Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству
На правах рукописи
СУББОТИНА МАРИЯ ГЕОРГИЕВНА
ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЗОЛЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ ФОСФОРНОГО УДОБРЕНИЯ НА ДЕРНОВО-МЕЛКОПОДЗОЛИСТОЙ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ
ПОЧВЕ В ПРЕДУРАЛЬЕ
06.01.04 - Агрохимия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Пермь - 2012
Работа выполнена на кафедре агрохимии в ФГБОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова в 2009-2011 гг.
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Михайлова Людмила Аркадьевна
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Елькина Галина Яковлевна
доктор биологических наук
Завьялова Нина Егоровна
Ведущая организация: ГНУ Удмуртский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии.
Защита диссертации состоится л23 мая 2012 г. в 14.00 часов, в конференц-зале на заседании диссертационного совета ДМ 220.054.02 при Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова по адресу: 614990, Россия, Пермский край, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23.
Тел./факс (342) 212-53-94, E-mail: gd@parmail.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова
Автореферат диссертации разослан л23 апреля 2012 г. и размещен на сайтах и
Ученый секретарь
диссертационного совета Ю.А. Акманаева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. В последние годы, в связи резким уменьшением количества применяемых удобрений, во всех регионах страны наблюдается существенное снижение содержания в почвах доступных растениям подвижных форм макро- и микроэлементов. Значительная доля почв сельскохозяйственного назначения, в том числе пахотных земель России, имеет низкую обеспеченность фосфором. По состоянию на 2010 г. пахотные земли России с содержанием подвижного фосфора менее 100 мг/кг составили 65 млн. га (57 %) (Сычев В.Г., 2010).
Из-за высокой стоимости суперфосфата в настоящее время поиск дешёвых источников поступления фосфора является актуальной проблемой для сельскохозяйственного производства. Одним из таких источников может являться отход Зола от термического обезвреживания биологических отходов (далее - зола), получаемая при сжигании отходов производства и переработки мясной и рыбной продукции в специализированных установках. Такая зола относится к отходам 3-4 классов опасности (умеренно и малоопасные отходы) для окружающей природной среды и в дальнейшем подлежит захоронению на полигонах твердых бытовых отходов.
По данным Управления Россельхознадзора на территории Пермского края ежегодно образуется в среднем 12 тысяч тонн биологических отходов в результате переработки мяса животных, птиц, рыб. После термической обработки остается в среднем 5 % от первоначальной массы, т.е. 600 тонн в год.
В составе данного отхода в значительных количествах содержатся важнейшие элементы минерального питания растений: Р, Са, Мg, Mn, S, Si и др. Если рассмотреть термический процесс разложения органической массы животных до зольных элементов с точки зрения круговорота веществ в земледелии, то можно сделать предположение о возможности возвращения их в почву и пополнения тем самым баланса необходимых для питательных растений веществ.
Цель исследований Ц научно обосновать возможность использования золы биологических отходов в качестве фосфорного удобрения на ячмене и горохе.
Задачи:
- определить химический состав отхода зола биологических отходов (далее - зола);
- изучить влияние золы на урожайность и качество ячменя и гороха;
- дать оценку фосфатного режима дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы при применении фосфорных удобрений и золы в различных дозах фосфора;
- выявить влияние золы на эколого-биологические свойства и содержание тяжелых металлов дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы;
- дать научное обоснование полученным данным, производственную, экономическую, агроэнергетическую оценку применения золы в качестве фосфорного удобрения на горохе и ячмене, и рекомендации производству.
Новизна. Впервые в Предуралье изучена возможность использования золы от термического обезвреживания биологических отходов в качестве фосфорного удобрения под сельскохозяйственные культуры. Получены данные по влиянию её на урожайность и качество растениеводческой продукции, на состояние фосфатного режима и биологическую активность дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы; на содержание тяжелых металлов в почве и растениеводческой продукции гороха и ячменя в сравнении с традиционными фосфорными удобрениями.
Основные положения, выносимые на защиту:
- зола по влиянию на урожайность ячменя и гороха на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах занимает промежуточное положение между фосфоритной мукой и суперфосфатом;
- зола не ухудшает агрохимические показатели почвы по сравнению с традиционными фосфорными удобрениями;
- по влиянию на содержание NPK и биохимический состав зерна и соломы ячменя и гороха зола не уступает традиционным фосфорным удобрениям;
- по влиянию на групповой состав фосфатов дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы зола занимает промежуточное положение между фосфоритной мукой и суперфосфатом;
- использование золы не приводит к накоплению тяжелых металлов в почве и зерне ячменя выше ПДК;
- применение золы увеличивает условный чистый доход, снижает энергетическую и экономическую себестоимость производимой продукции.
Практическая значимость. Сельскому хозяйству дана рекомендация по применению золы биологических отходов в качестве фосфорного удобрения на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах при выращивании ячменя в 30 кг/га д.в. Применение отхода в качестве фосфорного удобрения не требует больших денежных вложений, а по эффективности превосходит традиционные удобрения. Основные результаты исследований прошли в производственную проверку в ФГУП Учхоз Липовая гора. По результатам производственной проверки установлено, что применение золы в дозе фосфора 30 кг/га д.в. увеличивает рентабельность производства ячменя сорта Сонет на 39,5 %, условный чистый доход с 1 га на 2488 рублей по сравнению с суперфосфатом в аналогичной дозе.
Апробация. Материалы диссертационной работы ежегодно докладывали на заседаниях кафедры агрохимии, Международных научных конференциях: ПГТУ (Пермь, 2008), Волгоградская ГСХА (Волгоград, 2010), Пермская ГСХА (Пермь, 2010), Международная Академия наук и высшего образования (Лондон, Киев, 2011); Всероссийской научной конференции СпбГУ (Санкт-Петербург, 2011), III студенческом региональном конкурсе инновационных проектов по программе У.М.Н.И.К. (Пермь, 2011), основные положения, выносимые на защиту опубликованы в 6 работах, в т.ч. 1 работа в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК Минобразования России.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 126 страницах машинописного текста, состоит из введения, семи глав, выводов, предложений производству. Экспериментальный материал приведён в 41 таблицах, 42 приложениях. Список литературы включает 302 источника, из них 16 иностранных авторов.
МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования выполнены в 2009-2011 гг. на учебном опытно-научном поле и вегетационной площадке Пермской ГСХА. Для решения поставленных задач проведены 1 полевой опыт и 4 вегетационных. Полевой опыт проводили с повторениями во времени и пространстве в период с 2009 по 2011 гг. Объектами исследований были районированные сорта полевых культур: ячмень и горох.
