WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |

Использования ковдорского вермикулита вгидропонном растениеводстве в условиях крайнего севера

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Иванова ЛюбовьАндреевна

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКОЕОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
КОВДОРСКОГО ВЕРМИКУЛИТА ВГИДРОПОННОМ РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

03.02.08 – экология

Авторефератдиссертации на соискание ученойстепени

доктора биологическихнаук

Петрозаводск - 2012


Работавыполнена в Федеральном государственномбюджетном учреждении наукиПолярно-альпийском ботаническомсаде-институте им. Н.А.Аврорина Кольского научного центраРоссийской академии наук

Официальныеоппоненты:

доктор биологическихнаук, профессор

Марковская ЕвгенияФедоровна

докторбиологических наук, профессор

КапелькинаЛюдмила Павловна

доктор биологических наук,профессор

СысоеваМарина Ивановна

Ведущее учреждение:ФГАОУ ВПО Белгородский государственныйнациональный исследовательскийуниверситет

Защита состоится "07"ноября 2012 г. в 14час. на заседании диссертационного советаД.212.190.01 при Петрозаводскомгосударственном университете по адресу:185910, Республика Карелия, г. Петрозаводск,пр. Ленина, 33, эколого-биологическийфакультет,
тел., факс–8(8142)763864.

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке Петрозаводскогогосударственного университета, с авторефератом на сайте http://petrsu.ru .

Автореферат разослан" " октября 2012 г.

Ученый секретарьдиссертационного совета,

кандидатбиологическихнаук: ЛябзинаС.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В современных условияхрастениеводства важен поиск и применениеновых эффективных способов выращиваниярастений, которые бы гарантировалиоптимальный рост растений, обеспечиваличеловечество питанием и не нарушалиэкологического равновесия на Земле (Гэлстон и др., 1983).

По оценкам экологов иэкономистов мира, в ближайшее время в связи сглобальными изменениями климата напланете, ростом цен на энергоносители,загрязнением и оскудением почв,предназначенных для растениеводства,гидропонное выращивание растений станетведущим способом культивирования, позволяющим переориентироваться насоздание индустриального растениеводстванового типа исовременных биотехнологий производствавысококачественной растениеводческойпродукции в условиях строгого соблюденияосновных требований охраны естественныхресурсов природы (Рождественский, 1965; Русаков,Русакова, 1980).

Уже сегодня в России иза рубежом в производственных условияхдостигнуты значительные успехи привыращивании растений на искусственныхсубстратах, которые, обладая рядом ценныхагрофизических свойств, не способнывыдержать многолетнюю эксплуатацию вгидропонном производстве. Это приводит ких химическому и биогенному вырождению,изменению характеристик и созданиюнеразрешимых экологических проблем,связанных с утилизацией отходов (Рамад, 1981). Проблема поиска более совершенных гидропонныхсубстратов, которые могут заменить такуюсложную природную среду, как почва, и обеспечитьбезотходное производствовысококачественной сельскохозяйственнойпродукции, остается актуальной.

Всесеверныетерриториимира отличаются дефицитом почвенных ресурсов и их бедностью, атакже трудоемкостью и дороговизной мероприятий,направленных на повышение плодородияместных почв (Берсон, 1979). Однако только наКольском Севере открыто иразрабатывается богатейшеев мире Ковдорское месторождениевермикулита (Доклад осостоянии и охране…, 2008).Среди почвозаменителейестественного происхождения субстраты наоснове глинистого минерала вермикулитапривлекают особое внимание растениеводов.Этот минерал как гидропонный субстратинтенсивно изучался в1960-1970-е годы, и доказанаперспективность использования вермикулита Наткруитского (ЮжнаяАфрика), Потанинского (Россия, Урал) иКокшаровского (Россия, Дальний Восток)месторождений длявыращивания растений (Бентли, 1965; Логинов, 1970; Бойко и др.,1979). Для ковдорского вермикулита характернавысокая вариабельность физико-химическихсвойств, что потребовало специальногодифференцированного подхода к разработкетехнологии его применения врастениеводстве. Большие запасы наКольском Севере вермикулитовых руд, недостаточнаяизученность вермикулита как субстрата длягидропонного выращивания растенийпредопределили актуальностьисследований.

