Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние продуктов очистки водохранилищ на экологическое состояние и продуктивность осушенных земель Левобережной лесостепи Украины

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Влияние продуктов очистки водохранилищ на экологическое состояние и продуктивность осушенных земель Левобережной лесостепи Украины"

Українська академія аграрних наук

3Г6 ОД ІНСТИТУТ ГІДРОТЕХНІКИ І МЕЛІОРАЦІЇ

На правах рукопису

Чорна Анна В’ячеславівна

УДК 631.67:631.8

ВПЛИВ ПРОДУКТІВ ОЧИСТКИ водоймищ НА ЕКОЛОГІЧНИЙ СТАН І ПРОДУКТИВНІСТЬ ОСУШЕНИХ ЗЕМЕЛЬ ЛІВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.02 - меліорація та зрошуване землеробство

АВТОРЕФЕРАТ

ДИСЕРТАЦІЇ НА ЗДОБУТТЯ НАУКОВОГО СТУПЕНЯ КАНДИДАТА СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ НАУК

Київ - 1997

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті гідротехніки і меліорації Української академії аграрних наук

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук, старшій науковий співробітник ГІМБАРЖЕВСЬКИЙ Василь Романович, провідний науковий співробітник відділу управління грунтовими процесами Інституту гідротехніки і меліорації УААН

Офіційні опокзнти: докжор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспоиренї. -ААН ТРУСКАВЕЦЬМЙ Роман Степанович, завідуючий відділом родючості та меліорації грунтів Інституту грунтознавства і агрохімії ім.. О.Н.Соколовського УААН

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ВЕРГУНОВ Віктор Анатолійович, старший науковий співробітник лабораторії землеробства на осушених землях Інституту землеробства УААН

Провідна установа: Українська державна академія водного господарства, кафедра меліоративного грунтознавства і землеробства, м.Рівне

Захист відбудеться 1г/?РРРОл',91997 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 01.26.01 при Інституті гідротехніки і меліорації УААН за адресо»: 252022, І'иїь-22, вул. Васильківська, 37.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту гідротехніки і меліорації УААН.

Автореферат розісланий "2_3_" ______1997 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, кандидат с.-г. наук ^Л,К.ФЕНЕНКО

'ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. За даними держводгоспу, в Україні нараховується більше 25 тисяч водоймищ, із загальним об’ємом води понад З млрд.м3..Іх намулення, за прогнозними розрахунками, складає 21 % від об’єму. Аналогічне становище спостерігається на малих річках, де понад II тис. км їх русел потребують очищення.

Процеси замулення та заростання водойм і малих річок мають негативні народногосподарські та екологічні наслідки. З метою покращення умов ведення водного господарства, відновлення екологічно сприятливого стану водоймищ і прилеглих територій, згідно з розпорядженням Кабінету Міністрів України від 10.09.1991 р. за № 235-Р "Про організацію виготовлення технічних засобів та комплексне проведення робіт по очистці малих річок, ставків та озер" була розроблена відповідна державна програма. В процесі її реалізації виникло питання утилізації добутих, донних осадів, які накопичуються на берегах об’єктів очищення.

З іншого боку, на сьогоднішній день багато господарств АШ не забезпечені в достатній кількості мінеральними добривами, внаслідок їх високої вартості. Тому надзвичайно актуальним є вирішення проблеми утилізації продуктів очистки водойм в поєднанні з питаннями використання їх для потреб сільськогосподарського виробництва.

Враховуючи значну різноманітність продуктів очистки водойм за походженням, фізичними і агрохімічними властивостями, необхідно дати їм агроекологічну оцінку та розробити економічно вигідну технологію утилізації для потреб землеробства. Важливими та недостатньо вивченими також є питання процесу приготування для внесення в грунт видобутого мулу та можливості його поєднання з гноєм та мінеральними добривами. Крім того, більшість досліджень стосувалися агроекологічного потенціалу сапропелів, як більш цінного за агрохімічними характеристиками добрива. Але серед продуктів очистки водоймищ в лісостеповій зоні України часто зустрічаються мули, які відрізняються за своїми властивостями від сапропелів, що вимагає окремого вивчення.

Отже, необхідність розробки науково обгрунтованої технології утилізації мулу визначає актуальність даної теми.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась в рамках науково-технічної програми УААН "Продовольство-95" /тема 2.01.03 "Вивчити терміни і норми внесення сапропелю і мулу на різних типах грунтів і під різні сільськогосподарські культури"/.

Мета досліджень. Наукове обгрунтування технології використання продуктів очистки водоймищ для удобрення грунту та агроекологічна оцінка ефективності застосування мулу для підвищення продуктивності сільськогосподарських угідь.

Завдання досліджень:

- визначити норми і способи внесення мулу під різні сільськогосподарські культури на осушених мінеральних та органогенних грунтах;

- обгрунтувати доцільність використання продуктів очистки водойм як місцевого меліоранта і добрива в поєднанні з гноєм та мінеральними добривами;

- встановити дію га післядію ставкового мулу;

- дати оцінку впливу мулу на водно-фізичні і агрохімічні властивості грунту іа на врожай сільськогосподарських культур;

- проаналізувати, відповідно до різних типів осушених грунтів та вирощуваних сільськогосподарських культур, екологічну безпечність та економічну доцільність застосування продуктів очистки водоймищ.

