ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ Дмитриев П.С.,Фомин И.А.,Айтжанов Е.Р.,Булатов А.С.,Иманжанов Н.Т.

Северо-Казахстанский государственный университет им. М.Козыбаева


Номер: 4-1
Год: 2014
Страницы: 123-128
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

альтернативные удобрения, мелиорант, золошлаки, сапропель, деградация и дегумификация почв, alternative fertilizers, meliorant, ashes, sapropel (lake silt), degradation and dehumidification of soils

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Статья посвящена актуальным проблемам деградации и дегумификации почв Северо-Казахстанской области, и изучению перспектив использования местного сырья в качестве удобрения при выращивании сельскохозяйственных культур.

Текст научной статьи

Главным природным богатством Северо-Казахстанской области являются почвы. 80 % почвенного покрова нашей области занимают черноземы, которые являются наиболее плодородными, следовательно, представляют агрономическую ценность. Данный факт предопределил направленность экономики области на сельское хозяйство. Если вся территория СКО составляет 98,04 тыс кв.км (9,804 млн га), то из них 8,4 млн га (или 86%) являются землями сельскохозяйственного назначения, в том числе, 4,2 млн га (43% от общей территорий области или 50% от земель с/х назначения) приходится на пашни. Хотя, животноводство дает чуть больше продукции по сравнению с растениеводством, в растениеводстве занято большая часть населения области. В структуре выращиваемых культур области преобладают зерновые, занимая до 80 % земель отведенных на пашни. Растениеводство обеспечивает население хлебными и другими продуктами, животноводческий сектор кормами, часть отраслью для области. Как известно зерновых культур идет на экспорт. Это делает растениеводство социально и стратегически важной, агроландшафты не являются замкнутой и самовосстанавливающейся системой. Вместе с полученной продукцией уходят часть питательных веществ, которые надо восполнять путем внесения удобрении. Интенсивная эксплуатация пропашных земель только усугубляет эту проблему. Таким образом, деградация и дегумификация почв являются актуальными проблемами в нашей области. Об этом свидетельствуют данные следующей диаграммы (рис. 1). На ней представлены результаты снижения гумуса выведенные по среднему значению 30-ти точек мониторинга в 17 пунктах. Средняя величина снижения составила 0,5% в год. Такие тенденции наблюдались даже в самых черноземных почвах области. Поэтому поиск способов сохранения и поддержания уровня плодородия почв - одна из актуальных задач региона (Рисунок 1). Рис. 1. Динамика содержания гумуса в пахотном горизонте черноземов обыкновенных по хозяйствам региона Современное развитие агрохимии и других наук агрономического цикла позволяют проводить качественное удобрение почв, восполняя все потерянные питательные вещества и восстановить естественное плодородие почв. Но рыночная экономика диктует свои правила, делая первым условием экономическую рентабельность производства. Глобализация рынков, усиление мировой торговли, а также создание Таможенного союза и вхождение в ВТО только усиливают требования к рентабельности. Таким образом, покупка и ввоз мелиорантов делает продукцию растениеводства менее конкурентноспособной, а то и вовсе не рентабельной. Ведь наша страна не обладает такими интенсивными технологиями, какие имеют ведущие мировые поставщики зерновых на мировой рынок. Сельское хозяйство в республике Казахстан является одной из наиболее не рентабельных отраслей, в основном оно поддерживается за счет государственных субсидий как стратегически важная отрасль. В этом случае, актуальными становятся использование местного сырья, таких как золошлаки ТЭС, сапропель и торф. На территории Северо-Казахстанской области с 1961 года функционирует Петропавловская ТЭЦ-2, в результате деятельности которой накопились значительные запасы золошлаковых отходов (более 50 млн.