Содержание к диссертации
Введение
1 Отходы промышленного и сельскохозяйственного производств как сырьевая основа для получения компостов, улучшающих агрономические свойства почвы и повышающих продуктивность агроландшафтов (обзор литературы)
1.1 Промышленные и сельскохозяйственные отходы, их характеристика
1.2 Компостирование отходов различных производств и получение сложных компостов
1.3 Влияние компостов на агрономические свойства почвы, биологическую продуктивность сельскохозяйственных культур и качество их продукции
2 Объекты и методика исследований 24
3 Условия почвообразования района исследований
4 Характеристика чернозема обыкновенного, влияние сложного органоминерального компоста на его свойства и урожайность озимой пшеницы (результаты исследований )
4.1 Характеристика чернозема обыкновенного 39
4.2 Характеристика сложного органоминерального компоста
4.3 Влияние сложного органоминерального компоста на агрофизические свойства чернозема обыкновенного
4.4 Агрохимические свойства чернозема обыкновенного и их изменение при внесении сложного органоминерального компоста
4.5 Влияние сложного органоминерального компоста на микробиологическую активность и состав мезофауны чернозема обыкновенного
4.6 Воздействие сложного органоминерального компоста на элементы структуры урожая и качество зерна озимой пшеницы
4.7 Влияние сложного органоминерального компоста на урожайность зерна озимой пшеницы
5 Экономическая эффективность применения 91
Сложного органоминерального компоста
Выводы 93
Рекомендации производству 95
Список использованной литературы
- Компостирование отходов различных производств и получение сложных компостов
- Влияние компостов на агрономические свойства почвы, биологическую продуктивность сельскохозяйственных культур и качество их продукции
- Влияние сложного органоминерального компоста на агрофизические свойства чернозема обыкновенного
- Воздействие сложного органоминерального компоста на элементы структуры урожая и качество зерна озимой пшеницы
Введение к работе
Актуальность темы. Почвенный покров Краснодарского края представлен большим разнообразием почв. Черноземные почвы, сформировавшиеся на Азово-Кубанской низменности, занимают самую обширную площадь в крае – около 4084,7 тыс. га или 54,1 % от общей площади. Черноземы обыкновенные занимают площадь около 2966,6 тыс. га Азово– Кубанской низменности, что составляет 39,3 % от общей площади края. Большая их часть активно используется в сельскохозяйственном производстве, которое имеет важное значение для удовлетворения растущих потребностей населения в питании. Однако использование почв в качестве ресурса и интенсификация сельского хозяйства привели к серьезным изменениям почвенного покрова. Черноземные почвы потеряли более 1/3 органических веществ от их исходного содержания, что вызвало ухудшение ряда почвенных характеристик (Антропогенная эволюция.., 2000; Смагин, 2009). Следовательно, актуально важным является поиск способов поддержания почвенного плодородия через совершенствование агротехнологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур.
Одним из перспективных способов является использование промышленных и сельскохозяйственных отходов. Некоторые органические и минеральные отходы применяются как сырье для производства сложных компо-стов, повышающих почвенное плодородие. Минеральным компонентом таких компостов может являться крупнотоннажный отход производства фосфорных удобрений – фосфогипс. Доля фосфогипса в Белореченском химзаводе весьма значительна: на 1 тонну производимого продукта образуется 4,25-4,27 т фосфогипса. Территория, занятая под складирование данного отхода, занимает значительные площади вблизи города Белореченска и с каждым годом неуклонно увеличивается (Муравьев, 2010).
Таким образом, производство сложных компостов на основе отходов различных производств позволяет решить проблему их утилизации, а применение компостов, в свою очередь, способствует повышению почвенного плодородия и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.
Научные исследования проводились в соответствии с темой научно-исследовательской работы кафедры общей биологии и экологии ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» (номер государственной регистрации 01201153635).