Наукова новизна роботи. Обгрунтована доцільність використання мулу як місцевого добрива, встановлені норми, строки і способи його внесення під різні сільськогосподарські культури на мінеральних та торфових грунтах /на прикладі меліорованих земель Лівобережного Лісостепу України/; експериментально визначені закономірності впливу мулу на основні властивості осушених грунтів та роказники !х продуктивності; виконана оцінка еколого-економічної ефективності утилізації добутих ставкових осадів шляхом використання їх як місцевих- добрив.

Практична цінність огриманих результатів. Застосування науково обгрунтованої технології утилізації мулу для удобрення сільськогосподарських угідь дає змогу покращити екологічний стан замулених водойм те прилеглих територій, а також забезпечує певний економічний ефект при вирощуванні сільськогосподарських культур на осушених землях.

Результати досліджень можуть застосовуватися проектними сільськогосподарськими організаціями при складанні планів використання меліорованих земель, а танож безпосередньо експлуатаційними організаціями, колективними і фермерськими господарствами,на території яких е осушені грунти.

Виробнича перевірка результатів досліджень проведена в об’єднанні "Мир" Конотопського району Сумської області.

Впровадження у виробництво розробленої технології внесення мулу підвищує врожайність сільськогосподарських культур в середньому на 16-18 %.

з

Декларація особистого внеску дисертанта. Дисертаційна робота виконана особисто Чорною A.B., безпосередньо автором проведені польові і лабораторні дослідження, узагальнено вітчизняну і світову літературу з визначеної проблеми.

Положення, що виносяться на захист. На основі експериментальних та теоретичних розробок над гемою дисертації на захист виносяться наступні положення.

1. Технологія використання продуктів очистки водоймищ для удобрення меліорованих грунтів.

2. Агроекологічна і економічна оцінка ефективності утилізації добутого мулу для підвищення продунтивності осушених земель Лівобережного Лісостепу України.

Апробація роботи. Результати досліджень, основні положення та висновки дисертації доповідалися та обговорювалися на науково-практичних конференціях "Моніторинг осушуваних земель і питання охорони навколишнього природного середовища" /м.Київ, 1994 р./, "Сучасний стан та шляхи вирішення екологічних проблем Чернігівської області" /м.Ніжин, Г996 р./, на міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених та спеціалістів Інституту землеробства УААН /Чабани, 1996 р./, а також на науково-технічних радах відділу водорегулюючих систем Інституту гідротехніки і меліорації УААН /1994-1996 рр./.

Публікації. За матеріалами досліджень, які представлені в дисертації опубліковано 5 робіт.

Структура і об'єм роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновнів, списку використаних джерел та додатків. Робота написана на 148 сторінках машинописного тексту, ілюстрована 44 таблицями, 8 рисунками та 2 фотографіями. Літературні посилання нараховують 189 найменувань, серед яких II іноземними мовами.

ЗМІСТ РОБОТИ

СУЧАСНИЙ СТАН ВИВЧЕННЯ ПИТАННЯ УТИЛІЗАЦІЇ ПРОДУКТІВ ОЧИЩЕННЯ ВОДОЙМИЩ

В розділі представлений літературний огляд процесів замулення водойм України /масштаби та екологічні наслідки/, наведені сучасні технології очистки малих річок, озер і ставків, а також узагальнений досвід використання мулу, як добрива під сільськогосподарські угіддя. Доведена необхідність розробки науново обгрунтованої технології утилізації продунгів очищення водоймищ для потреб землеробства.

ОБ’ЄКТ, УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Польові досліди проводилися протягом 1994-1996 років на осуа них мінеральних і органогенних грунтах Сульського дослідного поля Інституту гідротехніки і меліорації УААН /Сумська область/.

Перша дослідна ділянка була розміщена на лучних карбонатних глейових легкосуглинистих грунтах, які характеризуються наступиш водно-фізичними і.агрохімічними властивостями: щільність орного і ру складає 1,31-1,47, підорного 1,62 г/см3, діапазон активної boj ги в орному шарі 9,1-14,8, в підорному 7,1-13,6 %. Грунти майже < структурні, містять значну кількість крупного пилу, який разом з дрібним піском 0,25-0,005 мм складає 50,6-58,3 %. Слабогумусован /2,4-3,5 % гумусу/, низькозабезпечені легкогідролізним азотом /2. 3,9/ і рухомими формами фосфору /6,4-8,2/ те калію /3,8-6,4 мг/І( сухого грунту/, pH водний 7,5-8,2. Грунти відрізняються невисокої ємкістю поглинання /17,5-19,5 мг екв. на 100 г грунту/.

Друга дослідна ділянка-розміщувалась на осушеному малопотужн сильнорозкладеному торфовому грунті , утвореному на низинному гра в’янистому болоті.

