CC BY
7АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУПЕСЧАНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ВЕРМИГУМУСОВЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
В.А. Касатиков, д.с.-х.н., Е.В. Лазуткина, Н.П. Шабардина, ВНИПТИОУ, О.Д. Шафронов, д.с.-х.н.,
ЦАС «Нижегородский»
Вермигуматы оказывали положительное влияние на сумму поглощенных катионов, фосфорно-калийный режим почвы и ее гумусированность, способствовали снижению концентрации в почве подвижных форм ТМ, при сочетании с известкованием величина Zc горчицы уменьшается в сравнении с действием известкования в дозе 3т/га в среднем на 23 %.
Ключевые слова: вермигуматы, вермикомпост, осадок сточных вод, тяжелые металлы, известкование, дерново-подзолистая почва.
Цель работы. В условиях резкого снижения объёмов применения минеральных удобрений одним из направлений исследований становится разработка и внедрение биоорганических препаратов, способных в малых дозах стимулировать рост и развитие растений, а также повышать эколого-экономическую эффективность общепринятых технологических приёмов [3,1,2].
Методика. Опыт проводится на опытном поле ВНИПТИОУ. Почва опытного участка дерново-подзолистая супесчаная. Рельеф участка ровный. Предшественник -люпин. Многолетний двухфакторный опыт заложен в 1984 г. Почва опыта насыщена тяжелыми металлами (ТМ) в результате ежегодного внесения с 1984 г. аэробно-стабилизированного осадка сточных вод (ОСВ) станции аэрации г.Владимира в дозах 15, 30, 60, 120 т/га (50% влажности) в качестве органического удобрения. В 2000 г. ОСВ были внесены в последний раз. За весь период исследований суммарные дозы ОСВ составили 150-1200 т/га (50% влажности) соответственно схеме опыта. ОСВ содержали Ыобщ. - 0,98-2,05 %; Р205 общ. - 1,93-3,72 %; К2Ообщ. - 0,41-0,51 % при рН КС1 -6,4-7,8 и зольности 60,3-66,8 %. По содержанию ТМ в составе ОСВ следует отметить их соответствие ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. Известкование проводили в 1984, 1990, 1995, гг. в дозах 3, 6, 9 т/га доломитовой муки. Последний раз известкование было проведено в 2006 г.
В 2006-2007 гг. изучали последействие осадка сточных вод и действие доломитовой муки на почву опытного участка, урожайность горчицы и озимой пшеницы. Повторность в опыте - 6-ти кратная. Размер делянок -3 м2. После уборки культур отбирали почвенные образцы из 0-20см слоя со всех вариантов опыта с I и III повторностей на агрохимические показатели, определяемые по общепринятым методикам, и на микроэлементный состав почвы. Содержание подвижных форм ТМ определяли в ацетатно-аммонийной вытяжке (буферный р-р, рН=4,8) атомно-абсорбционным методом. Вермигуматы (ВГН) вносили в дозе эквивалентной 5 т/га и 10 т/га вермикомпоста на основе навоза КРС. В них содержалось Сгк - 73,4 мг/л, Ыобщ. - 1,02 %, Р205общ. - 1,50 %, К20общ. - 2,15 %.
Результаты и их обсуждение. Последействие ОСВ на кислотные свойства пахотного слоя почвы было неоднозначным (табл.1). Гидролитическая кислотность с увеличением доз ОСВ возрастает, но повышение дозы извести (6 т/га, 9 т/га) несколько снижает этот показатель. Отмечено увеличение суммы поглощенных оснований по последействию ОСВ. С увеличением доз известкования данный показатель также увеличивался за счет насыщения почвенного раствора ионами Са2+.
Наиболее значительное положительное последействие ОСВ оказывали на фосфатный режим почвы. Содержание подвижного фосфора возрастало пропорционально дозам ОСВ. На содержание подвижного калия последействие ОСВ,
напротив, не оказало позитивного действия. Увеличение доз извести положительно сказалось на повышении содержания подвижного фосфора и обменного калия в результате более активной трансформации органических соединений, вероятно, вследствие активизации жизнедеятельности полезной микрофлоры. На основе данных опыта следует констатировать выявленную выше закономерность положительного влияния вермигуматов на сумму поглощенных катионов, фосфатно-калийный режим почвы и ее гумусированность. Причем, эффективность их действия на фосфатный режим пахотного слоя почвы зависела от исходной концентрации в ней подвижного фосфора.
