Влияние органических удобрений на некоторые показатели чернозема выщелоченного

Ко второй подгруппе отнесены лугово-черноземные слабосолонцеватые почвы, занимающие незначительную площадь в юго-западной части участка. Емкость поглощения -41,7 мг-экв. Среди поглощенных оснований преобладает кальций, но также присутствует поглощенный натрий 2,4-4,0 мг/экв, что составляет 8-9% от емкости поглощения и указывает на слабую солонцеватость. Почва не засолена. Почвы пригодны под любые районированные культуры и нуждаются в орошении, поливная норма на 1/3 ниже, чем для первой группы. Для использования этих почв под орошение потребовалось внесение гипса 2-3 т/га.

Обеспеченность растений азотом зависит от процессов минерализации и нитрификации азотистых соединений почв. На парах они активны, поэтому в почве накапливается много доступного растениям минерального, преимущественно нитритного азота. После других предшественников запас этого элемента в черноземах выщелоченных к посеву сельскохозяйственных культур бывает недостаточным. Калием черноземы выщелочные в большинстве случаев обеспечены в полной потребности растений (А.П. Козаченко, 1997).

2.4 Производственная оценка хозяйства

В хозяйстве «Дубровское», искусственная биологическая очистка не функционировала. Возникла острая проблема утилизации стоков. В разработанном ТЭО предусматривалось навозные стоки после механической очистки использовать на орошение сельхозугодий. Почвенный метод очистки навозных стоков является более надежным, чем искусственная биологическая очистка. Так при рациональных дозах внесения навозных стоков в вегетационный период стоки полностью поглощаются активным слоем почвы, биогенные элементы на 99-100% усваиваются микроорганизмами и корневой системой растений. Таким образом, оросительные системы с использованием навозных стоков являются надежным и эффективным водоохранным сооружением. Челябинская станция химизации проводила в хозяйстве комплекс исследований по влиянию норм внесения навозных стоков на урожай культур, на плодородие, процессы самоочищения почв. На основе проведенных научных исследований в хозяйстве «Дубровское», и накопленного научного и практического опыта в аналогичных регионах страны разработаны рекомендации по использованию стоков для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий в сложных гидрогеологических условиях Челябинской области.

Площадь землепользования хозяйства “Дубровское” составляет 12974 га, в том числе занято под пашню 9793 га, сенокосы 1479 га, пастбища 1335 га, леса и угодья 367. В таблице 2 приведена экспликация земель в хозяйстве.

Таблица 2 - Экспликация земель в хозяйстве

Хозяйство специализируется на откорме крупного рогатого скота. На существующем комплексе размещается до 6700 голов бычков одновременно. Производство осуществляется на промышленной основе с применением передовых технологий. В хозяйстве выращиваются так же племенные лошади ,62 головы молодняка и 47 голов основного стадо. Выращиваются так же свиньи - 128 голов.

3. Экспериментальная часть

3.1 Методика исследования

Исследования по изучению влияния орошения животноводческими стоками на накопление нитратного азота в почве и растениях и на качество кормовых культур (прежде всего однолетних трав) проводились Челябинской станцией химизации сельского хозяйства.

Исследования по влиянию орошения жидкой фракцией стоков на плодородие черноземных почв и качество кормовых проводили в полевом деляночном опыте по следующей схеме:

1 вариант - контроль без орошения;

2 вариант - орошение чистой водой;

3 вариант - орошение стоками N280;

Площадь делянки 42 м2, учетная площадь 25 м2. Повторность четырехкратная, расположение делянок рендомизированное.

Поливы осуществлялись уменьшенной оросительной нормой 1000 м3/га. Для характеристики почвенного покрова при закладке полевых опытов фиксировались исходное плодородие почвы. Для чего отбирались почвенные образцы до глубины 1 метра через каждые 20 см. В образцах определялись основные показатели, характеризующие плодородие и мелиоративное состояние почвы: реакция среды (рН) потенциометрическим методом; подвижные фосфор и калий в одной вытяжке по Чирикову; легкогидролизуемый азот по И. В. Тюрину и М. М. Кононовой. Определение химического состава стоков по технологической цепочке их очистки, химического состава поливных стоков. В отобранных пробах стоков определялись следующие показатели: реакция среды, взвешенные и органические вещества (ХПК), щелочность, хлориды, сульфаты, калий, натрий, кальций, магний, фосфор, азот аммиачный и органический - по методикам, изложенным в «Унифицированных методах анализа сточных вод» под редакцией Ю. Лурье, 1973 и « Методических указаниях по выполнению научно- исследовательских работ при изучении вопросов использования сточных вод и стоков животноводческих комплексов на орошение», Москва, 1985.

Определение химического состава растений проводили по общепринятым методикам зоотехнического анализа кормов по следующим показателям: клетчатка, сырой жир, фосфор, калий, кальций, магний; нитраты - дисульфофеноловым методом (В.П. Плешков, 1968) (Приложение 1).

На массиве орошения рассматривались два варианта пятипольного севооборота.

- Структура посевных площадей согласованная со специалистами хозяйства.

1 севооборот:

1. Пар;

2. Яровая пшеница (зерно);

3. Однолетние травы на зеленый корм

4. Многолетние травы на зеленый корм;

5. Многолетние травы на зеленый корм;

- Севооборот, предлагаемый при удобрительно-увлажнительном орошении стоками.