Для изучения влияния золы на урожайность и качество ячменя сорта Сонет проведен двухфакторный полевой опыт: фактор А - форма фосфорного удобрения; фактор В - дозы фосфора. Формы и дозы минеральных удобрений приведены в таблице 3. Фоном на всех вариантах опыта внесены азотно-калийные удобрения в дозе N60K60.
Повторность вариантов в опытах четырехкратная, расположение делянок систематическое. Общая площадь делянки 90 м2, учетная - 50 м2. Норма высева ячменя - 5 млн. шт./га. Удобрения в опыте вносили вручную под предпосевную культивацию на глубину 10 - 12 см.
Для более детального выявления закономерностей изучаемых факторов на культурах различавшихся по отношению к формам фосфорных удобрений были заложены 2 вегетационных опыта с ячменем сорта Эколог и горохом Губернатор по схеме (табл. 7) аналогичной полевому опыту (опыт 1 с горохом (2009-2010 гг.) и опыт 2 с ячменем (2010-2011 гг.)).
Согласно химическому составу (табл. 1) зола в своём составе содержит магний, который может оказывать влияние на урожайность и качество растениеводческой продукции изучаемых культур. С этой целью проведены два однофакторных вегетационных опыта с включением вариантов с магнием в 2010-2011 гг., (опыт 3 с ячменём и опыт 4 с горохом) по схеме: 1. Фон (NK)0,10; 2. Фон + Рсг 0,15 + Mg экв.золе; 3. Фон + Рзола 0,15; 4. Фон + Рф 0,15 + Mg экв.золе.
При проведении вегетационных опытов использовали сосуды Митчерлиха емкостью 6 кг воздушно-сухой почвы. Повторность опытов четырехкратная. Техника закладки вегетационных опытов и уход за растениями были общепринятыми.
1. Средний химический состав золы от термического обезвреживания биологических отходов, % на сухое вещество
CaO | MgO | SiO2 | MnO2 | Fe2O3 | Al2O3 | P2O5 | К2О | Na2O |
19,1-31,9 | 0,7-2,2 | 10,1-22,5 | 0,01-0,1 | 0,4-5,3 | 0,3-1,4 | 15,7-23,0 | 1,4-2,7 | 1,6-4,7 |
В опытах использовали следующие формы минеральных удобрений: из азотных - аммонийная селитра (34,6 % д.в.), из калийных - хлористый калий (60 % д.в.), из фосфорных - гранулированный суперфосфат (26 % д.в.), фосфоритная мука (19,5 % д.в.) и зола (15,7 - 23,0 % д.в.). Формы фосфорных удобрений были выбраны наиболее распространённые и применяемые в сельском хозяйстве.
В результате проведенных анализов зола содержит одно-, двух- и трехзамещенные фосфаты кальция и магния (табл. 2). Практически весь фосфор в золе находится в усваиваемой для растений форме, содержание воднорастворимой формы незначительное. По указанным показателям зола биологических отходов является пригодной для применения её в качестве фосфорного удобрения.
2. Формы фосфора в золе биологических отходов, % P2O5
Год | Общий | Водорастворимый | имоннорастворимый | Усвояемый |
2009 | 23,0 | 0,2 | 22,3 | 22,5 |
2010 | 16,8 | 0,1 | 16,6 | 16,7 |
2011 | 15,7 | 0,1 | 15,3 | 15,4 |
Почва опытов дерново - мелкоподзолистая тяжелосуглинистая со следующими агрохимическими показателями: рНKCl - 4,9 - 5,0, S - 15,3 - 17,8 мг-экв/100г, Нг - 3,2-4,7 мг-экв/100г, V - 77- 85 %, Р2О5 и К2О (по Кирсанову) - соответственно 71-96 и 81 - 210 мг/кг почвы.
Химические анализы растений и почвенных образцов проведены с использованием стандартных методик в НИЧ Лаборатории освоения агрозоотехнологий ПГСХА. Расчет биоэнергетической и экономической эффективности применения удобрений проводили по технологическим картам (Агро - и зооэнергетическая оценкаЕ, 2001). Для изучения изменения фракций почвенных фосфатов использовали метод Гинзбург-Лебедевой. Эмиссию углекислого газа определяли по методу Isermeyer, (1952); микробный метаболический коэффициент Qr и С микробную биомассу по величине активности базального дыхания (БД) и субстратиндуцированного (СИД) (Ананьева В.И., 2003); массовую долю подвижных форм ТМ в почве атомно-эмиссионным методом с атомизацией в индуктивно-связанной плазме; общее содержание ТМ в отходе методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой; содержание кадмия и свинца в зерне ячменя по ГОСТ 30692-2000, ртути по МУ 5178-90, мышьяка по ГОСТ 26930-86. Статистическая обработка результатов исследований проведена методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) и с использованием описательной статистики программы Microsoft Еxcel.
Опыты проводили в IV-м агроклиматическом районе Пермского края. Годы исследований характеризовались разнообразием метеорологических условий. 2009 г. характеризовался неравномерным выпадением осадков в сочетании с пониженной температурой, 2010 г был жарким и засушливым. Близкие к среднемноголетним данным температура и осадки были в 2011 г.
1. Влияние форм и доз фосфорных удобрений и золы биологических отходов на урожайность и качество ячменя сорта Сонет
1.1. Условия минерального питания ячменя. Внесение форм и доз фосфорных удобрений и золы не оказало влияния на физико-химические свойства дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы (табл. 3).
3. Влияние удобрений на физико-химические свойства дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы
Форма фосфорного удобрения (фактор А) | Доза фосфора (фактор В), г/кг почвы | рНKCl | Hr, мг-экв/100г | S, мг-экв/100г | ЕКО, мг-экв/100г | V, % |
Суперфосфат | 0,10 | 4,9 | 4,3 | 16,1 | 20,4 | 79 |
0,15 | 5,0 | 4,7 | 15,8 | 20,5 | 77 | |
0,20 | 5,0 | 4,0 | 16,0 | 19,9 | 80 | |
Среднее по А0 | 5,0 | 4,3 | 16,0 | 20,3 | 78 | |
Зола | 0,10 | 5,0 | 4,0 | 15,3 | 19,3 | 79 |
0,15 | 4,9 | 3,8 | 15,6 | 19,4 | 81 | |
0,20 | 5,0 | 4,1 | 15,8 | 19,8 | 80 | |
Среднее по А1 | 5,0 | 4,0 | 15,6 | 19,5 | 80 | |
Фосфоритная мука | 0,10 | 4,9 | 3,6 | 15,4 | 19,0 | 81 |
0,15 | 4,9 | 4,2 | 16,6 | 20,7 | 80 | |
0,20 | 5,0 | 4,1 | 15,4 | 19,5 | 79 | |
Среднее по А2 | 4,9 | 4,0 | 15,8 | 19,7 | 80 | |
Среднее по В0 | 4,9 | 4,0 | 15,6 | 19,6 | 80 | |
Среднее по В1 | 4,9 | 4,2 | 16,0 | 20,2 | 80 | |
Среднее по В2 | 5,0 | 4,1 | 15,7 | 19,7 | 80 | |
Формы фосфорных удобрений оказали слабое влияние на изменение содержания элементов питания (табл. 4). При внесении возрастающих доз фосфора с удобрениями и золой отмечалось незначительное повышение содержание подвижного фосфора в почве.