Цель работы –разработать научные основыэкологическогогидропонного растениеводства для условий Крайнего Севера с использованием вермикулитаКовдорского месторождения.

Задачиисследования:

  1. Изучитьфизико-химические аспекты трансформацииковдорского вермикулита в процессесоздания и эксплуатации гидропонныхсубстратов.
  2. Разработатьспециализированное инновационноеоборудование для получения современныхвермикулитовых субстратов(электрообжиговый агрегат) и организациивысокоэффективного беспочвенноговыращивания растений в защищенном грунте(гидропоникум).
  3. Изучитьособенности минерального питаниядекоративных и овощных культур в условияхвермикулитопоники с цельюсоздания максимальных урожаевкачественной продукции.
  4. Изучитьособенности роста, развития ипродуктивности растений в зависимости отпродолжительности использованиявермикулитового субстрата в условияхзащищенного грунта на Кольском Севере.
  5. Разработать иапробировать научно обоснованные технологиивыращивания декоративных и овощныхкультур на вермикулитовом субстрате взащищенном грунте.
  6. Разработать иапробировать инновационные гидропонныеэкспресс-технологии созданиявысокоустойчивого растительного покровадля озеленения и рекультивациитехногенно-нарушенных территорий.
  7. Оценитьэкономическую эффективность гидропонногорастениеводства для условий Крайнего Севера с использованием вермикулитаКовдорского месторождения.

Основные положения,выносимые на защиту. Вермикулитовыегидропонные субстраты, созданные изгидрослюд Ковдорского месторождения поинновационной запатентованной технологии,являются эффективными природнымиминеральными почвозаменителями,способными в зоне рискованного земледелиясовместно с разработанным тепличнымоборудованием служить основой дляорганизации безотходного производствавысококачественной растениеводческойпродукции.



Гидропонноевыращивание растений на вермикулитовыхсубстратах в условиях защищенного грунтаКольского Севера в сочетании сосбалансированным минеральным питанием,рядом инновационных агротехническихприемов выращивания является современнымвысокоэффективным, наиболееуправляемым и научно регулируемым способом выращиваниярастений.

Вермикулитопоника– один изспособов сохранения естественныхприродных комплексов путем возвращенияв природную среду, ранее изъятого ее фрагмента(минерала вермикулита) в нетоксичномсостоянии.

Научная новизна. Впервые даноэколого-биологическое обоснованиеиспользования ковдорского вермикулита длясоздания высокопродуктивногогидропонного растениеводства в условияхКольского Севера.

На основанииисследований физико-химических свойствковдорского вермикулита впервыеразработаны субстраты, по всем параметрамсоответствующие требованиям гидропонногорастениеводства.

Разработанадифференцированная система минеральногопитания для вермикулитопоники в условияхсеверного растениеводства.

Впервыеразработана,апробирована и внедренабезотходная технологияполного циклаиспользованиявермикулита врастениеводстве.

Разработанаинновационная технология «Ускоренноеформирование растительного покрова наотходах обогащения апатитовых руд» (вошлав «Важнейшие результаты исследований РАН в2011 г.» и отмечена Почетным дипломом занаучные достижения).

Практическаязначимость. Впервые разработанаи внедрена в производствоинновационная полезная модель – трубчатаянаклонная печь (пат. № 55110)для создания на ней высококачественныхмодифицированных гидропонных субстратовнового поколения марки Випон (а. с. № 329074) изминерала Ковдорского месторождения(Россия).

Впервые разработан,апробирован ивнедрен инновационный подход кформированию высококачественныхрастительных сообществ для оптимизации иоздоровления окружающей среды (ландшафтов)запатентованными экспресс-способами:настилом ковровой травянойдернины (пат.№ 2393665),прямым посевом (Pub. No.: WO/2011/084079. International Application No.:PCT/RU2010/000001), применением многокомпонентнойозеленительной(минерально-растительной) смеси (заявка № 2011127457), основанными накомплексном использованиивермикулитового субстрата и местныхпопуляций многолетних травянистыхрастений.

Определены иэкономически обоснованы с учетом региональногоаспекта принципы создания экологическичистого,высокопродуктивного,адаптированного для вермикулитовыхсубстратов,конкурентоспособного гидропонногопроизводствасельскохозяйственнойпродукции.