2 севооборот:

1. Однолетние травы на зеленый корм;

2. Яровая пшеница;

3. Ячмень на зеленый корм;

4. Многолетние травы на зеленый корм;

5. Кукуруза на зеленый корм;

Годовая норма внесения стоков определяется по выносу биогенных элементов (азота, фосфора, калия)планируемым урожаем сельскохозяйственных культур по формуле:

Мс = В * в /10 * К1 * К2 * С,

где

Мс - годовая норма внесения стоков, м3/га;

В - вынос питательных веществ из почвы планируемым урожаем сельскохозяйственных культур, кг/га;

в - коэффициент обеспеченности почвы питательными веществами, принимаем равным 1(категория обеспеченности средняя);

К1 - коэффициент использования питательных веществ растениями из стоков, принимается равным для азота 0,7, фосфора и калия -0,6;

К2 - коэффициент, учитывающий потери аммиачного азота в процессе полива, для азота - 0,85, фосфора и калия - 1;

С - содержание питательных элементов в %;

3.2 Результаты исследования

3.2.1 Химический состав животноводческих стоков

Анализ химических стоков свидетельствует о том, что разделение их на фракции приводит к некоторому увеличению рН среды, но при этом она остается слабощелочной 6 - 7.8. Масса взвешенного осадка уменьшается на 8.0 г/л. В стоках содержатся сульфат-ионы, ионы хлора и карбонатные ионы, которые являются преобладающими среди ионов. При разделении стоков концентрация ионов хлора в почве уменьшилась со 158 мг/кг до 95.5 мг/кг. Концентрация сульфатных ионов составила 57,5 мг/кг почвы. Содержание катионов натрия не превышает ПДК и составила 130,5 мг/кг. Таким образом, при низком содержании катионов натрия и ионов хлора опасности засоления нет.

Химический состав неразделенных стоков характеризуется высоким содержанием питательных веществ. Азот общий составляет 690 мг/кг, фосфор-336 мг /кг и калий-230,5 мг /кг почвы. После разделения содержание элементов питания снизилось: общего азота до 291мг/кг, фосфора-139 мг/кг, калия-160 мг/кг

3.2.2 Нормы и сроки внесения удобрений

Для каждой культуры подсчитывается вынос питательных веществ из почвы запланированным урожаем за один год ротации предлагаемых севооборотов по трем биогенным элементам. По расчетному выносу определяется годовая норма внесения стоков для каждой культуры севооборота по азоту общему, фосфору и калию и за расчетную принимается абсолютно минимальное значение нормы из трех полученных величин.

Расчет удобрительных норм в первом варианте севооборота показывает, что урожайность составила у пшеницы 1,54 т/га, однолетних трав- 2,59 т/га, многолетних трав- 5,36 т/га. Вынос азота с планируемым урожаем у однолетних трав на зеленый корм составил 70 кг/га. Принятая норма внесения стоков составила у однолетних и многолетних трав 400 м3/га.

Во втором варианте севооборота большая планируемая урожайность у кукурузы 4 т/га, многолетние травы 3,50 т/га, однолетние травы 2,50 т/га. Вынос азота у кукурузы составил 160 кг/га. Все остальные культуры выносят азот также как и в первом варианте севооборота. Принятая норма внесения стоков у кукурузы - 950 м3/га, однолетние и многолетние травы - 400 м3/га, ячмень на зеленый корм -- 250 м3/га.

Согласно расчетов средняя удобрительная норма по данным севооборотам составляет 540-600 м3/га и соответственно площадь утилизации -1077-960 га. Принятые удобрительные нормы и нормы внесения азота по культурам севооборотов в таблице 3.

Таблица 3- Удобрительные нормы и нормы внесения

Недостающее количество питательных элементов вносится в виде подкормок из минеральных удобрений.

Оптимальными сроками внесения органических удобрений являются для яровой пшеницы - под вспашку зяби, для однолетних трав - осенью под зябь.

3.2.3 Агромелиоративные показатели чернозема выщелоченного при орошении животноводческими стоками

Животноводческие стоки содержат большое количество органических и неорганических соединений, оказывающих влияние на процессы, происходящие в почве. В связи с этим большое значение имеют исследования влияния животноводческих стоков на свойства почвы. Перед применением стоков для орошения кормовых культур исследовались исходные показатели чернозема выщелоченного, которые приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Исходные агрохимические свойства чернозема выщелоченного в полевом опыте (2003)

Прежде чем применять стоки на орошение кормовых трав, почва была исследована на содержание ряда элементов. В ходе исследований было выявлено, что рН среды изменяется от 6,4 до 8,2. Содержание легкогидролизуемого азота в пахотном слое почвы составляло 4,0 - 4,0 мг/100г почвы. Это говорит о недостаточном его содержании в почве. Содержание нитратов в слое 0-20 см составляло 0,19 мг/100 г почвы. Обеспеченность почвы фосфором высокая на глубине 20-40 см и составляла 4,8 мг/100г почвы. Калия в черноземе в исходном состоянии в пахотном слое содержалось 8,1-8,0 мг/100 г почвы, что говорит о средней обеспеченности почвы калием.

Таким образом, мы видим, что для повышения содержания элементов почвы необходимо вносить органические удобрения.

