ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

02-021-01

Наименование проекта

Исследование почв и кормов на содержание микроэлементов в Кулундинской зоне Алтая

Назначение

Исследование почв и кормов на содержание микроэлементов в зависимости от зоны удаленности от источников загрязнения

Рекомендуемая область применения

Выращивание сельскохозяйственных животных

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Одно из главных экологических правил, которые необходимо соблюдать, - это правильный выбор основной обработки почвы для каждого агроландшафта, научно обоснованная разработка севооборотов с учетом конкретных природно-климатических и почвенных особенностей хозяйства, рациональное использование органических и минеральных удобрений, а также средств защиты растений от вредителей и болезней. Основной способ обработки почвы не должен нарушать эволюционно сформировавшийся почвенный биоценоз, он должен предотвращать водную и ветровую эрозию, создавать оптимальный воздушно-влажностный режим в пахотном горизонте и способствовать повышению почвенного плодородия. Таким способом основной обработки почвы, который отвечает вышеперечисленным условиям, является безотвальная вспашка наряду с почвозащитной системой земледелия. В основе стратегии применения органических и минеральных удобрений должен лежать балансовый метод обеспечения ожидаемой (планируемой) урожайности с учетом сведений о наличии питательных веществ в почве и определения недостающего количества питательных веществ для формирования планируемого урожая. При этом нужно обязательно учитывать запасы влаги в почве перед посевом, а также принимать во внимание средние многолетние показатели (за ближайшие 10-15 лет) и прогнозы по осадкам на вегетационный период (июнь, июль, август). Это исключительно важно, так как влага в большинстве климатических зон России и особенно в Западной Сибири является одним из факторов, лимитирующих урожай. Специалисты, занимающиеся земледелием, на основании фактически полученных данных (обычно имеются в зональных научно-исследовательских учреждениях) должны определять примерный расход основных питательных веществ и почвенной влаги на получение 1 ц каждой сельскохозяйственной культуры в каждой конкретной зоне, в каждом конкретном хозяйстве.

Расчет дозы внесения минеральных удобрений необходимо определять по разности между потребностью растений на формирование планируемого урожая и наличием питательных веществ в почве. Питательные вещества балансируются прежде всего по азоту, фосфору и калию. Важно также в каждом хозяйстве иметь карту обеспеченности почв наиболее нужными микроэлементами, которые имеют большое значение для формирования урожая. По закону Либиха урожай формируется по веществу, находящемуся в почве в минимальном количестве, поэтому необходимо балансировать питательные вещества по каждому основному химическому элементу, необходимому для получения урожая. Это важно с точки зрения не только экологии, но и экономики. Так, например, для формирования 2 т урожая пшеницы с 1 га требуется азота 70 кг, фосфора 30 кг (эти цифры отвлеченные). Если же на данном участке будет внесено азота 70 кг, а фосфора 15 кг, то урожай будет формироваться по фосфору, находящемуся в минимуме. В этом случае растениями будет использовано не 70 кг азота, а всего 35 кг. Оставшиеся же 35 кг азота из-за недостатка 15 кг фосфора останутся невостребованными, а затраты на их приобретение и внесение - неокупленными.

Однако коррективы на внесение удобрений и другие обработки почвы вносят уровень микроэлементов, особенно, токсичных, которые снижают урожай, в растениях и зерне откладываются нежелательные их количества.

Материалы по валовому содержанию микроэлементов в почве, взятых на исследование из разных зон удаленности от источника загрязнения представлены в таблице 1.

Таблица 1

Валовое содержание микроэлементов в почве, мг/кг

Место отбора

Микроэлементы

кадмий

свинец

медь

хром

марганец

цинк

никель

кобальт

берилий

ртуть

стронций

Первая зона (0-5 км)

0-5 см

0,2

34

24

66

650

100

36

21

3,1

0,04

380

0-10 см

0,2

24

19

42

490

63

23

13

2,1

0,03

180

Вторая зона (20-25 км)

0-5 см

0,1

12

10

28

216

52

23

11

2,6

0,02

140

0-10 см

0,1

10

7

17

131

26

17

8

1,7

0,01

52

Третья зона (40-45 км)

0-5 см

0,03

7

5

11

98

24

14

8

1,2

0,01

76

0-10 см

0,01

4

2

7

42

11

9

3

0,9

0,01

24

ПДК

30

1500

2,1

Установлено, что наименьшее количество минеральных веществ отлично в третьей зоне, где самые низкие показатели, они значительно ниже, чем ПДК по ряду веществ. Отмечена разница по слоям отбора. Так в верхнем слое почвы третьей зоны уровень минеральных веществ существенно выше, чем в более нижнем. Разница составляет от 57,7% до 2 раз.

Если сравнить верхние слои почвы второй и третьей зоны, то можно отметить следующие различия: по кадмию уровень во второй зоне выше - на 0,07 мг/кг (или в 2,3 раза, Р<0,01), по свинцу - на 5 мг/кг (или в 71,4%, Р<0,05), по меди - в 2 раза (Р<0,01), по хрому в 2,5 раза (Р<0,05), по марганцу в 2,2 раза (Р<0,01), по цинку в 2,2 раза (Р<0,01), по никелю - в 1,6 раза (Р<0,01), по кобальту - 37,5% (Р<0,5), ртути - в 2 раза (Р<0,01). По нижним слоям отличие такое же, динамика как и в верхних слоях исследования почв.