4. Влияние минеральных удобрений на обеспеченность ячменя элементами питания в фазу кущения, 2009-2011 гг., мг/кг почвы
Вариант опыта | Nмин. | Р2О5 | К2О | ||||||
2009 г. | 2010 г. | 2011 г. | 2009 г. | 2010 г. | 2011 г. | 2009 г. | 2010 г. | 2011 г. | |
До внесения удобрений | 44 | 54 | 108 | 71 | 90 | 96 | 87 | 116 | 210 |
По фону N60K60: | |||||||||
Рсг30 | 50 | 72 | 82 | 88 | 106 | 101 | 88 | 142 | 145 |
Рсг60 | 48 | 59 | 101 | 96 | 113 | 124 | 101 | 132 | 164 |
Рсг90 | 48 | 70 | 79 | 100 | 142 | 125 | 102 | 130 | 164 |
Рзола30 | 67 | 67 | 92 | 68 | 112 | 103 | 98 | 148 | 163 |
Рзола60 | 48 | 68 | 100 | 84 | 103 | 129 | 107 | 154 | 158 |
Рзола90 | 54 | 49 | 87 | 82 | 99 | 129 | 109 | 154 | 141 |
Рф 30 | 51 | 55 | 79 | 91 | 89 | 110 | 86 | 138 | 170 |
Рф60 | 61 | 65 | 94 | 87 | 113 | 110 | 99 | 152 | 165 |
Рф90 | 48 | 57 | 81 | 84 | 118 | 130 | 103 | 119 | 164 |
Высокое содержание в почве в фазу кущения минеральной формы азота (44-108 мг/кг почвы) при средней - повышенной обеспеченности подвижным фосфором (68-142 мг/кг) и средней - повышенной обменным калием (86-170 мг/кг почвы) по годам исследований обеспечили хорошие условия для минерального питания ячменя.
1.2. Урожайность ячменя. В среднем за три года внесение минеральных удобрений привело к следующим изменениям урожайности ячменя (табл. 5).
Выявлена существенная разница в урожайности ячменя между формами фосфорных удобрений. Наибольшее влияние на урожайность ячменя оказал суперфосфат, прибавка по сравнению с фосфоритной мукой составила 0,39 т/га и по сравнению с золой 0,36 т/га (НСР05 главных эффектов фактора А - 0,12 т/га).
Суперфосфат во все годы исследований превосходил фосфоритную муку и золу. Такое действие форм фосфорных удобрений можно объяснить тем, что у ячменя по сравнению с другими зерновыми культурами значительно слабее развита корневая система и с более низкой усваивающей способностью. Это определяет высокие требования его к растворимости удобрений, и прежде всего фосфорных.
Зола существенно превосходила по своему действию фосфоритную муку только в 2009 году, прибавка составила 0,21 т/га при НСР05 0,11 т/га. В 2010 г. она уступала фосфоритной муки, в 2011 г. действие этих форм было равноценным. В среднем за три года существенных различий по влиянию этих форм на урожайность ячменя не выявлено. В варианте с золой урожайность составила 3,24 т/га, в варианте с фосмукой - 3,21 т/га.
При использовании золы, суперфосфата и фосмуки наибольшая урожайность получена при внесении 30 кг/га д.в., дальнейшее повышение дозы не оказало достоверного влияния на уровень урожайности.
5. Влияние фосфорных удобрений на урожайность зерна ячменя, т/га
Форма фосфорного удобрения (А) | Доза фосфора (В), кг/га | Среднее по А | ||
30 | 60 | 90 | ||
Суперфосфат | 3,34 | 3,68 | 3,79 | 3,60 |
Зола | 3,29 | 3,19 | 3,25 | 3,24 |
Фосфоритная мука | 3,06 | 3,25 | 3,31 | 3,21 |
Среднее по фактору В | 3,23 | 3,37 | 3,45 | |
НСР05 | ||||
главных эффектов | фактора А | 0,12 | ||
фактора В и взаимодействия АВ | Fф<Fт | |||
частных различий | I порядка | 0,21 | ||
II порядка | Fф<Fт | |||
Выявлены существенные различия в урожайности по годам исследований, в 2009 и 2010 гг. она составила 1,66-2,53 т/га, в 2011 г. Ц5,54-6,77 т/га. Существенную роль здесь сыграл недостаток влаги в важнейшие периоды развития ячменя и обеспеченность культуры минеральным азотом. Отмечена тесная корреляция между урожаем ячменя и содержанием минерального азота в почве (r = 0,950,08).
1.3. Эементный состав и качество ячменя. Изучаемые факторы в среднем за два года оказали положительное влияние на содержание фосфора в зерне и не влияли на содержание азота и калия. Существенным фактором при накоплении фосфора, являлись формы фосфорных удобрений. Максимальное содержание фосфора 0,8 % отмечено на вариантах с золой. По влиянию на содержание фосфора в зерне зола и фосфоритная мука в дозах фосфора 30 и 90 кг д.в./га действовали лучше суперфосфата. Наибольшая прибавка 0,09 % получена при внесении золы в дозе 30 кг /га Р2О5 (при НСР05 = 0,03 %).
Действие изучаемых факторов на содержание фосфора и калия в побочной продукции не отмечено, но выявлены закономерности по накоплению азота. Установлено, что суперфосфат оказывает положительное влияние на содержание азота в соломе при внесении 90 кг/га д.в. тогда как, зола и фосфоритная мука при внесении 30 кг /га Р2О5.
Яровой ячмень в Предуралье преимущественно выращивается на кормовые цели. Основными показателями качества зерна ячменя являются - сырой протеин, жир, клетчатка и зола. При объединении данных за два года в нашем опыте, изучаемые факторы не оказали существенного влияния на биохимический состав зерна ячменя (табл. 6).