Изменение содержания элементов в почве при орошении приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Агрохимические свойства чернозема выщелоченного в полевом опыте при орошении (2001- 2003 года)

Анализ агрохимических свойств чернозема выщелоченного при орошении свидетельствует о том, что на всех вариантах рН с глубиной изменялось от 6,5 до 8,15. Внесение питательных веществ со стоками способствовало в определенной мере накоплению подвижных форм NPK. При орошении водой содержание гидролизуемого азота, нитратов не изменилось. Содержание фосфора в пахотном слое увеличилось незначительно, на 0,4 мг/100 г почвы.

При орошении стоками рН среды изменялось от 7,1 до 8,3. Содержание гидролизуемого азота, фосфора и калия повысилось в пахотном слое. Содержание нитратного азота в слое 20-40 см составляло 0,16 мг/100 г почвы, то есть наблюдается тенденция к ускорению процесса минерализации.

Если поступление соединений азота со стоками превышает усвояемость их растениями и перерабатывающую способность почвогрунтов, то в них проходят процессы окисления аммония до нитратов, накопления последних и поступление в грунтовые воды.

3.2.4 Влияние орошения на качество кормовой продукции

Проводились исследования химического состава растений. Определяли такие показатели как клетчатка, сырой жир, фосфор, калий, кальций, магний, нитраты.

Таблица 6 - Химический состав однолетних трав, 2003 год

Результаты исследований химического состава однолетних трав показали, что содержание нитратов находится в допустимых пределах (ПДК - 0,2% на сухое вещество). Протеин составляет 7,2-8,1 %, что является нормальным для злаковых трав, концентрации K, Na, Ca, Mg, и P близки по зоотехническим нормам, предъявляемым к зеленым кормам. Величина отношения Ca:P укладывается в допустимые пределы, а отношение K: (Са+Mg) на орошаемых вариантах несколько превышает оптимальные значения (не выше 2,0). При орошении наблюдается увеличение содержания сырого протеина до 9,5-10% против 8,8% на контроле без орошения и 9,8% при орошении чистой водой.

Концентрация калия в 3 варианте возрастает в 1,5-2,6 раза однако она находится в допустимых при скармливании пределах.

В то же время отмечается снижение поступления кальция в растения.

Отмечается повышенное содержание нитратов в зеленом корме на варианте с орошением чистой водой, что, видимо, объясняется неравномерностью внесения минеральных азотных удобрений в весеннюю подкормку, которая проводилась на данном поле. Заметно снижается при орошении количество жира, примерно в 1,8 раза.

Необходимо отметить высокое содержание клетчатки в травах, содержание ее несколько выше при орошении чистой водой, на других вариантах - практически одинаково.

Количество калия несколько увеличивается при орошении. На всех вариантах количество его выше нормы, не превышает ПДК (3%).

Содержание натрия и кальция по всем вариантам соответствует нормативным требованиям для кормления. Количество фосфора во всех вариантах ниже нормы для растений, в связи с чем соотношение Са :и Р, учитываемое при кормлении животных несколько понижено. Содержание магния на контроле - в норме, на вариантах чистая вода и N280 на уровне контроля и близко к верхней границе нормы. Количество нитратов в контрольном варианте соответствует ПДК. При орошении чистой водой наблюдается тенденция увеличения содержания нитратов, но в пределах ПДК. На вариантах при орошении стоками количество нитратов несколько выше, чем в варианте без орошения. Корма с полученным содержанием нитратов нетоксичны для здоровья животных.

В зеленой массе трав при использовании стоков (3 вариант) наблюдается повышение содержания протеина, снижение при этом содержания клетчатки, кальция, магния, увеличение концентрации калия и фосфора. В вариантах при орошении чистой водой его содержание находится в нормируемых пределах, на варианте стоки количество его выше нормы, но не превышает ПДК. Содержание натрия по всем вариантам соответствует нормативным требованиям.

По всем вариантам количество кальция в норме. Количество магния в норме при орошении стоками, на контрольных вариантах содержание магния выше нормы. Содержание фосфора во всех вариантах ниже нормы для кормления животных.

Наиболее приемлемой для целей кормления следует считать зеленую массу с 3 варианта.

Количество нитратов в травах по вариантам в норме.

Исследования химического состава кукурузы, выращенной при орошении стоками и без орошения, показали, что количество протеина в обоих вариантах примерно одинаковое. Не оказывает влияние орошение стоками и на количество жира. Содержание клетчатки высокое (для анализа взято растение целиком). Количеств калия выше нормы, но в пределах ПДК. Содержание натрия оптимально. Кальций снижается при орошении стоками, ниже нормы. Количество фосфора при орошении в норме.

Особое беспокойство вызывает очень высокое содержание в кукурузе нитратов, как при орошении, так и в контроле. В контроле оно превышает ПДК в 10 раз, в опыте в 20 раз, что вероятно связано со значительным фоновым загрязнением почвы нитратами.

4. Экономическая эффективность применения органических удобрений

Применение удобрений в сельском хозяйстве должно быть экономически выгодным. Анализ экономической эффективности производства и применения органических удобрений необходим для выявления резервов улучшения их использования, экономического обоснования их применения.

Применение поливной техники, приспособленной и для внесения стоков, сокращает капитальные, а особенно эксплуатационные затраты. Кроме того, исключается разрушающее действие тяжелых агрегатов на структуру почвы, а также повышается усвояемость удобрений.

Внесение органических удобрений значительно повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Урожайность однолетних трав на зеленую массу может достигать до 25 т/га и соответственно способствовать увеличению выхода кормовых единиц.