Щільність в орному шарі становить 0,231-0,315 г/см3, шпарува тість - 78,9-83,7 %, повна вологоємкість'349-369 %, зольність 27, 36,5 %; вміст рухомих форм азоту 11,5-14,5, фосфору - 10,5-14,8, калію 27,1-31,0 мг/100 г грунту, pH сольове 6,8-7,5.

Метеорологічні умови, які складалися під час проведення досл дів, були характерні для Лівобережного Лісостепу України і відзна лися дещо підвищеним іемпературним режимом . іа нерівномірніст; розподілу опадів протягом вегетації. Так, середня температура пов ря за період з квітня по вересень у 1994 році перевищувала середи: багаторічну норму на І,І°С, у 1995 .- на І,9^С та в 1996 - на І,І°і Вегетаційний період 1994 року видався дещо посушливим, кількість опадів була на 85,3 мм меншою від норми, а в 1995, навпаки, перев: щувала її на 219,2 мм; 1996 рік характеризувався показниками, бли: кими до середньобагаторічних.

В дослідах використовувався мул місцевого ставка /с.В.Бубни Роменського району, Сумської області/ через рік після його видобу: ку. Він характеризується високою зольністю /82,0-84,0 %/, та низь: вмістом органічної речовини /16,0-18,5 %/. Кількість валового азо в мулі становить 0,47-0,50, фосфору - 0,18-0,21 % та калію 0,51-

0,65$.

Протягом зими після видобутку, мул проморожувався, відбувалося його природне сушіння і провітрювання до вологості не вище 50 Перед дослідженнями в мулі і грунті визначали їх агрохімічні і водно-фізичні характеристики.

Дослід за наведеною схемою /табл. І/ закладався протягом трьох років з одночасним вивченням післядії.

Таблиця І о Схема досліду

Варіанти Конт- роль /без доб- рив/ Гній, т/га Мін. добрива , кг/га Норми мулу, т/га Мул+ +ГНІЙ, т/га Мул, г/га+ +МІН. добрива кг/га '

№ Грунги^^^ І 2 3 4, 5, б, 7, 8. 9. 10 II 12

Лучні глейові + 40 %0 р60 К90 60, 80, 100, 120, 150, 200, 300 40+ +40 —

Торфові + - Р60 К90 60, 80, 100, 120 150, 200, 300 40+ І'Р60К90

Вивчалися осінній і весняний терміни внесення мулу, а також способи внесення - під оранку на глибину 22-25 см і під дискування на глибину 15-18 см.

Розмір окремих ділянон 100 м^, облікових 50 м^, повторність чотирьохнратна. Розміщення варіантів досліду послідовне.

Культурами-реагентами були кукурудза на зелену масу і картопля, а в післядії - ячмінь і однорічні трави.

Протягом вегетаційного періоду на дослідних ділянках визначали:

- щільність грунту в орному шарі /0-10, 10-20, 20-30 см/ на початку, в середині і в кінці вегетації на варіантах І, 2, 3, 6, 9, 10;

- температуру торфового грунту на поверхні та глибинах 5, 10,

20 і ЗО см на варіантах І і 10;

- рівні грунтових вод /РГВ/ один раз в денаду;

- вологість грунту через кожні п’ятнадцять діб на тих варіантах і з тих горизонтів, що і щільність;

- вміст поживних речовин /нітратний азот, рухомі форми фосфору і налію/ в 0-30 см шарі грунту через кожні 10 см в основні фази

б

розвитку культур-реагентів, на варіантах І, 2, З, 6, 9, 10.

Валові форми азоту, фосфору, калію, кальцію, магнію та сольовий склад водних витяжок грунту визначали за загальноприйнятими методиками. Визначення рН сольового робили за допомогою рН-метра ЗВ-74.

Окрім вищезгаданого, протягом вегетаційного періоду проводились також фенологічні спостереження; фіксувалися основні фази розвитку рослин - поява сходів, бутонізація, викидання вологі, цвітіння.

Облік врожаю проводили ваговим методом на ділянках площею 50 м в чотирьохкратному повторенні з кожного варіанту досліду.

Структуру врожаю і його якість визначали згідно "Інсгрукціі для лабораторій Державної агрохімічної служби з аналізу кормів"/І978/о Статистична обробка отриманих врожайних даних проведена методом диС' персного аналізу.

Економічну ефективність визначали згідно з "Методичними реноме: даціями визначення економічної ефективності на меліорованих землях" /1982/.

Енергетичну оцінку утилізації мулу під сільськогосподарські культури .проводили згідно існуючих методик /В.О.Токарєв, В.М.Братуш-ков, О.МоНікіфоров /1989/, М.С.Дроздов; М.Н.Снопок, С.І .Кожем*якин /1989/.

ВПЛИВ МУЛУ НІ ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ОСУШЕНИХ ГРУНТІВ ТА ПОКАЗНИКИ їх ПРОДУКТИВНОСТІ

' Фізичні властивості грунтів

Одним з важливих показників фізичного стану грунту є щільність, в залежності від якої'створюються різні умови водно-повітряного та поживного режимів грунту.

