CC BY
19АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУПЕСЧАНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ
ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД
А.А. Пескарев, И.М. Яшин, д.б.н., РГАУ-МСХА, В.А. Касатиков, д.с.-х.н., ВНИИОУ
В статье представлены результаты стационарного исследования влияния осадка сточных вод и компостов на его основе на агрохимические показатели дерново-подзолистой супесчаной почвы. Проведена сравнительная характеристика применяемых органических удобрений.
Ключевые слова: осадки сточных вод, компост, органическое удобрение, агрохимические свойства почвы, последействие.
Введение. Ситуация, создавшаяся в сельскохозяйственном производстве России, вызывает необходимость пополнения ресурсов удобрений, в частности органических, путем использования дополнительных источников питательных веществ и органических материалов в земледелии, в том числе за счет муниципальных и промышленных отходов, прежде всего осадков сточных вод [5]. За рубежом, в зависимости от региональных геоэкологических особенностей стран, в агро-производстве используют от 10 до 90% ОСВ, в среднем в Западной Европе - 30-40%. В мире прослеживается устойчивая тенденция к ежегодному росту этого показателя в общих объемах утилизации. По прогнозам, в США к 2010 г. он составит не менее 60%. В нашей стране по самым оптимистическим оценкам использование ОСВ в агрикультуре пока достигает лишь 5-7%.С учетом резкого дефицита минеральных и органических удобрений высказывается мнение о том, что дозы ОСВ 30-40 т/га и более могут привести к значимым изменениям агрохимических свойств почв и будут экономически рентабельны [3].
Однако широкое применение ОСВ затрудняется тем, что именно в них при очистке сточных вод концентрируются различного рода загрязнители, содержащиеся в этих водах, в том числе тяжёлые металлы и вредные организмы (гельминты, патогенная микрофлора и т.д.). Поэтому основным условием экологически безопасного применения осадков в качестве удобрения является их обеззараживание тем или иным способом. Помимо технологий, применяемых в этих целях непосредственно на очистных сооружениях, перспективным является компостирование осадков с различными компонентами (наполнителями), что повышает их агрономическую ценность и снижает риск загрязнения почв [5].
Компостирование ОСВ во многих странах рассматривается как важный элемент стратегии повторного использования отходов. Так, в Нидерландах перерабатывается на компост 30-40% бытовых отходов, в Австрии и Бельгии около 25%, во Франции 8% [2]. Вместе с тем, технологии компостирования осадков различного происхождения, их использования в различных почвенно-климатических условиях разработаны недостаточно.
Цель наших исследований - изучить удобрительную ценность ОСВ г. Владимира и компостов на его основе, а также их влияние на основные агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы.
Методика. Исследования проводили в 2006-2008 гг. в опытном хозяйстве ВНИИОУ. Почва опытного участка дерново-подзолистая супесчаная, подстилаемая суглинистой мореной мощностью 0,4-1,2 м. Пахотный горизонт находится в толще супесчаного отложения. Рельеф участка выровненный. Агрохимическая характеристика почвы в слое 0-20 см до внесения ОСВ по вариантам опыта приведена в таблице 2.
Полевой опыт заложен по следующей схеме:1) контроль (без удобрений); 2) ОСВисх. 30 т/га; 3) ОСВисх. 30 т/га + известкование 3 т/га; 4) ОСВферм. 30 т/га; 5) ВКОСв 15 т/га; 6) ВКОСВ 15 т/га + известкование 3 т/га; 7) ВКОСВ 15 т/га + N120^20; 8) ВКОСВ 15 т/га + N[20^20 + известкование 3 т/га. Дозы ОСВ и ВКОСВ приведены на 50 % влажность, дозы ми-
неральных удобрений - в сумме за звено севооборота. Звено севооборота: ячмень - овес - горчица белая. Опыт заложен в 4 - кратной повторности с рендомизированным расположением делянок. Площадь делянки - 3 м2.
Объекты исследований:
ОСВисх. - механически обезвоженный свежий осадок сточных вод с очистных сооружений МУП «Владимирводоканал» г. Владимира;
ОСВферм. - осадок, прошедший стадию ферментации в естественных условиях в течение 10 месяцев на открытой площадке хранения;
ВКосв - вермикомпост из ОСВисх. с добавлением навоза КРС (1: 0,15).