Таблица 7 - Выход кормовых единиц в зависимости от урожая однолетних трав на зеленую массу

Изучение влияния орошения стоками на урожайность однолетних трав показала, что в среднем за три года наибольшее количество кормовых единиц с 1 га было собрано в 3 варианте - 325,5 ц. кормовых единиц. Исследования в опыте показали, что несмотря на изменяющиеся погодные условия вегетационного периода 2001-2003 годов, полив с оросительной нормой 1000 м3/га оказал благоприятное воздействие на урожайность однолетних трав.

Оценка экономической эффективности орошения однолетних трав животноводческими стоками представлена в таблице 8.

Таблица 8 - Оценка экономической эффективности орошения однолетних трав на зеленый корм животноводческими стоками

Из таблицы 8 видно, что применение орошения стоками в 3 варианте наблюдается высокая урожайность однолетних трав - 15 т/га, высокая окупаемость прямых затрат -1,3 руб./га и высокий чистый доход -1218,4 руб./га по сравнению с 1 и 2 вариантами.

Во 2 варианте наблюдается средняя урожайность -7,6 т/га при высоком показателе прямых затрат -2554,51 руб./га и низкой рентабельности -4,5 %.

Таким образом, орошение стоками наиболее эффективно и обеспечивает высокий доход при возделывании однолетних трав.

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Охрана труда

5.1.1 Общие положения

Современное сельскохозяйственное производство оснащается разнообразными сложными машинами, орудиями, агрегатами, безопасная работа на которых требует соответствующих знаний. Широкое применение электроэнергии в сельском хозяйстве требует обязательного ознакомления рабочих, служащих с вопросами электробезопасности (А.А. Новиков. 1996).

В сельскохозяйственном производстве в целом уровень высок. Поэтому важное значение приобретает профилактика травматизма на предприятии, то есть улучшение всей организационной работы по охране труда и внедрение мероприятий технического характера.

Очень важно знать при этом какие причины вызывают травматизм, как с ним бороться.

Если обобщить все причины травматизма, характерные для сельскохозяйственного производства, то можно составить следующую их классификацию (В.А. Андреев, М.Н. Новиков, С.М. Лукин, 1990):

организационные: отсутствие или некачественное проведение инструктажа и обучения; отсутствие инструкций по охране труда; недостаточный контроль охраны труда ; неудовлетворительная организация и содержание рабочих мест;

технические: несоответствие нормам безопасности конструкций технологического оборудования и подъемно транспортных устройств, технологические оснастки; отсутствие или недостаточная надежность защитных устройств, наличие потенциально опасных зон; несоблюдение сроков технического обслуживания и ремонта тракторов, комбаинов, машин, оборудования;

санитарно-гигиенические: неблагоприятные метеорологические условия, высокая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны; неудовлетворительные условия освещения; высокий уровень шума и вибрации;

психофизиологические: совершение ошибочных действий рабочими вследствие тяжести, напряженности труда, повышенной утомляемости, снижения внимательности; нарушение правил безопасности выполнения работ.

Таким образом, для предотвращения травматизма и заболеваемости в сельском хозяйстве необходимы разносторонние знания по охране труда, умение устранять потенциальные опасности и вредности, учитывать влияние меняющихся внешних условий на безопасность труда.

5.1.2 Техника безопасности при утилизации навоза

Навоз биологически активен. В результате ферментативного и микробного разложения органического вещества образуются сероводород , углекислый газ, аммиак, метан и окись углерода, которые представляют опасность для людей, работающих в закрытых цехах и навозохранилищах. Чаще всего приходится иметь дело со смесью воздуха и этих газов. Попадание такой смеси в организм человека вызывает паралич обоняния, удушье, падение пульса, потерю сознания. Поэтому при всех операциях, связанных с удалением навоза, подготовкой его к использованию, хранением и внесением в качестве удобрения, необходимо неукоснительно соблюдать требования техники безопасности и производственной санитарии (П.Я. Семенова , 1982).

Каналы навозоудаления должны быть полностью закрыты решетчатыми полами или сплошным настилом. Решетчатые панели делают без острых или выступающих частей.

Электрооборудование системы навозоудаления надежно заземляют, а вращающиеся детали установок ограждают защитными кожухами.

Приемный навозосборник, машинное отделение насосной станции оборудуют системой принудительной вентиляции. Помещение резервуара насосной станции должно быть отдельно от машинного зала глухой газоводонепроницаемой перегородкой. Для предупреждения опасности взрыва при попадании в насосную станцию взрывоопасных и вредных газов применяют осветительную аппаратуру и электродвигатели во взрывобезопасном исполнении. При этом нельзя пользоваться открытым огнем и курить. Чтобы исключить случаи отравления газами, постоянно контролируют состояние воздуха в помещении, используя шахтерские лампы или газоанализаторы. У работников насосных станций должны быть противогазы (В.И. Штыков, Я.З. Шевелев, О.Ю. Кошевой, 1987). Для выполнения работ, связанных с эксплуатацией системы удаления и хранения навоза, создают бригаду, численность которой зависит от объема работ. Не разрешается приступать к работе с неполным комплектом инвентаря по технике безопасности и неисправным инструментом.

При устранении неисправностей в колодцах, навозосборниках и коллекторах, а также при техническом осмотре системы навозоудаления в бригаду включают не менее трех человек: один работает в колодце, два других - на поверхности, оказывая в случае необходимости помощь работающему в колодце.