6. Влияние форм и доз фосфорных удобрений на биохимический состав зерна ячменя, данные за 2009-2011 гг., % на воздушно-сухое вещество
Форма фосфорного удобрения (А) | Доза фосфора (В), кг д.в./га | Сырой протеин1 | Зола | Клетчатка2 | Жир | |
Суперфосфат | 30 | 10,24 | 3,10 | 6,75 | 3,04 | |
60 | 10,78 | 3,07 | 6,64 | 2,99 | ||
90 | 9,91 | 2,46 | 6,94 | 2,99 | ||
Среднее по А1 | 10,31 | 2,88 | 6,78 | 3,01 | ||
Зола | 30 | 10,49 | 2,67 | 7,29 | 3,05 | |
60 | 10,46 | 2,53 | 6,68 | 2,81 | ||
90 | 10,34 | 2,78 | 6,71 | 3,17 | ||
Среднее по А2 | 10,43 | 2,66 | 6,89 | 3,01 | ||
Фосфоритная мука | 30 | 9,80 | 2,87 | 7,23 | 2,87 | |
60 | 10,06 | 3,12 | 6,71 | 3,05 | ||
90 | 9,79 | 2,52 | 5,70 | 2,76 | ||
Среднее по А3 | 9,88 | 2,84 | 6,55 | 2,90 | ||
Среднее по В1 | 10,18 | 2,88 | 7,09 | 2,98 | ||
Среднее по В2 | 10,43 | 2,90 | 6,68 | 2,95 | ||
Среднее по В3 | 10,01 | 2,59 | 6,45 | 2,97 | ||
Главных эффектов | по А | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | |
по В | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | ||
Частных различий | 1 порядка | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | |
2 порядка | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | ||
На основании проведённых исследований в среднем за два года зола биологических отходов не оказала отрицательного влияния на элементный и биохимический состав ячменя.
С учётом уровня урожайности и химического состава зерна на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве оптимальная доза суперфосфата, золы и фосфоритной муки составляет 30 кг д.в./га.
2. Влияние золы биологических отходов в вегетационных опытах на урожайность и качество гороха и ячменя
2.1. Урожайность гороха и ячменя. Цель данных вегетационных опытов - выявить эффективность золы на культурах с различной усваивающей способностью. Формы и дозы фосфорных удобрений оказали различное действие на урожайность гороха (табл. 7). Наибольшая разница в урожайности 3 г/сосуд выявлена между фосфоритной мукой и суперфосфатом. Зола по своему действию также превосходила фосфоритную муку на 2,5 г/сосуд (НСР05=2,1 г/сосуд).
При внесении суперфосфата и фосфоритной мукой урожайность гороха увеличивается пропорционально вносимой дозе, достоверные прибавки получены при дозе фосфора 0,20 г/кг абсолютно сухой почвы. Лучшее действие золы по сравнению с другими формами удобрений проявилось при дозе Р2О5 0,10 г/кг абсолютно сухой почвы. Корреляционно-регрессионный анализ показал наличие тесных положительных зависимостей урожайности гороха с элементами её структуры (количества семян на растении г = 0,920,10; массой 1000 семян г = 0,870,12; массой зерна с растения г = 0,970,06). Снижение урожайности в варианте с золой при увеличении доз фосфора обусловлено уменьшением количества семян на растении и снижением массы 1000 семян.
7. Действие форм и доз фосфорных удобрений на урожайность гороха и
ячменя, г/сосуд
Форма фосфорного удобрения (А) | Горох | Ячмень | ||||||
Доза фосфора (В), г/кг почвы | Среднее по А | Доза фосфора (В), г/кг почвы | Среднее по А | |||||
0,10 | 0,15 | 0,20 | 0,10 | 0,15 | 0,20 | |||
Суперфосфат | 30,0 | 31,7 | 35,3 | 32,3 | 16,4 | 16,2 | 18,6 | 17,0 |
Зола | 32,6 | 30,8 | 31,9 | 31,8 | 16,1 | 17,2 | 15,4 | 16,2 |
Фосфоритная мука | 28,6 | 28,6 | 30,9 | 29,3 | 13,0 | 16,2 | 17,9 | 15,7 |
Среднее по В | 30,4 | 30,4 | 32,7 | 15,2 | 16,5 | 17,3 | ||
НСР05 | 2,1 | 1,6 | ||||||
Действие изучаемых форм фосфорных удобрений на ячмене было аналогичным действию на горохе. В вариантах с суперфосфатом и фосфоритной мукой лучшей дозой оказалась Р0,20. Применение золы свыше 0,15 г Р2О5/кг почвы приводило к снижению урожайности зерна ячменя за счёт уменьшения числа зёрен на 0,8 шт. и снижения на 0,06 г массы растения.
Анализ полученных данных в опыте с горохом и ячменем позволяет сделать заключение, что не зависимо от усваивающей способности корневой системы культур действие золы идентично. Это обусловлено тем, что фосфор в золе на 98 % представлен усваиваемой формой. Закономерности действия доз и форм фосфорных удобрений были аналогичны действию их в полевом опыте.
2.2. Эементный состав и качество гороха. Исследованиями Г.В. Удовенко, Н.Н. Безлюдного (1965) и О.Ф. Туевой (1966), показано, что обеспеченность растений гороха фосфором оказывает влияние на все составляющие азотного питания. Способность поглощать азот резко снижена у корней растений лишённых фосфора.
При объединении данных за 2 года исследований положительное действие золы отмечалось при накоплении важнейших биогенных элементов азота и фосфора, участвующих в синтезе белка. Максимальное содержание азота в семенах гороха 3,54 % было при дозе Р0,15, что на 0,3 % выше показателя в варианте с суперфосфатом.
По накоплению Р2О5 в зерне можно отметить следующую закономерность. Лучшее действие золы и суперфосфата проявилось при дозе фосфора 0,10 г/кг почвы, фосфоритной муки при дозе 0,15 г/кг абсолютно сухой почвы. Зола в этой дозе имела преимущество перед суперфосфатом на 0,05 % и перед фосфоритной мукой на 0,13 % (НСР05 = 0,04 %).
По действию изучаемых факторов на содержание калия в семенах лучше других форм проявила себя фосфоритная мука в дозе 0,10 г/кг почвы.
Изучаемые факторы не оказали существенного влияния на содержание азота, фосфора и калия в соломе.
По результатам исследований биохимического состава зерна можно отметить достоверные изменения в содержании сырого протеина, сырого жира и сырой золы под действием изучаемых факторов (табл. 8).
