Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Программа'
«Души откровенный дневник» (дневниковые записи Н.А.Терентьева как источник изучения мировосприятия молодого сельского учителя, представителя поколения...полностью>>
'Документ'
Одна из крупнейших в мире общественных благотворительных организаций, более 40 лет работающая для охраны природы на всей планете. Ежегодно WWF осущес...полностью>>
'Исследование'
В работе представлена реализация модели распределения ресурсов при неоднородности затрат и ее анализ. При этом были использованы экономико-математиче...полностью>>
'Тесты'
Фундаментом художественного творения, того, что стало предметом авторского интереса, оценки, установкой, подчиняющей все художественные элементы, явля...полностью>>

Влияние антропогенных факторов на плодородие почвы, урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы

Главная > Автореферат диссертации
Сохрани ссылку в одной из сетей:

На правах рукописи

Супрун Светлана Васильевна

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КОРНЕПЛОДОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

Специальность 06.01.04 – агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва – 2008

Диссертационная работа выполнена в Государственном научном учреждении Научно – исследовательский ордена Трудового Красного Знамени нститут сельского хозяйства Центрально – Чернозёмной полосы им. В.В. Докучаева Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель – доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, Заслуженный деятель науки РФ,

Рымарь Валерий Трофимович

Официальные оппоненты – доктор сельскохозяйственных наук , профессор Державин Леонид Михайлович

Доктор сельскохозяйственных наук , профессор Воронин Василий Михайлович

Ведущая организация – ФГУ САС «Таловская»

Защита состоится « 4 » декабря 2008 года в 14:00 часов, на заседании диссертационного совета Д 006.029.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте агрохимии имени Д.Н.Прянишникова

Адрес: 127550, г.Москва, ул. Д.Н.Прянишникова, д.31а, ГНУ ВНИИА

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных по установленной форме можно присылать по адресу: 127550, г.Москва, ул. Д.Н.Прянишникова, д.31а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИА

Автореферат разослан « » 2008 года

Учёный секретарь

диссертационного совета С.И.Цыганок

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Экономический рост и благосостояние государства зависят от эффективности функционирования АПК, в составе которого важное место принадлежит свеклосахарному подкомплексу как одному из высокоиндустриальных и энергоемких производств.

Центральное Черноземье относится к ведущим свеклосеющим регионам России, однако в условиях перехода к рыночным отношениям проводимые в последние годы структурные преобразования свекловодческой отрасли повлекли за собой спад урожайности сахарной свеклы и значительное сокращение валовых сборов корнеплодов. Причиной этого явился диспаритет цен на сырье – с одной стороны, и энергоносители, удобрения, средства защиты растений, налоги – с другой.

В результате сокращения применения минеральных и органических удобрений повсеместно отмечается дегумификация и декальцинирование пахотного слоя, нарушение баланса питательных элементов вследствие превышения их выноса с урожаем над возвратом с удобрениями, агрофизическая деградация, биологическое обеднение. По экспертной оценке, вследствие сокращения объемов внесения в почву минеральных удобрений, ежегодно недополучено сельскохозяйственной продукции стоимостью более 4 млрд. долларов (Басманов А.Е., 2001).

Общепризнано, что самым быстродействующим и эффективным приемом повышения продуктивности земледелия являются агрохимические средства. По подсчетам специалистов, для намеченного производства сельскохозяйственной продукции в России на 2010 г. и обеспечения сохранения плодородия почв объем применения минеральных удобрений должен составить 8,5 млн. т д.в., в настоящее же время годовое количество вносимых удобрений составляет 1,4 млн. т д.в. (Сычев В.Г., 2004).

В обстановке ограниченных ресурсов сохранение агроэкосистем в устойчивом состоянии и одновременное поддержание почвенного плодородия требует совершенствования использования средств химизации, разработки технологий применения дешевых местных сырьевых ресурсов в качестве удобрений.

При решении этих проблем достоверную информацию получают в результате многолетних стационарных полевых опытов с длительным применением удобрений в севооборотах, проведение которых основано на комплексном подходе к изучению закономерностей взаимодействия удобрений с почвой и растениями.

Цель исследований. Разработать приемы управления почвенным плодородием с помощью различных сочетаний агрохимических средств, обеспечивающих устойчивую продуктивность сахарной свеклы и получение экологически безопасной продукции.

