Белецкая Н.П.(к.г.н., профессор), Фомин И.А.(магистр географии преподаватель), Назарова Т.В.(магистр географии, преподаватель)
Северо-Казахстанский государственный университет имени М.Козыбаева
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур – одна из актуальнейших задач современности. Одним из наиболее мощных рычагов увеличения урожаев является улучшение питания растений. Однако рост объема минеральных удобрений, вносимых в почву, чреват падением ее естественного плодородия, что опасно и экологически нецелесообразно. Для предотвращения негативных следствий необходимо возрастание роли органических удобрений, микроэлементов, которые, увеличивая устойчивость растений к стрессовым ситуациям, повышают их продуктивность и качество продукции. Особенно актуальна эта проблема для СКО – одного из главных земледельческих регионов страны, где особое внимание должно быть уделено сохранению качества почвенного покрова. Одним из подходов к решению данной проблемы является разработка^ направления по производству удобрений из органоминеральных масс многочисленных заросших пресноводных водоемов. Удаление излишних органоминеральных масс будет способствовать продлению жизни таких водоемов.
Северо-Казахстанская область (СКО) наиболее освоенная в хозяйственном отношении область Казахстана. Сельхозугодья занимают 86% ее территории, из которых 50% приходится на пашню, 42% – на пастбища. В общей структуре землепользования, осталось мало земель так называемого экологического фонда, которые стабилизируют общую экологическую обстановку. Земли экологического фонда составляют около 10% (под лесом находится 4,6%, под озерами-3,5% территории). Такое положение означает, что современные ландшафты региона уже не являются природными, т.е. представляют собой природно-антропогенные комплексы, где нарушен естественный механизм саморегуляции. Подобная ситуация очень неблагоприятно отразилась на состоянии озер, озерных экосистем, вызвав процессы интенсивной эфтрофикации
В Северо-Казахстанской области насчитывается более 3500 озер с площадью водного зеркала более 4000 км кв.
Водоемы отличаются по своим гидрологическим, гидрохимическим показателям, зарастаемости, кормовой базе, составу ихтиофауны.
Многочисленные малые мелководные пресные бессточные озера СКО относятся к категории водоемов с высоким плодородием, значительно возросшим после освоения целинных и залежных земель, вследствие увеличившегося поступления биогенов с водосборов, использующихся в земледелии и животноводстве. Новообразованное органическое вещество за вегетационный период не успевает утилизоваться в холодное время года, поэтому происходит интенсивное зарастание, заиливание озер, вплоть до полного заполнения озерных котловин органоминеральной массой. Каждая котловина бессточного озера вместе с водосбором является аккумулирующей системой, ведущей в итоге выравниванию рельефа за счет накопления озерных осадков. Последние могут найти применение в земледелии и животноводстве. Изъятие излишних органоминеральных масс благотворно скажется также на состоянии водоемов. Пока эти местные ресурсы не используются в хозяйстве.
К органоминеральным накоплениям озер прежде всего, относятся: сапропели, сплавина (торф), торф, донные илы, торфо-сапропелевые, торфо-земляные, торфо-песчаные смеси.
Расчеты показали, что запасы сплавины только на площади озера в 100 га (при мощности в 70 см) составят 700 000 м3 (около 500 000 т). Если изымать ежемесячно 1000 т сплавины из этого озера, то запасов со 100 га хватит на 42 года. Известно, что растения могут отставать в росте и развитии” из-за дефицита многих макро- и микроэлементов. Исследования показали, что в растениях СКО значительно ниже нормы йода, марганца ванадия, селена, алюминия, кобальта, магния, меди, цинка, что сказывается вероятнее всего на здоровье населения. Их дефицит должен восполняться внесением специальных удобрений. На основе озерных накоплений можно получить комплексные удобрения с дозированным добавлением навоза, микроэлементов в зависимости от потребности почв, растений и организма человека.
Удобрения на основе сплавины – органоминеральной массы, образующейся в результате зарастания озера путем формирования растительного слоя, плавающего на поверхности водного зеркала. Сложена сплавина корневищными высшими растениями, мхами, лишайниками и др., т.е. растительной массой в полуперегнившем состоянии и представлена фактически торфом. Вещественный состав сплавины, как и вещественный состав торфа, состоит из тех групп веществ, что и исходные растения: сплавино- и торфообразователи, к которым добавляются гуминовые вещества. Исходные растения имеют в своем составе: протеин (1-30%), жиры, воска, парафины, масла (1-30%), целлюлозу и инкрустирующие вещества (10-15%), лигнин (10-30%), другие биологически активные вещества.
Сплавина озер нашей области относится к категории низинного, наиболее широко использующегося в качестве удобрений торфа. Низинный торф сохраняет в своем составе большое количество физиологически активных веществ – продуктов гумификации растительных остатков и продуктов жизнедеятельности микроорганизмов-гумификаторов. Физиологически активные вещества торфа включают широкий ряд органических молекул: пептиды, аминокислоты, углеводы, ферменты, антибиотики и природные стимуляторы роста. Наиболее физиологически активны получаемые при специальной обработке самого торфа – водорастворимые соли гуминовых кислот (гуматы) и фульвокислот (фульваты).
Использование сплавины, как и торфа, может найти широкое применение в качестве удобрения, но, как правило, не в чистом виде, а в комплексе с другими компонентами. Торф хорошо зарекомендовал себя как органическое удобрение, хотя по сути таковым не является. Дело в том, что органические вещества в торфе находятся в связанном состоянии и не могут использоваться растениями для питания. По мере разложения, которое быстрее происходит при компостировании торфа с навозом, они переходят в доступную для растений форму. Смеси торфа с различными компонентами — птичьим пометом, известняковой мукой, глинистыми минералами, комплексными минеральными удобрениями обладают неоспоримыми преимуществами для улучшения структуры и плодородия почвы под овощные и садово-огородные культуры.
