Введение к работе
Актуальность темы. Использование в сельском хозяйстве вторичного сырья представляет интерес, как с экономической, так и с агроэкологической точки зрения. Становится актуальным снижение себестоимости получаемой продукции, улучшение экологической обстановки. В связи с подорожанием транспортных услуг и иен на ввозимые в область извне мелиоранты, высоким процентом кислых почв с тяжелым гранулометрическим составом и скоплением золошлаковых отходов (в дальнейшем - ЗШО) Благовещенской ТЭЦ появилась "необходимость в проведении исследований по использованию ЗШО в сельском "хозяйстве Амурской области.
Почвы на территории Амурской области в большинстве кислые, имеют тяжелый гранулометрический состав, часто переувлажняются. Поэтому, чтобы улучшить условия произрастания и питання культурных растений на глинистых почвах, необходимо вносить мелиораіггьі. Лучшими считаются те мелиоранты, которые могут не только улучшить структуру почв, но и снабдить её недостающими питательными элементами, важными для жизнедеятельности растений и микроорганизмов. При этом важна не только оптимальная доза, но и химический состав и физические свойства мелиоранта, так как наличие в них редкоземельных элементов создаёт угрозу кумуляции поллютантов в получаемой продукции.
Поэтому целью работы являлось изучение возможности применения золошлаковых отходов Благовещенской ТЭЦ в качестве агрогеохиммелиоранта лугово-черноземовидных маломощных глинистых почв под сельскохозяйственные культуры.
В задачи исследований входило изучение влияния высоких доз золош
лаковых отходов на: формирование листовой поверхности, фотосинтетиче
скую деятельность, накопление сухого вещества, накопление и вынос основных
элементов минерального питания, урожайность и товарность овощных культур
и картофеля; водно-физические и агрохимические свойства лугово-
черноземовидных маломощных глинистых почв; содержание в почве и полу
ченной продукции токсических элементов. Г
Научная новизна. Впервые в Амурской области были получены результаты исследований по влиянию высоких доз золошлаковых отходов Благовещенской ТЭЦ, внесённых в качестве геох им мелиоранта, на водно-физические и агрохимические свойства лутово-чернозе мо видных маломощных глинистых почв, на рост и продуктивность сельскохозяйственных культур, на содержание в почве и накопление в хозяйственно-ценной части урожая некоторых сельскохозяйственных культур токсических элементов. Защищаемые положения: '
- возможность внесения золошлаковых отходов для улучшения физических и
агрохимических свойств лугово-черноземовидных маломощных глинистых
почв Среднего Приамурья;
- потребление и вынос элементов минерального питания, урожайность и каче-
ство сельскохозяйственных культур при внесении
[ Золошлаковых отходВЕ ,
[ ЦНБМСХА і
фонд научной литературы''
- экономическая и энергетическая эффективность внесения золошлаковых отходов на длительную перспективу при выращивании сельскохозяйственных культур.
Практическое значение работы. Доказана возможность улучшения на длительную перспективу водно-физических н агрохимических свойств лугово-черноземовшшых маломощных глинистых почв Амурской области при использовании высоких доз золошлакозых отходов Благовещенской ТЭЦ.
Апробация работы. Результаты исследовании были изложены в докладах на научно-практических конференциях и опубликованы в сборниках научных статен. Материалы диссертации доложены на научно- практических конференциях в ДальГАУ (г. Благовещенск, 20()0,,2003), научно- практической конференции в АмГУ (г, Благовещенск, 2002), 4-Й международной научно- практической конференции (г, Санкт-Петербург, 2002).
Публикация работы. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ объемом 1,99 п. л..
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 210 страницах машинописного текста и состоит из введения, б глав, выводов и рекомендаций производству. Содержит 28 таблиц в тексте и 29 в приложении, дополнена 33 рисунками в тексте. Библиографический список включает 233 наименования, в том числе 29 на иностранном языке.
Условия и методика проведения исследований
Погодные условия вегетационных периодов 1998-2002 гг. определялись неравномерным количеством выпавших осадков и повышенным температурным режимом. По сравнению со сред не многолетним и значениями, в годы исследований наблюдались более высокие среднесуточные температуры воздуха, сумма активных температур была выше на 6-19%, количество выпавших осадков -ниже на 2-34%.
