Влияние многолетнего применения минеральных удобрений на агроэкологическое состояние хозяйств Новгородской области тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат сельскохозяйственных наук Григорьев, Александр Николаевич

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Григорьев, Александр Николаевич

1. Обзор литературы

1.1. Природные условия Новгородской области

1.2. Применение минеральных удобрений и мелиорантов в 17 сельском хозяйстве

1.3. Факторы, влияющие на накопление тяжелых металлов и 26 нитратов в кормах

2. Условия, объекты и методы исследования

2.1. Условия исследования

2.2. Объекты исследования

2.3. Методы исследования

2.4. Характеристика земельно-ресурсного потенциала 53 Чудовского и Хвойнинского районов Новгородской области

3. Результаты исследований 62 3.1 Влияние применения минеральных и органических удобрений на основные свойства почвы исследуемых районов области

3.1.1. Гумусовое состояние почв

3.1.2. Азотный режим исследуемых почв

3.1.3 Фосфорный режим исследуемых почв

3.1.4 Калийный режим исследуемых почв 88 3.1.5. Кислотный режим исследуемых почв

3.2. Влияние мелиорантов на уровень содержания тяжелых 99 металлов в почве и растениях.

3.3. Баланс тяжелых металлов в агроценозах Новгородской 103 области

3.4. Состояние окружающей среды в результате 108 сельскохозяйственной деятельности

3.4.1. Факторы влияющие на накопление нитратов в кормах

3.4.2. Уровень загрязнения кормов тяжелыми металлами и 123 нитратами

3.4.3. Влияние содержания нитратов и тяжелых металлов в 127 кормах на заболеваемость крупного рогатого скота в исследуемых хозяйствах

Библиографический указатель использованной литературы

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Экология», 03.00.16 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние многолетнего применения минеральных удобрений на агроэкологическое состояние хозяйств Новгородской области»

Актуальность исследования. Применение минеральных удобрений призвано не только повысить уровень плодородия почв, но и компенсировать вынос биогенных элементов с сельскохозяйственной продукцией. Известно, что внесение излишнего количества азота, фосфора, калия может привести к изменению круговорота в агроэкосистеме, ухудшить агрохимические свойства и плодородие почвы, что в свою очередь может не только снизить урожайность сельскохозяйственных культур но и что нежелательно качество как растениеводческой так и животноводческой продукции.

Высокая миграционная способность, физиологическая и биохимическая активность, относительная стабильность применяемых химических компонентов приводит к перестройке естественных циклов большого числа химических элементов, усиливается их аккумуляция в почве, грунтовых и поверхностных водах, в растениях.

Важной проблемой, в связи с применением минеральных удобрений, является концентрация соединений азота. Внесение высоких доз азотных удобрений, несбалансированность их с фосфорными и калийными удобрениями приводит к увеличению уровня нитратного азота и тяжелых металлов в различных природных объектах, который, с одной стороны, снижает ценность продуктов питания, кормов и воды, а с другой - оказывает через них негативное воздействие на человека и животных.

Растения, произрастающие в естественных почвенных условиях, поглощают значительное количество ТМ; вынос их из почвы растением может достигать весьма существенных величин. В случае последующего использования растительного сырья в качестве источника питания человека или корма для животных высокая концентрация ТМ может оказывать токсические эффекты на организм теплокровных. В связи с этим актуализируется проблема снижения уровня ТМ в цепи «почва-растение-корм-животное».

Считается, что азотсодержащие соединения могут быть сильным предрасполагающим фактором вирусного лейкоза крупного рогатого скота (ВЛКРС) - инфекции. В нашей стране заболеваемость лейкозом крупного рогатого скота чаще отмечалась на территориях с интенсивной химизацией сельского хозяйства, повышенным содержанием нитратов в кормах и воде, нерациональным применением средств химизации.

Изучение влияния и экологических последствий применения высоких минеральных удобрений на изменение экологического состояния почв, их плодородия, накопление нитратов в кормах и в организмах животных имеет особую актуальность и практическое значение.

Связь с планом научных исследований.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с «Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК Северо-запада России» (по заданию 05.02.-3); и тематическому плану НИР Института сельского хозяйства и природных ресурсов НовГУ им. Ярослава Мудрого: (№ гос. регистрации 218/Раст.-1).

Цель диссертационного исследования - провести экологическую оценку состояния агроэкосистем хозяйств Чудовского и Хвойнинского районов Новгородской области в связи с многолетним применением минеральных удобрений.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследования:

1. Изучить динамику применения, степень влияния минеральных удобрений и мелиорантов в сельскохозяйственном производстве.

2. Определить уровень содержания основных биогенных элементов в почве, проанализировать процесс их накопления и миграции по почвенному профилю.

3. Провести количественную оценку загрязнения кормов экотоксикантами и нитратами в зависимости от почвенно-экологических факторов, минерального питания и биологических особенностей сельскохозяйственных культур.

4. Определить содержание нитратов в кормах и выявить связь между инфицированностью крупного рогатого скота лейкозом и концентрацией нитратов в кормах.

Научная новизна. Впервые в условиях Новгородской области выявлены, дополнены, уточнены и обобщены данные о влиянии уровня применения минеральных удобрений на изменение соотношения основных биогенных элементов в почве. Проведена комплексная оценка возможности миграции подвижных форм фосфора, обменного калия, нитратной и аммонийной форм азота по почвенному профилю до глубины 100 см. Дана количественная оценка загрязнения кормов экотоксикантами и нитратами в зависимости от почвенно-экологических факторов, минерального питания и биологических особенностей сельскохозяйственных культур. Выявлены некоторые закономерности влияния кормов с высоким содержанием нитратов на заболеваемость крупного рогатого скота лейкозом, на основе экологической оценки цепи «растение-корм-животное».

Практическое значение работы состоит в разработке методических рекомендаций по снижению последствий влияния минеральных удобрений на уровень и содержание нитратов и тяжелых металлов в почве и растениях в сельскохозяйственных предприятиях Новгородской области. Определены параметры влияния мелиорантов на уровень и содержание нитратов и тяжелых металлов в почве и растениях. Полученные результаты позволяют рекомендовать набор видов кормовых культур, адаптированных к конкретным почвенным условиям и с низкой способностью к накоплению нитратов и ТМ, что может являться основой для оптимизации биологического качества в звене «почва- растение- животное- продукт животноводства- человек».

Реализация результатов исследований. Результаты исследований могут быть использованы учреждениями агрохимической службы, сельскохозяйственными предприятиями, ВУЗами при преподавании агрономических и зооинженерных дисциплин.

Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований доложены и получили положительную оценку:

- на Российской научно-практической конференции «П.А. Столыпин: аграрное реформирование России и современные крестьянские хозяйства» (В. Новгород, 1999г.); на научно-практической конференции «Проблемы формирования устойчивого развития региона (В. Новгород, 2001г.);

- на научных конференциях аспирантов и молодых ученых ИСХиПР НовГУ им. Ярослава Мудрого в 1999-2001гг.

- на расширенном заседании кафедры растениеводства ИСХиПР НовГУ им. Ярослава Мудрого в 2002 г.

Результаты диссертационных исследований подтверждены актами внедрения, которые включены в приложение к диссертации.

Публикации результатов исследований: По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста; состоит из введения, 3 глав, выводов, предложений производству и приложений; иллюстрирована 45 таблицами, 25 рисунками. Список литературы содержит 170 наименований, в т.ч. 32 на иностранных языках.