Введение к работе
Актуальность темы. Снижение плодородия черноземных почв и их деградация является важной экологической проблемой. Ухудшение экологического состояния почв обусловлено многими факторами, в том числе и накоплением отходов, многие из которых могут использоваться в качестве почвенных мелиорантов.
Деградация гумуса черноземов определяется дефицитом углеродного бюджета. Стабильность гумусового профиля черноземов возможна лишь при постоянном поступлении органического углерода до его «эталонной величины» гумусообразования, установленной до уровня 20-22 гС/м2 в год (Быстрицкая, Смагин, 1989; Смагин 2009) и соотношения C/N как 25:1. Наиболее выгодной с экономической точки зрения технологией восстановления гумусового бюджета будет внесение необходимого количества углерода и азота в виде сложного компоста, представляющего смесь полуперепревшего навоза КРС, фосфогипса, остатков кормления животных и очистки зерна, послеуборочные растительные остатки сахарной свеклы и т.д.
Компостирование отходов промышленности и сельского хозяйства и их использование для улучшения биологических, физических и агрохимических свойств почвы является важным направлением. Почвенная фауна, как компонент любой экологической системы, отражает происходящие изменения среды обитания при произрастании культурных растений, что проявляется в динамике их обилия и таксономического разнообразия.
Цель и задачи исследований. Цель работы – оценить влияние сложного компоста на динамику почвенной фауны и свойства чернозема обыкновенного в агроландшафте.
Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:
– определить количественный и качественный состав почвенной фауны при использовании сложного компоста;
– оценить динамику почвенной фауны под влиянием сложного компоста;
– изучить влияние сложного компоста на физические и агрохимические свойства чернозема обыкновенного;
– выявить влияние сложного компоста на особенности роста и развития сахарной свеклы, ее продуктивность и качество.
Научная новизна результатов исследований. Впервые в степной зоне Краснодарского края проведены многолетние исследования по изучению влияния сложного компоста, вносимого под посев сахарной свеклы. Выявлен количественный и качественный состав фауны в почвах хозяйства ОАО «Заветы Ильича» Ленинградского района Краснодарского края и изучена трансформация основных ее групп под влиянием сложного компоста. Определено влияние сложного компоста на физические и агрохимические свойства чернозема обыкновенного.
Практическая значимость работы. Результаты исследований вносят вклад в изучение комплексного использования отходов промышленности и сельского хозяйства с целью оценки развития фауны чернозема обыкновенного и влияние на его физические и химические свойства. Результаты исследований важны для формирования представлений о фауне почв ОАО «Заветы Ильича» Ленинградского района Краснодарского края. Запатентован способ борьбы с мышевидными грызунами на посевах озимой пшеницы при внесении в почву сложного компоста и способ очистки черноземных почв, загрязненных тяжелыми металлами. Материалы исследований используются в учебном процессе Кубанского государственного аграрного университета при изучении курсов «Общая экология», «Экологический мониторинг», «Агроландшафтная экология».
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Динамика численности почвенных организмов при внесении сложного компоста (2008-2012 гг.).
2. Оптимизация почвенной структуры (увеличение агрономически ценных агрегатов), водоудерживающей способности (увеличение полной влагоемкости), повышение содержания органического вещества, общего азота, подвижного фосфора, кальция, серы, нейтрализация pH.
3. Под воздействием сложного компоста происходит статистически значимое увеличение продуктивности сахарной свеклы и ее качества.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на I и II Всероссийских научных конференциях «Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства» (Краснодар, 2009, 2010 гг.), Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Экологически безопасные ресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья и производства продуктов питания» (Москва, 2009 г.), II Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2010, 2011 гг.), Международном конкурсе научно-исследовательских работ молодых ученых и студентов «Евразия Green» (Екатеринбург, 2011 г.), Московском Международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед» (Москва, 2011г.), V Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии Южного Урала» (Оренбург, 2011 г.), I Съезде экологов России (Москва, Кремль, 2011 г.), Международной выставке экологических технологий ECOS-2012 (Краснодар, 2012 г.), II Съезде экологов России (Москва, Дом Союзов, 2012 г.), III Международной научной экологической конференции «Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства» (Краснодар, 2013 г.), V Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2013 г.).
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 26 научных работ, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК. Получены патенты на изобретения № 2421990 «Способ борьбы с мышевидными грызунами» от 18.01.2010 г. и № 2492944 «Способ очистки черноземных почв, загрязненных тяжелыми металлами» от 22.03.2012 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, изложенных на 123 страницах машинописного текста, включает 39 таблиц и 10 рисунков. Список использованной литературы включает 151 наименование, из них 11 на иностранных языках.
