Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Патрин Максим Александрович

Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос
<
Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Патрин Максим Александрович. Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос : диссертация ... кандидата сельскохозяйственных наук : 06.01.04 / Патрин Максим Александрович; [Место защиты: Оренбург. гос. аграр. ун-т].- Оренбург, 2009.- 142 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-6/185

Содержание к диссертации

Введение

1. Эколого-агрохимические аспекты использования птичьего помета в качестве универсального орга- 7 нического удобрения (литературный обзор)

2. Условия и методика проведения исследований

2.1. Эколого-агрохимическая характеристика почвы 27

2.2. Климат и погода 28

2.3. Методика проведения опытов 29

3. Влияние сухого гранулированного птичьего помета на плодородие почвы

3.1. Химический состав птичьего помета 32

3.2. Гумусовое состояние почв 40

3.3. Микробиологическая и ферментативная активность почв 42

3.4. Содержание водопрочных агрегатов 45

3.5. Макроэлементы 4 7

3.6. Микроэлементы 50

3.7. Плодородие почвы на производственных массивах 51

4. Влияние сухого гранулированного птичьего по мета на ростовые процессы, формирование био массы, содержание и потребление питательных веществ озимой пшеницей

4.1. Ростовые процессы 54

4.2. Формирование биомассы 57

4.3. Макроэлементы 59

4.4. Микроэлементы 66

5. Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от применения удобрений

5.1. Урожайность зерна , 74

5.2. Структура урожая 75

5.3. Качество зерна 77

6. Влияние лесных полос и удобрений на плодоро дие почвы и продуктивность озимой пшеницы

6.1. Морфология и агрофизика темно-каштановой почвы в зоне влияния защитных лесных насаждений

6.2. Содержание гумуса и питательных веществ в почве 94

6.3. Продуктивность озимой пшеницы 96

7. Эколого-экономическая и энергетическая эффек тивность применения сухого гранулированного птичьего помета под озимую пшеницу

7.1. Экономическая эффективность 100

7.2. Энергетическая оценка 101

7.3. Содержание тяжелых металлов в почве и растениях 103

Выводы 108

Предложения производству 111

Список использованной литературы

Введение к работе

Актуальность темы: Агрохимия является теоретической основой для решения многих актуальных задач современности, связанных с обеспечением существования человеческого общества. Главная из них — повышение продуктивности агробиоценозов, их природоохранности и энергоэкономичности, что требует системного подхода к анализу современной эколого-агрохимической ситуации и разработке путей устойчивого их развития.

Антропогенное и агрогенное воздействие на почву усиливают деградацию потенциального и эффективного плодородия. Это неизбежно приводит к непрерывному росту затрат на поддержание определенного урожая сельскохозяйственных культур, что в современных условиях связанного с большими трудностями.

В условиях резкого удорожания промышленных удобрений самого пристального внимания заслуживают местные источники повышения плодородия почв и наиболее концентрированный среди них - птичий помет.

Перевод птицеводства на промышленную технологию позволяет создать мощные предприятия, уровень механизации в которых планируется довести до 92-93 %. Перевод птиц на клеточное содержание обусловливает получение в большом количестве полужидкого и жидкого помета.

Помет, постоянно накапливаясь у птицефабрик, создает антисанитарные условия, угрозу заражения и загрязнения окружающей среды. Поэтому очень важно решить проблему его переработки и рационального использования.

В процессе хранения полужидкого и жидкого помета происходит минерализация органического вещества. Потери его составляют за два-три месяца хранения 25-40 %. Еще более высокие потери органических и минеральных веществ происходят при его промораживании и последующем оттаивании. По этой причине складировать помет мелкими кучами или разбрасывать по полю без последующей заделки недопустимо.