Як показали результати досліджень, внесення мулу практично не впливало на щільність лучних грунтів. Всі варіанти за цим показникої,1 були близькими до контролю і коливались в межах 1,20-1,45 г/см3.

Дещо інша картина спостерігалася на торфових грунтах, де внесений мул відіграє роль структурного меліоранта. Внаслідок його домішування до торфового грунту, щільність останнього зростає, особливо у верхньому парі 0-10 см. Внесення 300 т/га мулу змінювало об’ємну масу грунту до 0,312-0,337 г/см3, при щільності на контролі 0,285-

0,309 г/см3. З глибиною ця різниця стає менш помітною.

Í99 4

МІСЯЦІ V VI VII VIII IX

3fKQ &СІ ’ІФ ФІ5 'ІФ 'ІФ 1Іі|з

V VI VII VIII IX

'ІФ *|ф ’ІФ ’ІФ ф|з

V VI VII VIII IX

'ІФ 'ІФ 'ІФ ф \з 'ІФ

Рис. і. Динаміка температури торфового грунту на різних глибинах:

________ - без внесення мулу;

________ - з внесенням мулу

В результаті внесення мулу покращувався температурний режим торфових грунтів, які, як відомо, мають велику теплоємкість та погану теплопровідність, що робить їх холодними та схильними до заморозків. Так, в середньому за три роки досліджень температура торфу в шарі 0-30 см на ділянках з внесенням мулу була на 0~,5-І,6° вищого порівняно з контролем /рис. І/.

Найбільше підвищення температури торфового грунту, внаслідок внесення мулу, спостерігається в шарі 0-5 см, з глибиною ця різниця нівелюється.

Водний режим

Водний режим на дослідних ділянках з лучними грунтами формувався переважно за рахунок атмосферних опадів, оскільки РГВ протягом вегетаційного періоду знаходився на глибині до 3 м.

Внесення мулу на лучних грунтах суттєво не позначилось на зміні його вологості. Але в посушливі періоди вегетації високі норми мулу /200 і 300 г/га/ сприяли акумуляції дещо більшої кількості вологи у верхньому 0-20 см шарі грунту. Так, на контролі в липні 1994 року вологість була в межах 5,3-7,0 а на ділянках з мулом становила 10,6-12,0 % на суху наважку.

На ділянках з торфовими грунтами рівні грунтових вод за період досліджень були в межах норми, за виключенням червня та вересня

IS95 року, коли відмічалося значне їх підняття до 56 та 43 см, внаслідок випадання великої кількості опадів.

Результати проведених досліджень на торфових грунтах свідчать про певну залежність їх вологості від внесеного мулу. По варіантах досліду спостерігалося деяке зниження вологості грунту при збільшенні норми мулу. Б найбільш дощовий IS95 рік вологість на контролі з 0-10 см шарі була 46,8-61,1 ?о, а на ділянках з мулом /200,

300 т/га/ відповідно 44,9-60,2 та 44,1-58,2 % від повної вологоємкості.

Однією з причин цього явища є низька водопроникність торфових грунтів, яка зростає при збільшенні в них мінерального компоненту.

В періоди з надмірною кількістю опадів рослини менше страждали від перезволокеннЯо

Поживний режим

Найбільш помітно внесення мулу вплинуло на поживний режим грунту, бо сприяло підвищенню вмісту рухомих форм азоту, фосфору і калію.

Кількість нітратного азоту на лучних грунтах підвищувалась із збільшенням дози мулу. Результати досліджень свідчать, що вміст N-N0j при високих нормах внесення зростав відносно контролю, в середньому в І,2-І,6 рази. Причому, найзначніші зміни відбувалися у верхньому /0-10 см/ шарі грунту.

Вплив мулу на азотний режим торфового грунту ще більш помітний. Але це досягнуто не стільки за рахунок поживної цінності мулу, як внаслідок поліпшення температурного режиму грунту, що сприяло вивільненню більшої кількості рухомих форм азоту.

Високі норми мулу /200 і 300 т/га/ забезпечили підвищення вмісту нітратного азоту в торфовому грунті в порівнянні з контролем в шарі 0-10 см в середньому на 2,9 та 4,2 мг, в горизонті 10-20 см на 4,6 і 6,3 мг та на глибині 20-30 см - на 2,1 і 3,7 мг на 100 г сухого грунту.

В мулі міститься 0,18-0,21 Jo Р2°5» значно менше, ніж азоту і особливо калію. Разом з тим, проведені дослідження свідчать, що внесення мулу дещо покращує фосфорний режим, особливо в шарі 0-20см. Навіть при нормі внесення мулу 100 т/га спостерігається тенденція до збільшення вмісту фосфорної кислоти. А високі норми мулу /-200 і 300 т/га/ забезпечили підвищення кількості в порівнянні з контролем в середньому на 1,7 і 2,9 мг в шарі 0—10 см та на 1,3 і 2,0 мг на 100 г сухого грунту в горизонті 10-20 см.

Внесення мулу мало вплинуло на вміст рухомих форм фосфору на торфових грунтах. Навіть високі норми /200 і 300 т/га/ не забезпечили суттєвої різниці за вмістом Р20^ порівняно з контролем.

