Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КА­ ЧЕСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ ЗЕЙСКО-БУРЕИНСКОЙ РАВНИНЫ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КА­ ЧЕСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ ЗЕЙСКО-БУРЕИНСКОЙ РАВНИНЫ"



На пранач рукописи

ИВАНОВА НАТАЛЬЯ ЮРЬЕВНА

ВЛИЯНИЕ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ ЗЕЙСКО-БУРЕННСКОЙ РАВНИНЫ

06.01.04 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание учёной степени -кандидата сельскохозяйственных наук

г. Барнаул - 2004

[

V/

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования Дальневосточном государственном аграрном университете в 1998-2002 годах.

Научный руководитель -д. с.-х. н. Виктор Васильевич Русаков

Официальные оппоненты: д.с,-х.н., профессор Антонова Ольга Ивановна

к.х.н., доценг Ананьева Юлия Станиславовна

Ведущая организация; П1У Всероссийский НИИ сон

Зашита состоится «15» декабря 2004 года в « 12°° » часов на заседании диссертационного совета Д.220,002.01 в Алтайском государственном аграрном университете.

Адрес: 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейски fi, 98. Факс: (3852) 62-83-96 E-mail: rassviai®alink.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан ___ноября 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

В.Л. Рассыпнов

Актуальность темы. Использование в сельском хозяйстве вторичного сырья представляет интерес, как с экономической, так и с агроэкологической точки зрення. Становится актуальным снижение себестоимости получаемой продукции, улучшение экологической обстановки. В связи с подорожанием транспортных услуг и йен на ввозимые в область извне мелиоранты, высоки.« процентом кислых почв с тяжелым гранулометрическим составом и скоплением золошлаковых отходов (в дальнейшем - ЗШО) Благовещенской ТЭЦ появилась ^необходимость в проведении исследований по использованию ЗШО в сельском "хозяйстве Амурской области.

Почвы на территории Амурской области в большинстве кислые, имеют тяжелый гранулометрический состав, часто переувлажняются. Поэтому, чтобы улучшить условия произрастания и питания культурах растений на глинистых почвах, необходимо вносить мелиоранты. Лучшими считаются те мелиоранты, которые могут не только улучшить структуру почв, но и снабдить её недостающими питательными элементами, важными для жизнедеятельности растений и микроорганизмов. При этом важна не только оптимальная доза, но vi химический состав и физические свойства мелиоранта, так как наличие в них редкоземельных элементов создаёт угрозу кумуляции поллготантов в получаемой продукции.

Поэтому целью работы являлось изучение возможности применения зол о шлаковых отходов Благовещенской ТЭЦ в качестве агрогеохим мелиоранта лугово-черноземовидных маломощных глинистых почв под сельскохозяйственные культуры.

В задачи исследований входило изучение влияния высоких доз золош-лаковых отходов на: формирование листовой поверхности, фотосинтетическую деятельность, накопление сухого вещества, накопление и вынос основных элементов минерального питания, урожайность и товарность овощных культур и картофеля; водно-физические и агрохимические свойства лугово-черноземовидных маломощных глинистых почв; содержание в почве и полученной продукции токсических элементов. Г

Научная новизна. Впервые в Амурской области были получены результаты исследований по влиянию высоких доз золощлаковых отходов Благовещенской ТЭЦ, внесённых в качестве геох им мелиоранта, на водно-физические и агрохимические свойства лугово-чернозе мо видных маломощных глинистых почв, на рост к продуктивность сельскохозяйственных культур, на содержание в почве и накопление в хозяйственно-ценной части урожая некоторых сельскохозяйственных культур токсических элементов.

Защищаемые положения: '

- возможность внесения золошлаковых отходов для улучшения физических и агрохимических свойств лугово-черноземовидных маломощных глинистых почв Среднего Приамурья;

- потребление и вынос элементов минерального питания, урожайность и качество сельскохозяйственных культур при внесении 4олошлаковых отходов"; ,

ЦИБ МСХА i

фовд научной литературы i

- экономическая и энергетическая эффективность внесения золошлаковых отходов на длительную перспективу при выращивании сельскохозяйственных культур.

Практическое значение работы. Доказана возможность улучшения на длительную перспективу водно-физических н агрохимических свойств лугово-черноземовидных маломощных глинистых почв Амурской области при использовании высоких доз золошлаковых отходов Благовещенской ТЭЦ.

Апробация работы. Результаты исследований были изложены в докладах на научно-практических конференциях и опубликованы в сборниках научных статей. Материалы диссертации доложены на научно- практических конференциях в ДальГАУ (г. Благовещенск, 2000..2003), научно- практической конференции в АмГУ (г. Благовещенск, 2002), 4-Й международной научно- практической конференции (г, Санкт-Петербург, 2002).

Публикация работы. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ объемом 1,99 п. л..

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 210 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций производству. Содержит 28 таблиц в тексте и 29 в приложении, дополнена 33 рисунками в тексте. Библиографический список включает 233 наименования, в том числе 29 на иностранном языке.

Условия и методика проведения исследований

Погодные условия вегетационных периодов 1998-2002 гг. определялись неравномерным количеством выпавших осадков и повышенным температурным режимом. По сравнению со сред не многолетним и значениями, в годы исследований наблюдались более высокие среднесуточные температуры воздуха, сумма активных температур была выше на 6-19%, количество выпавших осадков -ниже на 2-34%.