Для сохранения питательных веществ используют различные приемы его обработки: компостирование, добавление химических реагентов, смешивание с веществами, способными устранить неприятный запах и закрепить азот, термический метод обезвоживания и обеззараживания и другие.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - дать эколого-агрохимическую оценку сухому гранулированному птичьему помету в зоне влияния системы лесных полос и без их участия при возделывании озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья.

Задачи исследований:

дать эколого-агрохимическую характеристику сухому гранулированному птичьему помету в сравнении с другими видами удобрений;

изучить влияние различных доз сухого гранулированного птичьего помета и лесных полос на динамику почвенного плодородия: микробиологическую активность почвы, содержание и качественный состав гумуса, динамику макро- и микроэлементов;

изучить влияние удобрений и лесных полос на рост, развитие, урожайность и качество зерна озимой пшеницы Виктория 95;

оценить химический состав и вынос макро- и микроэлементов с урожаем озимой пшеницы на разноудобренных вариантах;

дать эколого-экономическую и энергетическую оценку различным дозам сухого гранулированного птичьего помета в системе лесных полос и без их участия.

Научная новизна. Впервые показана эффективность применения различных доз сухого гранулированного птичьего помета с применением лесных полос и без их участия при возделывании озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья.

Положения, выносимые на защиту:

1 Эколого-агрохимическая характеристика сухого гранулированного птичьего помета.

  1. Влияние сухого гранулированного птичьего помета и лесных полос на динамику почвенного плодородия темно-каштановых почв Заволжья.

  2. Влияние удобрений и лесных полос на урожайность и качество зерна озимой пшеницы.

  3. Эколого-экономическая и энергетическая эффективность применения сухого гранулированного птичьего помета в зоне влияния лесных полос и без их участия.

Практическая значимость работы. Разработаны рекомендации по использованию сухого гранулированного птичьего помета при возделывании озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья, которые апробированы и внедрены в ООО «Нива» Энгельсского района.

В этом хозяйстве нами смонтирована установка по высокотемпературной сушке помета. Сухой гранулированный птичий помет удобен для транспортирования, длительного хранения и внесения. Концентрация питательных веществ в нем в 2-3 раза выше по сравнению с пометом бесподстилочным. Эффективность этого нового вида местных удобрений впервые испытана в опытах с озимой пшеницей на темно-каштановых почвах Заволжья.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях Саратовского ГАУ имени Н.И.Вавилова в 2005-2007 гг. и на конференциях различного уровня в Пензе (2005 г.), Волгограде (2005 гг.), Москве (2006 г.).

Публикации. Основные положения работы изложены в 4 научных статьях.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 125 странице и состоит из семи глав, выводов и предложений производству. Список литературы представлен 164 источниками, из них 10 иностранными авторами. Таблиц - 48, рисунков - 5, приложений - 12.

Эколого-агрохимическая характеристика почвы

ООО «Нива», на почвах которой проводились исследования, относится к третьему агроклиматическому району, характеризующемуся засушливым, жарким климатом.

Средняя сумма температур воздуха больше 10 С составляет 2700-2900. Среднегодовое количество осадков - 300-350 мм. Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы весной 100-125 мм. Средняя продолжительность безморозного периода 140-160 дней. Число дней с суховеями 30-50, средняя высота снежного покрова на открытых участках - 30-50 см.

Характеристика погодных условий в годы исследований приведена в табл. 2. Наиболее благоприятным для возделывания озимой пшеницы оказался 2006 год, 2007 год был средним, а 2005 - самым неблагоприятным. С апреля по июль в 2006 году выпало 172 мм осадков при норме 92 мм. Температура воздуха в мае была на 1 С а в июле - на 4,1 С ниже средней многолетний величины. Относительная влажность воздуха достигала в эти месяцы 63-64 % при норме 35-37 %.

За два летних месяца (июнь и июль) в 2007 году выпало 111 мм осадков при норме 53 мм. Лето в этом году было не только влажным, но и прохладным, что благоприятствовало наливу зерна.