т.) [5]. Предыдущие исследования показывают, что применение золошлака в сельском хозяйстве улучшает агрофизические свойства почвы, пополняет его микро- и макроэлементный состав, улучшает пористость, нейтрализует кислотность. Возможность использования угольной золы в качестве удобрения рассматривалась еще в СССР, а именно в работах Льва Владимировича Таусона - геолога и геохимика, академика АН СССР. Им было сделано предположение, согласно которому при существовавших раньше низкотемпературных процессах сжигания топлива угольные золы нельзя было вносить в почвы из-за присутствия в них в больших количествах таких вредных примесей, как мышьяк, ртуть, кадмий, цинк, свинец [4]. Однако при современных высокотемпературных процессах сжигания перечисленные вредности в золе не превышают ПДК, что нашло подтверждения в исследованиях (табл.1). В 2010 году по заказу ТОО «Наносфера» был проведен пробный анализ золы ПТЭЦ-2 в «Испытательном химико-аналитическом центре ГУ «РНМЦАС» МСХ РК» (Шортанды) на содержание биогенов и тяжелых металлов, где впервые было установлено наличие гумуса, а также определено содержание азота, фосфора, свинца, цинка и ряда других микроэлементов, как видно из таблицы 1. Таблица 1 Результаты анализа золы экибастузского угля «Испытательного химико-аналитического центра ГУ «РНМЦАС» Подпись: Наименование хозяйства Гумус % N-NO3 мг/кг Р2O2 мг/кг рН Cu, мг/кг Zn, мг/кг Pb, мг/кг Cd, мг/кг Мn, мг/кг Со, мг/кг Fе, мг/кг Черноземные почвы ТОО «Рост-Эксперт» 4,3 6,5 17,2 7,2 8,6 7,8 14,9 0,3 243 9,5 177 Черноземные почвы ГСУ «Новокаменский» 3,3 5,8 50,4 8,1 5,2 6,2 9,7 0,3 238 8,4 84 Черноземные почвы ТОО «СлеБур-Агро» 4,4 9,2 55,2 7,9 4,9 9,0 18,6 0,3 231 8,3 53 Черноземные почвы ЧП «Бурашников» 5,9 16,3 264,0 7,7 16,2 135,5 40,0 0,5 236 7,4 88 Чернозем, ГККП «Станция юных натуралистов» 3,8 12,3 88,0 8,4 10,8 28,8 21,1 0,3 241 7,1 24 Черноземные почвы ТОО «Большемалышенское» 5,2 17,2 113,6 8,1 6,1 13,2 10,3 0,4 242 9,1 31 Зола ТЭЦ-2 АО «СевКазЭнерго» 6,6 1,9 30,0 8,4 7,2 3,8 5,5 0.2 142 3,2 350 ПДК * 23,0 30,0 5,0 150 5,0 - Примечание*: ПДК утверждены главным государственным санитарным врачом РК 29.11.97 г. Наличие гумуса в золе ПТЭЦ-2 оказалось большой неожиданностью и остается пока нерешенной загадкой для специалистов разного профиля. Было сделано предположение, что гумус появляется в золе в результате длительного хранения: самые первые порции золошлаков помещены в золоотвалы более 50 лет назад. Для определения технологии внесения и выяснения оптимальных доз внесения на территории агроэкостанции СКГУ имени М.Козыбаева был проведен эксперимент, в качестве экспериментальной культуры был выбран овес посевной. Выбор объясняется широким распространением овса в растениеводстве нашего региона, он может служить как сырьем для продуктов питания человека, так и незаменимым кормом для домашних животных и птиц. Овес не прихотлив к почвам и климату, хорошо переносит небольшие заморозки. И самым главным является то, что овес хорошо реагирует на внесение удобрений и известкование. Но есть и недостаток- овес плохо переносит жару и сухую погоду, это мы попытались компенсировать поливкой в наиболее жаркие дни. Других стимулирующих веществ, кроме внесения золы применено не было. Борьба с сорняками велась путем обычной прополки. Эксперимент проводился на 4 небольших делянках размером 4,5х1,2 м. Делянка №1 была контрольной, без внесения золошлака, на делянках со №2 по 4 было внесено от 3 до 1 условного объема золошлака соответственно (1 усл.объем 40 грамм золошлака). Внесение золошлака осуществлялась путем замачивания зерен овса в золошлаке, таким образом золошлак лучше усваивлся в зернах. Вегетационный период эксперимента длился с 14 июня по 6 сентября (82 дня). За первые 10 дней роста высота достигла 3-4 см, колошение началось через 42-45 дней после посева, засоренность была средней. Если сравнивать динамику роста, то можно отметить, что раньше всех взошел овес с контрольной делянки, но затем рост овса на остальных делянках ускорился, рост культуры на контрольной и №4 делянки сопоставимы. В следующей таблице 2 приведены все наблюдаемые параметры эксперимента по выращиванию овса. Таблица 2 Наблюдаемые параметры эксперимента по выращиванию овса № грядки/ морфометрические показатели и урожайность №1, контроль №2 (3 условной массы золы) №3 (2 условной массы золы) №4 (1 условная масса золы) Высота стебля, см 92,0 98,2 95,35 93,2 Высота колоска, см 14,6 16,2 16,45 15,62 Количество зерен в колоске 19,4 28,2 25,7 21,9 Всхожесть семян на 1м2 296,2 341,1 259,2 245,9 Урожайность на т/га 2,3 2,8 2,4 2,35 Данные эксперимента свидетельствуют о положительном влиянии золошлака на рост и урожайность овса, т.