Задачи исследований:

1. Оценить влияние различных систем удобрений на характер и направленность изменений физико-химических, химических, агрофизических и биологических показателей чернозема обыкновенного.

2. Выяснить параметры содержания основных элементов в почве, обеспечивающих оптимизацию питания растений сахарной свеклы, максимальную урожайность корнеплодов высокого качества.

3. Определить биохимический состав растениеводческой продукции в зависимости от применяемых средств химизации.

4. Дать экологическую оценку различных приемов применения агрохимических средств на содержание в почве и растениеводческой продукции тяжелых металлов и нитратов.

5. Определить вынос питательных веществ основной продукцией сахарной свеклы с учетом побочной при различных системах удобрения.

6. Дать биоэнергетическую и экономическую оценку применяемых агроприемов.

Научная новизна. Впервые дается сравнительная оценка действия различных систем удобрения на фоне кальцийсодержащих мелиорантов на черноземе обыкновенном ЦЧЗ на урожайность и качество продукции сахарной свеклы.

Установлена максимальная урожайность корнеплодов сахарной свеклы от применения органо-минеральной системы удобрения и внесения в пар зернопаропропашного севооборота кальцийсодержащих соединений (5 т/га карбоната кальция или 5 т/га дефеката) – 54,3-55,4 т/га, сбор сахара при этом составил 6,52-7,42 т/га.

Доказано, что применение кальцийсодержащих удобрений улучшает состав почвенно-поглощающего комплекса, повышая содержание обменного кальция, обеспечивает повышение содержания в почве подвижных форм фосфора, обменного калия, при этом не изменяя экологической обстановки окружающей среды.

Защищаемые положения.

1. Комплексное применение кальцийсодержащих мелиорантов, минеральных и органических удобрений на черноземе обыкновенном способствует сохранению и воспроизводству почвенного плодородия, повышая насыщение почвенно-поглощающего комплекса кальцием, гумусонакопление, содержание в почве минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия.

2. Совместное использование мелиорантов, туков и органических удобрений оказывает стимулирующее воздействие на численность и активность микробоценоза, общую биогенность и ферментативную активность чернозема обыкновенного.

3. Изучаемые системы удобрения существенно не изменяют природных уровней тяжелых металлов, концентрация в почве и растениях значительно ниже ПДК, но повышают содержание нитратов в растениеводческой продукции в 1,2-1,4 раза, однако их количество также ниже ПДК, поэтому полученная товарная продукция сахарной свеклы экологически безопасна.

4. Комплексное взаимодействие кальцийсодержащих соединений и органо-минеральной системы удобрения под сахарную свеклу обеспечивает максимальный прирост урожая, сбора сахара, прибыли с единицы площади.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные результаты достоверно подтверждены сохранением почвенного плодородия, повышением урожайности и являются практической основой для эффективности применения комплекса агрохимических средств при возделывании сахарной свеклы в условиях зернопаропропашного севооборота на черноземе обыкновенном ЦЧЗ.

Проведенные исследования позволили предложить свеклосеющим хозяйствам ЦЧЗ с различными организационно-экономическими возможностями альтернативные варианты систем удобрения под сахарную свеклу, обеспечивающие воспроизводство плодородия чернозема обыкновенного, получение с 1 га пашни прибавки урожая до 7,7 т/га, увеличение сбора сахара на 1,5 т/га, что выше контроля на 25,5%.

Результаты исследований могут найти практическое применение при разработке рекомендаций по применению кальцийсодержащих мелиорантов совместно с различными системами удобрения.

Реализация результатов исследований. Проведенные исследования включены в проектную документацию ФГУ станции агрохимической службы «Таловская» при разработке систем применения удобрений в севооборотах сельскохозяйственных предприятий Воронежской области, прошли производственную проверку в ГУП ОПХ «Докучаевское».

Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались на заседании Территориального Координационного совета «Проблем земледелия ЦЧЗ» (19-20 мая 2005 г., Каменная Степь), на Всероссийской научной конференции, посвященной 70-летию кафедры почвоведения и агрохимии «Черноземы России: экологическое состояние и современные почвенные процессы» (25-28 сентября 2006 г., Воронеж), на Международной научно-практической конференции «Четверть века на страже плодородия» (30 мая – 2 июня 2006 г., Белгород), на заседаниях проблемного и ученого совета ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева РАСХН в 2004-2007 гг. По теме диссертации опубликовано 4 статьи.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 191 странице машинописного текста, состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Текстовая часть работы иллюстрирована 25 таблицами, 12 рисунками. Список использованной литературы включает 297 наименований, в том числе 20 на иностранных языках. Приложения содержат 40 таблиц и 1 акт о внедрении НИР.