В самом неблагоприятном для возделывания озимой пшеницы 2005 году особенно мало осадков выпало в июле, что отрицательно сказалось на наливе зерна. С апреля по июль в этом году выпало 163, а с января по июль - 277 мм осадков против 284 мм в 2006 году. Особенно жаркой была третья декада мая.

Научно-исследовательская работа проводилась в 2005-2007 гг. на темно-каштановых почвах Заволжья, в ООО «Нива» Энгельсского района Саратовской области.

Применялись полевой, лабораторно-полевой, лабораторный методы и производственные испытания. Метод расположения делянок систематический. Площадь одной делянки 200 м", повторность четырехкратная. Схема опыта включала следующие варианты: Контроль - без удобрения N60P44K25

Помет, т/га: бесподстилочный - 4,0; сухой гранулированный: 0,6 1,2 1,8 2,4 Опыт проводился в системе лесных полос и без них. Использовались лесные полосы шириной 18-27 м (6 рядов) плотной конструкции, возраст 40 лет. Главная порода - вяз приземистый, высотой 12,5-15,8 м. Бонитет насаждений I—II. Сохранность 14-41 %.

Основное внесение удобрений осуществлялось осенью под зябь. Сухой гранулированный птичий помет имел следующий химический состав: влага -12 %; азот - 5,0 %; фосфор - 3,7 % и калий - 2,1 %.

Сухой гранулированный птичий помет готовился из бесподстилочного путем высокотемпературной сушки на смонтированной нами установке. Состав бесподстилочного помета плотной консистенции: влага - 70 %; азот - 1,5 %; фосфор - 1,0 % и калий - 0,75 %. Доза помета бесподстилочного - 4,0 т/га была эквивалентна дозе сухого гранулированного птичьего помета 1,2 т/га. Ей же соответствовала и доза полного минерального удобрения N6oP44K25-Исследования проводились с озимой пшеницей сорта Виктория 95. Агротехника общепринятая для данной зоны.

Все исследования сопровождались изучением факторов внешней среды, биометрическими измерениями, эколого-агрохимическими и микробиологическими анализами.

В почвенных образцах определяли общее содержание гумуса методом Тюрина, количество собственно гумусовых веществ (СГВ) и детрита - путем сочетания методов Тюрина и Ширингера, подвижных органических веществ - методом М.А. Егорова (1985), подвижного фосфора и обменного калия - по Мачигину, нитрификационную способность почвы - по методу ЦИНАО, степень кислотности (рН) -він вытяжке хлористого калия, микроэлементов - по Пейве - Ринкису и Крупскому - Александровой, а также валовое содержание тяжелых металлов - свинца, кадмия, ртути, хрома спектральным методом.

Учет численности различных групп микроорганизмов проводился путем посева почвенной суспензии на элективные питательные среды.

Потенциальную азотфиксирующую способность почвы определяли ацетиленовым методом Умарова; активность почвенных ферментов: каталазы - по Галстяну, протеазы - по Гофману, уреазы - по Ромейко, инвертазы - по Звягинцеву; продуцирование углекислого газа определялось в закрытых сосудах по Купревичу.

Фенологические наблюдения проводились по методике Руденко. Анализ структуры урожая - на закрепленных площадках размером 0,25 м" в 10-ти кратной повторности.

Определяли общую и продуктивную кустистость, длину стебля и колоса, число колосков и зерен в колосе и их массу (методика Госсортсети).

Урожай зерна учитывали методом прямого комбайнирования со взвешиванием зерна с каждой делянки и приведения его к стандартной влажности и 100 % чистоте.

Определение качества зерна: масса 1000 семян по ГОСТу 10842-76, натура - по ГОСТу 10840-64, стекловидность - по ГОСТу 10987-76, содержание и качество клейковины - по ГОСТу 13586-6, белок- по ГОСТу 10846-74.

Экономическая оценка результатов исследований проведена по методике ВНИИЭСХ, энергетическая - по Коринец (1989). Статистическая обработка экспериментальных данных - по Доспехову.