Удобрения на основе сапропеля. Сапропели представляют собой типичные органоминеральные донные отложения пресноводных озер. Процессы их накопления протекают постоянно, причем для многих водоемов они приобретают прогрессирующий характер.
Непосредственным источником органического вещества в сапропелевых осадках озер служат нерастворимые остатки планктона и других организмов. Некоторая доля отложившегося органического вещества подвергается минерализации, а остальная часть консервируется и подвергается геохимическим превращениям в анаэробных условиях. Границей между минеральными осадками озер и сапропелями принято считать 15% содержание органического вещества. В составе сапропеля имеются все основные питательные вещества и многие микроэлементы, необходимые для роста и развития растений. Сапропель является удобрением длительного действия. Эффективность возрастает при совместном его использовании с навозом, торфом и минеральными удобрениями. Он больше подходит для легких, песчаных земель. На тяжелых, суглинистых и глинистых почвах сапропель смешивают с более рыхлыми и легкими материалами. По данным результатов использования удобрений на основе сапропеля при выращивании овощных культур повышение урожайности варьирует от 12 до 15% на томатах (ГККП -Государственное казенное коммунальное предприятие «Станция юных натуралистов» г.Петропавловск), от 7 до 9% на капусте (ГСУ «Новокаменский» с.Новокаменка, Кызылжарского района, Северо-Казахстанской области), и до 73% на картофеле (ТОО «Слебур-Агро» г.Петропавловск). Норма внесения варьировалась в зависимости от макро-и микроэлементного состава почв, на которых проводились эксперименты.
Удобрения на основе донного ила озер. Донные илы, как и сапропели, своим формированием обязаны накоплению отмирающего органического вещества, трансформирующегося в неорганическое. Неорганическое вещество также поступает на дно водоема вследствие береговой абразии, плоскостной и линейной эрозии на водосборах, приносится ветром. Часто донные илы тоже называют сапропелем, что не совсем верно. Сапропели в отличие донных илов имеют желеобразную консистенцию, вследствие особых условий образования. В озерах Северного Казахстана явно преобладают илы, а сапропели встречаются редко. Донный ил в озерах зачастую лежит под слоем сапропеля, имеет необычный для пресных водоемов черный цвет, что дает основание предполагать, что он обогащен гуминовыми веществами. Наличие гуминовых веществ значительно могло бы повысить качество выпускаемых удобрений. В сравнении с сапропелем, стоимость донных отложений ниже и использовать их целесообразнее в комплексе с другими компонентами – навозом, пометом, минеральными и органическими удобрениями, микроэлементами, со сплавиной, сапропелем и т.д.
Экономический эффект от очистки водоемов от излишней органоминеральной массы скажется в дальней перспективе. Срок будет зависеть от размеров водоема, от запасов органоминеральных накоплений, от темпов извлечения.
Также, улучшение питания растений за счет местных природных ресурсов органического происхождения экологично в своей основе. Это -шаг к так называемому органическому (экологическому) земледелию, которое по общему признанию является прогрессивным с точки зрения охраны окружающей среды. С одной стороны, органическое земледелие позволяет получать экологически чистую продукцию, что имеет наиважнейшее значение для здоровья населения. С другой стороны, органическое земледелие способствует сохранению естественного плодородия почвенного покрова, сохранение которого – общечеловеческая задача. Широко применяющиеся и в больших дозах минеральные удобрения способствуют получению высоких урожаев, но стратегически их использование менее желательно, чем использование органического удобрения по экологическим соображениям. Как известно неорганические удобрения угнетающе действуют на естественные процессы почвообразования, на микрофлору почвы, подрывая естественное плодородие почв.
Почвы СКО – лучшие почвы по бонитету – особое богатство не только региона, но и республики в целом. Очень важно сохранить это богатство на длительное время. Тем не менее, известны опасные процессы деградации почвенного покрова по разным причинам, который изменяется и количественно и качественно. В сравнении с целинным состоянием заметно снизилось содержание гумуса. Поэтому мероприятия, направленные на сохранение качества почвы, экологически целесообразны.
Литература
- Лопотко М.З. Озера и сапропель. Минск, 1978. 88 с.
- Жуков Т.А., Гамзиков Г.П. Перспективы вовлечения природных агрохимических ресурсов в земледелие Сибири // Ресурсы и проблемы использования агрохимического сырья Западной Сибири. Новосибирск, 1988. С. 30-39.
- Михантьева Л.С., Фролова Л.Ф. Озерные сапропели Новосибирской и Омской областей // Проблемы агрохимического сырья Западной Сибири. Новосибирск, 1985. С. 39-45.
- Бракш Н.А. Сапропелевые отложения и пути их использования. Рига, 1971.282 с.
- Караваев Н.М., Будяк Н.Ф. Исследование органической массы пресноводных сапропелей // Химия твердого топлива. 1980. №4. С. 74-80.
- Евдокимова Г.А., Успенская О.Н., Кухарчик В.В. и др. Биологический и химический состав органического вещества малозольных сапропелей БССР // Химия твердого топлива. 1986. №2. С. 14-21.
- Власов Б.П., Гигевич Г.С, Карташевич З.К., Прыткова М.Я.//Мероприятия по восстановлению экосистемы озера: мероприятия на озере. В кн.-.Восстановление экосистем малых озер. С.-Петербург, Наука, 1991.
- Перминова И.В., Жилин Д.М 2004: Гуминовые вещества в контексте зеленой химии. В: Зеленая химия в России, В.В. Лунин, П. Тундо, Е.С. Локтева (Ред.), Изд-во Моск. Ун-та, с.146-162.