1. Влияние последействия ОСВ, действия извести и вермигумата (ВГН) на агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной
почвы, слой 0-20 см (ВГ1- доза ВГн, экв. 5 т/га вермикомпоста по углероду ГК; ВГ2 - доза ВГн экв. 10 т/га вермикомпоста по углероду
ГК)
Внесено, т/га Нг Р2О5 К2О С
ОСВ известь рНсол. мг- экв/100 г мг/100 г гумуса , %
Контроль 6,39 0,67 5,94 47,8 4,52 0,97
Фон
300 3 6,60 0,67 8,00 84,0 4,57 1,26
1200 3 6,68 0,99 8,37 184,8 5,49 1,88
300 6 6,65 0,67 8,49 92,4 4,76 1,28
1200 6 6,70 0,75 8,76 196,8 4,94 1,93
Фон + ВГ1
300 3 6,55 0,88 8,06 85,1 5,17 1,31
1200 3 6,56 1,16 8,79 193,4 6,27 2,02
300 6 6,54 0,81 8,43 95,3 5,22 1,34
1200 6 6,52 0,94 9,39 202,8 6,29 2,14
Фон + ВГ2
300 3 6,61 0,76 8,06 84,5 5,28 1,35
1200 3 6,58 1,15 8,58 215,3 6,72 2,10
300 6 6,66 0,79 8,21 85,3 5,94 2,27
1200 6 6,65 0,87 9,60 219,4 6,99 2,29
НСР0,5 0,5 0,06 0,6 11,0 0,4 -
Внесение в почву вермигуматов оказало существенное влияние также и на состояние микробного сообщества. Увеличение дозы вермигумата в 2 раза заметно активировало деятельность основных видов почвенных микроорганизмов как в начальный период вегетации белой горчицы, так и по ее завершении. При этом в конце вегетации количество грибов на среде Чапека по сравнению с контролем (101,2 -103 КОЕ /г) возросло в вариантах с последействием ОСВ в дозах 150-1200 т/га на 33,7 - 72,2 %, в том числе от повышения дозы ВГн -на 10,7-26,6 %; число микроорганизмов на МПА возросло на 52,9-249,5 %, в том числе от повышения дозы ВГн - на 6,937,1 %; число микроорганизмов на КАА, использующих минеральные формы азота возросло на 23,9 - 179,2 % , в том числе от повышения дозы ВГн - на 13,1-43,3 %. Аналогичная зависимость получена по целлюлозоразлагающим и денитрифицирующим микроорганизмам при значительном повышении активности последних в сравнении с начальным периодом вегетации белой горчицы.
В результате исследований было также выявлено, что возделывание горчицы на дерново-подзолистой супесчаной почве, загрязненной ТМ, приводило к накоплению в растительной продукции ТМ выше значений их ПДК, что предопределяет положительный фактор от биологической рекультивации данных почв с использованием сидеральных культур. Подтверждением этому является снижение в 2-3 раза показателя суммарного загрязнения почвы по валовому содержанию ТМ и в 2 раза - по концентрации их подвижных
форм.
В соответствии с полученными данными известкование почвы приводит к снижению содержания подвижных форм ТМ, наиболее выраженное для С^ Си и 2и, и пропорциональное дозам доломитовой муки (табл. 2). При этом наиболее высокие значения Кс подвижных форм ТМ получены для Си. Выявленный ряд Кс имеет следующий вид: Си> С^ №> 2и> РЬ. Значения 2о соответствуют величинам Кс, достигая минимума при максимальном уровне известкования.
Обработка пахотного слоя почвы вермигуматом
На фоне действия доломитовой муки (6 т/га), понизившей показатель 2о по последействию ОСВ в дозе 300 т/га и 1200 т/га в 1-1,1 раза в сравнении с дозой 3 т/га, вермигуматы снижают сам показатель 2о в вариантах опыта в 1,16-1,3 раза. В то же время сочетание известкования с обработкой почвы вермигуматом снижает величину 2о в 1,24 - 1,36 раза,
И действительно величины 2о горчицы под действием известкования почвы снизились на 8,2-9,7 %. Выявленный ряд Кс при последействии дозы ОСВ 300 т/га и действии известкования в дозе 3 т/га на содержание ТМ в горчице имеет следующее распределение: С^ 2и > РЬ > N1 > Си. При увеличении доз ОСВ до 1200т/га и доломитовой муки до 6 т/га данная закономерность сохраняется, свидетельствуя об отсутствии прямой зависимости накопления ТМ в горчице от уровня их подвижных форм в почве. Данный вывод касается в первую очередь Си с уровнем Кс подвижной формы меди, равной 37,4- 84,9 ед.. В вариантах с обработкой почвы вермигуматом величины 2о горчицы снижаются в сравнении с фоновыми вариантами на 15,5 - 16,5%. При сочетании известкования с обработкой почвы вермигуматом 2о уменьшается в сравнении с действием известкования в дозе
способствовала дальнейшему снижению концентрации в почве подвижных форм ТМ. И действительно Кс Cd уменьшился на 19-23 %, а Кс Си - на 12- 15 %. Аналогичная зависимость выявлена и по другим ТМ. При этом обработка почвы вермигуматом повлияла на распределение ТМ в ряду Кс при дозе последействия ОСВ, равной 1200 т/га за счет более высокого значения Кс 2и в сравнении с Кс Cd, свидетельствуя очевидно о более выраженной иммобилизации Cd в виде органо-минеральных соединений с вермигуматом, проявляющейся при максимальной концентрации осадка сточных вод в пахотном слое почвы.
свидетельствуя об их высокой суммарной мелиоративной эффективности.
Следствием снижения концентрации подвижных форм ТМ в почве является уменьшение их поступления в растения горчицы (табл. 3).