Еще более весомые различия отмечены при сравнении первой и третьей зон. Следует отметить превышение по свинцу уровня ПДК почвы верхнего слоя отбора. Так при сравнении верхних слоев почв отмечены следующие различия: по кадмию разница составила 0,17мг/кг (или в 5,7 раза, Р<0,001), по свинцу в 5,3 раза (Р<0,005), по меди в 4,6 раза (Р<0,005), хрому в 6,6 раза (Р<0,001), цинку - в 4,2 раза (Р<0,001), никелю - в 2,6 раза (Р<0,05), кобальту - в 2,6раза (Р<0,01), ртути в 4 раза (Р<0,01).

Исследования почв выявили, что отмечена существенная разница между зонами исследований. За исключением верхнего слоя почвы первой зоны по свинцу, все образцы соответствуют ПДК для почв. Однако разница между первой и третьей зоной составляет от 2,6 до 6 раз, а вторая зона занимает промежуточное положение, хотя и в этой зоне концентрация в почве минеральных веществ достаточно высока.

При анализе подвижных форм микроэлементов в почвах разных зон исследований не отмечено существенной разницы и какой-либо закономерности. Показатели подвижных форм микроэлементов укладываются в существующие нормы для этих почв.

Для оценки возможной токсичности кормов для крупного рогатого скота в летний и зимний периоды были отобраны корма на исследование по всему спектру минеральных веществ (таблица 2).

Таблица 2

Содержание микроэлементов в растениях и кормах, мг/кг воздушного сухого состояния

Место отбора

Микроэлементы

свинец

кадмий

хром

кобальт

никель

цинк

железо

марганец

медь

молибден

стронций

Первая зона

Зеленый корм

1,24

5,10

3,36

0,6

9,30

94

92

23

8,8

0,6

56

Трава пастбищ

1,11

6,1

3,14

0,8

9,24

30

46

5,6

2,3

54

Сено

3,4

0,11

0,6

0,5

1,2

23

290

41

4,2

1,5

22

Силос

2,0

0,08

1,1

0,7

1,3

56

380

38

6,7

4,9

39

Сенаж

4,1

0,05

2,8

1,3

5,4

29

95

6,8

1,0

29

Солома

0,7

0,07

0,6

0,4

3,8

17

200

41

3,9

0,5

15

Вторая зона

Зеленый корм

0,30

0,90

0,62

0,1

1,52

40

52

17

3,4

0,4

28

Трава пастбищ

0,4

0,91

0,80

0,3

1,17

14

21

3,1

1,2

26

Сено

7,5

0,74

0,8

0,3

0,75

23

120

26

1,9

0,5

14

Силос

0,8

0,75

12,0

0,3

0,9

21

211

21

4,4

2,2

21

Сенаж

2,3

0,05

0,9

0,4

2,6

14

31

2,9

0,7

11

Солома

0,4

0,03

0,3

0,2

1,9

9

120

19

2,0

0,2

7

Третья зона

Зеленый корм

0,10

0,03

0,06

0,08

0,06

36

38

14

2,2

0,2

12

Трава пастбищ

0,10

0,03

0,06

0,04

0,05

12

12

2,0

0,8

14

Сено

0,3

0,02

0,01

0,02

0,02

17

47

21

1,8

0,3

7

Силос

0,5

0,8

0,2

0,3

0,8

11

14

17

2,4

1,4

11

Сенаж

0,8

0,2

0,4

0,3

0,2

10

24

2,7

0,3

8

Солома

0,2

0,04

0,02

0,2

0,03

7

80

11

1,4

0,1

4

ПДК

5,0

0,3

0,5

1,0

3,0

50

100

30

Исследования показали существенные минерального состава в растениях и кормах в зависимости от удаленности техногенного предприятия особенно по ряду токсичных веществ (свинец, кадмий, хром, никель). Все показатели по кормам в третьей зоне укладываются в норму для этих растений согласно справочным данным.

Во второй зоне во всем зеленом корме превышение содержания свинца составило 0,20 мг/кг (или в 2 раза, Р<0,01), кадмия - на 0,87 мг/кг (или в 29 раз, Р<0,01), хрома - на 6,14 мг/кг (или в 102 раза, Р<0,0001), кобальта - на 0,02 мг/кг (или на 25%, Р<0,5), никеля - на 1,46 мг/кг (или в 24,3 раза, Р<0,001), цинка - на 4 мг/кг (или на 11,1%, Р<0,005), железа - на 14 мг/кг (или на 36,8%, Р<0,01), марганца - на 3 мг/кг (или на 21,4%, Р<0,01), меди - на 1,2 мг/кг (или на 51,5%, Р<0,01), молибдена в 2 раза, а стронция в 2,5 раза.

Такие же различия по содержанию микроэлементов отмечены по другим кормам (сено, силос, сенаж, солома), однако различия отмечены по цифровым показателям. Несколько отличаются материалы по траве пастбищ. Это связано с тем, что трава постоянно в течение всей вегетации до стравливания подвергается загрязнению техногенного предприятия. Еще большая разница отмечена по содержанию микроэлементов в кормовых средствах между первой и третьей зоной. Зона непосредственно примыкающая к предприятию в большей степени воздействует на содержание микроэлементов (особенно тяжелые металлы). Если легкие части ветром уносятся на дальние расстояния, то тяжелые металлы в большей степени оседают в ближней (5 км) зоне и поэтому в этих кормах высокий уровень таких микроэлементов как свинец, кадмий, хром, никель, цинк, кобальт. Показатели по содержанию в кормовых средствах микроэлементов характеризует в существенной мере действие техногенного предприятия на животноводство.

Преимущества перед известными аналогами

Аналоги не известны

Стадия освоения

Опробовано в условиях опытной эксплуатации

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Повышение урожайности на 3-4 ц/га как кормов, так и зеленой массы в летний период для кормления животных

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

14.02.2001

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)