насаадений при орошении сточными водами//Юбилейкая конф. посвящ. столетию "Особой Экспедиции" В.В.Докучаева в Каменной степи: Тез. докл. -Воронеж, 1992. -С. 78-79.

7. О в.зможности локализации в очистки стоков животноводческих комплексов в экосистеме почва-растение//Юбилейная конф. ' посвящ. столетию "Особой Экспедиции" В.В.Докучаева в Каменной степи: Тез. докл. -Воронеж, 1992. -с. 86-87 ( в соавторстве ).

8. Многофункциональное значение защитных лесных насаждений для оптимизации агролавдшафтов ЩР//Дроблемы лесной биогео-

, -21 -цглояогия и методологические основы ях решения: Т°з. докл. международной конф. молодых ученых 21-24 мая 1992 г. -Йошкар-Ола: МАРШ, 1992. -С. I2I-I22.

9. Использование защитных лесных насаждений для оптимизация и оздоровления овражно-балочных систем//Проблемы энологяв в сельском хозяйстве: Тез. докл. науч.-практ. конф. 25-26 февраля 1993 г. -Пенза, 1993. -С. 38-39 ( в соавторстве ).

10. Использование защитных лесных насаждений для оптимизации лесоаграрных ландшафтов ВДР//Экологическяе проблемы аграрного производства: Материалы науч.-практ. конф. 17-21 декабря 1992 г. -Днепропетр. гос. агр. ун-т. -С. I5I-I52 ( в соавторстве ).

11. Биологическая устойчивость с_сны обыкновенной при орошении сточными водами//Сосновые леса в системе многоцелевого лесопользования: Тез. докл. Всероссийской конф. Воронеж, лесо-тох. вн-т. -Воронен, 1993. -С. II4-II5 ( в соавторстве ).

12. Микробиологическая устойчивость растений при орошении сточными водами//Промшленная ботаника: Состояние и перспективы развития: Тез. докл. международно? конф. Донецкий ботая. сад АН Украины. II—15 мая 1993 г. -Кривой рог, -С. 169-170.

г 13. Очистка слабоминерализованных сточных вод методом орошения защитных лесных насаждёняЙ//0рганязация комплексных мероприятий природоохранной деятельности на предприятиях: Тез. докл. науч.-практ. конф. СПБ ГТУРП. СПБ, 1993. -С. II3-II4 ( в соавторстве ).

14. Влияние сточных вод животноводческих комплексов на гидрохимический режим окружанцей среды//Проблемы использования и захоронения производственных и бытовых отходов: Тез. донл. конф. -Воронеж, 1993. -С. 14-15 ( в соавторстве ).

15. Выращивание защитных лесн"^ насаждений в зоне влияния стоков свиноводческих комплексов//Охрана лесных экосистем и

рациональное использование лесных ресурсов: Тез. долл. науч.-гехн. ?он$. -Московский гос. ун-т. леса. 1994 -С. 91-92 ( в соавторстве ).

16. Оптимизация агроландшафтов в зоне влияния свиноводческих комплэксов//Экологические проблемы сельскохозяйственного производства: Тез. докл. Меадународчой коаф. 9-12 ноября 1994 г. -Воронеж, гос. агр. ун-т, 1994. -С. 139-140 (в соавторстве ),

17. Опыт орошения защитных лесных насаждений сточными сельскохозяйственными водами//Лесоводство и агролесомелиорация: Сб. науч. работ/ Сарат. с.-х. акад. им. Н.И.Вавилова, -Саратов, 1994. -С. 111-116 ( в соавторстве ).

18. Экологическая устойчивость защитных лесных насаждений при орошении сточными водамй//Вопроси региональной экологии: Тез, докл. науч.-техн. конф. 5-9 мая 1995 г. Тамбов, гос. ун-т,

-1аЭ5а1=С ЛЫк

Заказ то

Тираж 100 экз., объем 1,0 усл.печ.л.