Биологическая активность и плодородие чернозема обыкновенного при внесении соломы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.13, кандидат сельскохозяйственных наук Груздева, Яна Валерьевна

  • Груздева, Яна Валерьевна
  • кандидат сельскохозяйственных науккандидат сельскохозяйственных наук
  • 2011, Воронеж
  • Специальность ВАК РФ03.02.13
  • Количество страниц 164
Груздева, Яна Валерьевна. Биологическая активность и плодородие чернозема обыкновенного при внесении соломы: дис. кандидат сельскохозяйственных наук: 03.02.13 - Почвоведение. Воронеж. 2011. 164 с.

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Груздева, Яна Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛОМЫ В КАЧЕСТВЕ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ПОЧВУ (обзор литературы).

1.1 Ценность соломы как удобрения.

1.2 Плодородие почвы при использовании соломы на удобрение.

1.3 Биологическая активность и токсичность почвы при внесении соломы.

1.4 Влияние запахивания соломы на урожайность сельскохозяйственных культур.

2. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ КАМЕННОЙ СТЕПИ.

2.1 Климат и погодные условия проведения исследований.

2.2 Рельеф местности.

2.3 Почвообразующие породы.

2.4 Гидрология.

2.5 Растительность.

2.6 Почвенный покров.

3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Объекты исследований.

3.2 Схема опыта и методика исследований.

4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ СЖИГАНИЯ СОЛОМЫ.

5. ВЛИЯНИЕ ЗАПАХИВАНИЯ СОЛОМЫ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ.

5.1 Динамика агрохимических показателей при различной интенсивности разложения соломы.

5.2 Характеристика почвенного поглощающего комплекса (ППК).

5.3 Физические и водно-физические свойства почвы.

6. БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ ПРИ РАЗЛОЖЕНИИ СОЛОМЫ. .83 6:1 Выделение из почвы углекислого газа.

6.2 Интенсивность разложения в почве льняного полотна.

6.3 Влияние соломы на микробиологические процессы.

6.4 Ферментативная активность почвы.

6.5 Токсичность почвы при внесении соломы.

6.6 Определение интегрального показателя биологической активности.

7. ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ РАЗЛОЖЕНИЯ СОЛОМЫ ПРИ

ПРИМЕНЕНИИ БИОПРЕПАРАТОВ.

8. УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ВНЕСЕНИИ СОЛОМЫ.

ВЫВОДЫ.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Почвоведение», 03.02.13 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Биологическая активность и плодородие чернозема обыкновенного при внесении соломы»

Актуальность темы. В последние десятилетия в связи с резким снижением поголовья крупного рогатого скота в сельском хозяйстве происходит накопление большого количества соломы зерновых культур. Зачастую солома сжигается, однако, с точки зрения экологических проблем представляется более рациональным вернуть ее в ресурсный цикл. Это особенно важно при дефиците такого эффективного удобрения, как навоз.

Солома и другие растительные остатки (ботва, сидераты, пожнивные и подкосные культуры на зеленое удобрение) являются ценным источником органического вещества почвы. Из применяемых в настоящее время органических удобрений содержание органического вещества в соломе наибольшее (70 и более процентов).

Качество растительных остатков сельскохозяйственных культур, как удобрения, оценивается по отношению углерода к азоту и лигнина к азоту в их составе и, соответственно, по времени их разложения и доступности почвенным микроорганизмам и они подразделяются по мере ухудшения их качества на быстро-, умеренно-, медленно- и слабо разлагаемые.

Повышенным содержанием целлюлозы (углерода) характеризуются растительные остатки зерновых культур. По данным НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева, в одной тонне соломы зерновых культур содержится около 5 кг азота, 2,5 кг фосфора, 8 кг калия, 35-40% С (углерода) в органической форме. Пшеничная солома содержит 27-33% целлюлозы, 21- 26% гемицеллюлозы, 3% белков, 18-21% лигнина [141]. Использование на удобрение соломы злаковых культур, имеющей широкое отношение углерода к азоту, часто сопровождается проявлением отрицательного эффекта уменьшения содержания минерального азота в обрабатываемом слое почвы, связанного с его иммобилизацией почвенной микрофлорой, участвующей в разложении органического вещества соломы.

При многократном использовании однокачественных растительных остатков в качестве удобрения возрастают риски повышения токсичности почвы за счет накопления токсичных продуктов разложения — целлюлозы и лигнина (фенолов, органических кислот и др.), что приводит к негативному явлению - «почвоутомлению», сопровождающемуся снижением урожайности культур.

В связи с этим зачастую при внесении высокоуглеродистых растительных остатков (в дозах 4-6 т/га) отмечается снижение продуктивности возделываемых культур, особенно злаковых. Отрицательное влияние при внесении таких растительных остатков на последующие возделываемые культуры снижается, если к моменту посева они разложились в достаточной степени, поэтому для предотвращения отрицательного действия при использовании растительных остатков следует обеспечить быстрейшее их разложение в предпосевной период и научные разработки в этом направлении являются весьма актуальными.