Частка калію в мулі складає 0,51-0,65 %, що в 3 рази більше, ніж фосфору. Внесення мулу покращувало калійний режим лучного грунту. Вміст К20 на ділянках з внесенням мулу в порівнянні з контролем збільшувався в середньому в 1,5 рази.

На торфових грунтах спостерігалася більш чітка різниця між варіантами досліду за вмістом 1^0, ній на лучних глейових. Якщо на контролі в шарі грунту 0-10 см протягом вегетаційного періоду в роки досліджень рухомого калію було 6,8-14,1 кг, то при внесенні 200г/га мулу - II,4-16,1 мг, а при нормі 300 т/га мулу - 12,6-17,2 мг на 100 г сухого грунту. В горизонті 10-20 см різні норми мулу також забезпечили відповідне підвищення вмісту рухомого калію в порівнянні з контролем, на глибині 20-30 см різниця була менш помітною.

В цілому, спостереження зз поживним режимом показало, що внесення мулу на лучні і торфові грунти в певній мірі сприяє збільшенню основних елементів живлення рослин.

Вплив мулу на врожай сільськогосподарських культур

Внесення різних норм мулу /крім 60 т/га при осінньому терміні внесення на лучних грунтах/ дало достовірний приріст врожаю культур-реагентів в порівнянні з контролем /табл. 2/.

В цілому при внесенні мулу нормами 60, 80 і 100 т/га різниця врожаю зеленої маси кукурудзи невелика /6-14 ц/га/. Але проти контролю надвишка складає 16, 22 і 36 ц/га. Між високими нормами мулу 150, 200 і ЗО0 т/га різниця в урожайності зеленої маси кукурудзи теж незначна, але проти контролю вона становить 47-75 ц/га.

Досить ефективним по врожайності зеленої маси кукурудзи виявився варіант.досліду, де вносили одночасно 40 т/га мулу і гаку ж кількість гною. Він забезпечив врожай 442 ц/га, що на 155 ц/га більше, ніж на контролі.

Схемою досліду було передбачено рекомендовану норму мінеральних добрив для цих умов на лучних грунтах, яка складала NrjQPgo^SO* Вона забезпечила врожай зеленої маси кукурудзи 360 ц/га /або на 86 ц/га більше, ніж на контролі/.

Наведені дані /див. табл. 2/ свідчать, що картопля значно краще реагує на внесення мулу, ніж кукурудза. Якщо врожай зеленої маси кукурудзи при нормі мулу 60 т/га збільшувався на 8 ¡S, то картоплі -на 12 % по відношенню до контролю. Норми мулу 80, 100, 120 і 150т/га

забезпечували теж більш,ий приріст врожаю картоплі, ніг: нукурудзи.

Як і для кукурудзи найбільш ефективним виявився варіант, де вносили одночасно по 40 т/га пулу і гною.

Таблиця 2. Вплив різних норм мулу на врожай сільськогосподарських культур /лучний грунт, середнє за 1994- 1996 роки/

Варіанти досліду Пряма дія Післядія /після КУКУРУДЗИ/

Картопля Кукурудза І рік ячмінь /зерно/ I9S5-I996 pp. П рік однорічні трави з/м, 1296 р.

Ц/га При- ріст ДО конт- ролю ц/га При- ріст до конт- ролю ц/га Приріст . до контролю ц/га Приріст до контролю

Контроль 166 - 287 _ 20,7 - 148 -

Гній 40 т/га 265 99 421 134 25,8 5,1 172 24

NS0P60K90 224 58 360 73 24,4 3,7 156 8

Мул 60 т/га 185 16 312 25 21,4 0,7 150 2

Мул 80 т/га 87 21 320 33 21,6 0,9 151 3

Мул 100 т/га 198 32 340 53 22,0 1,3 154 6

Мул 120 т/га 203 37 344 57 22,4 1,7 155 7

Мул 150 т/га 208 42 346 59 22,8 2,1 162 14

Мул 200 т/га 214 48 354 69 23,5 2,8 163 15

Мул 300 т/га 220 54 362 75 24,1 3,4 167 19

Мул 40 т/га +

+ гній 4ÖT/IB 273 107 442 155 27,9 6,2 176 28

нір05 ІЗ,' 7 21,4 2,0 15, 4

На торфових грунтах /табл. З/ норма мулу 60 т/га сприяла підвищенню врожаю зеленої маси кукурудзи на 21 ц/га або на 5 %. Далі збільшення норми на кожні 20 т/га мулу підвищувало врожай на 20, ІЗ і 8 ц/га /відповідно на 9, 12 і 14 %/, Норма мулу 150 т/га забезпечила врожай зеленої маси кукурудзи 508 ц/га, що на 74 ц/га більше, ніж на контролі. По високих нормах мулу 200 і 300 т/га отримано врожай 528 і 552 ц/га або на 94 і 118 ц/га більше, нік ка контролі. Ллє якщо при нормі мулу 100 т/га отримано надвишку врожаю кукурудзи 54 ц/га, то різниця в урожайності між нормами 200 і 300 т/га складає всього лисе 24 ц/га.