е. при увеличении массовой доли золы урожайность увеличивалась. Таким образом, можно предположить, что при дальнейшем увеличении объема внесения золы урожайность будет повышаться. Как показывает мировая практика, урожайность овса можно увеличить до 4-5 т/га. Но также, нужно учитывать, что при больших объемах внесения золошлака в почву может нарушится экологическое равновесие, может появится превышение ПДК по некоторым микроэлементам, содержащимся в больших количествах в золошлаке. По результатам анализа экибастузского угля, в них обнаружено существенное содержание следующих микро- и макроэлементов: Mn (0,07%), Zn (0,0065%), Fe (3,89 %), Cu (0,0062%), Co (0,0066%) Se (1,49 мг/кг), P (0,17%), K (0,4%), N(0,11%). Также возможно, что внесение большего количества золошлаков не приведет к адекватному повышению урожайности. Пределы внесения объемов золошлака в почву также надо определять экспериментальным путем и путем биохимического анализа полученного урожая, в том числе с использованием различных сельскохозяйственных культур, что займет не один вегетационный сезон. Также весьма перспективными кажутся использовние органических удобрений местных пресноводных озер - сапропеля. Предлагаемые технологии использования региона в полной мере соответствуют прогрессивной тенденции в сфере производства растениеводческой продукции - переходу к органическому земледелию. Практику использованию местных ресурсов для производства комплексных сбалансированных удобрений и кормов следует оценить как приоритетную, особенно с учетом сложных погодно-климатических условий Северного Казахстана, относящегося к зоне рискованного земледелия. Экономический эффект может реально выразиться прибавкой урожайности, а экологический может иметь долгосрочный эффект в виде вклада в дело сохранения естественного плодородия почв. С другой стороны, удаление излишней органоминеральной массы вернет к жизни водоемы, котловины которых ею заполнены [1]. Северо-Казахстанская область располагает, значительным озерным фондом, ресурсы которого используются пока частично, что связано с интенсивными процессами антропогенного эвтрофирования озер, которое приводит к излишнему накоплению органоминеральных масс. Условия для накопления сапропеля на территории СКО более благоприятны в лесостепной ее части. Особенности морфологии озерных котловин, как правило, представленных неглубокими чашами, не способствуют широким процессам накопления сапропелей, так как вода мелководных озер постоянно перемешивается за счет ветрового волнения. Тем не менее, в пресных озерах происходит накопление органических остатков водных растений и животных, которые вместе с минеральными остатками образуют озерные пелоиды, многие из которых представлены сапропелями [6]. Наиболее благоприятны условия для накопления сапропелей озера со сплавинным типом зарастания. Сплавина смягчает или предупреждает волновую деятельность воды, тем самым препятствует интенсивному ее перемешиванию. В области известно немало озер с накоплениями донных пелоидов: Гусиное, Никульское, Октябрьское, Сафонково и др., а следовательно запасы сапропелей в них более чем значительны [3, 126-131]. Для определения влияния сапропеля на урожайность сельскохозяйственных культур, на территории агроэкостанции СКГУ им. М.