Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние норм полива животноводческими стоками на свойства и продуктивность чернозема выщелоченного Алтайского края

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Влияние норм полива животноводческими стоками на свойства и продуктивность чернозема выщелоченного Алтайского края"

На правах рукописи

РГб од

'2>СЕН 71Ш

АНЖЕЛО АРТУР ПЕДРО КУЯНА

ВЛИЯНИЕ НОРМ ПОЛИВОВ ЖИВ ОТНОВОЧЕСКИ!' 1И СТОКАМИ НА СВОЙСТВА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО АЛТАЙСКОГО КРАЯ

06.01.03 - агропочвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2000

Работа выполнена на кафедре почвоведения, агрохимии и афоэкологии аграрного факультета Российского университета дружбы народов. Полевые исследования проводились в 1997 - 1999гг. в фермерском хозяйстве «Антишшское» Тогульского района Алтайского края.

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор A.B. Шуравилин.

Официальные оппоненты . докгор сельскохозяйственных наук H.A. Муромцев,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент П.М. Никифоров.

Ведущая организация Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания

Защита диссертации состоится 2000г. в «13» часов

на заседании диссертационного совета К 053.22.18 в Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, ул. Миклухо-Маклая, д.8, кор.2 (аграрный факультет).

С диссертацией можно ознакомится в Научной библиотеке Российского универсотета дружбы народов по адресу: ул. Миклухо-Маклая, Д-6).

Автореферат разослан «_ •/3 » ¿¿JtP jtcSj s 2000года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент

ти- ш*-, о ,

поко. Ъо ¡7$

В.М. Малофеев

,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Животноводческие стоки представляют серьезную проблему, из-за отсутствия необходимой технологии их использования и сброса на рельеф местности. В настоящее время в мировом масштабе сброс животноводческих стоков с комплексов и ферм составляет более 10 км3 в год, а объем природных вод, загрязняемых этими стоками, превышает 300 км3. Только 1 м3 животноводческих стоков загрязняет около 50 м3 природных вод. В то же время животноводческие стоки являются ценным органическим удобрением, которые могут существенно повысить плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Содержание органического вещества в стоках по ВПК в три и более раза превышает показатели бытовых и промышленных сточных вод. В их составе содержится значительное количество биогенных элементов (азот, фосфор, калий), органических веществ, микроэлементов и химических соединений. Установлено, что орошение животноводческими стоками повышает урожайность сельскохозяйственных культур, сокращает потребление природной воды, позволяет снизить объем вносимых минеральных удобрений. Наряду с этим отмечается и возможность загрязнения природной среды. В Алтайском крае, как и в других регионах, на базе крупных сельскохозяйственных предприятий организуются малые фермерские хозяйства, которые наносят наибольший экологический урон для окружающей среды. В фермерских хозяйствах края системный подход удаления, подготовки, утилизации и оценю! влияния внесения животноводческих стоков практически отсутствует.

В общей проблеме использования животноводческих стоков особое место занимают свиноводческие, обладающие более высоким содержанием микроорганизмов, т.е. более загрязненные. В связи с этим вопрос утилизации стоков малых ферм становится актуальным с точки зрения охраны окружающей среды.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось изучение влияния свиноводческих стоков на свойства и плодородие выщелоченных черноземов и их продуктивность, а также разработка технологии удаления, подготовки и утилизации стоков с учетом охраны окружающей среды применительно к малым фермам Алтайского края.

В соответствии с целью исследований решались следующие задачи: ) Изучение химического состава животноводческих стоков. > Установление влияния животноводческих стоков на свойства выщелоченного чернозема.

> Определение влияния животноводческих стоков на питательный и водный режим почвы.

> Выявление влияния норм животноводческих стоков на урожайность кормовых культур, водопотребление и качество продукции.

> Влияние животноводческих стоков на окружающую среду.

> Совершенствование технологии удаления, подготовки и утилизации животноводческих стоков, позволяющих снизить и предотвратить дальнейшее загрязнение окружающей природной среды.