Проведенные исследования являются составной частью НИР отдела агрохимии ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева РАСХН по выполнению государственной темы 05.02.01 «Теоретически обосновать оптимальный ассортимент удобрений и других средств химизации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур для плодородия почв и продуктивности растений».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В данной главе проведен анализ отечественных и зарубежных исследований по влиянию различных систем удобрения на плодородие чернозема, урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы.

Несмотря на накопленный обширный опыт применения удобрений под сахарную свеклу, в условиях дефицита материально-технических средств возникает необходимость совершенствования технологий возделывания этой культуры, поиска путей эффективного использования удобрений и приемов повышения продуктивности и качества корнеплодов свеклы.

2. ОБЪЕКТ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Каменная Степь, где проводились исследования, занимает восточную часть Воронежской области. Климат ее континентальный, с относительно холодной зимой, жарким, нередко засушливым летом.

Погодные условия в годы проведения исследований (2004-2006) складывались по-разному, что оказало определенное влияние на рост и развитие растений сахарной свеклы, эффективность удобрений, величину и качество урожая. Количество осадков по годам изменялось от 610 до 683 мм, в то время как по среднемноголетним данным оно составляет 459 мм. Температурный режим вегетационных периодов в среднем был 16,1оС при среднемноголетнем значении 15,0оС.

Экспериментальные исследования проводились в стационарном полевом опыте отдела агрохимии, заложенном в 2001 году, в агроценозе сахарной свеклы сорта Рамонская односемянная 47 в звене севооборота пар – озимая пшеница – сахарная свекла по следующей схеме: 1. Контроль (без удобрений), 2.NPK; 3. Навоз + NPK; 4.Карбонат кальция + NPK; 5. Навоз + карбонат кальция + NPK; 6. Дефекат + NPK; 7. Навоз + дефекат + NPK.

Навоз в дозе 40 т/га, карбонат кальция, дефекат по 5 т/га внесены в черный пар. Под сахарную свеклу вносилась рекомендуемая доза N120P120K120 осенью в основную обработку в виде азофоски (NPK 16%). Подстилочный полуперепревший навоз КРС содержал 0,5% азота, 0,25% фосфора, 0,6% калия. Карбонат кальция, выпускаемый Россошанским ОАО «Минудобрения» в своем составе содержал – СаСО3(86%), азот (1,5%), фосфор (1,25%), калий (0,8%). Дефекат, являющийся отходом Елань-Коленовского свеклосахарного завода, имел следующий состав: СаСО3 (76%), азот (0,5%), фосфор (1,1%), калий (1,0%).

Повторность опыта четырехкратная. Размещение делянок систематическое, последовательное. Посевная площадь делянок 45 м2 (3 х 15), учетная 27м2 (0,45 х 15 х 4). Агротехника возделывания сахарной свеклы проводилась в соответствии с рекомендациями для Воронежской области. Уборку урожая проводили поделяночно вручную. Урожайные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа с помощью персонального компьютера по Б.А. Доспехову (1985). Биоэнергетическую оценку изучаемых приемов окультуривания почв выполняли по методике биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства (1983).

Почва опытного участка – чернозем обыкновенный среднемощный, среднегумусный, тяжелосуглинистый со следующей агрохимической характеристикой пахотного слоя: гумус - 6,71 %, рН солевой вытяжки – 6,0, гидролитическая кислотность - 1,67 мг-экв./ 100 г почвы, сумма поглощенных оснований – 40,18 мг-экв./100 г, подвижный фосфор – 85,0 мг/кг, обменный калий – 160,0 мг/кг.