Полевые опыты проводились в 1998-2002 гг. на опытном поле СХНПК "Амурский" (с. Большеозерка Ивановского района Амурской области). Общая площадь делянки- 25 мг, учетная- 22 - 23 м2. Размещение делянок систематическое -в три блока со смещением, повторность трехкратная. Схема опыта: 1. Контрольный вариант (без ЗШО); 2, Почва: ЗШО = 1:0,12 от массы почвы (312 т ЗШО/га); 3. Почва: ЗШО = 1:0,25 от массы почвы (625 т ЗШО/га); 4. Почва: ЗШО = 1:0,50 от массы почвы (1250 т ЗШО/га); 5. Почва: ЗШО = 1:1 к массе почвы (2500 т ЗШО/га).

В вариантах 2,3,4 зол о шлаковые отходы (ЗШО) вносили в пахотный слой почвы. В 5-м варианте внесли 1/2 нормы в подпахотный, 1/2 нормы - в пахотный слой почвы. ЗШО внесли в почву вручную (перекопкой), однократно - в 1998 г. (с перспективой на 10 лет). Междел я ночные дорожки не обрабатывал», все операции проводили вручную.

Рельеф опытного участка равнинный со слабым уклоном на северо-запад. Почва лугово-чериоземовидная маломощная (А ^ -0-18 см, А „а* - 0-20 см). По гранулометрическому составу почва относится к тяжелым. На долю физиче-

ской глины в пахотном слое почвы приходится 62-73%, а в подпахотном этот показатель увеличивается до 82-85%. Агрохимические показатели были следующими: обменная кислотность - 5,6 ед. pH; содержание подвижного фосфора - 50,5 мг/кг; обменного калия - 166 мг/кг; сумма обменных оснований-15,0 мг-экв/100 г почвы.

В опыте использовали зол о шлаковые отходы Благовещенской ТЭЦ. Но гранулометрическому составу зол о шлаки состоят на более чем из 50% частиц диаметром менее 0,5 мм. Содержание нес горевшего угля во фракциях золы увеличивается с возрастанием диаметра части и. Количество СаО около 25%. Золош-лаковые отходы обладают хорошей влагоймкостью - 78%, они содержат множество микроэлементов, в том числе тяжелые металлы и радионуклиды.

Объекты исследования: в 1998 г. и в 2002 г. - морковь (сорт Нантская) и свекла столовая (сорт Бордо-237); в 1999-2001 гг. - картофель (сорт Невский) и капуста белокочанная (сорт Подарок). Все сорта относятся к районированным для Амурской области. Агротехника общепринятая для южных районов области.

В опыте проводили следующие наблюдения и исследования:

1. В растительных образцах:

A) В основные фазы роста и развития растений проводили биометрический анализ; рассчитывали фотосш пеги ч ее кий потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза по методу, предложенному A.A. Ннчипоровичем (1961). В растительных образцах содержание Nobu*. P-Oj и К;0 определяли по методике ЦИ-НАО (Руководство..., 1982).

B) максимальное потребление и вынос основных элементов питания единицей хозяйственно ценной части урожая, и коэффициенты их потребления культурами из почвы определяли балансовым методом;

В) учет величины и структуры (в том числе и товарности) урожайности овощных культур проводили методом сплошной уборки по методике НИИКХ (1989) и методике полевого опыта (1985); урожайные данные обрабатывали статистическим методом дисперсионного анализа (Доспехов, 19Í5);

О в хозяйственно ценной части овошей определяли содержание нитратов, тяжелых металлов и радионуклидов в сертифицированной лаборатории ИЛФГУ-САС "Амурская". Экологическую оценку содержания тяжёлых металлов в овощной продукции проводили по общесоюзным санитарно-гигиеническим и санитарно-эпидемиологическим правилам и нормам (Предельно допустимые ,.., 1986).

2. В опыте проводились следующие исследования почвы:

А) Водно-физические свойства почвы: влажность - термостат но-весовым методом; твёрдость - твердомстром Ревякина (Доспехов, 1977); объёмную массу -по методу Воробьёва (Воробьев, 1971); водопроницаемость почвы оценивали по шкале, предложенной H.A. Качинским; температуру почвы на глубине 0-10 см измеряли термометрами Савинова (Вадюнина, 1996).

Б) Агрохимические исследования почвы в слое 0-20 см проводились по методике ЦИНАО,

В) Валовые формы содержания тяжёлых металлов (ТМ) и радионуклидов в почве определяли спектральным методом в ЦАЛ ФГУГП "Амургеологня"; экологическую оценку почвы опытного участка проводили в сравнении с ориентировочно-до [ ту стнм ы м и концентрациями содержания тяжелых металлов в почве (Гигиенические нормативы1991).

Энергетическая и экономическая оценка выполнена по программе ЛИС "ЛГРО", в отделе экономики Дальневосточного научно-исследовательского и проектно-технодогического института механизации и электрификации сельского хозяйства (ДальНИПТИМЭСХ).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние золошлаковых отходов на водио-фншческне н агрохимические свойства почвы Исследование влажности почвы показало, что внесение зол о шлаков позволяет повысить влажность почвы. В среднем за 4 года в слое 0-15 см влажность почвы в вариантах с золо шлакам и выше контроля на 2-27% как в начале, так и в конце вегетационного периода. Максимальное накопление влаги наблюдалось при соотношении почва: 31110=1:0,5 (1250 т/га), что ненамного выше варианта с наибольшей дозой золо шлаков, В слое 15-30 см влажность почвы возросла только в варианте с внесением 2500 т ЗШО/га, где золошлаки внесли и в подпахотный слой, что обусловило повышение влажности в этом слое на 11% но сравнению с контролем,

Таблица 1

Водно-физические свойства почвы при внесении

различныхдоз золошлаков (1998-2001 гт.) _

Варианты ППВ,% Влажш от абсолютно начало вегетации сть, "Л ! сухой почвы Шотн коней 1 ,3 ае тетании [ г/см Твердость, г/см1

Контроль 46.3 15,8 15.9 1 1Л2 17,4 I 1,56 7.8 14,8

312 т/га 49,7 16,9 16.3 1 1^2 16,7 1,60 14,5

625 т /га Ш 18,4 17.4 17.5 1.23 1,55

1250 т/га 56,6 20.1 ш 17,4 1,08 1,54 14,0

2500 т /га 50.0 18.9 ! 1 19,3 их 1,31 10,6

Примечание: числитель- слой 0-15 см; знаменатель- слой 15-30 см.