8. Влияние форм фосфорных удобрений и доз фосфора на показатели качества зерна гороха, данные за 2009-2010 гг., % на воздушно-сухое вещество
Форма фосфорного удобрения (А) | Доза фосфора (В), г/кг почвы | Сырой протеин | Сырая клетчатка | Сырой жир | Сырая зола |
Суперфосфат | 0,10 | 21,95 | 4,51 | 2,07 | 3,33 |
0,15 | 20,23 | 5,73 | 1,68 | 3,24 | |
0,20 | 21,15 | 6,08 | 1,82 | 3,29 | |
Среднее по А1 | 21,11 | 5,44 | 1,86 | 3,29 | |
Зола | 0,10 | 20,99 | 5,52 | 2,00 | 3,17 |
0,15 | 22,12 | 4,83 | 1,77 | 3,21 | |
0,20 | 21,42 | 5,09 | 2,23 | 3,25 | |
Среднее по А2 | 21,51 | 5,20 | 2,00 | 3,21 | |
Фосфоритная мука | 0,10 | 21,95 | 5,61 | 2,01 | 3,29 |
0,15 | 21,64 | 5,63 | 1,78 | 3,29 | |
0,20 | 20,98 | 4,94 | 2,41 | 3,34 | |
Среднее по А3 | 21,24 | 5,39 | 2,07 | 3,31 | |
Среднее по В1 | 21,34 | 5,21 | 2,03 | 3,27 | |
Среднее по В2 | 21,33 | 5,45 | 1,75 | 3,24 | |
Среднее по В3 | 21,19 | 5,37 | 2,15 | 3,30 | |
НСР05 | 1,36 | Fф < Fт | 0,58 | 0,06 | |
По влиянию фосфорных удобрений на содержание сырого протеина можно отметить лишь достоверное увеличение его при внесении золы по сравнению с суперфосфатом на 1,89 % в дозе 0,15 г Р2О5/кг почвы.
На зольность зерна существенное влияние оказывали формы удобрений. По отношению к золе достоверную прибавку обеспечивали суперфосфат и фосфоритная мука. Преимущество суперфосфата отмечается в дозе фосфора 0,10 г/кг почвы, прибавка по отношению к золе составила 0,16 %, и фосфоритной муки в дозе 0,20 г/кг, прибавка при этом - 0,09 % (при НСР05 = 0,06%).
В среднем за два года существенного влияния фосфорных удобрений на содержание жира практически не отмечено.
Результаты биохимического анализа зерна гороха позволяют сделать следующий вывод: показатели качества на вариантах с золой занимают промежуточное положение между вариантами с суперфосфатом и фосфоритной мукой. Зола уступает по своему действию фосфоритной муке на содержание сырого жира и сырой золы, но превосходит по действию на содержание сырого протеина.
2.3. Эементный состав и качество ячменя. По итогам исследований наибольшее количество азота в основной и побочной продукции получено при применении суперфосфата, а наименьшее при применении золы. В 2010 г. по всем формам фосфорных удобрений лучшей дозой была 0,15 г Р2О5 /кг почвы, в 2011 г. для суперфосфата доза Р0,15, для золы и фосмуки - Р0,10. При анализе данных в среднем за два года изучаемые факторы, как и в полевом опыте не оказали существенного влияния на содержание азота в зерне, но повлияли на содержание его в соломе ячменя. Суперфосфат увеличивал содержание азота в соломе относительно золы на 0,13 % и относительно фосфоритной муки на 0,18 % (НСР05 = 0,10 %). Установлено увеличение содержания азота в соломе ячменя на 0,11а% с повышением дозы фосфора с 0,10 до 0,15 г/кг почвы.
Внесение суперфосфата способствовало увеличению содержания фосфора в основной и побочной продукции ячменя в большей степени, чем зола и фосфоритная мука как в среднем за два года, так и погодам. В среднем за два года при внесении суперфосфата содержание фосфора в зерне было выше на 0,08 % по сравнению с золой и на 0,11 % по сравнению с фосмукой (НСР05 = 0,04 %). Не зависимо от формы фосфорного удобрения, наибольшее содержание фосфора в зерне отмечаем в варианте с внесением 0,15 г Р2О5/кг абсолютно сухой почвы. С учётом всех изучаемых факторов в 2010 г. для всех изучаемых форм наибольшее содержание фосфора в зерне получили при дозе Р0,15, в 2011аг. для суперфосфата и фосмуки эта же доза , для золы - Р0,20.
При рассмотрении влияния изучаемых факторов на содержание К2О в зерне ячменя в среднем по годам исследований можно отметить существенное повышение данного показателя на 0,08 % от внесения золы в дозе 0,20 г Р2О5/кг почвы относительно фосфоритной муки (НСР05 = 0,06 %). В 2010 г. наибольшее содержание калия в зерне получили в вариантах с золой, в 2011 г. - в вариантах с суперфосфатом.
В целом по влиянию на качество урожая более эффективным было действие суперфосфата. Лучшее действие золы и суперфосфата проявилось при дозе фосфора 0,15 г/кг почвы, фосфоритной муки при дозе 0,20 г/кг абсолютно сухой почвы.
Таким образом, зола биологических отходов не приводит к ухудшению качества гороха и ячменя, по своему действию на элементный состав уступает суперфосфату, но превосходит фосфоритную муку.
3. Влияние форм фосфорных удобрений совместно с магнием на урожайность гороха и ячменя. Все формы фосфорных удобрений совместно с магнием оказали положительное влияние на урожайность гороха относительно контроля, прибавка зерна в среднем за два года составляла 2,7-4,3 г/сосуд (табл. 9). Действие золы было равнозначно фосмуке, а суперфосфат обеспечивал достоверное увеличение урожайности зерна гороха относительно золы на 1,3 г/сосуд, относительно фосфоритной муки на 1,6 г/сосуд (НСР05 = 0,95 г/сосуд).
Что касается урожайности ячменя, то зола по своему действию не уступала суперфосфату. Они обеспечивали статистически значимый эффект по сравнению с фосфоритной мукой. Так, прибавка от внесения суперфосфата составила 0,7 г/сосуд, от внесения золы - 0,5 г/сосуд (НСР05 = 0,45 г/сосуд).
9. Влияние фосфорных удобрений совместно с магнием на урожайность зерна гороха и ячменя, г/сосуд (среднее за 2009-2010 гг.)
Вариант | Горох | Ячмень | ||
Урожай- ность | Прибавка | Урожай- ность | Прибавка | |
(NK)0,1(контроль) | 17,5 | - | 14,8 | - |
(NK)0,1+ Рcг0,15+Mgэкв.золе | 21,8 | 4,3 | 17,4 | 2,6 |
(NK)0,1+Рзола 0,15 | 20,5 | 3,0 | 17,2 | 2,4 |
(NK)0,1+ Рф0,15+Mgэкв. золе | 20,2 | 2,7 | 16,7 | 1,9 |
НСР05 | 0,95 | 0,45 | ||
Если сравнить полученные результаты с результатами вегетационного опыта с ячменем описанного выше (табл. 7), то можно отметить прибавки массы зерна на вариантах с внесение фосфора в дозе 0,15 г/кг абсолютно сухой почвы с добавлением магния по сравнению с вариантами без него. Однако общие закономерности действия удобрений на продуктивность культур сохраняются. Зола действует слабее суперфосфата, но не уступает по эффективности фосфоритной муке.