Цель и задачи исследований. Целью исследований явилась оценка влияния сложного органоминерального компоста на физические, химические и биологические свойства чернозема обыкновенного и урожайность озимой пшеницы в Западном Предкавказье.
Для выполнения поставленной цели решали следующие задачи:
а) оценить изменение физических и химических свойств чернозема обыкновенного при использовании сложного органоминерального компоста;
б) определить влияние сложного органоминерального компоста на био
логические свойства чернозема обыкновенного;
в) установить воздействие сложного органоминерального компоста на
элементы структуры урожая озимой пшеницы и качество ее продукции;
г) дать оценку влияния сложного органоминерального компоста на
урожайность озимой пшеницы.
Научная новизна результатов исследований. Проведена комплексная оценка воздействия сложного органоминерального компоста на основе отходов сельского хозяйства и химической промышленности на физические, химические и биологические свойства верхнего слоя чернозема обыкновенного в посевах озимой пшеницы. Установлено положительное влияние сложного органоминерального компоста на урожайность и качество зерна озимой пшеницы, определен уровень рентабельности применения сложного компоста, в соавторстве получен патент на изобретение (№ 2423812 от 20.07.2011 г.), подано пять заявок на патент, две из которых получили положительное решение.
Практическая ценность. На основании проведенных исследований для степной зоны Краснодарского края предложены научно-обоснованные рекомендации по улучшению агрономических свойств верхнего слоя чернозема обыкновенного и повышению урожайности озимой пшеницы при использовании сложного органоминерального компоста.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Сложный органоминеральный компост положительно воздействует на агрегатный состав и водопрочность агрегатов верхнего слоя чернозема обыкновенного, его плотность и водно-воздушные характеристики.
-
Сложный органоминеральный компост повышает содержание органического вещества в верхнем слое чернозема обыкновенного, оптимизирует содержание в нем азота, фосфора, кальция и серы, изменяет реакцию среды до нейтрального уровня.
3. Сложный органоминеральный компост благоприятствует увеличению
общей численности всех групп микроорганизмов, микромицетов, почвенной
мезофауны, особенно, дождевых червей, кивсяков и энхитреид.
4. Применение сложного органоминерального компоста существенно
влияет на повышение урожайности зерна озимой пшеницы и его качество.
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.), III Международной научной экологической конференциях «Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства» (Краснодар, 2013г.); Международной научно-практической конференции «Инновации в теории и практике обращения с отходами» (Пермь, 2009 г.), II, III и V Международных научно-практических конференциях «Научно-техническое творчество молодежи –
путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2010, 2011, 2013 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.), Съезде экологов России (Москва, 2011, 2012 гг.), Международной выставке «Экология юга России/ECOS» (Краснодар, 2012 г.).
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК. Подано шесть заявок на изобретение, получен 1 патент и два положительных решения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы (включая 134 наименования, из них 7 иностранных). Работа изложена на 109 страницах компьютерного текста, включает 23 таблицы и 11 рисунков.
Личный вклад автора. Автору принадлежит 85% выполненной работы. Соискателем выполнены следующие виды работ: разработана программа и методика исследований; заложены и проведены вегетационный и полевой опыты; проведены лабораторные анализы почвы и растительного материала; выполнен большой объем аналитических работ; проанализированы и статистически обработаны результаты экспериментов; сделаны выводы и обоснованы теоретические положения работы.
Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю д.б.н., профессору Белюченко И.С., к.б.н. Мельник О.А., Ни-кифоренко Ю.Ю. за помощь и поддержку в выполнении работы; всему коллективу кафедры общей биологии и экологии КубГАУ за содействие при проведении научно-исследовательской работы.
