Введение к работе
Актуальность исследований. В условиях Северо- и Среднетаежной подзон Европейской части Нечерноземной зоны получение стабильных урожаев возможно в основном на мелиорируемых землях. Однако большая часть земель мелиоративного фонда характеризуется невысоким, а в ряде случаев крайне низким естественным плодородием, обусловленным в первую очередь малой мощностью гумусового горизонта, поэтому повышение продуктивности этих земель связано с обогащением их органическим веществом, которое невозможно без применения повышенных доз органических удобрений. Резервы традиционных форм органических удобрений недостаточны для повсеместного внесения их в научно обоснованных дозах. Кроме того, их применение, особенно в последние годы, сдерживается высокой стоимостью. В то же время в лесной зоне, где широко развита промышленность на основе переработки древесной растительности, в большом колігчестве накапливаются ее отходы: древесная кора, опилки, лигнин, активный ил, которые могут быть использованы для приготовления наиболее дешевых органических удобрений. Кроме того, утилизация отходов приводит к улучшению экологической обстановки на территориях, которые находятся в непосредственной близости от мест их локализации, и освобождению для сельскохозяйственного использования значительных площадей.
В связи с изложенным чрезвычайно актуальной является проблема производства и применения нетрадиционных форм органических удобрений на основе отходов.
Работа по заданному направлению проводилась в природно-экономи-ческих условиях Архангельской области, типичном для Северо- и Среднетаежной подзон регионе распространения мелиорируемых почв в соответствии с заданиями Госкомитета СССР по науке и технике, а также отраслевыми научно-техническими программами.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является теоретическое и экспериментальное обоснование создания высокого эффективного плодородия мелиорируемых почв и поддержания его стабильного уровня на основе применения удобрений из отходов деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности с добавлением отходов животноводства.
В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:
1. Исследованы действие и последействие различных видов и доз нетрадиционных форм органических удобрений при разной кратности их внесения на:
— агрохимические свойства почв;
питательный режим и биологическую активность;
содержание, групповой и фракционный состав гумуса;
водно-физические свойства;
водно-воздушный режим;
урожайность сельскохозяйственных культур.
2. Выполнен анализ экологических показателей при взаимодействии
компонентов в системе почва—:удобрения—растения:
качество нетрадиционных органических удобрений;
качество растениеводческой продукции;
содержание в почве тяжелых металлов;
качество дренажных и поверхностных вод.
-
Оценена энергетическая эффективность приготовления и применения различных видов, доз и кратности внесения удобрений.
-
Обоснованы оптимальные дозы внесения различных видов удобрений.
-
Установлены кратность и периодичность применения удобрений.
-
Усовершенствованы технологии приготовления компостов на основе отходов.
Объекты и методы исследований. Исследования проводились в течение 13 лет — с 1986 по 1998 гг. на дерново-аллювиальных и глее-во-подзолистых почвах в Архангельской области.
Поставленные задачи решались в многофакторных стационарных полевых и производственных опытах с выполнением аналитических исследований в лабораторных и полевых условиях по методам, соответствующим ГОСТ и ОТС.
Экспериментальные материалы обрабатывались методами математической статистики.
Научная новизна. Впервые для основных типов почв мелиоративного фона Северо- и Среднетаежной подзон Нечерноземья научно обоснованы эффективные дозы, кратность и периодичность внесения различных видов нетрадиционных органических удобрений, обеспечивающих повышение эффективного плодородия и поддержание его на стабильном уровне при соблюдении, экологического равновесия мелиорируемых агроландшафтов.
В экологическом аспекте определены взаимосвязи между поступлением различных элементов с удобрениями и изменением уровня их содержания в почве, растениях и сбросных водах.
Установлено влияние различных видов, доз и кратности внесения удобрений на гумусовое состояние почв, почвенную микрофлору и ее активность.
Показана динамика продуктивности сельскохозяйственных культур в зависимости от интенсивности системы удобрений.
Установлена продолжительность последействия удобрений с учетом их доз и периодичности внесения.