Микробиологическая и ферментативная активность почв

Гумус является интегральным показателем или квинтэссенцией плодородия почв. Это сложный и относительно динамичный комплекс органических соединений. Он подвергается как количественным, так и качественным изменениям под влиянием многих факторов, из которых основным является антропогенная или хозяйственная деятельность человека. Темно-каштановые почвы, как отмечено во второй главе, имеют очень низкую обеспеченность гумусом. Поэтому так важно было выяснить воздействие сухого гранулированного птичьего помета различных доз на этот показатель. В опытах с озимой пшеницей Виктория 95 мы изучали общее содержание гумуса, количество собственно гумусовых веществ (СГВ), детрита и подвижных органических веществ (табл. 8).

Самое высокое содержание гумуса в пахотном слое почвы наблюдалось при внесении сухого гранулированного птичьего помета в дозах 1,8 и 2,4 т/га. Увеличение содержания общего гумуса происходило в основном за счет детрита, т.е. полуразложившихся органических остатков. Содержание собственно гумусовых веществ и подвижное органическое вещество от раз личных доз сухого гранулированного птичьего помета и эквивалентной дозы полного минерального удобрения изменялись недостаточно.

Влияние сухого гранулированного птичьего помета на гумусовое состояние темно-каштановой почвы, % (2005-2007 гг.) Варианты опыта Общий гумус Детрит СГВ Подвижноеорганическоевещество Контроль, без удобрений 2,40 0,97 1,43 0,048 N60P44K25 2,42 0,98 1,42 0,049 Помет бесподстилочный, 4т/га 2,45 1,05 1,45 0,050 Сухой гранулированный, т/га:0,61,2 1,8 2,4 2,42 2,43 2,45 2,47 1,00 1,05 1,04 1,05 1,42 1,45 1,45 1,47 0,048 0,048 0,049 0,050

Установлена тесная положительная связь между содержанием детрита и урожайностью зерна озимой пшеницы - коэффициент корреляции 0,98. Столь тесная связь, по-видимому, обусловлена положительным влиянием детрита на агрофизические свойства почвы. Более слабая корреляционная зависимость была установлена между содержанием подвижных органических веществ и урожайностью зерна озимой пшеницы (г = 0,80, вероятность проявления 64 %).

Приведенные результаты исследований позволяют сделать вывод, что органическое вещество почвы является одним из основных факторов, обуславливающее их плодородие и как следствие этого - получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Сухой гранулированный птичий помет оказывает на гумусовое состояние почвы такое же влияние как помет бесподстилочный в эквивалентной азоту дозеВ современных технологиях огромную роль в питании культурных растений играют микроорганизмы почвы и ризосферы. Растения без микроорганизмов не могут нормально расти и давать урожаи. По Красильникову (1958) "живое население почвы следует рассматривать как важнейший фактор плодородия почвы". На это же указывают и другие исследователи (Костычев, 1940; Докучаев, 1949; Кононова, 1951; Тюрин, 1965; Голубев, 1977; Довбан, 1990).

Продукты жизнедеятельности, микроорганизмов (аминокислоты, витамины, ферменты, ростовые вещества - ауксины и др.) усваиваются растениями и положительно влияют на их развитие и рост. Микроорганизмы переводят нерастворимые минеральные и органические соединения в доступные для растений формы и ускоряют поступление элементов питания в растения (Ви-ноградский, 1952; Федоров, 1954; Мишустин, 1956; Кормилицын, 1990).

С возрастанием доз сухого гранулированного помета заметно увеличиваются все изученные группы микроорганизмов (табл. 9). Особенно хорошие результаты получены при внесении его в дозах 1,8 и 2,4 т/га.

Численность аммонифицирующих бактерий на контрольном варианте, в среднем за три года, составила 40,7 млн на один грамм абсолютно сухой почвы; при внесении 1,2 т/га сухого гранулированного птичьего помета она повысилась до 43,1, а при 2,4 т/га - до 50,0 млн.