4. Влияние форм и доз фосфорных удобрений на фракционный состав минеральных фосфатов дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы. Для правильной оценки действия фосфорсодержащих удобрений на продуктивность и качество сельскохозяйственных культур необходимо знать, в какие формы переходит фосфор и насколько интенсивно выражены процессы его превращения в почве. Исследования проводились с дозами и формами фосфорных удобрений в вегетационном и полевом опытах.
В вегетационном опыте с ячменём получены следующие результаты (табл. 10). При внесении гранулированного суперфосфата увеличилось содержание фосфора во фракциях Са-РI, Al-P, Fe-P и уменьшилось - во фракциях Са-РII, Са-РIII по сравнению с золой и фосфоритной мукой.
При анализе влияния форм удобрений установлено уменьшение фракции высокоосновных фосфатов Са-РIII при внесении суперфосфата по сравнению с золой и фосфоритной мукой на 48,8 мг/кг и на 51,0 мг/кг почвы соответственно (при НСР05 = 15,5 мг/кг). Увеличение фракции Al-P на вариантах с суперфосфатом по сравнению с золой составило 23,0 мг/кг почвы (НСР05 = 16,8 мг/кг). Анализ частных различий первого порядка подтверждает результаты главных эффектов. Это обусловлено тем, что фосфор воднорастворимых удобрений в дерново-подзолистых почвах подвергается осаждению полуторными оксидами и физико-химическому поглощению гидроокисями алюминия и железа на поверхности глинистых минералов. Фосфоритная мука и зола, в отличие от суперфосфата, в меньшей мере приводили к повышению содержания фосфора во фракциях Al-P и Fe-P, но увеличивали фракции Са-фосфатов на 9,7-9,9 %. Что касается действия удобрений на накопление доступных для растений ячменя групп - рыхлосвязанных фосфатов и алюмофосфатов, то при внесении суперфосфата их содержалось на 6,2 мг/кг больше, чем при внесении фосфоритной муки и на 16,0 мг/кг больше чем при внесении золы.
10. Влияние доз и форм фосфорных удобрений на фракционный состав минеральных фосфатов (вегетационный опыт 1, 2011 г.)
Форма фосфорного удобрения (А) | Доза фосфора (В), г д.в./кг | Фракция фосфатов, мг/кг почвы | |||||||
Са-РI | Са-РII | Са-РIII | Al-P | Fe-P | Всего | Са-РI+II | Са-РI+II+III | ||
Суперфосфат | 0,10 | 17,8 | 17,5 | 57,8 | 67,5 | 314,0 | 474,5 | 35,3 | 93,0 |
0,15 | 12,3 | 23,8 | 53,0 | 90,0 | 336,0 | 515,0 | 36,1 | 89,1 | |
0,20 | 11,3 | 23,8 | 69,8 | 83,3 | 318,5 | 506,6 | 35,1 | 104,9 | |
Среднее по А1 | 13,8 | 21,7 | 60,2 | 80,3 | 322,8 | 498,5 | 35,5 | 95,7 | |
Зола | 0,10 | 8,5 | 36,0 | 84,3 | 52,0 | 315,5 | 496,3 | 44,5 | 128,8 |
0,15 | 9,0 | 23,0 | 85,8 | 53,0 | 304,5 | 475,3 | 32,0 | 117,8 | |
0,20 | 11,0 | 40,0 | 157,0 | 66,8 | 317,0 | 591,8 | 51,0 | 208,0 | |
Среднее по А2 | 9,3 | 33,0 | 109,0 | 57,3 | 312,3 | 521,1 | 42,5 | 151,5 | |
Фосфоритная мука | 0,10 | 12,3 | 23,0 | 47,0 | 85,5 | 319,5 | 487,3 | 35,3 | 82,3 |
0,15 | 11,8 | 27,5 | 80,7 | 48,5 | 299,0 | 467,4 | 39,3 | 119,9 | |
0,20 | 13,0 | 44,0 | 206,0 | 63,0 | 330,0 | 656,0 | 57,0 | 263,0 | |
Среднее по А3 | 12,4 | 31,5 | 111,2 | 65,7 | 316,2 | 536,9 | 43,9 | 155,1 | |
Среднее по В1 | 12,6 | 25,5 | 63,0 | 68,3 | 316,3 | 486,0 | 38,1 | 101,4 | |
Среднее по В2 | 11,0 | 24,8 | 73,1 | 63,8 | 313,2 | 485,9 | 35,8 | 108,9 | |
Среднее по В3 | 11,8 | 35,9 | 144,3 | 71,0 | 321,8 | 584,8 | 47,7 | 191,9 | |
НСР05 | Fф<Fт | Fф<Fт | 15,5 | 16,8 | 13,5 | ||||
Суммарное количество минерального фосфора в зависимости от формы удобрения было различным: максимальное отмечено при использовании фосфоритной муки - 536,9 мг/кг почвы, несколько меньше при использовании золы - 521,1 мг/кг и меньше всего с суперфосфатом 498,5 мг/кг. По-видимому, это связано с формой фосфора содержащегося в удобрении. Более доступные его формы интенсивнее поглощаются растениями и меньше накапливаются в виде почвенных фосфатов.
По полученным нами данным в полевом опыте, на распределение минеральных фосфатов в почве большое влияние оказали формы удобрений. Содержание фосфатов первой группы изменялось в большей степени при внесении суперфосфата. Отмечается достоверно увеличение содержания фосфатов щелочных металлов и аммония (Ca-PI) на варианте с суперфосфатом в дозе 90 кг д.в./га. Прибавки по отношению к фосфоритной муке и золе составили 6,7 и 5,3 мг/кг почвы соответственно, при НСР05 = 4,2 мг/кг почвы. На вариантах с золой произошли наиболее существенные изменения в содержании фосфатов кальция второй группы и наименьшие в содержании высокоосновных фосфатов кальция типа апатита Ca-PIII. Содержание высокоосновных фосфатов кальция в большей степени увеличивалось при внесении суперфосфата. Достоверных изменений, связанных с содержанием фосфатов железа (Fe-P) и фосфатов алюминия (Al-P) не выявлено. По мнению А.В. Соколова (1950) изменение содержания фосфатов алюминия и железа определяется запасами их активных соединений. В нашей почве, вероятно, преобладают соединения типа Fe2(ОН)3РО4 и Al2(ОН)3РО4, обладающие малой растворимостью.
5. Экологические аспекты применения золы биологических отходов в качестве фосфорного удобрения. Применение минеральных удобрений оказывает мощное воздействие на плодородие и биологическую активность почвы, в связи, с чем любые агротехнические мероприятия, направленные на повышение урожая растений и воспроизводство почвенного плодородия, должны иметь почвенно-микробиологическое обоснование. Выделение двуокиси углерода с поверхности почвы тесно связано с активностью почвенной биоты и протеканием физико-химических процессов. Биологический фактор имеет первостепенное значение в формировании почвенного профиля и многих свойств самой почвы (Малханова Е.В., 2008).