Компостирование отходов различных производств и получение сложных компостов
Для регионов с развитым производством сельскохозяйственной и промышленной продукции характерна высокая антропогенная нагрузка на прилегающие территории за счет образования, накопления и складирования в больших объемах различных отходов. Отходы, прежде всего органические, могут использоваться в качестве сырья для производства биологических удобрений и как материалы для восстановления различных свойств почвы (Дубровина, 2004; Beinbaum, 2005; Муравьев, 2008; Белюченко, Муравьев, 2009; Мельник, 2009; Мельник, Славгородская, 2010; Сидоренко, 2009; Мерзлая, 2013; Darvishi, 2010, Dikinya, 2010).
При усиливающемся антропогенном воздействии на почвы за счет интенсификации сельского хозяйства и дороговизны минеральных удобрений возрастает интерес к системам земледелия, основанным на внесении органических и органоминеральных удобрений. Не случайно ежегодное мировое использование органических удобрений составляет 3-4 млрд. т, что соответствует 15-20 млн. т азота, 3-4 млн. т фосфора, 18-20 млн. т калия. Такой подход к утилизации многих отходов является одним из перспективных и широко распространенных в последнее время, что позволяет одновременно решить вопросы экологизации сельского хозяйства и восстановления плодородия почв (Завьялова, 2006; Белюченко и др., 2010)
Органические удобрения (отходы животноводства и растениеводства) состоят из веществ животного и растительного происхождения, которые под-8 вергаются минерализации, и содержат азот, фосфор, калий, кальций и другие элементы питания растений, а также органическое вещество. Органические удобрения положительно влияют на водно-воздушный режим растений, благоприятствуют нарастанию численности почвенных бактерий и микроорганизмов и т.д. (Ягодин, 1989).
Поскольку существует необходимость пополнения почвы питательными веществами, нерациональное складирование отходов является недопустимым. Ежегодный вынос питательных веществ с урожаем составляет свыше 13 млн. т, а возвращается в почву только 2,7 млн. т, что составляет 20% от выноса. Применение органических отходов в качестве удобрения является перспективным, поскольку они оказывают существенное влияние на агрономические свойства почвы и способствуют увеличению урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур. С их внесением в почву поступают необходимые растениям элементы питания, хотя по содержанию питательных веществ органические удобрения менее концентрированные, чем минеральные (Еськов, 2000; Лотош, 2003; Ягодин, 1989). К органическим удобрениям относят торф, компосты, ил (сапропель), а так же различные органические отходы, образующиеся при производстве сельскохозяйственной продукции (навоз, птичий помт, перегной, отходы растениеводства и другие материалы) (Ягодин, 1989).
Одним из распространенных и часто используемых в сельском хозяйстве с давних времен видов органического удобрения является навоз, который является отходом животноводства. Это полное органическое удобрение, содержащее все необходимые для растения питательные элементы. Навоз КРС, МРС, свиней и другие органические отходы животноводства служат для растений источником не только минеральных питательных веществ, но СО2 и микрофлоры. Еще одним ценным органическим удобрением является птичий помет, который, как и навоз содержит все основные питательные вещества, необходимые растениям, но в значительно большем количестве. Ча ще всего органические отходы вносятся под посев или в подкормку сельскохозяйственных культур в чистом виде (Ягодин, 1989; Симакин, 1969).
Однако одной из проблем хранения этих органических отходов животноводства является значительная потеря многих элементов питания. Длительное хранение навоза и прохождение им всех стадий разложения (свежий навоз – полуперепревший навоз – перепревший навоз – перегной) приводит к огромным потерям азота и органических соединений. При бесподстилочном хранении сырого помета на открытых площадках теряется много элементов: азота – до 82%, Р2О5 – до 44, калия – до 44. Поэтому необходимо применять различные способы хранения и компостирования навоза, направленные на снижение потерь питательных веществ. Для предотвращения или уменьшения таких потерь при хранении органических удобрений рекомендуется добавлять к ним фофорсодержащие минеральные компоненты, одними из которых может быть фосфоритная мука, суперфосфат, а также отход производства фосфорных удобрений – фосфогипс (Семенов, 1978; Ягодин, 1989; Белю-ченко, 2013).