Под влиянием этого удобрения наиболее активно идет развитие очень важных в агрономии нитрифицирующих бактерий. При основном внесении 1,2 т/га сухого помета их численность возросла в 2,4, а при внесении 2,4 т/га - в 3 раза.

Основной причиной высокой биогенности почв на лучших вариантах с внесением сухого гранулированного птичьего помета является активное наращивание фитомассы и корневые выделения растений - источник энергии и пищи для почвенной микрофлоры.

Формирование биомассы

Наблюдения за формированием биомассы показали, что этот процесс идет одновременно с ростом в высоту и формированием листового аппарата практически до конца вегетации.

В ряде случаев к фазе созревания наблюдается некоторое снижение сухой биомассы, что объясняется опадением старых листьев. На удобренных вариантах растения создавали значительно больше сухой биомассы, чем на неудобренных. При этом четко прослеживается закономерность: чем выше уровень насыщенности удобрениями, тем больше формировалось сухой биомассы. В соответствии с этим более низкие дозы сухого гранулированного птичьего помета (0,6 и 1,2 т/га) позволяли накопить ее значительно меньше, чем более высокие (1,8 и 2,4 т/га). Два последних варианта мало отличались друг от друга.

В среднем за три года в фазу кущения озимая пшеница наращивала на контрольном варианте 0,48 т/га сухого вещества, а при основном внесении 1,8 и 2,4 т/га сухого гранулированного птичьего помета - 0,54 т/га (табл. 20). Уже в эту фазу развития озимой пшеницы отчетливо проявилось влияние погодных условий.

Усиленная минерализация органического вещества удобрения во второй половине вегетации обеспечившая повышенное накопление питательных веществ в почве, привела к особенно энергичному формированию надземной биомассы, начиная с фазы трубкования.

В среднем за три года растения на контрольном варианте сформировали в фазу трубкования 3,30 т/га сухого вещества с колебаниями по годам от 2 до 4,5 т/га. В сухие годы при внесении 1,2 т/га сухого гранулированного птичьего помета сухая биомасса увеличилась до 2,21-2,35, в средние до 4,27-4,97 и в наиболее благоприятном 2006 г. до 5,70 т/га.

Наиболее заметный прирост сухого вещества зафиксирован нами в фазу колошения озимой пшеницы. При внесении 0,6 и 1,2 т/га сухого гранулированного птичьего помета прирост сухого вещества в среднем за три года составил, соответственно, 0,75 и 1,07 т/га, а при использовании 1,8 и 2,4 т/га удобрения 1,45-1,5 т/га по сравнению с неудобренным контролем.

В благоприятном 2006 г. на контрольном варианте сухое вещество в фазу колошения достигло 4,06 т/га, или было в 2,1 раза выше по сравнению с засушливым 2005 г. Сухой гранулированный птичий помет, внесенный в дозах 1,8 и 2,4 т/га позволил довести сухое вещество в 2006 г. до 5,13 т/га.

В фазу полной спелости на контрольном варианте в засушливом году было сформировано 3,6, среднем - 7,2 и наиболее благоприятном - 9 т/га сухого вещества.

На контрольном варианте в среднем за три года сухое вещество в фазу полной спелости составило 6,35 т/га. При внесении 0,6 и 1,2 т/га сухого гранулированного птичьего помета этот показатель увеличился до 6,81-7,08. Внесение 1,8 и 2,4 т/га удобрений оказало несколько больший и примерно одинаковый эффект - 7,5 и 7,56 т/га. При использовании бесподстилочного помета и полного минерального удобрения прирост сухого вещества составил 7,38-7,44 т/га.