Химические анализы почвенных и растительных образцов проводились в лабораториях ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева РАСХН, ФГУ ГСАС «Таловская» по методикам: гумус по Тюрину (ГОСТ 23740-79), сумма поглощенных оснований – по Каппену (ГОСТ 27821 – 88), обменные Са и Mg – трилонометрически (ГОСТ 26 487 – 85), рН – потенциометрически (ГОСТ 26483-85), гидролитическая кислотность – по Каппену (ГОСТ 26212-91), нитратный азот – спектрофотометрически (ГОСТ 26951-86), аммонийный азот – по Коневу с реактивом Несслера (ГОСТ 26489-85), подвижный фосфор, обменный калий – по Чирикову (ГОСТ 26204-84, ГОСТ 26204-91), тяжелые металлы – атомно-абсорбционным методом.

Анализы растительных образцов: азот – по Къельдалю (ГОСТ 13496.4-93), фосфор – ванадо-молибдатным методом (ГОСТ 26657-97), калий – на пламенном фотометре (ГОСТ 30504-97), кальций – трилонометрически (ГОСТ 26570-95), NO3 – ионометрически (ГОСТ 26488-85), влага – весовым методом (ГОСТ 13496.3-92), сахароза – оптическим методом (ГОСТ 13496.2-91), тяжелые металлы – атомно-абсорбционным методом (ГОСТ 26929-86).

Влажность почвы – взятием проб через 10 см на глубину 1,0 м и высушиванием их до постоянного веса при температуре 105оС (ГОСТ 28268-89), определение водопрочности почвенных агрегатов – прибором Бакшеева методом качания сит микробиологическая активность почвы – по методу Теппера, ферментативная активность почвы – по унифицированным методам Галстяна, фенологические наблюдения – по методике Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971).

3. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО

3.1. Влияние агрохимических средств на содержание гумуса в почве

Внесение рекомендуемой дозы удобрений под сахарную свеклу N120P120K120 способствовало повышению количества гумуса на 1,5 относительных процента от контрольного варианта, на котором содержание гумуса составляло 6,7% (рисунок 1).

Рис. 1. Влияние применения удобрений на содержание гумуса под

сахарной свеклой в слое почвы 0-30 см, 2004-2006 гг.

Использование минеральных удобрений на фоне 40 т/га навоза, 5 т/га карбоната кальция увеличивало содержание гумуса на 3,0%. На варианте с использованием рекомендуемой дозы удобрений на фоне внесения 5 т/га дефеката содержание гумуса повышается на 4,5%. Оптимальными для гумусонакопления являются варианты с совместным использованием на фоне навоза карбоната кальция, дефеката и минеральных туков, которые повышают содержание гумуса на 6,0%.

3.2. Динамика содержания нитратного и аммонийного азота в почве

В результате проведенных наблюдений за динамикой N-NO3 в слое почвы 0-30 см под сахарной свеклой (таблица 1) установлено, что на контрольном варианте в среднем за вегетационные периоды (2004-2006 гг.) содержание нитратного азота 10,4 мг/кг.

Таблица 1 – Динамика содержания N-NО3 под сахарной свеклой в слое почвы 0-30 см в 2004-2006 гг., мг/кг

Вариант

Срок определения

Среднее

всходы

смыкание в рядках

смыкание междурядий

уборка

1. Контроль, б/у

10,2

14,8

11,4

5,4

10,4

2. NРК

9,9

17,1

8,8

6,7

10,6

3. Навоз + NРК

10,6

14,4

10,6

6,5

10,5

4. Карб. кальция + NРК

15,4

17,7

12,6

6,8

13,1

5. Навоз + карб. кальция + NРК

11,7

18,2

13,3

6,9

12,5

6. Дефекат + NРК

10,5

17,6

9,6

8,1

11,5

7. Навоз + дефекат + NРК

15,0

18,3

10,9

6,9

12,8

НСР0,95

2,1-2,8

Азотные туки усиливают нитратонакопление в почве на 1,9%. При внесении навоза в почву вместе с минеральным азотом и энергетическим материалом, необходимым для жизнедеятельности микроорганизмов, поступает дополнительное количество микрофлоры, которая использует частично минеральный азот почвы, сдерживает мобилизационную способность почвы в первый период взаимодействия и снижает запасы нитратов самой почвы. Использование кальцийсодержащих материалов (карбоната кальция, дефеката) совместно с минеральными туками мобилизует нитратный азот, увеличивая его концентрацию на 10,6-26,0%. Внесение 5 т/га карбоната кальция увеличивает нитратную фракцию азота на 23,6% относительно варианта с применением туков. Комплексное использование органо-минеральных удобрений и кальцийсодержащих соединений повышает содержание N-NO3 в почве под сахарной свеклой на 20,2-23,1%. На этих вариантах отмечается максимальная аккумуляция минерального азота в метровом горизонте.