Предложены приемы повышения коэффициента использования агроклиматических ресурсов Северо- и Среднетаежной подзон Нечерноземья.
Основные положения, выносимые на защиту:
концепция изменений основных свойств почв в результате применения различных форм, доз и периодичности внесения органических удобрений;
обоснование агроэкологической и энергетической целесообразности применения органических удобрений на основе отходов, обеспечивающих повышение продуктивности мелиорируемых земель не ниже, чем при внесении традиционных форм органических удобрений в тех же дозах;
установление оптимальных доз, кратности и периодичности применения различных форм органических удобрений;
усовершенствование технологий и компонентного состава при приготовлении нетрадиционных органических удобрений.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Результаты исследований позволили разработать и рекомендовать производству технологию повышения плодородия мелиорируемых почв Северо- и Среднетаежной подзон на основе применения нетрадиционных форм органических удобрений и усовершенствовать технологию их приготовления. Дт/Я внедрения разработанных технологий организована система "Органика" (председателем совета является автор настоящей работы), осуществляющая методическое руководство, организацию приготовления и применения органических удобрений на основе отходов.
Данные исследования нашли отражение в следующігх документах; "Концепция начальной стабилизации и развития АПК Архангельской области на период 1996—2000 гг.", "Программа экономического и социального развития АПК Архангельской области на 1996—2000 гг."; вошли в "Систему мелиоративного земледелия Нечерноземной зоны" (1984), "Систему мелиоративного земледелия для фермерских хозяйств Нечерноземной зоны России" (1994), "Технологические схемы по окультуриванию мелиорируемых земель в Нечерноземной зоне" (1990), "Рекомендации по использованию активного ила и гидролизного лигнина для повышения плодородия почв" (1995), "Практические рекомендации по выборочной (локальной) реконструкции осушительных систем с применением местных строительных материалов в коллективных, фермерских и крестьянских хозяйствах Архангельской области" (1997).
Методические документы используются проектными организациями при разработке разделов проектов по освоению и использованию мелиорируемых земель.,
Результаты работ неоднократно экспонировались на ВДНХ и ВВЦ, отмечены серебряной и бронзовой медалями.
По материалам исследований издано 12 наименований технических условий, рекомендаций, методических указаний, пособий, утвержденных и принятых к внедрению соответствующими организациями.
По разработанным технологиям приготовлено 2400 тыс. т нетрадиционных органических удобрений, что позволило провести внедрение на площади 40 тыс. га.
Разработанные технологии открывают широкие возможности их применения при наличии соответствующих отходов не только в Северо- и Севсротасжной подзонах, но и в других регионах Российской Федерации.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научной сессии, посвященной 130-летию со дня рождения Н. И. Сибирцева (г. Архангельск, 1990 г.), научной конференции, посвященной юбилею СибНИИГиМ (г. Красноярск, 1991 г.). Всесоюзной научной конференции, посвященной 280-летию со дня рождения М. В. Ломоносова (г. Архангельск), НТС "Архангельскагропромсоюза" (г. Архангельск, 1993 г.), совещании по вопросам научного обеспечения в "Архангельскагропром-союзе", научной сессии, посвященной 135-летию со дня рождения Н. И. Сибирцева (г. Архангельск, 1995 г.), III Международной конференции "Поморье в Баренц-регионе" (г. Архангельск, 1997 г.), научно-практической конференции "Научно-техническая политика и развитие новых отраслей экономики Архангельской области" (г. Архангельск, 1998 г.), научно-практической конференции "Оценка плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных земель как научная и практическая проблема" (г. Санкт-Петербург— Пушкин, 1999 г.), научной сессии "Проблемы развития и научное обеспечение агропромышленного комплекса северных регионов России" (г. Архангельск, 1999 г.); экспонировались на ВДНХ и отмечены серебряной медалью.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений общим объемом 314 страниц машинописного текста, в том числе 85 таблиц, 40 рисунков, 29 приложений; в списке литературы 262 наименования, в том числе — 40 иностранных.