Козыбаева был проведен эксперимент. В качестве испытуемой культуры был взят картофель. Производственное испытание сапропеля проводилось в сравнении с биогумусом. Эксперимент проводился на 3 небольших делянках, отдельных для каждой культуры, размером 5х2 м. Делянка №1 была контрольной, без внесения удобрений, в делянку №2 было внесен сапропель, делянка №3 - с добавлением биогумуса. Опыт закладывался семенами среднераннего сорта Адретта. Посадка проведена в оптимальный срок - 15 мая. При посадке в каждую лунку вносилось 250 грамм биогумуса и сапропеля, тщательно перемешанного с почвой. Высаживались клубни с ростками. Все агротехнические приемы - обработка почвы, прополка, рыхление, химическая обработка растений против колорадского жука, окучивание, уборка проведены своевременно, качественно. Убран опытный участок 4 сентября при полном созревании клубней картофеля (засохшая ботва и плотная кожура клубней). Результаты эксперимента. По фенологическим наблюдениям в начальных стадиях развития картофеля по числу стеблей в кустах, ветвистости варианты с использованием биогумуса и сапропеля были незначительно мощнее в сравнении с контролем. В дальнейшем (наблюдение в фазе цветения) выявлено, что все кусты с биогумусом и сапропелем цвели, а на стандартном варианте цветение наблюдалось только у 50% кустов. Влияние биогумуса и сапропеля на морфометрические показатели картофеля показаны в таблице 3. Таблица 3 Влияние биогумуса и сапропеля на морфометрические показатели картофеля Структура эксперимента Количество клубней, штук Высота растений, см Толщина стебля, мм Контроль 7-8 26,7 6,1 Сапропель (оз. Сафонково) 9-10 28,4 6,3 Биогумус 10-11 29,8 6,4 Анализируя эти данные, явно прослеживается положительное влияние сапропеля морфометрические показатели экспериментируемой культуры. Добавление органического удобрения в технологию возделывания картофеля способствует увеличению не только высоты и толщины растений, но и увеличение количества клубней на кустах. Влияние сапропели и биогумуса на продуктивность картофеля представлена в таблице 4 Таблица 4 Влияние сапропели и биогумуса на продуктивность картофеля Структура эксперимента Урожайность, кг/м2 Прибавка к контролю, % Контроль 13 - Сапропель (оз. Сафонково) 14,5 11,53 Биогумус 16,2 24,61 Опираясь на данные таблицы, можно предположить, что при внесении сапропеля урожайность повышается. Вывод: 2013 год для выращивания картофеля сложился крайне неблагоприятным не только на экспериментальном участке, но и в целом по области. В период клубнеобразования (фаза бутонизации и цветения) осадков было крайне мало. Температура воздуха в этот период достигала до 30-330С, а почвы - была значительно выше. При такой засухе почвогрунт по состоянию увлажнения находился в критическом состоянии, что максимально затрудняло поступление элементов питания для растений, парализовалась ассимиляция, рост клубней прекращался, а картофель является растением требовательным к влаге и очень отзывчивым на удобрения. Безусловно, потенциал сапропеля реализовался незначительно, из-за отсутствия влаги. Внесение удобрений на основе сапропелей существенно обогащает почвы и повышает их плодородие. Удобрения сапропелевые вносятся под все сельскохозяйственные культуры либо в чистом виде, либо в качестве компонента удобрительных смесей или компостов. Ценность сапропелей для удобрений определяется широким набором минеральных элементов питания, содержанием общих и подвижных форм азота, фосфора, калия, железа, серы, микроэлементов, благоприятной реакцией среды (рН), а также наличием значительных количеств гуминовых и легкогидролизуемых веществ. Различные биологически активные вещества (каротин, витамины и др.), микроэлементы присутствуют в них в количествах, приближающихся к сбалансированным для потребления растениями; подвижные формы составляют от 5 до 50% от валовых. Тяжелые металлы (Pb, Sn,Cd, Hg и др.) отсутствуют или имеются в количествах, не оказывающих токсического действия на растения. Таким образом, на основе результатов проведенных экспериментов возможности применения нетрадиционных удобрений, как золошлак и сапропель можно сделать вывод о допустимости их использования. В ходе эксперимента наблюдалось положительное влияние золошлака и сапрпеля на морфометрические параметры, на динамику роста и конечную урожайность, при этом не было замечено отрицательного их вляния на качество продукции по наблюдаемым параметрам. Мелиорация почв на основе местного сырья в силу своеи доступности и дешевизны придасть импульс развитию сельского хозяйства области, сделает ее более рентабельной и конкурентноспособной.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.