Научная новизна исследований. В условиях зоны достаточного увлажнения Алтайского края были проведены многолетние комплексные исследования по влиянию животноводческих стоков на свойства, плодородие и санитарно-бактерилогическое состояние выщелоченного чернозема, урожайность и качество пшеницы. Дана агроэкологическая оценка свиноводческих стоков. Установлено, что использование свиноводческих стоков на земледельческих полях орошения способствует улучшению водно-физических свойств почвы, прежде всего, структурно-агрегатного состава, увеличивают содержание питательных веществ в почве. Выявлены закономерности в изменение водно-физических, агрохимических свойства, накопления тяжелых металлов в почве, а также урожайности пшеницы и фуражное зерно в зависимости от норм внесения животноводческих стоков.

Практическая ценность работы. Полученные результаты исследований позволяют рекомендовать в производство нормы внесения животноводческих стоков на выщелоченном черноземе. При внесении животноводческих стоков в количестве 300 м3 /га (N225 , Pies, К255) урожайность фуражного зерна пшеницы возрастает в среднем на 65.9% по сравнению с контролем (без стоков). Совершенствование системы подготовки и технологии утилизации .стоков малых ферм позволит предотвратить загрязнение почвы, водных ресурсов и растениеводческой продукции и заметно улучшить экологическую обстановку.

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на научных конференциях аграрного факультета Российского университета дружбы народов (1999 и 2000гг.), а также на заседании кафедры почвоведения, агрохимии и агроэкологии (1999 и 2000гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основного текста с выводами и предложениями производству, изложенных на 11» страницах машинного текста, списка использованной литературы из /,7.(.. наименований, в том числе Х<к иностранных. Работа содержит таблиц и 3 рисунка.

11%), доступного калия - от 286 до 325,7 мг/кг (на 13%). Поглотительная способность почв увеличилась на 16% (емкость поглощения возросла от 32,9 до 38,2 мг-экв/100 г, а сумма поглощенных оснований - от 31.5 до 36,8 мг-экв/100 г). Гидролитическая кислотность снизилась на 28%, а реакция среды практически не изменилась (рНс 6,4 - 6,2).

5. Удобрительные поливы животноводческими стоками свинофермы усилило процесс разложения органических веществ путем стимулирования микроорганизмов. В среднем за три года целлюлозоразрушаюшая активность почвы за три месяца экспозиции при норме стоков 300 м3/га увеличилась по сравнению с контролем почти в два раза (от 42,4 до 83,63%).

6. При трехлетних удобрительных поливах животноводческими стоками свинофермы наблюдалась тенденция химического и биологического загрязнения почвы, при норме стоков 300 м3/га в слое почвы 0-60 см заметно увеличилось содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов, микроэлементов и нитратов, но их величины оставались значительно ниже ПДК. Валовое содержание марганца увеличилось на 6%, кобальта - на 21%, цинка - на 14%, меди - на 27%, молибдена - на 8%. Содержание подвижных форм - меди - на 9%, цинка - на 18%, кобальта -на 9%, кадмия - на 18%, селена - на 25%, стронция на - 40% и свинца - на 2%. Содержание водорастворимых солей увеличилось с 0,05 до 0,07%, а количество нитратов возросло в 6,4 раза (с 6,1 до 39,2 мг/100 г). При этом санитарно-бактериологические показатели почвы соответствовали санитарным нормам.

7. При удобрительных поливах животноводческими стоками нормой 300 м3/га суммарное водопотребление пшеницы в среднем за три года увеличилось на 7% (с 2152 до 2321 м3/га), а коэффициент водопотребления на единицу продукции уменьшился на 35% (с 2364.8 до 1537,1 м3/га).

8. Удобрительное орошение животноводческими стоками свинофермы повышало урожайность зерна пшеницы. В среднем за три года наибольшая урожайность пшеницы (1,51 т/га) получена при внесении стоков нормой 300 м3/га и была на 0,6 т/га или на 65,9% выше контроля. При меньших нормах внесения стоков урожайность пшеницы снихсалась. Выявлена зависимость урожайности пшеницы от нормы внесения стоков.