Вопрос рационального использования растительных остатков (послеуборочных отходов) также является актуальным в сельском хозяйстве. Растительные остатки содержат значительное количество питательных веществ, что позволяет эффективно их использовать в качестве удобрение и в процессе компостирования. Например, по результатам исследований Белгородского государственного национального исследовательского университета выявлено, что солома является значительным резервом повышения количества органического вещества в почве. Около 60 центнеров соломы равноценны 30 т навоза. В среднем 1 т соломы содержит 5 кг азота, 2,5 кг фосфорного ангидрида, 8 кг окиси калия, 360-400 кг углерода в форме различных органических соединений. При внесении соломы наблюдается улучшение водопрочности почвенной структуры, физико-химических свойств почвы, увеличение продуктивной влаги и снижение потерь азота, что в целом оптимизирует условия питания растений (Крисанов, Петин, 2013).
Влияние компостов на агрономические свойства почвы, биологическую продуктивность сельскохозяйственных культур и качество их продукции
В последние время почвы интенсивного использования в сельском хозяйстве характеризуются сниженными агрономическими функциями, обеднены видовым и популяционным составом живых организмов, а так же физическим и химическим составом. Следовательно, важным является охрана почв и сохранение их плодородия (Добровольский, 1990, Вальков, 1995; Добровольский, 2000). Улучшение агрономических характеристик сельскохозяйственных земель способствует созданию благоприятных свойств почвы как среды обитания и повышению продуктивности сельскохозяйственных культур. В последнее время приобретает популярность использование различных отходов в качестве удобрений, их смешивание и приготовление ор-ганоминеральных компостов. Многие исследования направлены на изучение свойств отходов различных производств и оценку возможности их использования для компостирования, а в дальнейшем – на определение воздействия отходов в чистом виде и в составе органоминеральных компостов на свойства почв сельхозугодий.
В условиях Каменной степи (Юго-Восток ЦЧЗ) изучалось влияние ор-ганоминерального удобрения с участием фосфогипса на плодородие чернозема обыкновенного в севообороте: горох – озимая пшеница – сахарная свекла – ячмень – кукуруза на зерно. В год внесения фосфогипса в слое 0-20 см содержание азота снизилось на 8,3%, концентрация Р2О5 во все годы исследований была выше на 9,3 и калия – на 5,7%. Без внесения отхода содержание гумуса снизилось за ротацию на 0,07, а с его внесением поднялось на 0,08%. Разница по гумусу за 5 лет между контролем (3 т/га) и опытным полем составила 0,15% в пользу последнего (Мухина, 1999). Внесение в почву органоминеральной смеси фосфогипса и жидкого навоза также способствовало повышению урожая зерна кукурузы (Некольченко и др., 2004).
В 1986 г. на сероземных и серо-бурых почвах Узбекистана проводились опыты по использованию отхода химической промышленности (фосфо-гипса) как мелиоранта. Исследованиями установлено, что на тяжелых по гранулометрическому составу почвах внесение фосфогипса под посевы хлопчатника способствует улучшению водно-физических свойств; повышает их производительную способность; нормализует содержание кальция и стабилизирует кальциевый режим почв, что является одним из существенных факторов сохранения плодородия; способствует увеличению урожайности хлопчатника в течение двух лет (Азимбаев, 2000). Исследованиями украинских ученых установлено, что применение отхода в различных дозах (6-14 т/га) на солонцовых почвах способствует увеличению количества водопрочных агрегатов, некоторому снижению плотности солонца; выявлена прямая зависимость твердости солонца от дозы внесения фосфогипса. Так увеличение дозы внесения отхода способствует уменьшению плотности почвы (Баранов и др., 2008).
Внесение фосфогипса под вспашку так же влияет на физико-химические свойства почвы в слое 0-50 см; совместное использование в ка-20 честве удобрения фосфогипса и навоза благоприятствует развитию микрофлоры и конкретно отдельных групп микроорганизмов, участвующих в круговороте азота и фосфора (Хуцишвили, 1987).