Полученные результатыиспользованы:

- в комплексныхопытно-промышленных испытаниях прирекультивации различных категорийнарушенных земель;

- в оранжереяхпроизводственных и ведомственныхпредприятий Мурманской области, чтоподтверждено Актами о внедрении(Приложения 32-40);

- при созданиизонального ассортиментаоранжерейно-срезочных и комнатныхрастений для круглогодичного полученияцветочной продукции в условиях Заполярья(Приложение 41);

- в работемногофункциональных малых предприятий– ООО «ВИПОН» (2004-2009гг.) и ООО «САБРУС»(2010-2012 гг.) вРоссии, «WikinGress» (2012 г.) в Норвегии;

- в проекте по освоениюместорождения металлов платиновой группы(Федоровы тундры) (2008 г.);

- при разработкеинновационной технологии производствабиокапсулированных семян кукурузы (Москва,предприятие «Моссельхоз», 2006).

Для практики северногорастениеводства издано 2 препринта,выпущено 13 Информационных листковМурманского межотраслевоготерриториального ЦНТИ с практическимирекомендациями и технологиями побеспочвенному выращиванию растений.

Личный вкладавтора состоит в разработкепрограммы и определении основныхнаправлений исследования, организации иличном участии в проведении экспериментов,анализе и обобщенииполученных результатов, разработкезонального ассортиментаоранжерейно-срезочных культур,инновационных технологий выращиваниярастений и предложений по их практическойреализации.

Исследованиявыполнялись по 6 плановым госбюджетнымтематикам НИР Федеральногогосударственного бюджетного учреждениянауки Полярно-альпийского ботаническогосада-института им. Н.А. Аврорина Кольскогонаучного центра РАН (ФГБУН ПАБСИ КНЦ). Полученныерезультаты использовались при проведенииряда хозяйственных договоров. Частьэкспериментов и публикаций выполнена при финансовойподдержке Отделения общей биологии РАН, Президиума РАН,Программы Президиума РАН №44 «Биологическоеразнообразие», Фонда содействия развитиюмалых форм предприятий внаучно-технической сфере, ОАО«Кольскаягорно-металлургическая компания», ООО «Випон», ООО«Сабрус», ООО «Системы промышленнойбезопасности».





Апробацияработы. Основные положениядиссертационной работы докладывались иобсуждались на VIII симпозиуме «Биологическиепроблемы Севера» (Апатиты, 1979), совещанииагрокомитета при правительстве Мурманскойобласти «Перспективы развитияпроизводства вермикулитового концентратаи его применения в сельском хозяйствеобласти» (Мурманск, 1987), III Международнойконференции «Цветоводство - сегодня изавтра» (Москва, 1998), IV Международнойконференции «Проблемы цветоводства идекоративного садоводства» (Ялта, 2000),Международной конференции «Экологиясеверных территорий России. Проблемы,прогноз ситуации, пути развития, решения»(Архангельск, 2001), Международном совещании«Технопарки. Организация. Развитие.Проблемы», проводившемся по NMCP (Netherlands Management Cooperation Program) и проекту«Содействие развитию инновационных МСП вБалтийском регионе РФ» (Швеция, 2002), IV Международной научнойконференции «Биологическоеразнообразие. Интродукция растений»(Санкт-Петербург, 2007), Международнойконференции «Экологическаяответственность бизнеса как основасохранения благоприятной окружающей средыи инвестиционной привлекательностиСанкт-Петербурга и Ленинградской области»(Санкт-Петербург, 2007), I Всероссийской научно-практическойконференции с международным участием«Фундаментальные достижения впочвоведении, экологии, сельском хозяйствена пути к инновациям» (Москва, 2008),Всероссийской конференции с международнымучастием «Северные территории России;проблемы и перспективы развития»,(Архангельск, 2008), II Всероссийской конференции«Биотехнология как инструмент сохранениябиоразнообразия растительного мира»(Волгоград, 2008), Международнойнаучно-практической конференции«Ботанические сады в XXI веке: сохранениебиоразнообразия, стратегия развития иинновационные решения» (Белгород, 2009),XXII, XXIII международныхнаучно-практических конференциях«Проблемы озеленения крупных городов»(Москва, 2009, 2010), European Geosciences UnionGeneral Assembly (Vienna, Austria, 2009, 2010),Российско-Нидерландском бизнес-семинаре(Россия, Мурманск, 2009), I, II международныхМурманских инвестиционных форумах (Мурманск,2009, 2010), The8th Conference of the Society for Ecological Restoration – Europe (SER) (esk Budjovice, 2012), VIсъезде Общества почвоведов им. В.В.Докучаева (Петрозаводск, 2012).