9. Удобрительные поливы животноводческими стоками свинофермы благоприятно влияли на качество и питательную ценность зерна пшеницы. В среднем за три года при нормах внесения стоков' 100 - 300 м3/га содержание сырого протеина по сравнению с контролем увеличивалось с 14,2 до 15,1 - 15,5%, сырой клетчатки - с 2,2 до 2,3 - 2.9%, фосфора - с 3,9 до 4,1 - 4,2 г/кг, цинка - с 24.6 до 29,3 мг/кг, железа - с 39,2 до 41,3 - 54,7 кг/кг, марганца с 31,1 до 31,9 - 33,0 мг/кг. Содержание нитратов увеличилось с 52 до 57 - 80 мг/кг. Количество сахара и кальция снижалось

соответственно с 91 до 71 - 82 г/кг и с 0,8 до 0,5 г/кг. Другие показатели (обменная энергия, содержание меди) практически не изменялись.

10. При внесении животноводческих стоков свинофермы в зерне пшеницы отмечено повышение содержания тяжелых металлов. В среднем за три года содержание свинца при норме стоков 300 м3/га составляло 1,05 мг/кг, кадмия и никеля - 0,5 и 0,52 мг/кг, ртуш - 0,0095 мг/кг. В целом уровень содержания металлов значительно ниже допустимых пределов.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для повышения урожайности пшеницы на фуражное зерно, сохранения и воспроизводства почвенного плодородия выщелоченного чернозема в Алтайском крае рекомендуется внесение животноводческих стоков свинофермы нормой 300 м3/га. Экологически безопасной технологией ягляется внесение стоков под запашку.

2. В зоне достаточного увлажнения северной лесостепи Алтайского края для создания оптимального водного режима чернозема выщелоченного наряду с удобрительными поливами целесообразно проводить увлажнительные поливы пшеницы в засушливые периоды и сухие годы

>. Одним из главных способов решения экологической безопасности животноводческих стоков свинофермы является разделение стоков на жидкую и твердую фракции, с последующей подачей и равномерным распределением жидкой фракции на пашне. Разделение животноводческих стоков следует проводить установками ПСЖ-150.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Воробьева Р.П., Анжело Артур Петро Куяна, Шуравилин A.B. Технология утилизации животноводческих стоков. Достижения и перспективы в области тропического земледелия и животноводства. Материалы научной конференции, Изд-во РУДН, М., 2000,-С. 109-110.

2. Воробьева Р.П., Анжело Артур Петро Куяна, Шуравилин A.B. Использование животноводческих стоков малых ферм в качестве удобрений. Достижения и перспективы в области тропического земледелия к животноводства. Материалы научной конференции Изд-во РУДН, 2000,-С 111-112.

3. Анжело Артур Петро Куяна. Влияние трехлетнего внесения свииостоков на плодородие черноземов. Проблемы развития сельскохозяйственного производства. Материалы научной конференции, Изд-во РУДН, М., 2000,-G 51-52.

4. Анжело Артур Петро Куяна. Химический состав свиностоков и их санитарно-бактериологическая характеристика. Проблемы развития

сельскохозяйственного производства Материалы научной конференции. M.: Изд-во РУДН, 2000, с. 52-53.

Анжело Артур Педро Куяна (Мозамбик)

Влияние норм поливов животноводческими стоками на свойства и продуктивность чернозема, выщелоченного Алтайского края.

В диссертации изложены результаты исследований за 1997 - 1999 гг. по утилизации животноводческих стоков свинофермы при выращивании пшеницы на фуражное зерно. При внесении стоков нормой 300 м3 / га получена наибольшая урожайность зерна пшеницы с высоким качеством продукции. Свойства почвы и ее санитарно-бактерологическое состояние не ухудшалось.

Angelo Artur Pedro Cuiana (Mozambique)

The influence of irrigation rates ofpig sewer on the leached black soil properties under conditions of Altai region.

The thesis represents results of the scientific research work performed during 1997-1999 and deals with utilization of a pig sewer for irrigation while wheat growing for fodder grain.

Application of a pig sewer at a rate of 300 m3/ha provided maximum yield respond with grain of high quality.

The properties of soil and sanitary-bacteriological conditions have not beer, determined.