почве (табл. 2). Выявленные ряды Кс по вариантам опыта не зависят от фактора «обработка почвы вермигуматом»
Литература
1. Попов А.И., Суханов П.А. Гуминовые препараты - эффективное средство биологической коррекции минерального питания сельскохозяйственных культур, их роста и развития. - Научно-практический семинар «Опыты и перспективы применения гуминовых удобрений в сельском хозяйстве Ленинградской области». С-Пб., 2001, - С.6-8. 2. Терещенко Н.Н. Гуминовые вещества в биосфере. -Труды II Международной конференции. Москва, 3-6 февраля, 2003, изд-во Московского ун-та, 2004, С. 29-32. 3. Христева Л.А. О природе действия физиологически активных форм гуминовых кислот и других стимуляторов роста растений. - Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. - Киев, изд. Урожай, 1968, С. 13-18.
3т/га в среднем на 23 %, что в целом соответствует данным по
AGROECOLOGICAL PROPERTIES OF SANDY SODDY-PODZOLIC SOIL UNDER THE APPLICATION OF
VERMIHUMUS V.A. Kasatikov, E. V. Lazutkina, N.P. Shabardina, O.D. Shafronov* All-Russian Research and Design Technological Institute of Organic Fertilizers and Peat, ul Pryanishnikova 1, Vyatkino, Sudogda
raion, Vladimir oblast, 601390 Russia *Hizhegorodskii Center of Agricultural Service, pr. Gagarina 97, Nizhnii Novgorod, 603107 Russia Summary. Vermihumates had a positive effect on total exchangeable bases, the phosphorus—potassium status of .soil, and its humus content and contributed to the decrease in the concentration of mobile heavy metals in the soil. When vermihumates were applied in combination with lime, the Zc of mustard decreased by 23% on average compared to the effect of liming at a rate of 3 t/ha. Key words: vermihumates, vermicompost, sewage sludge, heavy metals, liming, soddy-podzolic soil.
2. Содержание подвижных форм ТМ в пахотном слое почвы, мг/кг сух. почвы, при применении вермигуматов (здесь и в табл. 3 доза вермигумата эквивалентна 5 т/га вермикомпоста по содержанию углерода ГК, в числителе — концентрация элемента, мг/кг; в
знаменателе - КС)
Внесено, т/га
Фоновое содержание
Действие вермигуматов
ОСВ д. мука Cd Cu Ni Pb Zn Zc Cd Cu Ni Pb Zn Zc
Контроль 0,25 0,43 0,59 0,32 4,35 - 0,25 0,43 0,59 0,32 4,35 -
300 3 3,02 16,1 6,84 2,85 38,6 74,9 2,45 14,1 4,96 1,65 36,1 60,4
12,1 37,4 11,6 8,9 8,9 9,8 32,8 8,4 5,1 8,3
1200 3 10,85 36,5 9,29 3,45 176 191 8,31 29,0 8,12 3,16 168 158
43,4 84,9 15,7 10,8 40,6 33,2 67,4 13,7 9,8 38,6
300 6 2,61 15,2 6,21 2,65 26,2 66,5 2,17 12,3 3,05 1,37 21,2 47,6
10,4 35,3 10,5 8,3 6,0 8,7 28,6 5,1 4,3 4,9
1200 6 9,61 32,3 8,86 3,95 153 172 7,36 27,5 7,34 3,03 146 144
38,4 75,1 15,0 12,3 35,3 29,4 63,9 12,4 9,4 33,6
НСР 0,95 0,42 1,60 0,51 0,21 6,37 - 0,33 1,17 0,38 0,15 6,00 -
3. Содержание ТМ в горчице, мг/кг сух. в-ва, при применении вермигуматов
Внесено, т/га Фоновое содержание Действие вермигуматов
ОСВ д.мука Cd Cu Ni Pb Zn Zc Cd Cu Ni Pb Zn Zc
Контроль 0,12 3,62 0,58 0,54 35,2 - 0,12 3,62 0,58 0,54 35,2 -
300 3 1,45 6,54 1,29 1,79 188 20,7 1,22 5,31 1,37 1,48 164 17,3
12,1 1,8 2,2 3,3 5,3 10,2 1,46 2,36 2,74 4,68
1200 3 1,73 8,15 1,84 1,95 258 26,7 1,41 7,63 1,54 1,75 235 22,3
14,4 2,2 3,2 3,6 7,3 11,7 2,1 2,65 3,24 6,68
300 6 1,36 6,28 1,21 1,45 171 18,7 1,17 5,19 1,12 1,27 158 15,8
11,3 1,7 2,1 2,7 4,8 9,7 1,4 1,93 2,35 4,5
1200 6 1,61 7,36 1,86 1,78 234 24,5 1,36 6,47 1,49 1,51 215 20,5
13.4 2,0 3,2 3,3 6,6 11,3 1,8 2,57 2,79 6,1
НСР 0,95 0,09 0,51 0,11 0,12 12,40 - 0,08 0,39 0,10 0,08 12,9 -