Внесення мінеральних добрив на торфових грунтах сприяло отриманню врожаю зеленої маси кукурудзи 568 ц/га, що на 134 ц/га або ЗІ % більше, ніж на контролі« Така ж норма мінеральних добрив і 40 г/га мулу, внесені разом, забезпечили врожай 578 ц/га або на 144 ц/га більше, ніж на контролі. Таким чином, дія мулу на фоні мінеральних добрив не дала достовірного приросту врожаю.

Врожай картоплі на торфових грунтах значно нижчий, ніж на лучних, але вплив внесеного мулу більш помітний. Якщо врожай зеленої маси кукурудзи при нормі мулу 60 т/га збільшувався на 5 %, то картоплі - на 12 % по відношенню до контролю.

Мінеральні добрива Pgo%0* внесен* разом з 40 т/га мулу, обумовили рівень врожайності картоплі 177 ц/га, а самостійно - 172 ц/га. Тобто і під картоплю внесення мулу разом з мінеральними добривами на торфових грунтах не виправдане. .

Післядія внесеного мулу на лучних грунтах проявляється слабо. В перший рік отримано достовірний приріст зерна ячменю тільки на ділянках, де був внесений гній і при високих нормах мулу від 150 до 300 т/га, а на другий - по ділянках з гноєм і по нормі мулу 300 т/га.

Таблиця 3. Вплив різних норм мулу на врожай сільськогосподарських культур /торфові грунти, середне за 1994-1956 роки/

Варіант досліду Карт опля Кукурудза

Ц/га приріст до контролю ц/га приріст до конг РОЛЮ

ц/га ъ ц/га %

Контроль 130 - - 434 - -

Р60К90 172 42 32 568 134 81

Мул 60 т/га 146 16 12 455 21 5

Мул 80 г/га 150 20 15 475 41 9

Мул 100 т/га 155 25 19 488 54 12

Мул 120 т/га 158 28 21 496 62 14

Мул 150 г/га 160 ЗО 23 508 74 17

Мул 200 т/га 168 38 29 528 94 22

Мул 300 т/га 174 44 34 552 118 27

Мул 40 т/га + + Р60К90 177 47 36 578 144 33

НІР05 14,4 18,7

5 х 1° 3,4 2,7

Що стосується структури врожаю, то на лучних грунтах найменше качанів в загальній масі врожаю було на контролі /39 %/. З підвищенням норми мулу від 60 до 120 т/га частка качанів зростає від 42 до 48 %. На ділянках, де вносили гній, було порівняно мало качанів /45 /У, а при його поєднанні з мулом їх кількість збільиилась до 49 ?».

На торфових грунтах в зеленій масі кукурудзи було значно менше качанів в порівнянні з лучними /34-37 %/.

Структурний аналіз врожаю картоплі та визначення якісного складу бульб відповідної залежності між варіантами досліду не виявили.

Дослідження впливу способів обробітку на врожайність культур-реагентів показали, що поверхневе внесення мулу під передпосівне дискування має помітну перевагу перед заорюванням. В середньому різниця в урожаї становить 9-15 %.

ЕК0Л0Г0-ЕК0Н0НІЧНА ОЦІНКА УТИЛІЗАЦІЇ ПРОДУКТІВ ОЧИСТКИ РІЧОК І ВОДОЙМИЩ

Важливе місце при вирішенні проблем утилізації мулу шляхом використання його для удобрення грунту займають питання економічної доцільності та екологічної безпеки.

■ Результати розрахунку енерговитрат при вирощуванні кукурудзи на зелену масу на лучних грунтах по різних нормах мулу наведені в табл. 4. До уваги були прийняті лише затрати на навантаження, перевезення /відстань 5 км/ та внесення мулу в грунт. Оскільки вирішувалося лише питання утилізації вже добутої на берег маси, то вартість процесу її видобування не враховувалась. Результати розрахунків свідчать про іе, що коефіцієнт енергетичної ефективності зменшується з підвищенням норми внесеного мулу. Це означає, що зростання енергоємності врожаю, яке має місце при збільшенні дози мулу, не перекриває енерговитрат на внесення підвищеної кількості продуктів очистки водойм.

Найвищий показник енергетичної ефективності забезпечила норма мулу 60 т/га. При збільшенні цієї норми в два рази /120 т/га/ енер-говитрати зросли на 3443 МДя/га, а енергоємкісгь врожаю - лише на ІЗІІ МДж/га. Отже, при нормах мулу від 60 до 150 г/га коефіцієнт енергетичної ефективності становить 1,75-1,21, при 200 т/га дорівнює одиниці і при 300 т/га-менше одиниці. Високий показник енергетичної ефективності на контролі пояснюється меншими затратами, тому

що добрива не вносилися. На фоні мулу помітно низький коефіцієнт енергетичної ефективності при застосуванні гною, що пов’язано з великими енергозатратами на Його виробництво /420 МДн/т/.

