Введение к работе
Актуальность темы. В условиях недостаточной обеспеченности удобрениями агропромышленного комплекса Красноярского края и улучшения экологической обстановки на этой территории предлагается вовлекать древесную кору и местные минеральные ресурсы в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья для получения на их основе удобрительных композиций [Ульянова, Чупрова, Луганцева и др., 2007]. Кора является крупнотоннажным отходом производства и обладает высоким гумусообразовательным потенциалом. Перспективным представляется применение в качестве компонента для удобрительных композиций и природных сорбентов, в частности, вермикулита, который по мнению многих авторов усиливает агрохимический эффект удобрений [Качанова, 1987; Ахтямов, 2001; Иванова, Иноземцева, 2010]. В то же время почвы агроценозов Сибири остро нуждаются во внесении фосфора, так как его валовое содержание составляет 0,15–0,37 %, что соответствует запасам 4,1–8,8 т/га в слое 0–40 см [Рудой, 2003]. Поэтому в почвы края требуется дополнительное внесение фосфорных удобрений. В настоящее время производство однокомпонентных фосфорных удобрений в нашей стране практически свернуто, 95 % апатитового концентрата вывозится за границу, на внутренний рынок поступает 3–5 кг/га Р2О5, а высокие цены на комплексные удобрения сделали их недоступными для большинства сельхозпроизводителей [Капранов, 2009]. Восточнее Урала нет ни одного завода по производству фосфорных удобрений. В сложившейся обстановке особое значение приобретают имеющиеся местные ресурсы фосфатных руд, которые могут решить проблему обеспеченности фосфором почв региона. Тем более вермикулит и фосфатные руды добываются на Татарском месторождении, территориально расположенном в Красноярском крае. Запасы, дешевизна и доступность древесной коры, вермикулита, фосфатных руд определяют их как перспективные компоненты для приготовления новых удобрительных композиций (УК), трансформация которых еще не изучена. Это сдерживает разработку технологий по комплексной переработке отходов деревообрабатывающих предприятий с использованием местного минерального сырья.
Серые лесные почвы широко распространены в Красноярской лесостепи, общая площадь их составляет 1086,7 тыс. га [Крупкин, Топтыгин, Пахтаев, 1999]. Поэтому изучение в них процесса трансформации удобрительных композиций имеет важное значение для исследования особенностей новообразования гумусовых веществ и накопления подвижного органического вещества, влияющего на эффективное плодородие почвы и продуктивность полевых культур.
Цель исследований – выявить закономерности трансформации удобрительных композиций на основе местных ресурсов коры и минерального сырья в агросерой почве Красноярской лесостепи.
Задачи исследований.
-
Изучить свойства коры разных видов деревьев (лиственничной, сосновой, пихтовой), местного минерального сырья (фосфоритной муки и вермикулита) и разработать на их основе составы УК.
-
Определить особенности трансформации коры разных видов деревьев при компостировании с минеральными удобрениями, фосфоритной мукой и вермикулитом.
-
Выявить закономерности трансформации органического вещества агросерой почвы при внесении различных УК.
-
Оценить вклад УК в формирование фитомассы полевых культур.
Научная новизна. Получены новые УК на основе совместного компостирования коры и местного минерального сырья. Впервые получены новые количественные характеристики процесса трансформации компостированной лиственничной коры с минеральными удобрениями, фосфоритной мукой и вермикулитом Татарского месторождения, показавшие различия в интенсивности выделения СО2, накоплении подвижных форм органического вещества и величине отношения подвижных гуминовых и фульвокислот. Определены константы разложения коры разных видов деревьев (лиственницы и пихты) и новых УК на их основе, позволяющие оценить срок действия УК. Количественно оценены эмиссионные потери углерода и накопление новообразованных гумусовых веществ в агросерой почве с применением новых УК.
Научная и практическая значимость. Выявленные закономерности трансформации органического вещества агросерой почвы под действием УК могут быть использованы при разработке концепции управления плодородием агросерых почв региона. Удобрительные композиции, приготовленные на основе коры, фосфоритной муки и вермикулита могут применяться при выращивании полевых культур. Создание и применение УК на основе коры деревьев позволит утилизировать отходы деревообрабатывающей промышленности и использовать местное минеральное сырье (фосфоритную муку и вермикулит), добываемое на Татарском месторождении края. При этом улучшится экологическая обстановка в зоне действия деревообрабатывающих предприятий и решится проблема обеспечения удобрительными ресурсами в регионе. Результаты исследований используются при изучении курсов «Почвоведение», «Экологическое почвоведение», «Нетрадиционные удобрения и технологии их применения», «Агрохимия» в Институте агроэкологических технологий Красноярского государственного аграрного университета.
Апробация работы. Результаты исследований представлялись и обсуждались на конференциях: региональных «Красноярский край: освоение, развитие, перспективы» (г. Красноярск, 2003, 2004); на всероссийских «Студенческая наука – взгляд в будущее» (г. Красноярск, 2005, 2006); «Болота и биосфера» (г. Томск, 2004, 2005, 2007); международных «Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове» (г. Томск, 2010); «Ломоносов-2004, 2010» (г. Москва); «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (г. Барнаул, 2009); «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (г. Абакан, 2005, 2006, 2008, 2010); «Современные тенденции развития земледелия и защиты почв» (Улан-Удэ, 2009); на заседаниях кафедры почвоведения и агрохимии ФГБОУ ВПО «КрасГАУ» (2004–2011 гг.). Результаты работы экспонировались на выставке «Красноярск. Технологии будущего» (г. Красноярск, 2010).
Работа была поддержана грантом краевого фонда науки (2004 г); губернаторской премией Красноярского края (2006 г); государственной стипендией имени зоолога Е.А. Крутовской (2007 г); государственной стипендией Правительства Российской Федерации (2007–2008 гг); государственной стипендией Президента Российской Федерации (2010 г).
Публикации. Автором опубликовано 24 работы, из них по теме диссертации 9, в том числе 3 работы в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Она изложена на 139 страницах, содержит 42 таблицы, 23 рисунка, 5 приложений. Список литературы включает 258 наименований, в т. ч. 19 публикаций иностранных авторов.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю О.А. Ульяновой за всестороннюю помощь, поддержку, критические замечания, профессору В.В. Чупровой и коллегам кафедры почвоведения и агрохимии КрасГАУ за ценные советы и научные консультации.