Полная полевая влагоемкэсть (ППВ) во всех вариантах с внесением золошлаков выше конфоля. Набольшее увеличение данного показателя отмечено в

варианте с внесением в почву 1250 т ЗШО/га - на 22%. ППВ зол о шлаков составляет 74-76%, или в 2,8 раза больше, чем у чистого речного песка (27%), так как частицы золошлаков пронизаны многочисленными капиллярами. Это говорит о том, что их можно использовать для повышения влагоёмкости почв (табл. 1).

км 100 -

80 -6040 -20-

0

N

\

\

—■— Контроль —- 625 г/га —2500 т/га

1 2 3 4 5 6

Рис. I. Влияние залоштакое на водоирошшаемекпъ иоч вы

(напорводыН=5см,при ЮС)

Внесение золошлаков обусловило изменение вол о проницаем ости почвы от удовлетворительной (625 т ЗШО/га) до хорошей оценки (2500 т ЗШО/га). При этом в контроле водопроницаемость почвы была неудовлетворительной {рис. 1).

По наблюдениям в 1998-2001 гг. температура почвы в слое 0-10 см в период интенсивного роста клубней изменялась в зависимости от времени суток и дозы золошлаков. В целом, при увеличении количества внесенных золошлаков до 1250 т/]а температура почвы в слое 0-10 см снижается по сравнению с контролем (рис. 2).

г,С 25 -24 -23 " 22 -21 -

20

-контроль

-312 т/га

-- 625 т/га

- - • - 1250 т/га -2500 т/га

часы

13 17 21

Рис. 2. Влияние внесения высоких доз золошлаков на температуру почвы в слое 0-10 см

Исключение составил 5-й вариант (2500 т/га), где данный показатель в 17°° и 2100 час выше остальных вариантов, что, вероятно, связано с повышением пахотного слоя, так как в данном варианте доза внесения золошлаков была равна массе пахотного слоя почвы.

Важным» показателями физического состояния почвы является объёмная масса и твёрдость. В опытах снижение объём но 11 массы в слое 0-15 см наблю-

далось в вариантах с дозами 625-2500 т ЗШО/га - на 7-18% по сравнению с контролем. В слое 15-30 см во всех вариантах данный показатель был на уровне контроля. Только при внесении зол о шлаков и в подпахотный слой, объёмная масса почвы на данной глубине снизилась на 16%. Твердость почвы в слое 0-15 см по сравнению с контролем снизилась на 8-20%, а в слое 15-30 см на 2-28% в зависимости от нормы внесения зол о шлаков. Максимальное сннжение твердости было отмечено.в варианте с наибольшей дозой мелиоранта.

Эффект от внесения золошлаков проявился в снижении всех видов почвенной кислотности. В среднем за 1998-2001 гг. в вариантах с внесением золошлаков рНкд возросла на 6-15%, рНсм -на 8-22%, Нг-на 44-79%.

Таблица 2

Изменение агрохимических свойств почвы при внесении _высоких доз золошлаков (1998-2001 гг.)_

— Показатели .....-.....- Варианты

контроль 312 т/га ! 625 т/га ( 1250т/га 2500 т/га

рН „,„ 6,8 7.2 7,6 7.8 7,7

рН СГ1Л 5,9 6,4 6,9 7,2 7,2

Н г, мг-эка/100 г 1,69 0,95 0,51 0,35 0,35

£ осн., мг-эквЛООг 14,7 14,7 14,6 13,8 15,2

N0}, мг/кг 5,0 ... 5,2 1 3,9 _ 2,2 3,3

1МН,, мг/кг ! 16,9 19,3 15,1 10,0 11,2

Р;05, мг/кг ) 74 75 77 88 86

К20, мг/кг ( 144 167 170 183 189

При внесении золошлаков в дозах от 625 до 2500 т/га снизилось количество нитратного и аммонийного азота в почве по сравнению с контролем на 2256% и 11-41% соответственно. Однако при внесении 312 т ЗШО/га отмечено увеличение содержания в почве нитратного и аммонийного азота (по сравнению с контролем) на 4 и 14 % соответственно. В почве с увеличением дозы внесения мелиоранта возросло содержание подвижного фосфора (на 1-19%) и обменного калия (на 16-31%) по сравнению с контролем (табл.2).

Влияние внесения золошлаков на фотосннтстнческ'нй аппарат картофеля и капусты и его продуктивность За период исследований наиболее оптимальные условия для роста и развития листового аппарата картофеля и капусты сложились в варианте с внесением 625 т ЗШО/га. В данном варианте максимальная площадь листьев картофеля составляла 22,4 тыс. м2/га, что на 7,8 тыс. м;/га выше контроля. В остальных вариантах с золошлаками данный показатель также превышал контроль на 8 -40% в зависимости от дозы мелиоранта. Площадь листовой поверхности у растений капусты в варианте с внесением 625 т ЗШО/га составляла 27 тыс. м /га. В

контроле данный показатель был ниже на 11%, а в вариантах с другими дозами золошлаков — ниже на 21 и 30% (рис. 3).

■ контроль

□ 312 тЗШО/га

■ 625 тЗШО/га 01250т31110/га Н 2500 тЗШО/га

картофель капуста Рис. 3. Максимальная площадь листьев (среднее за 1999-2000 гг.)

