Введение к работе
Актуальность темы. Длительное использование почв Красноярской лесостепи в условиях постошшого дефицита оргаїшческих и минеральных удобрений стало причиной существенного снижения в них содержания органического вещества (ОВ). Одним из перспективных направлений увеличения запасов гумуса в почве является применение органических удобрений, в том числе, и неірадициошшх - созданных на основе отходов лесопромышленного комплекса. По прогнозам экспертов [Храмова, 2007], в Красноярском крае только в 2010 г. образуется около 8 млн т древесных отходов. Вовлечение этих отходов в круговорот веществ позволяет рационально решить проблемы не только экологического (утилизация отходов и улучшение гумусного состояния почв), но и практического (повышение урожайности культур) характера.
Цель исследований - выявить закономерности трансформации удобрительных композиций (УК), приготовленных на основе древесной коры, их участие в повышении плодородия и продуктивности почв Красноярской лесостепи.
Задачи:
Изучить свойства коры разных пород деревьев и некоторых видов местного минерального сырья для использования при разработке органо-минеральньгх композиций.
Исследовать особенности трансформации ОВ древесной коры и органо-минеральных композиций на ее основе.
Установить влияние УК на показатели плодородия агросерой почвы и агрочернозема глинисто-иллювиального.
Определить вклад УК в формирование урожайности сельскохозяйственных растений на агросерой почве и агрочерноземе глинисто-иллювиальном.
Паучная новизна. Получены новые количественные характеристики процесса трансформации (минерализации и гумификации) компостированной осиновой, еловой и лиственничной коры с минеральными удобрениями, цеолитом Сахаптинского месторождения и вермикулитом Татарского месторождения, показавшие различия в интенсивности выделения С02, накоплении форм ОВ и величине отношения подвижных гуминовых и фульвокислот. Выявлено, что добавление цеолита в компостированную лиственничную кору увеличивает годовой суммарный поток С-СОг, а в компостированную еловую или осиновую -замедляет.
Впервые изучено действие УК на основе осиновой коры на динамику микробобиомассы и подвижных гумусовых веществ в агросерой почве и агрочерноземе глинисто-иллювиальном Красноярской лесостепи. Установлено, что, улучшая гумусное состояние и питательный режим почв, созданные УК способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных растений.
Защищаемые положения: 1. Основные закономерности процесса минерализации (по выделению СОг) определяют химический состав (в т.ч. отношение C:N) и рН компонентов, входящих в состав УК. Процессы трансформации осиновой коры и УК на ее основе сопровождаются постепенным накоплением подвижных гумусовых веществ.
УК на основе' осиновой коры способствуют достоверному увеличению содержания микробобиомассы, подвижного гумуса и питательных элементов (N-NO3, Рг05, КгО) в агросерой почве и агрочерноземе глинисто-иллювиальном; механизм влияния контролируется термическими условиями.
УК на основе птичьего помета в чистом виде и с добавлением цеолита или вермикулита повышают на статистически значимую величину урожайность кукурузы и пшеницы на агросерой почве. Вклад композиций на основе коро(осина)-навозного компоста с добавлением цеолита или вермикулита в формирование урожайности рапса и пшеницы возрастает на агрочерноземе глшшсто-иллюви альном.
Практическое значение. Полученные данные предназначены для разработки мероприятий по повышению плодородия и продуктивности почв Красноярского края. Создшше и применение органо-минеральных композиций на основе коры разных пород деревьев позволяет утилизировать отходы деревообрабатывающей промышленности и животноводства, вовлечь в биологический круговорот веществ дополнительное количество углерода и снизить неблагоприятную нагрузку на окружающую среду.
Материалы исследований используются в учебном процессе ИАЭМ ФГОУ ВПО «КрасГАУ» при изучении курсов «Почвоведение», «Агрохимия», «Нетрадициошше удобрения и технологии их применения».
Работа выполнена в соответствии с программой исследований ФГОУ ВПО «КрасГАУ» по теме «Исследование структурно-функциональньгх свойств почв и почвенных процессов под влиянием антропогенеза на земледельческой территории Средней Сибири (в пределах Красноярского края, Хакасии и Тувы)» (регистрационные номера 01.2.001.03880; 01.2.006.13786) и поддерживалась стипендией Правительства Российской Федерации (2002 год) и стипендией им. Т.С. Мальцева (2003).
Апробация. Материалы исследований были представлены на краевой межвузовской научной конференции «Интеллект-2002» (г. Красноярск, 2002); региональной студенческой конференции «Красноярский край: освоение, развитие, перспективы» (г. Красноярск, 2002; 2003; 2004); на I и IV научной школе «Болота и биосфера» (г. Томск, 2002; 2005); на ГХ, X, XI международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2002, 2003, 2004» (г. Москва, 2002, 2003, 2004); на научной конференции «Студенческое сообщество и современность» (г. Анталия, 2003); на научной конференции с международным участием «Экология и рациональное природопользование» (г. Хургада, 2004); на IV съезде Докучаевского общества почвоведов (г. Новосибирск, 2004); на региональной студенческой конференции «Студенческая наука - взгляд в будущее» (г. Красноярск, 2005); на Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы - проблемы и решения» (г. Красноярск, 2005); на конференции молодых ученых Института химии и химических технологий СО РАН (г. Красноярск, 2006); на заседаниях кафедры почвоведения и агрохимии ФГОУ ВПО «КрасГАУ» (2005-2010 гг.).
Личный вклад автора. Соискателем осуществлены сбор, обобщение и обработка исходной информации, проведены лабораторные и полевые исследования, а также интерпретация и оценка полученных данных.
Публикации. По теме исследований опубликовано 19 работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получено одно авторское свидетельство РФ № 2006612759 от 04.08.2006 (в соавторстве).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 183 страницах, содержит 27 таблиц, 24 рисунка, состоит из введения, 6 глав, выводов, приложений. Список литературы включает 293 наименования, в том числе 22 на иностранном языке.