Фосфогипс также может использоваться как кальциево-сернистое удобрения на фоне 60 т/га навоза под посевы сахарной свеклы в Республике Беларусь, что способствует увеличению урожайности продовольственной культуры на 4,3 т/га (Курганский и др., 2003; Курганский, Семашко и др., 2003; Курганский, Скребец и др., 2003). В Каменной степи Воронежской области применение отхода производства фосфорных удобрений совместно с навозом благоприятствовало повышению сахаристости корнеплодов сахарной свеклы (Рымарь и др., 2004; Рымарь и др., 2005).
В условиях Ставропольского края внесение в почву органоминераль-ных удобрений с включением фосфогипса положительно сказалось на урожайности кукурузы и других культур (Некольченко и др., 2002). Внесение в почву компоста с фосфогипсом оказывает влияние на продуктивность и химический состав зерна кукурузы. Так, по результатам исследований в условиях Каменной степи (Воронежская область) отмечено снижение в зерне нитратов и повышение уровней используемых растениями азота и фосфора. Отмечается положительное влияние фосфогипса на формирование корней растениями кукурузы и содержание в ее надземной массе азота, фосфора, кальция (Мухина, 1999).
Воздействие фосфогипса при совместном внесении с мелом (CaCO3) на развитие растений подсолнечника изучалось в конце 80-х годов на кислых почвах, где выявлено повышение содержания доступного для растений фосфора, что сказалось на продуктивности подсолнечника и качестве семян (Константинова и др., 1989). Влияние внесения органоминеральных удобрений на основе органических отходов и фосфогипса на развитие сельхозкультур отмечено в ряде других работ (Агафонов, 1999; Белюченко и др., 2008; Белюченко и др., 2009). Внесение в почву 5 т/га фосфогипса обеспечивает растения серой и кальцием в течение нескольких лет (Шкель, 1979). Фосфогипс по своей химической активности благоприятствует подвижности в почве многих химических веществ и улучшает условия питания растений (Дубиковский, Шкель, 1981). В некоторых отходах (фосфогипс, ОСВ) содержится значительное количество микроэлементов (В, Мо, Cu, Zn Co, Mn) и тяжелых металлов (Pb, Cd и др.), поэтому их применение должно ограничиваться определенной дозой и оценка воздействия компостов с участием таких отходов на свойства почвы и растительную продукцию должна затрагивать определение загрязненности этими элементами. По мнению Н.А. Черных (1991), тяжелые металлы в ряде случаев влияют на ферментативную активность почв. В целом отмечено, что длительное применение фосфогипса и компостов на его основе не приводит к существенному изменению содержания ТМ в черноземе обыкновенном и сельскохозяйственной продукции благодаря высокой буферности и экологической устойчивости черноземов (Протасова и др., 2010). По результатам исследований ученых Всероссийского НИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, почва, удобренная гранулированным органоминеральным удобрением на основе ОСВ в дозе 4 т/га, по содержанию тяжелых металлов соответствует нормативам ГН 2.1.7.2041-06 и ГН 2.1.7.2042-06, а растительная продукция по содержанию этих элементов – допустимым уровням Сан-ПиН (Мерзлая и др., 1995; Мерзлая, Афанасьев, 2013). Внесение фосфогипса при норме 3 т/га не вызывает накопления в почве тяжелых металлов, но повышает в черноземе Каменной степи содержание Р2О5 на 5,6 мг/кг почвы (Дубровина, 2004).