Дещо вищі енерговитрати при вирощуванні картоплі, але залежність між варіантами досліду гана ж, як і для кукурудзи на зелену масу.

Таблиця 4. Енерговитрати і енергетична ефективність застосування мулу під нукурудзу на зелену масу /середнє за 1994-1996 рр./

Норми добрив Вро- жай Вихід кормо- Вро- жай Енерго- емкісгь Повні енерговиграги Коефіцієнт енер-

зеле- ної маси, ц/га вих оди- ниць, ц/га сухої речо- вини, ц/га врожаю зеленої маси ку-нурудзи, МДк/га МДк/га МДж/нг сухої речо- вини гетичної ефектив- ності

Без добрив 287 57 69 ІІ309 4396,5 0,64 2,57

Гній 40 т/га 421 93 105 17210 23125,6 2,20 0,74

Мул 60 г/га 312 69 78 12784 7291,8 0,93 1,75

Мул 80 т/га 320 70 80 ІЗІІ2 8257,8 1,03 1,59

Мул 100 г/га 340 65 85 І393І 9343,5 1,09 1,49

Мул 120 т/га 344 76 86 14095 10734,8 1,25 1,31

Мул 150 т/га 346 76 87 14259 11816,9 1,36 1,21

Мул 200 г/га 354 78 89 14587 14590,7 1,63 1,00

Мул 300 т/га 362 80 91 І49І5 19237,9 2,11 0,77

Мул 40 т/га + 40 г/га гною + 442 97 III І8І93 25057,8 1,80 0,73

Розрахунки економічної ефективності проведених досліджень в грошовому виразі поназали, що під кукурудзу найбільш економічно обгрунтованими нормами мулу є 80-120 т/га, а під картоплю - 60150 т/га.

При використанні мулу як місцевого добрива необхідно обов’язково визначати наявність в ньому шкідливих елементів /важких металів, радіонуклідів, пестицидів, тощо/ для запобігання можливого накопичення їх в грунті. Аналіз,використаного в дослідженнях мулу, підтвердив екологічну безпечність його застосування з метою удобрення грунту.

висновки

1. Аналіз сучасного стану питань очистки водоймищ показує, що їх вирішення нерозривно пов’язане з проблемами утилізації добутих осадів. Проведені дослідження свідчать про те, що продукти очистки річок і водоймищ, які накопичуються на берегах, можуть успішно використовуватися з метою удобрення грунту. Утилізація їх таким шляхом має важливе народногосподарське значеній.

2. Внесений мул практично не впливає на фізичні властивості лучних грунтів, а на торфових відіграє роль структурного меліоранта з усіма його позитивними наслідками. Покращується тепловий режим в шарі 0-20 см /температура підвищується в середньому на 0,5-1,6°/, збільшується щільність при великих дозах внесення.

3. На торфових грунтах мул сприяє поліпшенню умов зволоження верхнього 0-20 см шару.знижується вологоємкість,максимальна гігроскопічність, збільшується водопроникність. На лучних грунтах тільки високі норми мулу /200 і 300 т/га/ в посушливі періоди вегетації акумулювали дещо більшу кількість вологи /на 1,9-4,4 %/.

4. Під впливом внесеного мулу покращується поживний режим грунту. В горизонті 0-20 см збільшується вміст рухомих форм нітратного азоту,.фосфору і калію. Цей процес особливо помітний на торфових грунтах, починаючи від норми 100 т/га мулу.

5. На торфових грунтах всі внесені норми /від 60 до 300 і/га/ мулу- забезпечили достовірну надвишку врожаю зеленої маси кукурудзи

і картоплі, а на лучних - достовірний приріст врожаю кукурудзи отриманий, починаючи з норми 80 т/га.

Найвищий врожай культур-реагентів отримано на ділянках, де мул вносили разом з гноєм.

' 6. Картопля краще реагує на удобрення мулом, ніж кукурудза.

Очевидної закономірності між варіантами досліду відносно структурного аналізу, вмісту сухої речовини і крохмалю по врожаю картоплі не спостерігається. В зеленій масі кукурудзи частка качанів зростає з підвищенням норми мулу.

7. Поверхневе внесення мулу під передпосівне диснування має помітну перевагу перед заорюванням. Різниця в урожайності сільськогосподарських культур складає 9-15 %,

8. Післядія внесеного мулу на лучних грунтах проявляється слабо, за винятком ділянок, де він вносився разом з гноєм іа високих доз /200 і 300 т/га/.

9. За результатами еколого-економічного обгрунтування встановлені оптимальні норми внесення мулу для удобрення грунту: під кукурудзу - 80-120 і/га, під картоплю - 60-150 т/га при відстані транспортування 5-6 км. При більших нормах зменшується коефіцієнт енергетичної ефективності проведених робіт.

Рекомендовані норми внесення мулу не погіршують екологічний стан меліорованих грунтів, а утилізація продуктів очистки водоймищ в цілому позитивно впливає на екологію природного середовища.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Мул, добутий при очищенні водоймищ /озер, ставків, малих річок/, може ефективно використовуватися як місцеве добриво.