В среднем за вегетационные периоды 1999-2000 гг. к фазе цветения растения картофеля в вариантах с внесением 312 и 625 т ЗШО/га накопили больше сухого вещества, чем остальные варианты с золошлаками - 2,39 и 2,36 т/га соответственно, что превышает контроль на 8 н 6%. В дальнейшем во время интенсивного роста и развития клубней наибольшим накоплением сухой биомассы характеризовались растения картофеля в варианте с внесением 625 т ЗШО/га (до 6,22 т/га), наименьшим — контроль (до 4,68 т/га). Остальные варианты с внесением мелиоранта превышали контроль по данному показателю на 6-25%.

Таблица 3

Влияние различных доз золошлаков на накопление сухого вещества растениями картофеля (среднее 1999-2000 гг.), т/га

Фаза отбора проб Вариант

контроль | 312 т/га 625 т/га ( 1250 т/га | 2500 т/га

картофель

Цветение 2,22 2,39 2,36 1,83 2,25

Клуб необразовакие 3,25 3,93 4,06 3.79 3,98

Рост клубней 4,68 5,84 6,22 5,45 4,96

Уборка 4,35 4,88 5,39 4,79 4,69

капуста

Завязывание кочана 3,43 3,38 3,41 3,13 3,25

Рост кочана 3,56 4,15 4,14 4,04 3,83

Уплотнение кочана 4,00' 4,74 5,55 5,22 4,51

Уборка 4,56 5,26 , 6,57 4.51 5,10

В опытах с капустой к периоду завязывания кочана накопление сухого вещества в контроле было максимальным по отношению к другим вариантам. Во время роста к уплотнения кочана наиболее интенсивным накоплением сухой биомассы характеризовались растения капусты в варианте с внесением

625 т ЗШО/га - 4,14 и 5,55 т/га. В этот же период, данныИ показатель в вариантах с другими дозами золо шлаков также превышал контроль на 8 - 30%. К уборке накопление сухого вещества капустой в контроле составило 4,56 т/га, что на 15, 44 и 12% ниже, чем во 2-м, 3-м и 5-м вариантах соответственно (табл. 3).

Содержание азота, фосфора и калия в органах картофеля к капусты в теченнезегетацнн

В среднем за вегетационные периоды 1999-2000 гг. в растениях картофеля наибольшее накопление азота наблюдалось в листьях — от 3,62 до 4,75% на сухое вещество. Во время роста клубной в листьях в контрольном варианте отмечается более низкое содержание азота, чем в вариантах с золошлака-ми. Максимальное накопление данного элемента листьями картофеля отмечается в период интенсивного роста клубней в варианте с внесением 625 т ЗШО/га —4,75% на сухо« вещество. В стеблях картофеля содержание азота в сухой биомассе ниже, чем в листьях и составляет в среднем от 1,84 до 3,19%. Из всех вариантов наибольшее содержание данного элемента в стеблях картофеля в фазу цветения отмечено в варианте с внесением 312 т ЗШО/га -2,42%, наименьшее - в контроле -2,05% на сухое вещество.

В корнях картофеля содержание обшего азота колебалось от 2,48 до 3,36% и в течение вегетации изменялось неравномерно. К уборке максимальное содержание азота отмечено в корнях картофеля в контрольном варианте - 2,86% на сухое вещество, что на 4-8% выше, чем в других вариантах.

В клубнях картофеля количество общего азота находилось в пределах от 1,87 до 3,02%. Наибольшее содержание азота в фазу цветения наблюдалось в клубнях варианта с внесением 625 т ЗШО/га -2,41% на сухое вещество, наименьшее - в варианте с внесением 1250 т ЗШр/га. К уборке данный показатель в клубнях возрос, особенно во 2-м варианте (312 т ЗШО/га), и составил 3,02% на сухое вешество, что на 3-17% выше других вариантов.

Содержание фосфора в разных органах картофеля изменялось неравномерно. В листьях картофеля в контроле и вариантах с внесением 312 и 625 т ЗШО/га максимальное количество фосфора было в фазу интенсивного клуб-необразования — 1,03, 1,08 и 1,13% на сухое вещество соответственно и снижалось к концу вегетации. В вариантах с более высокими дозами золо шла ков (1250 и 2500 т/га) наиболее высокое накопление данного элемента в листьях происходило ранее - в период клубнеобразования и составляло 0,99 и 1,13% на сухое вещество соответственно. В стеблях картофеля в контроле и в вариантах с внесением 312 и 2500 т ЗШО/га наиболее высокое содержание фосфора наблюдалось в фазу цветения — соответственно 1,19, 1,09 и 1,15% на сухое вещество, В дальнейшем к уборке количество данного элемента в стеблях снижается. В вариантах с внесением 625 и 1250 т ЗШО/га интенсивным накоплением фосфора в стеблях картофеля характеризовался период роста клубней - 1,07 и 1,20%.

В корнях картофеля содержание фосфора составляло 0,54 - 1,37% на сухое вещество. Во всех вариантах (кроме 3-го) отмечается снижение данного показателя к периоду уборки на 23-45%. В варианте с внесением 625 т ЗШО/га произошло увеличение содержания фосфора в корнях к концу вегетации - на 12%.

В клубнях картофеля содержание фосфора находилось в пределах от 0,80 до 1,34%. В фазу клуб необразования наибольшее количество фосфора за вегетацию содержалось в клубнях контрольного варианта и вариантов с внесением 312, 625 и 2500 т ЗШО/га - соответственно 1,10, 1,19, 1,16 и 1,34% на сухое вещество. В 4-м варианте наибольшим содержанием фосфора характеризовались клубни в момент уборки - 1,08% на сухое вещество.