Влияние сложного органоминерального компоста на агрофизические свойства чернозема обыкновенного
Основной механизм структурообразования при внесении сложного компоста, по нашему мнению, определяется образованием органоминеральных комплексов через связывание органических веществ почвы с микрочастицами фосфо-гипса, входящего в компост. По мнению Хана (1969), процесс образования водопрочной структуры почвы весьма сложный и зависит, по крайней мере, от трех почвенных характеристик: поступления и содержания органического вещества, вторичных минералов, а именно минералов монтмориллонитовой группы, и состава катионов ППК почвы. Все эти особенности почвы в той или иной мере влияют на образование органоминеральных комплексов, играющих важное значение в формировании водопрочных агрегатов. Процесс включения компоста с участием фосфогипса в структурообразование почвы и образование водопрочных агрегатов нам представляется следующим образом. При совмещении фосфогипса и полуперепревшего навоза КРС, с одной стороны, происходит увеличение содержания обменного кальция в ППК, а с другой, – пополнение содержания органических веществ в почве, что в совокупности создает условия для формирования ор-ганоминеральных комплексов из поступившего органического вещества и почвенных минералов монтмориллонитовой группы; кальций в этом случае выступает в качестве катализатора, поддерживающего процесс сцепления органических и минеральных частей. В дальнейшем органоминеральные комплексы, взаимодействуя между собой, образуют микроагрегаты, которые формируют более крупные почвенные частицы – макроагрегаты, а затем и структуру почвы.
По теории устойчивости коллоидных систем Дерягина, Ландау, Фервея,
Овербекова (теория ДЛФО) между частичками возникает ионно электростатический барьер, предохраняющий от коагуляции, и ширина этого барьера обратно пропорциональна квадратному корню из произведения концентрации почвенного раствора и квадрата заряда доминирующих катионов. Кальций в фосфогипсе как двухзарядный катион оказывает коагулятивное воздействие, снижая ширину ионно-электростатического барьера, и благоприятствует образованию агрегатов. Таким образом, применение новой технологии, включающей внесение сложного компоста на основе отходов сельского хозяйства и химической промышленности, позволяет улучшить один из главных и обеспечивающих высокий и устойчивый урожай сельскохозяйственных культур показатель почвы – структуру. На всех опытных участках с внесением компоста достаточно отчетливо прослеживается увеличение коэффициента структурности почвы и содержания агрономически ценных агрегатов. Мелкокомковатая макроструктура чернозема обыкновенного создает для растений и микробиологических процессов благоприятный водный и воздушный режим.
Общие физические и водные свойств почвы. Плотность почвы непосредственно влияет на процессы развития растений, потому ее следует рассматривать как первичный элемент не только всей физики, но и жизни растений (Кауричев, 1969; Шеин, 2005). Результаты многочисленных исследований различных авторов позволяют заключить, что плотность почвы является важным фактором урожая. Можно создать высокий уровень плодородия черноземов с помощью минеральных и других удобрений, можно так же добиться нормальной его водообеспечен-ности растений, но и в этих случаях чрезмерно высокая плотность не позволит получить высокий урожай (Докучаев, 1949; Роде, 1972; Ковда, 1981).
На сегодняшний день в почвах, находящихся в длительном сельскохозяйственном пользовании, происходят деградационные процессы, одним из которых является переуплотнение и слитизация активного корнеобитаемого (верхнего) слоя (Югов, 2008; Wesseling, 2009). Плотность почвы и ее пористость являются важными факторами оптимизации почвенных водно-воздушных свойств. Эти характеристики определяют урожай растений, прежде всего, тем, что формируют оптимальные водный, воздушный и пищевой режимы растений. Плотность почвы обуславливает формирование объемов порового пространства, в которых развиваются почвенные микроорганизмы и почвенная биота (Шеин, 2005).
В связи с этим поддержание оптимальных диапазонов плотности почвы в пахотном слое и ее пористости является одной из главных задач сельскохозяйственной экологии и залогом получения высокого урожая сельскохозяйственных культур. Для этого необходим переход на альтернативные системы земледелия, в которых должны быть заложены цель и механизмы воспроизводства почвенного ресурса, его гумусного и структурного состояния (Смагин, 2011). Одним из таких альтернативных методов может быть применение качественных органических удобрений, а так же сложных компостов, улучшающих свойства почвы (Белючен-ко и др., 2010).