Такая бригада должна иметь следующие предохранительные и защитные приспособления: предохранительные пояса и веревку, испытанную на разрыв при нагрузке 200 кг (длина веревки должна превышать глубину колодца на 2-3 м); изолирующий противогаз со шлангом длиной на 2 м больше глубины колодца, но не более12 м (нельзя применять фильтрующие противогазы); взрывобезопасную шахтерскую лампу или газоанализатор, аккумуляторный фонарь напряжением не более 36 В; оградительные приспособления; инструмент для открывания крышек колодцев и навозосборников; полевую аптечку.

Перед спуском рабочего в колодец или навозосборник необходимо проверить шахтерской лампой наличие в них газов и в случае необходимости удалить их с помощью вентилятора или воздуходувной машины. В отдельных случаях для удаления газов емкости заполняют водой, которую затем откачивают. Выжигать газ огнем, бросая в навозосборник горящую бумагу или предметы, нельзя, так как это может вызвать взрыв.

Если газ полностью удалить нельзя, спуск в колодец или навозосборник, а также работы в них проводят только с предохранительным поясом и веревкой и при использовании шлангового изолирующего противогаза с подачей в него чистого воздуха.

К работе по производству компостов следует допускать лиц не моложе 18 лет, прошедших медицинский осмотр, хорошо знающих устройство механизмов и принцип их работы, условия технической эксплуатации средств транспортирования, перемешивания, дозирования исходных компонентов и готовых компостов, а также правила пожарной безопасности.

Механизированные хранилища и цеха по производству компостов должны иметь наружную вентиляционную систему, выполненную в соответствии с нормами технологического проектирования этого типа предприятий.

Для соблюдения санитарно-гигиенических правил работниками цехов по производству компостов следует предусматривать специально оборудованные места отдыха и приема пищи, помещения для сушки и хранения спецодежды, умывальники и туалеты. Работники цехов по производству компостов должны обеспечиваться спецодеждой в соответствии с существующими нормами, а также спецпитанием, назначенным в соответствии с действующими правовыми нормами.

Во время работы машин по производству и применению навоза нельзя находиться вблизи рабочих органов, в кузове или на сцепке, выполнять техническое обслуживание или другие операции. Не допускается работа машин со снятыми кожухами карданного вала, зубчатых, ременных и цепных передач. Осмотр, регулировку и ремонт машин можно проводить только после полной их остановки, обесточивания электросети и установления на прочную опору рабочих органов.

При отравлении, получении травмы пострадавшего немедленно удаляют из опасной зоны, вызывают врача и оказывают первую помощь (В.А. Андреев, М.Н. Новиков, С.М. Лукин, 1990).

5.2 Охрана окружающей среды

При переводе животноводства на промышленную основу возникла проблема утилизации навозных стоков и бесподстилочного навоза. Вблизи животноводческих комплексов и ферм промышленного типа особую угрозу окружающей среде представляют скопления навоза, а также нитратное и микробное загрязнения почв, фитоценозов, поверхностных и грунтовых вод.

Поэтому при выборе места для размещения животноводческих комплексов должны быть обоснованы возможности утилизации навоза и производственных стоков с учетом природоохранных требований. При этом учитывают орографические (геоморфологические), эдафические, метеорологические, гидрологические, гидрогеологические факторы, наличие и состояние лесной растительности, сельскохозяйственных угодий (для утилизации навоза в виде удобрений) и селитебных территорий.

В. Г. Минеев и Е. Х. Ремпе (1990) считают, что животноводческие комплексы становятся мощным фактором негативного воздействия на окружающую среду в результате накопления в них огромного количества бесподстилочного навоза и навозных стоков. Достаточно сказать, что микробное и общее загрязнения в районе расположения таких комплексов в 8-10 раз превышают естественный фон загрязнения почвенного и снежного покрова (В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др., 2000).

Загрязнение почв, снежного покрова и вод местного стока биогенными элементами влечет за собой соответствующие изменения показателей качества фитомассы культур на сельскохозяйственных угодьях, примыкающих к животноводческим фермам и комплексам.

Одним из основных загрязнителей окружающей среды являются нитраты. На участке, примыкающем к ферме, максимальное содержание нитратов обнаружено в травах. На накопление в травах нитратов решающим образом влияют нормы внесения стоков. С увеличением их от 240 до 420 кг/га азота содержание нитратов в травах увеличивается в 4-5 раз.

Содержание нитратов в траве колеблется по годам и по циклам скашивания. В однолетних травах без орошения и с орошением умеренной нормой стоков (120 кг/га азота) содержание нитратов и нитритов несколько выше, чем в многолетних травах, но при внесении повышенной нормы (360 кг/га азота) оно выравнивается (В. И. Штыков, Я. З. Шевелев, О. Ю. Кошевой,1987).

Накопление в кормах нитратов свыше 0,5 угрожает интоксикацией животных. В пересчете на азот это составляет 0,11%.

Следовательно, качество кормов многолетних трав при орошении животноводческими стоками нормой 420 кг/га азота нельзя считать удовлетворительным. Близким к опасному уровню (0,09 %) было и содержание нитратного азота в многолетних травах привнесении со стоками 360 кг/га азота. Однако при чрезмерно высоких нормах внесения стоков урожайность однолетних трав снижается, что обуславливает ожогами растений (В.И. Штыков, Я.З. Шевелев, О.Ю. Кошевой, 1987).