Вермикомпостирование ОСВисх. г. Владимира осуществлялось культурой червя Eiseniafoetida в ложах размером 2 х 1 м и высотой 0,5 м в закрытом помещении при естественной температуре воздуха (не ниже 18-20о) и влажности субстрата 70-75 %.
Органические удобрения и доломитовая мука были внесены в 2006 г. под первую культуру звена севооборота в расчете на 50 % влажность, согласно схеме опыта. Минеральные удобрения вносили под ячмень в 2006 г. и под овес в 2007 г. в дозах по 60 кг д.в. N и К перед посевом. В 2008 г. выращивали горчицу белую (на зелёный корм). Посев проведен 4 мая. Норма высева 30 кг/га. Глубина заделки семян 3 см.
Все агротехнические мероприятия проводили вручную в соответствии с общепринятыми требованиями к возделыванию культур в Нечерноземной зоне, согласно методике закладки и проведения мелкоделяночных опытов.
Почвенные образцы отбирали буром из слоя 0-20 см со всех вариантов опыта в 2-х кратной повторности после уборки горчицы белой для определения основных агрохимических показателей. В образцах почвы, отобранных после вегетации растений, определяли параметры агрохимической характеристики: рНсол.- потенциометрически; азот - по Тюрину; содержание органического углерода - колориметрически по методу Тюрина в модификации Никитина; подвижные формы фосфора и калия - в вытяжке Кирсанова: фосфор - колориметрически по Дениже, калий - методом пламенной фотометрии; гидролитическую кислотность - по Каппену; сумму поглощённых оснований - по Каппену-Гильковицу [4].
Результаты и их обсуждение. Сравнительная агрохимическая характеристика применяемых в опыте органических удобрений представлена в таблице 1. Осадок и компосты, изучаемые в полевом опыте, превосходили регламентируемые показатели содержания органического вещества в 2-2,5 раза, общего азота до 4-х раз по ОСВисх. и общего фосфора в 2,5-3 раза. В то же время следует отметить несбалансированность ОСВ и компостов по содержанию питательных элементов: соединения фосфора заметно преобладают над азотом и калием. Используемый осадок сточных вод г. Владимира содержал широкий спектр микроэлементов. Так как валовое содержание элементов, относящихся к группе тяжелых металлов, было значительно ниже ПДК, то данный осадок отвечал требованиям ГОСТа РФ 17.4.3.07-2001.
Анализируя данные таблицы, следует добавить, что наибольшую удобрительную ценность представляет вермиком-пост, так как имеет благоприятные физические и агрохимические показатели: влажность, органическое вещество, содержание нитратного азота и подвижного калия. К тому же вер-микомпост обладает высокой микробиологической активностью, что обеспечивает непрерывное образование стимуляторов роста растений таких как ауксины, гиббереллины и цито-кинины[6].
1. Агрохимическая характеристика ОСВ и компостов на его ос-
Показатели ОСВисх. ОСВферм. ВКосв ГОСТ Р 17.4.3.072001
Влажность, % 69,1 60,4 58,4 н/н*
Сорг., % на сух. в-во 45,4 43,8 48,4 >20
рНсол 7,6 6,6 6,4 5,5-8,5
Содержание общих форм макроэлементов, % на сух. в-во
Н,бщ. 2,30 1,58 1,68 >0,6
Р2О5общ. 4,05 4,55 3,86 >1,5
К2О общ. 0,53 0,53 0,77 н/н
Содержание подвижных форм макроэлементов, на сух. в-во
N-NO3, мг/кг 60 880 4180
Р2О5, мг/100 г 1786 980 1567
К2О, мг/100 г 157 90 490
Валовое содержание ТМ, мг/кг на абсолютно сух. в-во
I II**
Кадмий (Сё) 3,6 3,3 1,50 15 30
Медь (Си) 13 128 119 750 1500
Свинец (РЬ) 32 28 49 250 500
Никель (N1) 29 19 25 200 400
Хром (Сг) 246 103 166 500 1000
Цинк (7п) 397 382 388 1750 3500
Ртуть (Щ) 0,64 0,40 0,40 7,5 15
Мышьяк (Ай) 5,51 4,51 0,82 10 20
*н/н - показатель не нормируется
**допустимое валовое содержание ТМ в осадках I и II группы
Внесение ОСВ и компостов на его основе положительно повлияло на агрохимические показатели дерново-подзолистой почвы опытного участка (табл. 2). Применение
ОСВисх., ОСВферм. и ВКОсв способствовало улучшению кислотно-основных свойств пахотного слоя почвы, особенно по фону известкования, где гидролитическая кислотность снизилась практически на треть.