Для величины пористости почвы, которая является прямой функцией от плотности почвы, выделяют следующие диапазоны: отличный – 65-55%; удовлетворительный – 55-50%; неудовлетворительный – 50%; чрезмерно низкий диапазон – 40-25%. Для нормального течения процессов жизнедеятельности микроорганизмов и корневых систем высших растений в почве, в ней должен поддерживаться определенный уровень свободной пористости (поры аэрации). Исследования по влиянию компоста на плотность и пористость почвы велись в вегетационных, полевых и производственных опытах.
Для степной зоны края, в которой проводились полевые исследования, характерен дефицит доступной для растений влаги и небольшое количество осадков в летний период. Суммарное количество осадков на исследуемой территории за летние месяцы в среднем составило 116 мм. Недостаток доступной для растений влаги может отрицательно сказаться на их развитии, привести к обезвоживанию, раннему засыханию вегетативных органов, неполному развитию генеративных структур растения. Поэтому вопрос поддержания благоприятного водного режима чернозема обыкновенного также является одним из основных для получения высокого и стабильного урожая сельскохозяйственных культур.
Вегетационный опыт. Плотность почвы в вегетационном опыте под посевом озимой пшеницы была оптимальной для данной культуры во всех вариантах опыта и колебалась от 1,11 г/см3 в варианте со сложным компостом до 1,26 г/см3 в контрольном варианте. Отмечено снижение этого показателя в почве, где применялись либо органическое удобрение, либо сложный компост, причем в вариантах с компостом эффект более выражен (таблица 10).
Воздействие сложного органоминерального компоста на элементы структуры урожая и качество зерна озимой пшеницы
Средняя урожайность зерна за 3 года исследований на контрольном варианте составила 61,7 ц/га, с применением органического удобрения (полуперепревший навоз КРС) – 64,1 ц/га, а сложного компоста – 67,7 ц/га. Таким образом, при внесении полуперепревшего навоза КРС получена прибавка урожая 2,4 ц/га (4,0 %), по сравнению с контролем (только минеральные удобрения). При использовании сложного компоста прибавка составила 6,0 ц/га (9,8 %). Проведение дисперсионного анализа выявило несущественную разницу урожайности зерна озимой пшеницы между контролем и вариантом с использованием полуперепревшего навоза КРС во все годы исследований (таблица 22). Таким образом, внесение сложного компоста позволяет существенно повысить урожайность зерна озимой пшеницы.
Результаты исследований урожайности зерна озимой пшеницы позволили нам провести внесение сложного компоста осенью 2011 года под урожай 2012 года в производственных масштабах в хозяйстве ОАО «Заветы Ильича» (на полях севооборота). Площадь опытных полей на контрольном варианте и варианте с применением сложного компоста составила 27 и 25 гектар соответственно. Остальные этапы агротехнологии выращивания озимой пшеницы (обработка почвы, внесение минеральных удобрений и т.д.) на обоих вариантах выдержаны одинаково. Учет урожайности зерна озимой пшеницы проводился по результатам производственной уборки на каждом опытном поле. Уборка полученного урожая выявила, что на контрольном поле урожайность зерна составила 55 ц/га, а на поле с применением сложного компоста – 67 ц/га
На современном этапе развития сельского хозяйства важной задачей является изыскание путей повышения экономической эффективности производства продукции растениеводства. Во многих сельскохозяйственных предприятиях нарушена сложившаяся система земледелия, землеустройства и севооборотов, полностью исключены из практики интенсивные технологии возделывания культур. А между тем, интенсификация сельского хозяйства направлена на увеличение валовых сборов продукции за счт повышения урожайности культур путм более полной реализации их потенциальной продуктивности. Высокая освоенность земель не позволяет расширить площадь пашни, поэтому основной путь в увеличении производства продукции растениеводства – повышение урожайности.