Нитраты присутствуют во всех средах: почве, воде, воздухе. Сами нитраты не отличаются высокой токсичностью, однако, под действием микроорганизмов или в процессе химических реакциях восстанавливаются до нитритов опасных для человека и животных. В организме теплокровных нитриты участвуют в образовании более сложных (и наиболее опасных) соединений - нитрозоаминов, которые обладают канцерогенными свойствами. В связи с опасностью, которую нитраты могут представлять для нормального функционирования организма человека, в различных странах разработаны ПДК нитратов в продуктах питания.

Нитраты в повышенной концентрации могут влиять на активность ферментов пищеварительной системы, метаболизм витамина А, деятельность щитовидной железы, работу сердца, на центральную нервную систему (В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др., 2000).

Орошение стоками вызывает некоторое повышение концентрации в дренажной воде органических и биогенных веществ, таких, как нитраты, аммонийный азот, фосфор. Загрязнение дренажного стока во многом определяется его формированием. Наибольший вынос органических и минеральных веществ в дренажную сеть наблюдается во влажные годы, за счет более значительных объемов дренажного стока. При орошении животноводческими стоками кислотность дренажной воды уменьшается. При внесении более низких норм кислотность стоков уменьшается незначительно.

Поверхностный сток с орошаемой стоками территории, имеющий место при осенних обложных дождях, также не загрязняется ингредиентами сточных вод.

При вегетационном орошении многолетних трав стоками животноводческого комплекса обеспечивается надежная охрана водоисточников от загрязнения. Питательные вещества при этом использовались рационально, что положительно сказывалось на урожае (В.И. Штыков, Я.З. Шевелев, О.Ю. Кошевой, 1987).

Рациональная система применения удобрений, позволяющая уменьшить вероятность накопления нитратов в растениеводческой продукции, предлагает правильное определение форм, доз, сроков и способов внесения (В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др., 2000).

Уменьшение потерь питательных веществ из почвы неразрывно связано с внедрением высокого уровня агротехники, направленной на повышение коэффициентов использования питательных веществ из свиного навоза. Научно обоснованные севообороты и рациональная система удобрений значительно сокращают непроизводительные потери внесенных удобрений и предохраняют окружающую среду от загрязнения (В.А. Андреев, М.Н. Новиков, С.М. Лукин, 1990).

Для охраны окружающей среды предусмотрены санитарно-защитные зоны и зеленые насаждения животноводческих комплексов. Животноводческие комплексы отделяют санитарно- защитными зонами от жилой застройки сельских населенных пунктов. Такую зону устанавливают от границы территории, на которой размещаются здания и сооружения для содержания животных, а такие от площадей навозохранилищ или открытых складов кормов.

Со стороны жилой зоны в санитарно- защитной зоне предусматривают лесные полосы шириной не менее 48 м (18 рядов) при ширине санитарно-защитной зоны свыше 100 м. Со стороны животноводческого комплекса для защиты их от снежных наносов, песка и пыли в санитарно-защитной зоне создают лесные насаждения. Кроме того, лесные насаждения создают и на территории фермы и комплексов для отделения живой защитой навозохранилищ, очистных сооружений, площадок компостирования, буртов навоза и т.п. от животноводческих и служебных помещений, пунктов осеменения, складов кормов. Эти насаждения размещают таким образом, чтобы не затруднять циркуляцию воздуха на территории ферм и комплексов.

Одной из немаловажных причин сложившегося положения с навозом служит прогрессирующее до последнего времени отделение животноводства от земледелия и перевод его на промышленную основу. Земледелие для животноводства становится лишь поставщиком кормов, точнее даже поставщиком сырья для промышленного производства концентрированных кормов. Обратная связь между этими отраслями практически отсутствует, а это уже существенное нарушение экологической сбалансированности природного цикла веществ (В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др., 2000).

ВЫВОДЫ

Исследования, проведенные в 2001 -2003 годах по влиянию жидкого бесподстилочного навоза на плодородие почвы и качество кормовых трав на выщелоченных черноземах Челябинской области дают основание сделать следующие выводы:

1. Для повышения плодородия полей жидкий навоз может быть использован. При этом окружающая среда будет защищена от загрязнения.

2. При использовании стоков для орошения однолетних трав засоления почв не наблюдалось, так как рН среды стоков слабощелочная 6,0-7,8, содержание ионов хлора и катионов натрия в составе стоков не превышает ПДК.

3. При орошении животноводческими стоками изменялись и агрохимические свойства почвы, происходило накопление питательных веществ. При орошении стоками с дозой азота 280 кг действующего вещества содержание фосфора и калия в почве несколько снизилось, содержание легкогидролизуемого азота было выше, чем в начальном состоянии на 2,3 мг/100 г почвы.

4. Орошение стоками положительно влияет на увеличении содержания протеина и жира, способствует снижению содержания клетчатки, то есть обуславливает повышение питательной ценности корма. Нитратного загрязнения зеленной массы при этом не происходит.

5. При выращивании однолетних трав на зеленый корм предпочтительно использовать схему орошения стоками 1000м3/га.

Рекомендации

На основании проведенных исследований на черноземе выщелоченном рекомендовано следующее:

1. Жидкий навоз вносить на поля круглый год, не накапливая его в навозохранилищах, с оросительной нормой 1000 м3/га.