Сезонные изменения содержания минерального азота в черноземе обыкновенном под сахарной свеклой носят однонаправленный характер: весенний максимум в начале вегетации и минимальное его количество в июле-августе. Летом, в период наиболее интенсивного роста и развития растений, из-за ограниченных запасов продуктивной влаги, процессы нитрификации затухают, и содержание нитратного азота снижается в 2,5 раза относительно максимального его накопления.

3.3. Динамика содержания подвижного фосфора

Концентрация подвижного фосфора на контроле 96,5 мг/кг соответствует средней обеспеченности по существующей группировке почв (таблица 2).

Таблица 2 – Динамика содержания Р2О5 под сахарной свеклой в слое почвы 0-30 см в 2004-2006 гг., мг/кг

Вариант

Срок определения

Среднее

всходы

смыкание в рядках

смыкание междурядий

уборка

1. Контроль, б/у

85,0

108,2

97,3

95,5

96,5

2. NРК

95,8

118,8

101,5

112,7

107,2

3. Навоз + NРК

106,8

119,8

114,5

104,7

111,5

4. Карб. кальция + NРК

116,8

121,0

112,3

121,8

118,0

5. Навоз + карб. кальция + NРК

110,0

120,3

119,5

123,8

118,4

6. Дефекат + NРК

103,3

127,5

115,3

106,8

113,2

7. Навоз + дефекат + NРК

110,3

114,2

108,5

119,5

113,1

НСР0,95

9,0-12,8

Удобрения оказывают существенное влияние на мобилизацию фосфорной кислоты, улучшая фосфатный режим почвы на 11,0-22,7%. В результате применения минеральных туков содержание подвижного фосфора повысилось на 11,0%. Внесение подстилочного навоза и минеральных удобрений способствовало повышению аккумуляции подвижных фосфатов в пахотном слое почвы на 15,5%. Внесение минеральных удобрений на фоне мелиорантов в виде карбоната кальция и дефеката в дозе 5 т/га повышало концентрацию фосфора на 22,3 и 17,3% соответственно. Последействие карбоната кальция, как на минеральном, так и на органо-минеральном фоне обеспечивало достоверное повышение содержания Р2О5 в пахотном слое почвы. Процесс пополнения подвижного фосфора в почве наиболее интенсивно осуществлялся на варианте совместного использования минеральных, органических и кальцийсодержащих удобрений, где концентрация фосфора выше на 17,2 – 22,3%, что способствует достижению оптимального уровня фосфатного режима и соответствует 118,4 мг/кг почвы, т.е. повышенному содержанию по обеспеченности Р2О5.

Содержание усвояемого фосфора в течение вегетации нестабильно. По всем вариантам опыта наблюдается тенденция к уменьшению содержания Р2О5 от фазы смывания в рядках и междурядьях к уборке.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Влияние агрохимических средств на плодородие чернозема выщелоченного и состояние тяжелых металлов в почве и растениях

    Автореферат
    Государственное научное учреждение «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева Россельхозакадемии»
  2. 81. Предпосевная обработка почвы под яровые культуры

    Документ
    П. о. п. под яровые культуры начинается ранней весной с боронования зяби (покровного боронования), цель которого выровнять и разрыхлить поверхность почвы, чтобы предотвратить капиллярное испарение влаги.
  3. Регламент работы конференции (6)

    Регламент
    Ректорат ФГОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова» приглашает Вас принять участие в работе Международной научно-практической конференции «Наука и инновации в сельском хозяйстве».
  4. Влияние радиоактивного загрязнения на сельское хозяйство. Содержание

    Реферат
    В настоящее время и в перспективе особо остро встаёт проблема эколо­гической безопасности окружающей среды, экологически безопасного природопользования при возрастающих антропогенных нагрузках.
  5. География почв с основами почвоведения

    Документ
    К 256 География почв с основами почвоведения: словарь терминов и понятий для студентов специальности 1 - 31 02 01 02 «География (научно-педагогическая деятельность» / Г.

Другие похожие документы..