Все процессы разложения органического вещества в природе происходят с участием различных представителей мезо- и микрофауны. Разработав правильные практические подходы к процессам деструкции соломы и других растительных остатков, можно обеспечить улучшение баланса углерода в земледелии и получение экологичного удобрения.

В связи с этим становятся актуальными поиски принципов, путей и технологических приемов использования соломы в качестве удобрения.

Наши исследования, посвященные изучению трансформации свойств черноземов обыкновенных при внесении соломы, проводились в полевом опыте НИИСХ ЦЧП имени В. В. Докучаева (Каменная степь, Воронежская область).

Цель. Целью наших исследований является разработка приемов повышения интенсивности разложения соломы и изучение их влияния на физические, физико-химические, агрохимические и биологические свойства почвы.

Задачи: дать экологическое обоснование неприемлемости сжигания послеуборочных растительных остатков и нетоварной части урожая зерновых культур; определить агрохимические, физико-химические, физические свойства почвы и основные компоненты органического вещества при разложении соломы;

- исследовать биологические свойства чернозема обыкновенного при использовании соломы в качестве удобрения с применением стимуляторов ее разложения;

- исследовать влияние биопрепаратов на скорость разложения соломы в почве;

- определить в динамике токсичность почвы при разложении соломы с использованием препаратов;

- установить влияние внесенной в почву соломы на продуктивность тест - культуры - озимой пшеницы.

Научная новизна заключается в том, что на черноземе обыкновенном северной части Калачской возвышенности в условиях действующего агролесомелиоративного почвозащитного комплекса исследовано влияние соломы, используемой в качестве органического удобрения на агрохимические, физико-химические, физические и биологические свойства почвы.

Установлено, что в течение всего процесса разложения проявляется токсическое действие соломы и определены методы повышения интенсивности ее разложения в послеуборочный период и, соответственно, нейтрализации токсикоза почв во время вегетации культур в летне-осенний период. Впервые в ЦЧР экспериментальным путем определены негативные последствия сжигания соломы при уборке озимой пшеницы различными способами.

Разработан метод поверхностного компостирования соломы озимой пшеницы с применением стимуляторов ее разложения (патент на изобретение № 2407726 «Способ использования послеуборочных остатков зерновых колосовых культур в качестве удобрения». Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 27 декабря 2010 года).

Практическое значение работы. На основе полученных экспериментальных данных разработаны научно обоснованные приемы использования соломы в качестве органического удобрения.

Результаты исследований по эффективному использованию соломы в качестве органического удобрения явились составной частью рекомендаций по технологии регулирования органического вещества почвы (протокол №2 от 08.10.2010 г. НТС Департамента аграрной политики Воронежской области).

Экспериментально полученные новые данные о влиянии соломы на физические и биологические свойства почвы используются в курсах лекций: «Агрохимия», «Биология почв», «Экология» и других дисциплинах в Воронежском государственном университете и Воронежском государственном аграрном университете имени Императора Петра I.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались и получили положительную оценку на конференции, посвященной 70-летию кафедры почвоведения и агрохимии Воронежского государственного университета 25-28 сентября 2006 г., на 1-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием: фундаментальные достижения в почвоведении, экологии, сельском хозяйстве, на пути к инновациям, Москва, МГУ, 23-25 апреля 2007 г.; на V съезде Всероссийского общества почвоведов им. В. В. Докучаева, Ростов-на-Дону, 18-23 августа, 2008 г.; на заседании Территориального координационного совета «Проблемы земледелия ЦЧП», Каменная Степь, 25-26 июня 2008 г.; на Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства», г. Курск, 20-22 января 2010г.; на заседании Совета по земледелию Центрально Черноземной зоны Отделения земледелия Россельхозакадемии «Научно-практические основы энерго- и ресурсосбережения в адаптивно-ландшафтных системах земледелия Центрального Черноземья», Каменная Степь, 27-28 мая 2010 г.; на научно-практической конференции Курского отделения МОО «Общество почвоведов имени В.В.Докучаева», г. Курск; на научно — техническом совете департамента аграрной политики Воронежской области 8 октября 2010 года; на научной сессии ВГУ; на заседаниях проблемного Совета технологического центра Воронежского НИИСХ им. В. В. Докучаева РАСХН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 в рецензируемом издании.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 163 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 8 глав, выводов, списка использованной литературы. Основной материал изложен на 120 страницах и включает в себя 27 таблиц, 3 рисунка. Список литературы состоит из 260 наименований, в том числе зарубежных авторов 27.

Похожие диссертационные работы по специальности «Почвоведение», 03.02.13 шифр ВАК

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.