2. Использовать навоз для повышения плодородия почвы.

3. Использовать стоки с дозой азота 280 кг действующего вещества на орошение однолетних трав на зеленый корм для достижения наибольшего эффекта.

Список литературы

1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: МГУ, 1970. - 487 с.

2. Андреев В.А., Новиков М.С., Лукин С.М. Использование навоза свиней на удобрения. - М.: Росагропромиздат, 1990. - 91 с.

3. Брезгунов В.С. Концепция экологически безопасного использования стоков.: Сб. научн. тр.- Бел НИИМиЛ, 2000. - 63 с.

4. Величико Е.Б., Льгов Г.К. Современные проблемы орошения на местном стоке. - М. Колос,1984. - 91 с.

5. Васильев В.А., Филиппова Н.В. Справочник по органическим удобрениям. - М.: Росагропромиздат, 1988. - 255 с.

6. Волков В.А., Егоров А.А., Красавин А.А. Каталог технологий производства и применения органических удобрений. - Владимир ВНИПИОУ, 1990. - 87 с.

7. Гостищев П.Д., Кастрякина Н.Н. Использование сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур. - М.: Россельхозиздат, 1982.-48 с.

8. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Байбеков Р.Ф. Практикум по почвоведению. - М.: Агроконсалт, 2002. - 279 с.

9. Иванов А.Ф., Чурзин В.И., Филин В.И. Кормопроизводство. - М.: Колос, 1996. - 397 с.

10. Козаченко А.П. Состояние почв и почвенного покрова Челябинской области по результатам мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. - Челябинск, 1999. - 107 с.

11. Кононова М.Н. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. - М.: Наука, 1963. - 315 с.

12. Крупский А.Н. Органическое удобрение. - Киев.: Урожай, 1981. - 160 с.

13. Коваленко В.П. Механизация обработки бесподстилочного навоза. - М.: Колос, 1984. - 159 с.

14. Ковалев Н.Г., Глазков И.К. проектирование систем утилизации навоза на комплексах. - М.: Агропромиздат, 1989. - 159 с.

15. Канарев Ф.М., Бугаевский В.В., Пережогин М.А. Охрана труда.-М.:Агропромиздат, 1988.-351с.

16. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Попов П.Д. Теория и практика использования органических удобрений. - М.: Агропромиздат, 1988. - 96 с.

17. Лукьяненков И.И. Приготовление и использование органических удобрений. - М.: Россельхозиздат, 1982. - 202 с.

18. Лукьяненков И.И. Перспективные системы утилизации навоза. - М.: Россельхозиздат, 1985. - 166 с.

19. Минеев В.Г. Органические удобрения в интенсивном земледелии. - М.: Колос, 1984. - 303 с.

20. Михайлов В.В. Прогноз вводно-солевого режимов почвогрунтов и грунтовых вод при орошении свиностоками. 4 кн., Купава, 1991. - 28 с.

21. Мякотин Г.Н., Овцов Л.П. Рекомендации по использованию стоков свинокомплекса « Родниковский» для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий в условиях Челябинской области. - М.: «Прогресс» ,1991. - 50 с.

22. Мусаилова И.П. Влияние орошения сточными водами и навозными стоками на плодородие почвы: Сб. научн. тр./ВНИИССВ - ВНИИГиМ, 1987. - 163 с.

23. Новиков А.А., Сидоров В.Л., Соловьев А.Н., Фролов О.Н. Справочник по охране труда. - М.: Издательство «Охрана труда и социальное страхование», 1996. - 304 с.

24. Орлов Д.С., Лозановская И.Н., Попов П.Д. Органическое вещество почв и органические удобрения. - М.:МГУ, 1985. - 98 с.

25. Плешков В.П. Практикум по биохимии растений. - М.: Колос, 1968. - 85 с.

26. Петухов М.Н., Панова Е.А., Дудина И.Х. Агрохимия и система удобрения. - М.: Агропроиздат, 1985. - 351 с.

27. Попов И.А. Экономика сельского хозяйства. - М.: Ассоциация авторов и издателей «ТАМДЕМ». Издательство «Экмос», 1999. - 352 с.

28. Розанов В.Г. Орошаемые черноземы. - М.: МГУ., 1989. - 143 с.

29. Семенова П.Я. Бесподстилочный навоз и его использование для удобрения. - М.: Колос, 1978. - 239 с.

30. Синявский И.В. Агрохимические и экологические аспекты плодородия черноземов Зауралья: Монография / ЧГАУ. - Челябинск, 2001. - 275 с.

31. Штыков В.И., Шевелев Я.В., Кошевой О.Ю. Использование стоков животноводческих комплексов на специальных системах. - М.: Россельхозиздат, 1987. - 86 с.

32. Шкрабак В.С., Луковников А.В., Тургиев А.К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. - М.: Колос,2002. -512 с.

33. Юрков В.М. Микроклимат животноводческих ферм и комплексов. - М.: Россельхозиздат, 1985. - 223 с.

34. Агроэкология/Под редакцией Черникова В.А. и Чекереса А.И. - М.: Колос, 2000. - 528 с.

35. Хлыстовский А.Д. Плодородие почвы при длительном применении удобрений и извести. - М.: Наука, 1992. - 192 с.

36. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. - М.: Колос, 2002. - 576 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Методика определения качества кормовых культур

1. Определение сырого протеина в растениях

Содержание сырого протеина в кормовых культурах зависит от условий азотного питания, почвенно-климатической зоны возделывания сельскохозяйственных растений, агротехники.