Содержание калия в органах картофеля было выше, чем других питатель-ньи элементов. В листьях картофеля количество К;0 составляло 2,89 - 4,25% на сухое вещество. По всем вариантам максимальное содержание данного элемента в листьях пришлось на фазу цветения - от 3,92 до 4,25%. Наибольшее накопление калия в данный период произошло в варианте с максимальной дозой зо-лошлаков, что на 6% выше контроля и на 2-8% других вариантов с золошлака-ми. К моменту уборки данный показатель снижается по всем вариантам.

В стеблях картофеля по всем вариантам наблюдалось наиболее интенсивное накопление К;0 по сравнению с другими органами. Во всех вариантах, кроме 2-го, максимальное содержание калия наблюдалось в фазу цветения — от 6,62 до 10,67%. Наибольшим накоплением данного элемента в этот период характеризовались стебли картофеля в варианте с максимальной дозой золошлаков, что на 6-12% выше, чем н вариантах с другими дозами золошлаков и на 38% превышало контроль.

В корнях картофеля содержание КгО по всем вариантам составляло 1,37 -4,30% на сухое вещество. Наиболее высокое содержание калия в корнях наблюдалось в период интенсивного клубнеобразования, а затем к концу вегетации по всем вариантам опыта происходило снижение данного показателя. При этом к концу вегетации в корнях картофеля в вариантах с внесением 312,625 и 2500 т ЗШО/га количество КгО было на 6-31% выше, чем в контроле. К уборке в корнях картофеля содержалось наименьшее количество калия по сравнению с другими органами.

В клубнях картофеля накопление К20 в течение вегетации проходило неравномерно и находилось в пределах 2,89-3,75% на сухое вещество. В клубнях картофеля на контроле, в 3-м (625 т ЗШО/га) н 5-м (2500 т ЗШО/га) вариантах наибольшее содержание данного элемента было в период интенсивного роста клубней и составляло 3,23,3,32 и 3,75% соответственно. На посадках картофеля в варианте с внесением 1250 т ЗШО/га максимальным содержанием калия в клубнях характеризовалась фаза цветения (3,26%), а клубни картофеля 2-го варианта (312 т ЗШО/га) содержали наибольшее количество калия в период уборки.

Среднее содержание азота в листьях белокочанной капусты по всем вариантам было наибольшим в фазу завязывания кочана и составляло 3,88-4,37% на сухое вещество. Наименьшим содержанием общего азота в данный период ха-

растеризовались капустные листья на'контроле, наибольшим - в варианте с внесением 2500 т ЗШО/га. Далее во время роста кочана количество азота в листьях снижалось по всем вариантам.

В корнях капусты количество общего азота составляло от 1,88 до 2,93% на сухое вещество. Во всех вариантах максимальным накоплением азота в корнях характеризовалась фаза завязывания кочана. В кочанах капусты содержание азота составляло 3,23 - 5,20% на сухое вещество в зависимости от фазы и варианта. В кочанах капусты в вариантах с внесением 625 и 1250 т ЗШО/га максимальное накопление азота отмечено в фазу роста кочана—4,33 и 5,20% на сухое вещество соответственно. К концу вегетации по всем вариантам произошло увеличение содержания общего азота в кочанах и к моменту уборки наибольшее содержанке данного элемента наблюдалось в кочанах контрольного вариг анта — 5,15%, что на 19-24% выше настоящего показателя в вариантах с внесением золошлаков.

В листьях капусты в контроле и в вариантах с внесением 312 и 2500 т ЗШО/га максимальное накопление фосфора наблюдалось в период роста кочанов - соответственно 1,24, 1,35 и 1,39% на сухое вещество. В 3-м и 4-м вариантах содержание Р205 в листьях капусты было наибольшим в фазу завязывания кочана — 1,51 и 1,33% на сухое вещество. К фазе технической спелости в листьях капусты содержание фосфора в вариантах с золошлакамк превосходило контроль на 8-48%. Наибольшее содержание данного элемента отмечено в варианте с внесением 625 т ЗШО/га— 1,42% на сухое вещество.

В стеблях капусты количество фосфора в течение вегетационного периода было 0,79 - 2,04% на сухое вещество. В вариантах с внесением мелиоранта максимальное содержание фосфора в стеблях было в период роста кочанов и снижалось к фазе технической спелости. В стеблях капусты на контрольном варианте к концу вегетации наблюдалось увеличение количества Рг05 и к моменту уборки достигло 2,04% на сухое вещество, что на 16-33% выше, чем в вариантах с золошлаками. Наибольшее накопление данного элемента в корнях капусты во всех вариантах наблюдалось в фазу роста кочанов, которое затем снижалось.

В кочанах капусты почти во всех вариантах (кроме 3-го) наибольшим накоплением фосфора характеризовался период роста кочанов (1,60-1,86% на сухое вещество). Затем количество данного элемента в кочанах капусты снижалось. К моменту уборки содержание фосфора в кочанах капусты было максимальным в вариантах с внесением 312 и 625 т ЗШО/га, что превышало контроль на 3 и 8% соответственно.

Содержание калия в листьях капусты по всем вариантам было максимальным в фазу завязывания кочанов и составляло от 3,68 (в контроле) до 3,894,49% на сухое вещество (в вариантах с золошлаками). К концу вегетации данный показатель снижался и к фазе технической спелости составлял в контроле -76%, а в вариантах с золошлахами — 55-88% от максимального содержания.

В корнях капусты количество калия снижалось к фазе технической спелости по всем вариантам. В контроле и в вариантах с внесением 312 и 2500 т ЗШО/га

данный показатель был максимальным в фазу завязывания кочанов и составлял соответственно 2,87, 3,14 и 3,31% на сухое вещество. В вариантах с внесением 625 и 1250 т ЗШО/га количество калия в корнях капусты было наибольшим за вегетацию в периоды роста и уплотнения кочана, что соответствовало 3,08 и 3,44% на сухое вещество.