Одним из наиболее эффективных средств повышения урожайности сельскохозяйственных культур в ОАО «Заветы Ильича» Ленинградского района является рациональное применение минеральных удобрений и использование органоминеральных удобрений. Сравнительная характеристика экономических показателей технологий возделывания озимой пшеницы в ОАО «Заветы Ильича» в среднем за 3 года ее выращивания (2008, 2009 и 2011 гг.) представлена в таблице 23.
Максимальная урожайность озимой пшеницы наблюдается при использовании сложного органоминерального компоста – 67,7 ц/га (6,8 т/га), она на 9,7 % выше урожайности озимой пшеницы, полученной при применении только минеральных удобрений (61,7 ц/га – 6,2 т/га). А так как рост урожайности является одним из резервов снижения себестоимости, то, следовательно, и себестоимость 1 ц озимой пшеницы снизилась на 4,7 % по сравнению с контролем.
Из таблицы также видно, что при внесении в почву сложного органо-минерального компоста производственные затраты увеличиваются на 4,5 %. Однако за счет увеличения урожайности и стоимости валовой продукции с 1 га на этом варианте была выявлена наибольшая величина чистого дохода, которая составила 28037 руб. Для технологии возделывания озимой пшеницы с внесением только минеральных удобрений чистый доход составил 24667 руб., что на 13,6 % меньше по сравнению с технологией применения сложного органоминерального компоста.
Уровень рентабельности (производственный), % 133,3 144,9 11,6 Таким образом, в сложившихся производственных условиях 2008-2011 гг., применение сложного органоминерального компоста в качестве удобрения и почвенного мелиоранта является эффективным. При использовании ор-ганоминеральной технологии с внесением сложного органоминерального компоста чистый доход увеличился на 14%, что происходит за счет сокращения себестоимость продукции на 4 % и влияет на рентабельность производства, повышая ее на 12 % по сравнению с контрольной технологией. ВЫВОДЫ
1. Применение сложного органоминерального компоста способствовало улучшению физических свойств верхнего слоя (0-20 см) чернозема обыкновенного. Содержание агрономически ценных агрегатов и коэффициент структурности почвы повышаются в среднем на 7-9% по сравнению с контролем, также установлено увеличение доли водопрочных агрегатов размером 0,25 мм на 12%.
2. Выявлена тенденция уменьшения плотности верхнего слоя (0-20 см) чернозема обыкновенного при использовании сложного органоминерального компоста на 0,11 г/см3 по сравнению с контролем, что также благоприятствовало повышению пористости на 6-8%. Оптимизация почвенной структуры способствовала улучшению водных свойств чернозема обыкновенного, что проявилось в повышении полевой влажности на 6,5% и водовместимости на 18,1% по сравнению с контролем.
3. Применение сложного органоминерального компоста оказало влияние на агрохимические характеристики верхнего слоя (0-20 см) чернозема обыкновенного. Определено изменение реакции почвенной среды в сторону ее нейтрализации. Содержание органического вещества в верхнем слое чернозема обыкновенного увеличивается на 0,27-0,40%. Отмечено повышение концентрации аммонийного азота на 5,8 мг/кг, подвижного фосфора на 7,9 мг/кг, кальция на 0,14% и сульфатов на 0,05% по сравнению с контролем.
4. Общая численность всех групп микроорганизмов верхнего слоя чернозема обыкновенного с внесением сложного органоминерального компоста возрастала в 1,5-2,0 раза. Численность аммонифицирующих микроорганизмов повышалась на 8,4 млн. КОЕ/1г. Отмечено увеличение разнообразия таксономического состава мезофауны верхнего слоя чернозема обыкновенного, а именно представителей семейств Julidae, Lumbricidae и Enchytraeidae. Средняя численность Julidae увеличилась на 16,7 экз/м2, Lumbricidae – на 16,1 экз/м2 и Enchytraeidae – на 53,1 экз/м2.