По интенсивности выделения СО2 оценивалась устойчивость микробных систем дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы к внесению золы и фосфорных удобрений. Статистический анализ полученных данных показал, что под влиянием изучаемых удобрений и золы от термического обезвреживания биологических отходов произошли достоверные изменения интенсивности БД. Внесение суперфосфата привело к снижению интенсивности выделения СО2 на 40 мг/кг почвы за 24 часа по сравнению с почвой без удобрений и на 30 мг/кг почвы по сравнению с золой (при НСР05 = 20 мг/кг). Зола и фосфоритная мука за период вегетации не оказали существенного влияния на уровень БД.
Микроорганизмы исследуемых вариантов обладают неодинаковой активностью к использованию легкогидролизуемого источника углерода (глюкозы), по скорости потребления которой судят о потенциальной биохимической активности микроорганизмов. Интенсивность СИД уменьшилась на всех вариантах: с внесением фосфоритной муки и золы на 20 мг/кг, а с внесением суперфосфата на 70 мг/кг относительно почвы до внесения удобрений. Степень воздействия на устойчивость микробного сообщества дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве при внесении золы и фосфоритной муки в сравнении с суперфосфатом ниже, что является их преимуществом при использовании в качестве удобрения под ячмень.
Вопрос использования отходов в качестве удобрения не может быть положительно решен без исследования его как источника загрязнения тяжелыми металлами (ТМ) окружающей среды и конечной продукции. Поэтому при рассмотрении микроэлементного состава золы особое внимание было уделено наличию ТМ, так как этот показатель будет определять степень загрязнения почв (табл. 11).
11. Валовое содержание ТМ в золе от термического обезвреживания биологических отходов, мг/кг
Год пробы | Cd | Pb | As | Zn | Ni | Cu | Co | V |
2009 | <0,05 | 151,5 | <0,10 | 5972 | 4226 | 283 | 74 | 26 |
2010 | <0,05 | 4,6 | <0,10 | 231 | 4,0 | 2320 | 1,4 | 2,5 |
2011 | <0,05 | 2,4 | <0,10 | 242 | 7,9 | 38 | 1,7 | 3,4 |
Поступление в почву ТМ в больших количествах действует угнетающе в количественном и качественном отношениях на растительные организмы: подавляется ход метаболических процессов, тормозится развитие, снижается продуктивность (Зиннатулин С.Г., 2004; Пархоменко Н.А., 2004).
Химический анализ почвы на содержание ТМ проводили в образцах, отобранных с делянок на вариантах с внесением золы в дозе Р2О5 30 кг д.в., рекомендуемой производству, а также в максимальной дозе опыта (табл. 12). Концентрация подвижных форм ТМ в почве сохранялась на уровне фона или незначительно превосходила его и была ниже установленных предельно допустимых концентраций (ПДК). Отмечалось незначительное увеличение подвижности свинца, меди, никеля и хрома при внесении золы в дозе фосфора 90 кг д.в.,
12. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве после уборки ячменя, мг/кг
(среднее 2009-2010 гг.)
Вариант опыта | Cd | Pb | As | Zn | Ni | Cu | V | Cr |
Без удобрений | 0,06 | 0,24 | 0,43 | 2,28 | 1,38 | 0,33 | 0,05 | 0,51 |
Рзола30 | 0,07 | 0,19 | 0,44 | 2,52 | 1,27 | 0,32 | 0,05 | 0,45 |
Рзола90 | 0,06 | 0,30 | 0,33 | 2,34 | 1,56 | 0,37 | 0,06 | 0,52 |
ПДК13 | - | 6,0 | - | 23,0 | 4,0 | 3,0 | - | 6,0 |
Для установления безопасности продукции используемой в кормовых целях определяют содержание наиболее опасных ТМ - кадмия, свинца, ртути и мышьяка (МДУ № 123-4/281-7 от 07.08.87 г).
13. Содержание тяжелых металлов в зерне ячменя, мг/кг сухого вещества
Вариант опыта | Cd | Pb | Hg | As |
Рзола90 (2009 г.) | 0,13 | 0,08 | 0,032 | < 0,25 |
Рзола90 (2010 г.) | 0,11 | 0,10 | 0,027 | < 0,25 |
Рзола90 (2011 г.) | 0,09 | <0,07 | 0,011 | < 0,25 |
ПДК | 0,3 | 5,0 | 0,1 | 0,5 |
Опасность накопления ТМ в растительной продукции возникает при использовании высоких доз фосфорных удобрений, поэтому испытаниям подверглись образцы корма, полученные с делянок с внесением золы в дозе фосфора 90 кг д.в. на га (табл. 13). Концентрация ТМ в зерне ячменя во все годы исследований была значительно ниже установленных ПДК.
6. Агроэнергетическая и экономическая оценка использования золы биологических отходов и фосфорных удобрений при выращивании ячменя.
Планирование трудовых и финансовых вложений в технологический процесс является основой экономически эффективного сельскохозяйственного производства. Очень часто высокие цены на удобрения препятствуют хозяйствам в повышении урожайности и качества сельскохозяйственных культур, поэтому прибыль от продажи получаемой растениеводческой продукции должна быть сопоставима со стоимостью удобрений.
Энергетическая отдача определялась в основном урожайностью вариантов, качество урожая в меньшей степени оказывало влияние. Наиболее энергетически эффективным из изучаемых нами фосфорных удобрений являлся суперфосфат. Максимальным коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) по опыту 3,0 получен при внесении суперфосфата в дозах 60 и 90 кг/га Р2О5. Однако наибольшее содержание общей энергии в 1 кг сухого вещества отмечалось в вариантах с золой. Для золы оптимальной дозой фосфора с точки зрения агроэнергетической оценки является 30 кг /га д.в., поскольку, выход энергии с урожаем был выше по сравнению с дозой 60 кг/га на 2196 МДж/га, с дозой 90 кг/га - на 924 МДж/га, КЭЭ и энергетическая себестоимость находились на одном уровне. Энергетические показатели урожая, полученного при внесении фосфоритной муки, уступали суперфосфату и золе. Как показали результаты исследований более эффективное использование фосфоритной муки возможно в дозе Р2О5 90 кг/га, так как в этом варианте получен больший выход энергии с урожаем по сравнению с другими дозами, более высокий КЭЭ и меньшая энергетическая себестоимость.