В кочанах капусты в контроле и вариантах с внесением 625 и 1250 т ЗШО/га наибольшее количество калия отмечено в фазу завязывания кочанов — соответственно 4,42, 4,64 и 4,28% на сухое вещество. К фазе технической спелости данный показатель снизился соответственно на 14, 6 и 11%. В кочанах капусты во 2-м и 5-м вариантах максимальным количеством KsO характеризовался период роста и развития кочана, К уборке наименьшее содержание калия было отмечено у растении капусты в контроле - 3,79% на сухое вещество, что на 0,31,6% ниже, чем »вариантах с внесением золошлаков.

Максимальное потребление и вынос азота, фосфора и калия картофелем и капустой

В среднем за период исследований максимальное потребление и вынос азота картофелем были отмечены в варианте с внесением 312 т ЗШО/га - 179 и 131 кг/га соответственно. Наименьшим потреблением азота характеризовались растения картофеля в варианте с внесением 2500 т ЗШО/га (на 33% ниже).

Таблица 4

Максимальное потребление и вынос N^, PiOj и К-О культурами в за-

висимости от дозы золошлаков. (1999-2000 гг.), кг/га

Элечогг Варианты

контроль 312 т/га 625 т /га 1250 т/га | 2500 т/1 а

картофель

Азот Ш lis Я2 131 175 122 160 121 120 105

Фосфор 45 32 61 49 ш 51 10 45 S3 42

Кати Pi 112 222 146 225 156 197 132 182 I2S

капуста

Азот 176 107 № 123 244 136 209 130 168 96

Фосфор 29 77 39 и 41 20 31 6Я 34

Калий 159 7R 112 ад 129 т 114 ш 96

Примечание: числитель - потребление; знаменатель - вынос

Фосфор и калий интенсивнее потреблялся растениями картофеля в варианте с внесением 625 т ЗШО/га - 62 и 225 кг/га, что на 38% выше контроля. Минимальные данные показатели были отмечены в контроле и варианте с максимальной дозой ЗШО (табл. 4).

Максимальное потребление (и вынос) питательных элементов капустой за вегетацию отмечены в варианте с внесением 625 т ЗШО/га - 244 (136) кг/га азо-

та, 82 (41) кг/га фосфора и 231 (139) кг/га калия. Из всех вариантов минимальное потребление азота растениями капусты наблюдалось в варианте с максимальной дозой ЗШО (2500 т/га) - 168 кг/га (на 31% ниже). Самые низкие показатели максимального потребления (и выноса) фосфора и калия отмечены в контрольном варианте - 60 (29) и 159 (78) кг/га соответственно (табл. 4).

Максимальное потребление Нж1В, и КгО картофелем для формирования 1 т продукции в вapнa^rrax с внесением ЗШО выше, чем в контроле: азота — на 8-25%, фосфора - на 11 -46%, калия - на 24-39% (табл. 5).

Вынос азота 1 т продукции картофеля во всех вариантах с золо шлакам и, кроме 3-го (625 т ЗШО/га), был выше данного показателя в контрольном варианте на 6-15%. Вынос фосфора и калия 1 тлродукции картофеля в вариантах с золошлаками был выше контроля на 44-61 и 22-43% соответственно. Наибольшим выносом и потреблением азота для формирования I т продукции картофеля характеризовался вариант с внесением 1250 т ЗШО/га, фосфора и калия — вариант с внесением 2500 т ЗШО/га.

Таблица 5

Максимальное потребление и вынос N0^, Р-.О5 и К20 1 т продукции _в зависимости от дозы золошпаков (1999-2000 гг.), кг/т_

Элемент Варианты

КОН фОЛЬ 312 т/га 625 т /га 1250 т/га 2500 т/га среднее

картофель

Азот 1Л 6.5 Ы 6,9 М 6Л 43. 7.5 8,5 7,4 6,9

Фосфор 1,8 ¿2 2,6 и 2,6 3.1 2.3 а 2,9 2,5

Калий и 6,3 11,7 7,7 Ш 8,1 Ш 3,1 12.8 9,0 П.5 7,8

капуста

Азот м 3,7 6Л. 3,9 М 3,4 2Л, 3,7 2,9 3,5

Фосфор 2*1 1.0 2А 12 2А 1,0 2£ 0,9 2& 1,0 1,0

Калий 2,7 Ы 3,5 17 3,2 Ь2 3,2 2,9 3.1

Примечание: числитель - потребление, знаменатель - вынос.

Наибольший вынос и потребление основных элементов минерального питания 1 т продукции капусты отмечены в варианте с внесением 312 т ЗШО/га, что составило для азота — 3,9 и б, 1 кг, для фосфора — 1,2 и 2,4 кг, для калия — 3,5 и 6,4 кг соответственно. Наименьшим потреблением и выносом азота характеризовались растения капусты в варианте с максимальной дозой ЗШО - на 16 и 22% соответственно ниже контрольного варианта. Из всех вариантов наименьшим потреблением и выносом калия 1 т продукции характеризовались растения капусты на контроле: потребление этого элемента составило 5,5 кг/т, а выиос-2,7 кг/т. В среднем по вариантам максимальное потребление посадками капусты азота составило 5,1-6,1 кг/т, фосфора - 2,0-2,4 кг/т, калия - 5,5-6,4 кг/т. Вы-

нос данных элементов колебался в следующих пределах: N^ - 2,9-3,9 кг/т, P,Oj - 0,9-1,2 кг/т, КдО - 2,7-3,5 кг/т (табл. 5).

