Введение к работе
Актуальность темы. Стратегия устойчивого развития страны в агроэкологической сфере должна строиться на сохранении и восстановлении естественных экосистем, стабилизации и улучшения качества окружающей среды, организации переработки и применения побочных продуктов и отходов промышленности. Эффективное и экологически безопасное использование побочных продуктов производства минеральных удобрений справедливо связывают с проблемой рационального использования природных ресурсов. При этом решается комплекс важнейших задач: более полное использование сырьевых ресурсов, улучшение экологической обстановки в регионе, экономически и агрономически эффективное повышение плодородия почв. В ряду таких продуктов находится нейтрализованный фосфогипс (ФГ), использование которого в рисоводстве, может существенно улучшить физико-химические свойства почв, их водно-воздушный и пищевой режим, увеличить содержания обменного кальция в ППК. Однако, ФГ имеет ряд недостатков, главный из которых наличие в его составе фтора и стронция, как нежелательных примесей.
В связи с этим, одной из основных задач экологии является разработка научно-обоснованных норм и способов применения ФГ для получения экологически безопасной растениеводческой продукции. Однако исследований, проведенных в этом направлении, в зоне рисосеяния практически нет. Из всего вышеизложенного вытекает актуальность и необходимость проведения исследований по агроэкологической оценке влияния ФГ в условиях орошения на комплекс агрохимических, физико-химических показателей почвенного плодородия, урожай и качество зерна риса.
Целью исследований явилось изучение экологически обоснованных способов оптимизации плодородия лугово-чернозёмных почв рисовых систем Краснодарского края, разработка природоохранных и агромелиоративных мероприятий, методов рационального использования нейтрализованного фосфогипса и получения экологически чистой продукции растениеводства. Для выполнения этой цели решались следующие задачи:
провести оценку химического состава фосфогипса в зависимости от состава фосфатного сырья и срока хранения ФГ в отвалах;
исследовать влияние фосфогипса на кислотно-основные, физико-химические и агрохимические свойства лугово-чернозёмных почв;
разработать оптимальные дозы фосфогипса для получения максимального урожая и улучшения качества зерна риса;
выявить эффективность фосфогипса в посевах риса в качестве фосфорного удобрения;
исследовать эффективность фосфогипса на различных фонах обеспеченности почвы элементами питания на формирование урожайности риса и показатели качества зерна;
изучить влияние фосфогипса на накопление потенциально опасных примёсей стронция и фтора в почве, оросительной воде и растениях риса;
разработать экологически безопасные способы применения фосфогипса в рисовых севооборотах.
Новизна исследований состоит в разработке экологически безопасной дифференцированной системы удобрения риса в условиях орошения. Для районов рисосеяния Краснодарского края изучена направленность почвенных процессов в рисовых почвах и пути регулирования физико-химических и агрохимических свойств, водного и питательного режимов, установлено положительное действие ФГ на повышение эффективности минеральных удобрений и плодородие лугово-черноземных почв. Установлено, что внесение ФГ способствует уменьшению содержания обменного натрия и стабилизации кальциевого режима почв. Изучены экологические и почвозащитные аспекты применения ФГ, выявлены уровни накопления фтора и стронция в почвах, оросительных водах и растениях риса при внесении различных доз нейтрализованного фосфогипса.
Теоретическая и практическая значимость работы. Предложены пути решения проблемы рационального вовлечения ФГ в сельскохозяйственное производство. Разработана экологически обоснованная технология внесения минеральных удобрений и ФГ, обеспечивающая улучшение физико-химических, агрохимических свойств почвы, сохранение плодородия почв и повышение урожайности риса. Разработаны рекомендации по экологически безопасному и агроэкономически эффективному применению ФГ в сельскохозяйственном производстве. Установлено, что внесение с ФГ совместно с минеральными удобрениями не приводит к заметному накоплению ТМ и фтора в почве, поэтому его можно рекомендовать в качестве мелиоранта и минерального удобрения на рисовых почвах.
Производству предложены научно-обоснованные ресурсосберегающие высокоэффективные приемы сохранения почвенного плодородия и приемы снижения негативных почвенных процессов, возникающих при орошении. Это обеспечивает экологическую устойчивость свойств агросистемы и увеличение урожая риса на лугово-черноземной почве в среднем на 4-10 ц/га.
Полученный новый фактический материал и теоретические положения используются в курсах лекций: «Мелиорация почв», «Почвенная экология», «Экология», читаемых в Кубанском аграрном университете.
Исследования выполнены в соответствии с государственными научно-исследовательскими программами ГНУ ВНИИА им. Д. Н. Прянишникова и ГНУ ВНИИ риса Россельхозакадемии, научно-технического совета Краснодарского АПК.
Основные положения, выносимые на защиту.
сравнительная оценка химического состава нейтрализованного фосфогипса в зависимости от состава фосфатного сырья и сроков хранения ФГ в отвалах;
научное обоснование перспективных эколого-мелиоративных приемов регулирования плодородия орошаемых лугово-черноземных почв, снижения их деградации, оптимизации устойчивости почвенно-экологической ситуации и повышения урожайности риса;
оценка почв, оросительных вод и растений риса по содержанию тяжелых металлов и фтора в последействии различных доз фосфогипса.
рациональное использование нейтрализованного фосфогипса – это экономически целесообразное, социальное и экологически эффективное решение проблемы утилизации фосфогипса.
Достоверность и обоснованность научных положений, методических и практических рекомендаций, обобщенных результатов и выводов, представленных в диссертации, подтверждаются экспериментальными данными, полученными с применением комплекса широко апробированных стандартных методов анализов, статистической обработкой результатов эксперимента, проводимого по стандартной методике, высокой степенью сходимости результатов, положительными результатами апробации в производственных условиях.
Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследования, выполнении основной части экспериментальных исследований, анализе и обобщении полученной информации, статистической обработке и систематизации полученных материалов, анализе литературы по теме диссертации, апробации основных положений. В диссертации использованы материалы, полученные лично автором и в процессе совместной работы с ГНУ ВНИИ риса и Федеральным государственным унитарным предприятием рисоводческий племенной завод «Красноармейский» им. А.И. Майстренко.
Апробация работы: Основные положения диссертационной работы обсуждались и получили положительную оценку на научных конференциях: кафедры агрохимии Кубанского государственного аграрного университета (2010-2012 г.), Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие АПК в современных условиях юга России» (Майкоп, 2011), научно-практических семинарах для работников АПК Ростовской области (2012) и Краснодарского края (2013).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 9 в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации
