Введение к работе
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 – 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.