Растительное вещество озоляют при температуре 3380С в серной кислоте с перекисью водорода в присутствии катализатора - селена.

Выделившийся из органических соединений и связанный серной кислотой аммиак вытесняется щелочью и отгоняется паром в приемник, где связывается борной кислотой. Поглощенный борной кислотой аммиак учитывается титрованием 0,01 н. раствором серной кислоты. По количеству связанного титрованным раствором серной кислоты аммиака рассчитывают содержание азота в исследуемом растительном материале.

Результаты содержания общего азота используют для определения сырого протеина и количества небелкового азота по разности между общим и белковым азотом.

2. Определение сырого жира в кормах

Метод основан, на способности сырого жира растворятся в органических растворителях, при этом извлекаются не только жиры, но и фосфатиды, стериды, эфирные масла, дубильные вещества и пигменты. Проводится экстракция жира бензином с последующим учетом его по убыли массы вещества, взятого для исследования. Анализ проводится на установке ЭЖ-101 для определения сырого жира методом Рушковского.

3. Определение сырой клетчатки по методу Кюршнера и Ганека в модификации А.В. Петербургского

Клетчатка - важный компонент грубых и сочных кормов. Метод определения клетчатки в растениях основан на том, что при обработке аналитической пробы растительного материала смесью концентрированных азотной и уксусной кислот происходит растворение жиров, гидролиз белков, окисление и нитрование многих органических соединений, сопровождающих клетчатку, не затрагивая реакциями разложения саму клетчатку.

4. Определение калия

Пламенно-фотометрическое определение калия основано на зависимости между интенсивностью излучения в пламени возбуждаемого элемента и концентрацией его в растворе. При определении калия используют спектральные линии 766 и 769 нм.

5. Определение фосфора

Метод основан на образовании в кислой среде фосфорно-ванадо-малибдатного комплекса желтого цвета. При концентрации 1- 20 мг/л интенсивность окраски пропорциональна содержанию фосфора.

6. Определение кальция

Метод заключается в сравнении интенсивности излучения кальция в пламени газ-воздух при введении в него анализируемых растворов и растворов сравнения. Устранение влияния мешающих элементов при определении кальция достигается добавлением в фотометрируемые растворы солей стронция при использовании воздушно-пропановой смеси газов или солей магния при использовании воздушно-ацетиленовой смеси.

7. Определение натрия

Пламенно-фотометрическое определение натрия основано на зависимости между интенсивностью излучения в пламени возбуждаемого элемента и концентрацией его в растворе. При определении натрия используют спектральную линию 589 нм.

8. Определение нитратного азота

Сущность метода заключается в образовании нитрофенольного соединения в результате реакции между нитратами и дисульфофеноловой кислотой. Нитрофенол, реагируя со щелочью, дает комплексное соединение желтого цвета. Между интенсивностью желтого окрашивания и содержанием нитратов в исследуемой пробе существует прямая зависимость. Метод обладает высокой точностью и дает устойчивые результаты.

9. Определение нитратного азота в почве

Сущность метода заключается в извлечении нитратов раствором алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1 % или раствором сернокислого калия при соотношении массы пробы почвы и объема раствора 1:2:5 и последующем определении нитратов в вытяжке с помощью ионоселективного электрода.

10. Определение легкогидролизуемого азота методом И.В. Тюрина и М.М. Кононовой

Принцип метода основан на гидролизе азотосодержащих органических соединений почвы 0,5н. H2SO4 на холоду. При этом в раствор, помимо амминого и амидного азота органических соединений, переходит азот нитратов и аммиака. После обработки 0,5 н. H2SO4 в аликвотной части фильтрата восстанавливают азот нитратов и органических соединений (амидный и аминный), переводя его в форму аммиака с последующим определением последнего по Кьельдалю.

11. Определение подвижных форм фосфора и калия по методу Чирикова

Метод основан на извлечении фосфора и калия из одной навески почвы 0,5 М раствором уксусной кислоты при соотношении почва: раствор =1:25 с последующим определением фосфора на фотоэлектроколориметре, калия - на пламенном фотометре.

Реферат

Дипломная работа на тему: Влияние органических удобрений на некоторые показатели чернозема выщелоченного.

Работа содержит страниц печатного текста, 8 таблиц, 2 приложения, выводов.

Список использованной литературы состоит из 34 источников.

Тема дипломной работы посвящена изучению влияния орошения на динамику азота почвы и на качество зерновых и кормовых культур.

Многолетние травы орошали чистой водой, стоками и разбавленными стоками с оросительной нормой 1000 м3/га.

В результате исследований было выявлено, что при орошении водой наблюдается тенденция увеличения содержания нитратов, но в пределах ПДК (до верхнего предела); при орошении стоками качество на уровне контроля и при орошении разбавленными стоками качество урожая выше и содержание нитратов не превышает ПДК.

Таким образом, возделывание многолетних трав на зеленую массу при орошении будет эффективным с использованием раздавленных стоков.

На основании исследований ВНПО «Прогресс» 1995 года установлено, что применение на орошение свиностоков с нормой внесения азота 220-250 кг/га не окажет отрицательного влияния на почву.

Таким образом, лучшим вариантом является орошение разбавленными стоками с оросительной нормой 1000 м3/га.

Страницы: 1, 2