Урожайность овощных культур и картофеля

Внесение золошлаков не оказало положительного влияния на урожайность, столовой свеклы и моркови. Прибавка урожайности в данном случае находится в пределах ошибки опыта. Урожайность картофеля в среднем за три года исследований была невысокая - 13,6-17,1 т/га. При внесении 312-625 т ЗШО/га отмечена слабая тенденция к росту урожайности. С дальнейшим увеличением дозы золошлаков наблюдается снижение урожайности клубней на 10-20% (очевидно, вследствие ''разбавления" почвы золошдакачи).

Таблица 6

Влияние внесения ЗШО на урожайность овощных культур и картофеля, т/га

Варианты Среднее 1998,2002 гг. Í 1999-2001 гг.

морковь свекла картофель капуста

Контроль 45,5 11,2 17,1 27,1

312 т/га 46,6 11,7 i 17,6 30,5

625 т/га 42,6 t2¿ | 18,3 38,9

1250 т/га 38,0 10,6 1 15,4 32,5

2500 т/га 44,9 Н,9 13.6 31,9

НСР05 9,7 3,5 ! 3,3 5,0

Создавшиеся условия произрастания более благоприятно повлияли на урожайность капусты. Внесение золошлаков обусловило увеличение данного показателя на 13-44% по сравнению с контролем. Максимальная прибавка отмечена в 3 -м варианте (625 т ЗШО/га) - 11,8 т/га (44%). Кочаны данного варианта обладали наибольшей массой н диаметром кочана — 1453 г и 16,3 см соответственно, что на 13 и 43% превышает эти показатели в контрольном варианте. На 5%-м уровне значимости достоверная прибавка урожая капусты отмечена в вариантах с внесением 625 и 1250 т ЗШО/га (табл. 6).

Экологическая оценка почвы н полученной продукции Для оценкн загрязнения почв тяжёлыми металлами (ТМ) мы использовали нормативы ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) для содержания валовых форм ТМ в суглинистых и глинистых почвах с рН ка >5,5. Согласно данным нормативам, содержание в почве токсичных элементов 1 и 2 класса опасности находится ниже ОДК Для данных металлов. Причём, содержание ТМ в контрольном варианте нередко находилось на уровне с вариантами, где вносились золошлаки. Таким образом, естественный фон содержания ТМ на опытном участке достаточно высок. В целом, по шкале эколого-токсикологического нормирования оценки территории ло валовому содержанию ТМ, почвы относятся к 1 и 2 группам, то есть на них можно возделывать любую культуру, но с выборочным контролем качества (Рекомендации Главхимзашнты... 1994).

В 1998 г. содержание таких ТМ как РЬ, Сд, Ъх\ и Си в хозяйственно ценной части моркови и свеклы столовой не превышало ПДК во всех вариантах. Содержание токсикантов в корнеплодах не зависело от дозы внесённых ЗШО. В последействии ЗШО в 1999 г. как у картофеля, так и у капусты белокочанной содержание ТМ и ,37Сз в основной продукции соответствовало нормативам качества. В 2000 г. отмечено превышение ПДК по содержанию Сс1 в клубнях картофеля на 0,02 мг/кг в варианте с минимальной дозой ЗШО (312 т.'га), В 2001 г. отмечается накопление С<1 в клубнях картофеля выше ПДК во всех вариантах (в том ч исле и на контроле) в 1,6-2,3 раза, В кочанах капусты на вариантах с внесением 312 и 1250 т ЗШО/га произошло избыточное накопление Сс1, превышающее ПДК в 2 и 1,3 раза соответственно. В контрольном варианте отмечено максимальное накопление данного ТМ в кочанах капусты, что составило 0,!2 мг/кг - в 4 раза выше ПДК. Это, вероятно, связано с погодными условиями данного периода исследований.

Экономическая и энергетическая оценка внесения золошлаковых отходов при выращивании сельскохозяйственных культур При эконом нческой оценке применения золошлаковых отходов в качестве химмелиоранта было выявлено, что при выращивании картофеля внесение зо-лошлаков снижает рентабельность производства, так как возрастание затрат не окупается полученной урожайностью клубней.

Таблица 7

Энергетическая и экономическая оценка эффективности выращивания

белокочанной капусты при использовании золошлаковых отходов

Показатели Варианты

контроль 312 т/га 625 т/га 1 1250т/га | 2500т/га

Энергетическая оцеп к-»

Затрата. ГДж/га 32,2 79?5 127,0 223,3 425,7

Урожайность кочанов, т/га 27,1 30,5 38,9 32,5 31,9

Получено энергии с основной и побитной продукцией, ГДж/га 35,23 39,65 50,57 42,25 41,47

Чистый энергетический доход. ГДж/га 3,04 -39,9 -76,4 -181,0 -384,2

Энергетическая себестоимость. ГДж/т 1,19 2,61 3,27 6,87 13,34

Экономическая оценки

Затраты на выращивание, тыс, руб. 665,5 738,2 818,8 996,3 1528,6

Себестоимость, всего тыс. руб. 782,9 868,5 963,3 1172,1 1798.4

Валовой доход, тыс. руб. 1626,0 1830,0 2334,0 1950,0 1914,0

Рентабельность, % 107,7 110,7 142,3 66,4 6,4

В данном случае наибольшая положительная рентабельность была получена в контроле - 13,7 %, в вариантах с внесением 312 и 625 т ЗШО/га - 9,5 и 2,6 %

соответственно. При возделывании белокочанной капусты экономический эффект от внесения золошлаков был получен в вариантах с дозами 312 и 625 т/га, где рентабельность была на 3-32 % выше, чем в контроле. Дальнейшее увеличение дозы золошлаков привело к снижению рентабельности по сравнению с контролем и другими вариантами с золошлаками из-за увеличения затрат на выращивание.