Суммируя полученные данные по влиянию сухого гранулированного птичьего помета на ростовые процессы в растениях, можно сделать вывод, что оно благоприятно сказалось на всех показателях роста, причем ход ростовых процессов не изменялся по сравнению с неудобренными растениями, а изменялись только качественные параметры роста: высота растений, размеры и площадь листьев, фотосинтетический потенциал, величина биомассы. Применение помета улучшило эти параметры, что подтвердило известную динамическую взаимосвязь и взаимозависимость указанных показателей роста растений.

Процесс потребления питательных элементов растениями в течение вегетации имеет важное значение для формирования урожая и его качества. В большой степени он зависит от концентрации этих элементов в почве. Как недостаток, так и избыток какого-либо элемента питания приводит к изменениям в поглощении элементов, торможению процессов жизнедеятельности и снижению продуктивности. При этом изменяется и концентрация питательных элементов в растениях. Ринькис и др. (1989) считают, что поглощение всех элементов минерального питания растениями находится в тесной взаимосвязи; повышение концентрации какого-либо элемента в субстрате приводит к увеличению его концентрации в растениях; отклонение от оптимума концентрации одного элемента на 30-100 % вызывает изменение поглощения остальных элементов.

Для суждения об обеспеченности растений питательными веществами в течение вегетации требуются данные оптимальной их концентрации в целых растениях или их органах. Под оптимальными концентрациями обычно понимают количество элементов, которые обеспечивают более высокую продуктивность культуры при изучении различных доз одного или нескольких элементов питания в определенных условиях. Это, как правило, концентрация питательных элементов в растениях того варианта удобрения, который обеспечивает максимальный урожай выращиваемой культуры при нормальных условиях влажности, агротехники и др.

Таким образом, изучение динамики потребления питательных элементов растением в течение вегетации в зависимости от применяемых удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях является актуальной задачей. Полученные данные необходимы для диагностики питания растений и расчета доз удобрений на запланированный урожай.

Проведенные нами исследования показали, что потребление питательных элементов озимой пшеницей происходит согласно закономерности, состоящей в постепенном убывании от начала вегетации к ее концу относительного содержания их в целом растении и одновременном нарастании абсолютного накопления по мере прохождения фаз вегетации. Но каждый элемент имеет свою специфику.

Содержание гумуса и питательных веществ в почве

Охрана природной среды от техногенных загрязнений сейчас приобретает огромное общечеловеческое значение. Особое место в ней занимает охрана почв. Почва является основным средством производства в сельском хозяйстве, и охрана экологической чистоты гарантирует ее плодородие и высокое качество растениеводческой продукции.

Накопление тяжелых металлов в почве отрицательно влияет на ее плодородие, микробиологическую деятельность, рост и развитие растений, качество продукции. Загрязнение окружающей среды в результате хозяйственной деятельности человека к настоящему времени достигло катастрофических размеров. Оно вызывается различными химическими средствами интенсификации сельскохозяйственного производства, твердыми, жидкими и газообразными отходами промышленности, органическими отходами животноводческих ферм, комплексов и крупных городов, детергентами, искусственными долгоживущими продуктами ядерного деления, продуктами сгорания топлива и т.д.

К тяжелым металлам относят химические элементы с плотностью более 5 г/см3. Не все они обязательно токсичны. Сюда входят и микроэлементы, играющие важную биологическую роль в растениях. Постоянное поступление тяжелых металлов даже в малых количествах в течение продолжительного времени способно привести к существенному накоплению металлов в почве (Минеев, 1984, 1990; Алексеев, 1987; Кабата-Пендиас, 1989). К наиболее опасным тяжелым металлам относят ртуть, свинец и кадмий. Употребление человеком и сельскохозяйственными животными растений с высоким содержанием этих элементов является причиной появления у них различных заболеваний. Попадание в организм человека свинца ведет к нарушению сна, общей слабости, ухудшению настроения, нарушению памяти и снижению устойчивости к бактериальным инфекциям (Яблоков, Остроумо ва, 1985; Яблоков, 1988, 1990). Накопление в продуктах питания кадмия, токсичность которого в 10 раз выше свинца, вызывает разрушение эритроцитов крови, нарушение работы почек, кишечника, размягчение костной ткани. Парные и тройные сочетания тяжелых металлов усиливают токсический эффект.