Отдельные результатыисследований были представлены вэкспозициях ВДНХ СССР: «Наука – промышленномуцветоводству» (1976), «Наука – производству» (1979),где отмечены 2бронзовыми медалями, а также на ежегодныхвсероссийских выставкахотечественных товаропроизводителей«Имандра» (Апатиты, 2003-2008), всемирной выставке"Copenmind – 2008",(Копенгаген), Iрегиональной выставке «Мурманскаяобласть: вчера, сегодня, завтра» (Мурманск,2008).

Инновационнаяпродукция: проект «Випон» – победитель Всероссийскогоконкурса «СТАРТ-04» (Санкт-Петербург, 2004);проект «Экспериментальная рекультивациянефтезагрязненных грунтов и земель вусловиях Крайнего Севера с применениемтехнологии рулонных газонных покрытий наоснове субстрата Випон», представленный наМеждународном конкурсе инновационныхпроектов в рамках Международной программы«Golden Galaxy», награжден золотоймедалью «Innovations forinvestment to the future» (2009) Американо-Российского центра международногоделовогосотрудничества (ARBU).

Публикации. По теме диссертации опубликованоболее 100 работ. Наиболее значимые приведеныв автореферате, в том числе врекомендованных ВАК изданиях (12 статей в центральных журналах,6 патентов и 2 свидетельства,6 работ, депонированных в ВИНИТИ, 22 статьи в Материалах всероссийских имеждународных конференций исимпозиумов),5 монографий.

Структура и объемдиссертации. Диссертациясостоит из введения, восьми глав,заключения, выводов, списка литературы и 42приложений. Она изложена на 380 стр., включает 83табл., 79 рис.Список литературы составляют 699источниковнаименования, среди которых84иностранных.

Благодарности. Автор глубоко признателен своемупервому учителю, инициатору гидропонноговыращивания декоративных растений вЗаполярье Ж.Ф. Онохиной, научномуконсультанту, академику РАН, профессоруБ.А. Ягодину, выражает особую благодарностьза оказанную поддержку, внимание и помощьд.б.н. В.И. Костюку. Автор искреннепризнателен с.н.с. В.А. Костиной за определениедикорастущих видов сосудистыхрастений.

СОДЕРЖАНИЕДИССЕРТАЦИИ

Глава 1. Обзорлитературы

Представлены данные поистории становления и развитиябеспочвенного способа выращиваниярастений начиная с XVI века и до настоящеговремени, приведена современнаяклассификация методов гидропонноговыращивания растений (Берсон, 1964; Чичев,Микая, 1983; Ирригация…,2006). Отмечено, что стимулом вразвитии отечественной гидропоникипослужило открытие в 1960-е годыместорождений вермикулита (Климашевский идр., 1969). Приведена характеристикаковдорского вермикулита, отмеченыособенности его использования вгидропонике (Переверзев, 1965; Ахтямов и др.,1969; Боровиков, 1969). Сделан анализ литературыпо биологии, особенностям выращивания,ассортименту декоративно-цветочных иовощных растений, включенных в настоящуюработу (Котовщикова, 1975; Сааков, 1983;Звиргздыня, 1984; Кочнева, 1979). Рассмотренывозможности управления процессами роста иразвития этих видов для организациивысокоэффективного северногогидропонного растениеводства (Артюшенко,1970; Samels, 1977; Hurka, 1986; Klinkan, 1990).Проанализировано современное состояние ипроблемы антропогенно-трансформированныхземель на Кольском полуострове, опытозеленительных и биорекультивационныхработ (Любимова, Медведев, 1970; Переверзев,Подлесная, 1986). Выявлены основные проблемыв области северного растениеводствазащищенного грунта, восстановлениянарушенных территорий и современные путиих решения (Мантрова, 1981; Евдокимова и др.,2010).

Глава 2. Условия,объекты и методы исследований

2.1 Агроклиматическиеусловия



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.