Полевые опыты проводились в 1998-2002 гг. на опытном поле СХНПК "Амурский" (с. Большеозерка Ивановского района Амурской области). Общая площадь делянки- 25 м:, учетная- 22 - 23 м2. Размещение делянок систематическое-в три блока со смещением, повторность трехкратная. Схема опыта; 1. Контрольный вариант {без ЗШО); 2, Почва; ЗШО = 1:0,12 от массы почвы (312 т ЗШО/га); 3. Почва: ЗШО = 1:0,25 от массы почвы (625 т ЗШО/га); 4. Почва: ЗШО = 1:0,50 от массы почвы (1250 т ЗШО/га); 5. Почва: ЗШО = ];!к массе почвы (2500 т ЗШО/га).
В вариантах 2,3,4 зодошлаковые отходы (ЗШО) вносили в пахотный слой почвы. В 5-м варианте внесли 1/2 нормы в подпахотный, 1/2 нормы - в пахотный слой почвы. ЗШО внесли в почву вручную (перекопкой), однократно - в 199S г. (с перспективой на 10 лет). Межделяпочные дорожки не обрабатывали, все операции проводили вручную.
Рельеф опытного участка равнинный со слабым уклоном на северо-запад. Почва лугово-черноземовидная маломощная (А^ -0-18 см, А^ - 0-20 см). По гранулометрическому составу почва относится к тяжелым. На долю физиче-
ской глины в пахотном слое почвы приходится 62-73%, а в подпахотном этот показатель увеличивается до 82-85%, Агрохимические показатели были следующими: обменная кислотность - 5,6 ед. рН; содержание подвижного фосфора - 50,5 мг/кг; обменного калия - 166 мг^кг; сумма обменных осиований-15,0 мг-экв/100 гпочвы.
В опыте использовали золо шлаковые отходы Благовещенской ТЭЦ. Но гранулометрическому составу золошлаки состоят на более чем из 50% частиц диаметром менее 0,5 мм. Содержание несгоревшего угля во фракциях золы увеличивается с возрастанием диаметра частий. Количество СаО около 25%. Золош-лаковые отходы обладают хорошей влагосмкостьто - 78%, они содержат множество микроэлементов, в том числе тяжелые металлы и радионуклиды.
Объекты исследования: в 1998 г. и в 2002 г. - морковь (сорт Нантская) и свекла столовая (сорт Бордо-237); в 1999-2001 гг. - картофель (сорт Невский) и капуста белокочанная (сорт Подарок). Все сорта относятся к районированным для Амурской области. Агротехника общепринятая для южных районов области.
В опыте проводили следующие наблюдения и исследования: I. В растительных образцах:
A) В основные фазы роста и развития растений проводили биометрический
анализ; рассчитывали фотоситгтетический потенциал и чистую продуктивность
фотосинтеза по методу, предложенному А.А. Ннчипоровичем (1961). В расти
тельных образцах содержание Ыовщ, PiOj и К;0 определяли по методике ЦИ-
НАО (Руководство..., 1982).
B) максимальное потребление и вынос основных элементов питания единицей
хозяйственно ценной части урожая, it коэффициенты их потребления культура
ми из почвы определяли балансовым методом;
В) учет величины и структуры (в том числе и товарности) урожайности овощных кулыур проводили методом сплошной уборки по методике НИИКХ (1989) и методике полевого опыта (1985); урожайные данные обрабатывали статистическим методом дисперсионного анализа (Доспехов, 19$5);
О в хозяйственно ценной части овошей определяли содержание нитратов, тяжелых металлов н радионуклидов в сертифицированной лаборатории ИЛФГУ-САС "Амурская". Экологическую оценку содержания тяжёлых металлов в овощной продукции проводили по общесоюзным санитарно-гигиеническим и санитарно-эпидемиологическим правилам и нормам (Предельно допустимые ,..,1986).
2. В опыте проводились следующие исследования почвы:
А) Водно-физические свойства почвы: влажность - термостат но-весовым методом; твердость - твердомстром Ревякина (Доспехов, 1977); объёмную массу -по методу Воробьёва (Воробьев, 1971); водопроницаемость почвы оценивали по шкале, предложенной НА. Качинским; температуру почвы на глубине 0-Ю см измеряли термометрами Савинова (Вадюнина, і 996).
Б) Агрохиміїческие исследования почвы в слое 0-20 см проводились по методике ЦИНАО,
В) Валовые формы содержания тяжёлых металлов (ТМ) и радионуклидов в почве определяли спектральным методом в ЦАЛ ФГУГП "Амургеологня"; экологическую оценку почвы опытного участка проводили в сравнении с ориентировочно-допустимыми концентрациями содержания тяжелых металлов в почве (Гигиенические нормативы..., 1991).
Энергетическая и экономическая оценка выполнена по программе ЛИС "ЛГРО", в отделе экономики Дальневосточного научно-исследовательского и проектно-технологического института механизации и электрификации сельского хозяйства (ДальНИПТИМЭСХ).