Экспертным комитетом ВОЗ разработаны нормативы поступления в человеческий организм тяжелых металлов. Установлено, что каждую неделю здоровый человек массой 70 кг может получать с пищевыми продуктами без вреда для своего здоровья, не более 3,5 мг свинца, 0,625 мг кадмия и 0,35 мг ртути (Kloke, 1983).

Фоновое содержание свинца в почвах равно примерно 30, а кадмия -0,5 мг/кг. В растениях, выращиваемых на незагрязненных грунтах, соответственно 0,009-0,045 и 0,011-0,067 мг/кг сырого вещества (Wolnink u.a., 1985). При наличии тяжелых металлов в почве и последующем поступлении их в растения они концентрируются в основном в вегетативных органах, что объясняется защитной реакцией растений. Исключение составляет кадмий, легко проникающий как в стебли и листья, так и в генеративные части.

Обогащение растений тяжелыми металлами опасно для человека не только при употреблении растительной пищи, но и при использовании их на кормовые цели. Скармливание коровам растений, выращенных на загрязненных почвах, привело к увеличению концентрации кадмия в молоке до 17-30 мг/л (Machacek, 1983).

Сейчас проводятся исследования по определению предельно допустимых концентраций (ПДК) тяжелых металлов в почвах, а в ряде стран они уже приняты к исполнению. Так, в Германии ПДК по кадмию составляет 3, ртути - 2, свинцу - 100 мг/кг (Kloke, 1983).

Превышение указанных уровней содержания тяжелых металлов в почвах отражается на качестве и урожайности сельскохозяйственных культур: уменьшается содержание витаминов, ухудшается биологическая ценность

белка, нарушается обмен веществ, уменьшается или чрезвычайно увеличивается скорость роста. Продуктивность основных культур при выращивании их на почвах, загрязненных тяжелыми металлами, снижается на 20-47%. Тяжелые металлы влияют на генетические структуры растений. К сожалению, этот вопрос изучен крайне слабо, а в связи с использованием сухого гранулированного птичьего помета рассматривается нами впервые. Наши данные по изменению содержания тяжелых металлов в почве и растениях в зависимости от применения различных доз сухого гранулированного птичьего помета показали (табл. 54), что в большинстве случаев количество их в почвах и растениях снижается, что связано, на наш взгляд, с эффектом разбавления в связи с более энергичным наращиванием биомассы на хорошо удобренных вариантах.

По отрицательному воздействию на растения тяжелые металлы располагаются в следующий убывающий ряд: ртуть - кадмий - мышьяк - свинец -медь - никель - цинк. В почвах и растениях ртуть обнаружена лишь в виде следов. Концентрация кадмия в почве колеблется от 0,35 до 0,41 , а мышьяка от 1,3 до 1,6 мг/кг сухой почвы. Сравнение полученных данных с предельно допустимыми концентрациями свидетельствуют о высокой чистоте почв опытного участка - мышьяк соответствует 0,1 , а кадмий - 0,2 ед. ОДК. Птичий помет не загрязняет почву этими элементами, наоборот, их концентрация имеет тенденцию к понижению, особенно на хорошо удобренных вариантах (табл. 47).

Свинец также является весьма токсичным загрязнителем окружающей среды. В наших опытах он обнаружен в количествах, равных 10-14 мг/кг сухой почвы, что соответствует 0,1 ед. ОДК. Хорошо удобренные варианты имели более низкие концентрации свинца - 10-12 мг/кг.

Похожие диссертации на Продуктивность озимой пшеницы на темно-каштановых почвах Заволжья в зависимости от применения удобрений и системы лесных полос