Условный чистый доход, получаемый с 1 га пашни, в вариантах с золой значительно превышал другие варианты. В среднем условный чистый доход от внесения золы составлял 5468 руб., против 1383 руб. от суперфосфата и 2780 руб. от фосфоритной муки. Уровень рентабельности в среднем при внесении золы составлял 60 %, что 5 раз выше, чем при внесении суперфосфата и в 2 раза выше, чем при внесении фосфоритной муки. Это объясняется тем, что зола - это отход производства. На сегодняшний день предприятия вносят плату за его транспортировку и размещение на полигонах твердых бытовых отходов, а также за негативное воздействие на окружающую среду в соответствии с нормами его накопления. Поэтому при использовании данного отхода в качестве удобрения основные затраты сводятся только к его транспортировке, измельчению и внесению в почву.
Наиболее экономически выгодно применять золу биологических отходов, суперфосфат и фосфоритную муку в дозе 30 кг /га Р2О5. Также следует отметить, что с увеличением дозы вносимого фосфора экономическая эффективность применения фосфорных удобрений и золы биологических отходов снижается.
ВЫВОДЫ
- По результатам химического исследования золы в её составе обнаружено высокое содержание Р2О5 (16,3-23,0 %), который находится в хорошо усваиваемой для растений форме.
- Наибольшая урожайность при использовании золы 3,3 т/га получена в дозе 30 кг/га д.в., дозы 60 и 90 кг/га не имели преимущества. Фосфоритная мука и суперфосфат существенное влияние на урожайность ячменя также оказывали при внесении 30 кг/га Р2О5, дальнейшее повышение дозы также не оказало достоверного влияния на уровень урожайности.
- При внесении суперфосфата и фосфоритной муки урожайность гороха и ячменя увеличивается пропорционально вносимой дозе, достоверная прибавка получена при дозе фосфора 0,20 г/кг абсолютно сухой почвы. Наиболее эффективной дозой золы является 0,10 г/кг абсолютно сухой почвы, урожайность гороха составила 32,6 г/сосуд, ячменя 16,1 г/сосуд. Зола по своей эффективности не уступает суперфосфату и фосфоритной муке.
- Зола, в качестве фосфорного удобрения, по своему воздействию на качество получаемой продукции и элементный состав зерна и соломы ячменя и гороха занимает промежуточное положение между суперфосфатом и фосфоритной мукой.
- Действие золы в проведенных опытах было аналогичным и не зависело от особенностей корневой системы изучаемых культур, что подтверждает данные её химического исследования.
- При дополнительном внесении магния с суперфосфатом и фосфоритной мукой общие закономерности действия удобрений на продуктивность культур сохраняются. Зола действует слабее суперфосфата, но не уступает по эффективности фосфоритной муке.
- Действие удобрений на накопление доступных для растений ячменя групп - рыхлосвязанных фосфатов и алюмофосфатов в почве различно: при внесении суперфосфата их содержалось на 6,2 мг/кг больше, чем при внесении фосфоритной муки и на 16,0 мг/кг больше чем при внесении золы.
- При внесении гранулированного суперфосфата увеличивалось содержание фосфора во фракциях Са-Р1, Al-P, Fe-P и уменьшалось - во фракциях Са-Р2, Са-Р3 по сравнению с золой и фосфоритной мукой. Фосфоритная мука и зола, в отличие от суперфосфата, в меньшей мере приводили к повышению содержания фосфора во фракциях Al-P и Fe-P, но увеличивали фракции Са-фосфатов на 9,7-9,9 %.
- Степень воздействия на устойчивость микробного сообщества дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве при внесении золы и фосфоритной муки в сравнении с суперфосфатом ниже, что может быть их преимуществом при использовании.
- Внесение золы от термического обезвреживания биологических отходов в высокой дозе в экологических аспектах является безопасным приемом. Содержание ТМ, как в почве, так и растительной продукции значительно ниже ПДК. Выявлено, что с повышением окультуренности почв происходит снижение содержания ТМ в зерне ячменя.
- Энергетическая отдача определялась в основном урожайностью вариантов, качество урожая в меньшей степени оказывало влияние. Наиболее энергетически эффективным фосфорным удобрением являлся суперфосфат, при внесении в дозах Р2О560 и 90 кг/га получен наибольший коэффициент энергетической эффективности по опыту - 3,0.
- Наибольший условный чистый доход (5468 руб./га) и уровень рентабельности (60 %) отмечены в вариантах с золой, более экономически выгодно применять золу биологических отходов, суперфосфат и фосфоритную муку в дозе 30 кг /га Р2О5.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В Предуралье на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой среднеокультуренной почве на ряду с традиционными формами фосфорных удобрений при возделывании ячменя на фоне N60K60 использовать золу биологических отходов в дозе 30 кг/га д.в.
ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи в журналах рекомендованных ВАК:
- Субботина М.Г. Действие золы от термического обезвреживания биологических отходов на урожайность зерна ячменя, возделываемого на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве Предуралья / М.Г. Субботина, Л.А. Михайлова // Аграрный Вестник Урала. - 2012. - №2(94). - С. 15-16.
Научные статьи:
- Субботина М.Г. Свойства золы, получаемой при термическом уничтожении биологических отходов / М. Г. Субботина, Л.А. Михайлова, Н.М. Пьянкова// Экология и научно-технический прогресс: Материалы VII международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Пермь: ПГТУ, 2008. - С. 248-250.
- Субботина М.Г. Влияние золы на урожайность зерна гороха в условиях дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв Пермского края / М.Г. Субботина, Н.М. Мудрых, Л.А. Михайлова // Инновационному развитию АПК - научное обеспечение: сборник научных статей Международной научно-практической конференции посвященной 80-летию Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова. - Пермь: Пермская ГСХА, 2010. - С. 138-141.
- Субботина М.Г. Влияние золы от термического обзвреживания биологических отходов на агрохимические свойства дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы Предуралья // Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов: материалы Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения посвященной 165-летию со дня рождения В.В. Докучаева. - Санкт-Петербург: СпБГУ, 2011. - С. 238-239.
- Субботина М.Г. Эффективность применения отхода - золы от термического обезвреживания биологических отходов в качестве фосфорного удобрения // Материалы III Студенческого регионального конкурса инновационных проектов по программе У.М.Н.И.К. - Пермь, 2011. - С. 125-127.
- Мудрых Н.М. Зола от термического обезвреживания биологических отходов - альтернатива фосфорным удобрениям / Н.М. Мудрых, М.Г. Субботина //Проблемы и тенденции развития современного общества: материалы XI-ой Международной научно-практической конференции. - Одесса: InPress, 2011. - С. 10-13.
Формат 60841/16. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 131
Отпечатано в ИП - ПрокростЪ
Пермской государственной сельскохозяйственной академии
имени академика Д.Н. Прянишникова
614990, Россия, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23
Тел.: 210-35-34
1 Данные за 2009 и 2011 гг.
2 Данные за 2009 и 2010 гг.
1 Согласно ГН 2.1.7.2041-06
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству