Введение к работе
Актуальность темы. Резкое снижение объёмов известкования в Нечерноземной зоне России привело к заметному подкислению почв, снижению их плодородия и уменьшению продуктивности агроценозов. Одна из причин этого явления - ликвидация заводов по производству известковой муки. Восстановить их в короткое время вряд ли возможно. В связи с этим актуальными стали исследования, направленные на изучение эффективности и экологической безопасности нетрадиционного химического мелиоранта - карбоната кальция конверсионного (ККК), используемого для известкования кислых почв. Особого внимания заслуживает изучение поведения основного загрязнителя ККК - нерадиоактивного стронция в системе ККК - почва - растение. Результаты этих исследований позволяют установить возможный риск, связанный с использованием ККК для известкования почв, и уточнить регламенты его безопасного применения.
В проведённых исследованиях впервые изучено влияние ККК на агрохимические свойства дерново-подзолистой слабосмытой почвы, а также процессы миграции стронция мелиоранта с жидким и твёрдым стоком. Разработаны предложения по применению ККК в качестве мелиоранта кислых почв при ми-нимализации негативного экологического воздействия на окружающую природную среду.
Цель и задачи исследований. Целью работы является выявление путей миграции стронция, содержащегося в мелиоранте карбонате кальция конверсионном при его использовании в качестве материала для известкования кислых почв, и разработка экологически безопасных условий его применения.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
выявить влияние карбоната кальция конверсионного на ППК кислых дерново-подзолистых почв при внесении его в качестве известкового материала в чистом виде и при совместном внесении с доломитовой мукой и минеральными удобрениями;
изучить действие ККК на доступность питательных веществ и плодородие почвы;
выявить влияние карбоната кальция конверсионного на миграцию стронция, кальция, магния и других катионов и анионов по профилю почвы;
установить возможность миграции стронция, других загрязняющих веществ и биогенных элементов при внесении ККК;
выявить влияние карбоната кальция конверсионного на урожайность сельскохозяйственных культур;
выяснить влияние ККК на накопление стронция в почвах, почвенных и грунтовых водах, надземной массе растений;
дать экологическую и экономическую оценку возможности использования ККК в качестве мелиоранта кислых дерново-подзолистых почв.
Научная новизна работы. Настоящая работа яатяется результатом обобщения комплексных многолетних полевых и лабораторных исследований, выполненных в 2004 - 2008 гг. Получены новые данные по агроэкологической оценке карбоната кальция конверсионного, его влиянии на свойства дерново-подзолистых почв и их плодородие. Впервые изучена транслокация стронция и кальция по профилю почвы, а также с поверхностным и внутрипочвенным стоком.
Практическая значимость работы. В результате проведённых исследований изучены химический состав и физические свойства карбоната кальция конверсионного. Получены новые данные о влиянии применения ККК на накопление нерадиоактивного стронция в системе мелиорант - почва - растение. Это позволяет разработать предложения по регламентам безопасного применения ККК для известкования кислых дерново-подзолистых почв.
Определены количественные параметры массопереноса стронция с поверхностным и внутрипочвенным стоком, установлены размеры его миграции по профилю почвы, которые использованы для оценки и прогнозирования экологической ситуации в агросистемах при применении ККК. Проведённые исследования направлены на снижение до минимума риска загрязнения почв стронцием при использовании ККК.
Апробация работы. Материалы исследований доложены на научно-практических конференциях молодых учёных в ФГОУ ВПО «Смоленская государственная сельскохозяйственная академия» в 2007, 2008 и 2010 гг., в ФГОУ ВПО «Смоленский сельскохозяйственный институт» в 2006.; на международной научной конференции в ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА» в 2007 г.; на V Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсосбережение и экологическая безопасность» (Смоленск, 2006 г.); на Всероссийской научно-практической конференции во ВННИИЗиЗПЭ в 2006 г.; на областном конкурсе молодых учёных в 2008 г.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 15 печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 235 страницах машинописного текста, включает содержание, введение, 6 глав, 71 таблицу, 40 рисунков и список публикаций из 218 наименований, в том числе 11 иностранных авторов. Приложения представлены на 25 страницах.