Энергетическая оценка технологий возделывания картофеля и белокочанной капусты показала, что внесение указанных доз золошлаков энергетически неэффективно, так как полученная с продукцией энергия не покрывает энергозатраты на её выращивание (табл. 7).

Выводы

В результате проведённых исследований по изучению влияния высоких доз золошлаков на урожайность и качество овощных культур установлено:

1. Внесение золошлаков способствовало повышению Г1ПВ и влажности почвы, снижению объёмной массы и твёрдости почвы, улучшению водопроницаемости, снижению температуры почвы в слое 0-10 см; снижению почвенной кислотности, увеличению содержания подвижного фосфора и обменного калия в почве.

2. Оптимальной дозой внесения золошлаков является 625 т/га, так как при этом наблюдалось по сравнению с контролем более интенсивное развитие листовой поверхности — на 56 и 11% у картофеля и капусты соответственно; накопление сухого вещества к моменту уборки было выше на 24% у картофеля И на 44% у капусты,

3. Внесение золошлаков повлияло на снижение содержания азота в листьях, корнях, клубнях и калия в стеблях к уборке картофеля; содержание фосфора и калия во всех органах картофеля при этом возросло. У капусты при внесении золошлаков отмечено снижение содержания в стеблях азота и фосфора, в корнях — фосфора, в кочанах — азота. Возросло содержание в листьях капусты азота, фосфора и калия, в стеблях — калия, в корнях — азота, в кочанах - фосфора н калия. При внесении золошлаков увеличилось потребление и выноса азота, фосфора и калия картофелем и капустой как с 1 га, так и 1 т продукции.

4. Валовое содержание тяжёлых металлов в пахотном слое почвы не превышает орие1гтировочно-допустимых концентраций. В 2000-2001 гт. отмечено превышение ПДК по кадмию в продуктивной части картофеля к капусты, что, вероятно, связано с погодными условиями данного периода.

5. Наиболее отзывчивой на внесение золошлаков являлась капуста. Достоверная прибавка урожая на 5%-м уровне значимости была получена В вариантах с внесением 625 и 1250 т ЗШО/га. Прибавка урожая свеклы столовой, моркови (1 картофеля была в пределах ошибки опыта.

6. Внесение золошлаков в дозе б25т/га экономически эффективно при возделывании белокочанной капусты. В данном случае рентабельность производства выше контроля на 34%. Возделывание картофеля при данной технологии не даёт экономического эффекта.

Предложения производству

В условиях южной зоны Амурской области на глинистых лугово черноземовидных почвах дм улучшения водно-физических и агрохимических свойств почвы и повышения урожайности капусты белокочанной рекомендуется вносить золошлаковые отходы в дозе 312-625 т /т.

Список работ, опубликованных по теме диссертации;

1. Русаков В.В., Иванова Н.Ю. Возможность использования ЗШО БТЭЦ для улучшения физических свойств лугово-черноземовидных почв // Наука производству: материалы научно-практич- конф. УНПК ДальГАУ. - Благовещенск, 2000.-Вып. 6.-С. 170-172.

2. Русаков В,В., Иванова Н.Ю, Влияние золошлаковых отходов БТЭЦ на агрохимические показатели почвы и содержание тяжелых металлов в почве и овощной продукции // Сб. научных трудов. - Благовещенск: ДальГАУ, 2001. - Вып. 7. - С. 43-48.

3. Русаков В,В., Иванова Н.Ю, Опыт использования высоких доз ЗШО БТЭЦ как мелиоранта тяжелых почв // Зейско-Буреинская равнина: проблемы устойчивого развития: Материалы Амурской научно-практической конференции.-Благовещенск: БГПУ, 2001. - С. 198-200.

4. Русаков В.В., Иванова Н.Ю., Кибирев К.В. Особенности накопления тяжёлых металлов в почве и овощной продукции И Экономика, экология и общество России в 21-м столетии: Труды 4-й междунар. научно-практич. конференции. - СПб: Нестор, 2002. - Т, 3. - С. 279-280.

5. Иванова Н.Ю. Влияние высоких доз ЗШО на изменение водно-физических свойств лугово-черноземовидной почвы и урожайность овощных культур // Будущее Амурской науки: Труды регион, научно-практич. конференции. — Благовещенск: АмурНЦ ДВО РАН, 2002. - С. 104-109.

6. Иванова Н.Ю. Э кол о го-биологические особенности накопления азота, фосфора и калия в овощных культурах при внесении ЗШО БТЭЦ Н Молодёжь XXI века: шаг в будущее; Тезисы докладов 3-Й регион, научно-практич. конференцни. — Благовещенск: АМГУ, 2002. — С. 209-210.

7. Иванова Н.Ю, Влияние внесения золошлаковых отходов БТЭЦ на потребление и вынос питательных веществ овощными культурами // Пути воспроизводства плодородия почвы: Сб. научных трудов, — Благовещенск: ДальГАУ, 2003. - Вып. 9. - С. 132-137.

У> . ЗХ уСф^^, 0-7^ 'г-

7 как У '

Гь

/// -V-.- V... ■ . >Л

У''

Иванова Наталья Юрьевна

ВЛИЯНИЕ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ НА УРОЖЛЙНОСТь И КАЧЕСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ ЗЕЙСКО-БУРНИ11С КОЙ ___. , РАВНИНЫ

^ 70> щхс^

Автореферат '

; у' „ г.

.С' у .-«и :

^ Лицензия ЛР 020427 от 25.04,1997 г. Подписано к печати 09.11,2004 г. Формат 60*84^ Уч.-изд. л. - 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 208.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии издательства ДальГАУ 675005, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86

р2 3 4 35