Для цього необхідно дотримуватися наступних основних вимог і рекомендацій.

1. Видобутий мул повинен протягом зими проморожуватися, пройти природне сушіння і провітрювання з таким розрахунком, щоб при внесенні в грунт його вологість не перевищувала 50 %.

2. Вносити мул необхідно під передпосівну культивацію чи дис-кування під просапні культури /кукурудзу, картоплю, буряки, моркву і ін./; по післядії висівають зернові і однорічні трави.

3. Норми внесення мулу під картоплю 60-150 т/га, а під кукурудзу на зелену масу 80-120 т/га /при транспортуванні його на відстань 5-6 км/.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Алексієвський В.Є., Гімбаржевський В.P., Терешко В.В., Шматок В.І., Чорна A.B. та ін. Осушення в Сумській області і шляхи раціонального природокористування: Рекомендації. - K., 1995. - 32 с.

2. Гімбаржевський В.P., Шматок В.І., Чорна A.B. Практичне обгрунтування системи удобрення сільськогосподарських культур // Використання меліорованих земель Рівненської області всучасних умовах. Інформаційно-довідковий посібник. Київ-Рівне, 1997. - С. 89-99.

3. Гімбаржевський В.Р., Терешко В.В., Кулікич В.В., Бердні-ков Г.В., Чорна А„В. Використання пулу при очищенні водоймищ для удобрення грунту // Меліорація і водне господарство. - K., Аграрна наука, 1996. - С. 53-53.

4. Гімбаржевський В.P., Терешко В.В., Чорна A.B. Утилізація продуктів очистки водоймищ як засіб підвищення родючості грунту і поліпшення навколишнього середовища // Тези доповідей н.-п. конф. "Моніторинг осушуваних земель і питання охорони навколишнього природного середовища" - K., 1994. - C. 12-14.

5. Гімбаржевський В.Р., Чорна A.B., Терешко В.В. Використання мулу для удобрення грунту під сільськогосподарські культури // Наслідки наукових пошуків молодих вчених-аграрників в умовах реформування АПК: Матеріали міжнарод. наук, практ. конф. молодих вчених і спеціалістів. - Чабани, 1996, - С. 170.

АНОТАЦІЯ

Чорна A.B. Вплив продуктів очистки водоймищ на екологічний стаї та продуктивність осушених земель Лівобережного Лісостепу України. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогос-водарських наук за спеціальністю 06.01.02 - меліорація і зрошуване землеробство. Інститут гідротехніки і меліорації УААН, Київ, 1997.

В дисертації розглядаються питання утилізації продуктів очистки водоймищ шляхом використання їх як місцевих добрив при вирощуванні сільськогосподарських культур. Проаналізовані наслідки внесення мулу на водно-фізичні, агрохімічні властивості та показники продуктивності органогенних і мінеральних осушених грунтів /на прикладі Лівобережного Лісостепу України/. Визначені оптимальні способи, терміни та норми внесення мулу під різні с.-г. культури. Розглянуті також аспекти економічної доцільності та екологічної безпеки використання

■ продуктів очистки водоймищ для удобрення грунту. .

Ключові слова: мул, утилізація, осушені грунти, продуктивність, екологічний стан, економічна ефективність.

АННОТАЦИЯ

Черная A.B. Влияние продуктов очистки водоемов на экологическое состояние и продуктивность осушенных земель Левобережной Лесостепи Украины. Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.02 - мелиорация и орошаемое земледелие. Институт гидротехники и мелиорации УЛАН, Киев, 1997.

В диссертации рассматриваются вопросы утилизации продуктов очистки водоемов путем использования их в качестве местных удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур. Проанализировано влияние вносимого ила на водно-физические, агрохимические свойства и показатели продуктивности органогенных и минеральных осушенных почв /на примере Левобережной Лесостепи Украины/. Определены оптимальные способы, термины и нормы внесения ила под различные с.-х. нультуры. Рассмотрены также аспекты экономической целесообразности и экологической безопасности использования продуктов очистки водоемов для удобрения почвы. •

Ключэвые слова: ип, утилизация, осушенные почвы, продуктивность, экологическое состояние, экономическая эффективность.

ANNOTATION

Chorna A.V. Affect of refining produces of reserveirs on ecological state and productivity of draining soil of left-bank Forest-steppe. Manuscripte■

Thesis of a Candidate’s of Agriculture science academic degree by speciality 06.01.02-reciamation and irrigated agriculture. The Institute of Hydraulic Engineering and Reclamation of UAAS, Kyiv,1997-

The thesis is dedicated to the utilization problems of refining produces of reserveirs by means of their use as a local fertilizer in the process.of agricultures crops cultivation.

The results of silt applying on the water-physical, agricultu-ral-chemistry property and productivity indices of organic and mineral draining soils were analysed for example left-bank Forest-steppe of Ukraine.

The optimum methods, terms and rates of silt applying for different agricultural plants were determined.

The economic expediency and ecological safety aspects use of refining produces of reserveirs were considered for plant growing necessities.

Key wods: silt, utilization, draining soil, productivity, ecological state, economic efficiency.