За счет насыщения почвенного раствора ионами Са2+ и Мg2+, входящими в состав осадков, компостов и доломитовой муки, имело место увеличение степени насыщенности почвы основаниями (V).
Наиболее значительное положительное последействие ОСВ и компосты оказывают на фосфатный режим почвы, так как по содержанию фосфора осадки сточных вод существенно превосходят традиционные виды органических удобрений. Так, при внесении ОСВферм. и ОСВисх. в дозе 30 т/га в последействии увеличилось содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы в среднем на 80 %, а последействие ВКОСВ (15 т/га), особенно по фону внесения минеральных удобрений и извести, обеспечило более чем двукратное увеличение этого показателя.
Последействие применяемых органических удобрений на содержание подвижного калия в пахотном слое оказалось сла-бовыраженным из-за невысокого содержания данного элемента, - увеличение составило в среднем 8%. По фону внесения минеральных удобрений содержание подвижного калия в почве заметно возросло на 50-75%. Содержание органического вещества в пахотном слое почвы по вариантам опыта возросло с 0,94 (контроль) до 1,11 %. При этом уровень гумусированности при применении ОСВисх и ОСВферм. повысился на 13,8 % в среднем, а при применении ВКОСВ - на 14,7 %. Анализ данных по урожаю, свидетельствует о положительном последействии применяемых в опыте ОСВ и вермикомпостов.
2. Последействие удобрений на основе ОСВ на агрохимические показатели пахотного слоя почвы и урожайность горчицы белой
№ вар. Урожайность, ц/га рНсол. ^идр^ мг-экв/100 г Р2О5, мг/100 г К2О, мг/100 г V, % Сорг.,%
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
1 60,8 5,25 5,02 1,81 1,61 19,8 14,1 4,7 5,2 74 79 0,87 0,94
2 87,1 5,25 5,45 1,68 1,35 23,6 42,8 4,6 5,1 77 83 0,95 1,10
3 85,7 5,24 5,82 1,77 1,07 23,6 40,5 4,7 5,3 76 87 0,95 0,99
4 83,3 5,19 5,42 1,98 1,45 24,9 46,3 4,9 5,0 72 82 1,01 1,05
5 76,7 5,21 5,61 1,60 1,28 23,4 29,8 5,9 5,5 77 85 0,97 1,11
6 75,0 5,14 5,72 1,79 1,21 20,3 27,8 4,8 5,5 72 87 0,94 0,96
7 75,4 5,30 5,40 1,62 1,38 22,5 32,9 5,2 7,8 77 83 0,96 1,04
8 80,0 5,13 5,70 1,75 1,27 17,8 39,2 4,7 7,9 77 85 0,93 1,06
НСР05 14,7
Примечание: 1 - до внесения удобрений (2006 г.), 2 -последействие (2008 г.)
Заключение. При изучении последействия ОСВ и компо-стов на его основе на агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы выявлено снижение гидролитической кислотности, увеличение степени насыщенности почвы основаниями, повышение содержания подвижного фосфора и органического вещества в пахотном слое почвы. Литература
1. ГОСТ Р 17.4.3.07 — 2001. Охрана природы. Почва. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений. — М.: Госстандарт России, 2001.
2. Еськов А.И. Проблемы и перспективы производства применения удобрений на основе промышлено-бытовых отходов и осадков сточных вод // Материалы международного симпозиума «Экологические и технологические вопросы производства и использования органиче-
ских и органоминеральных удобрений на основе осадков городских сточных вод и твердых бытовых отходов». Владимир, 2004. — С. 6-19.
3. Осадки сточных вод и другие нетрадиционные органические удобрения: учебное пособие / Е.П. Пахненко. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. — 311 с.
4. Практикум по агрохимии: учебное пособие. — 2-е изд., перераб. и доп./ Под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во МГУ, 2001. — 689 с.
5. Стратегия использования осадков сточных вод и компостов на их основе в агрикультуре. Под редакцией академика Россельхозакаде-мии Н.З. Милащенко / ВИУА им. Д.Н. Прянишникова. М.: Агрокон-салт, 2002. — 140 с.
6. Терещенко П.В. Агроэкология. Модуль 10. Вермикультура и биогумус. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000.- 50 с.
AGROCHEMICAL PROPERTIES OF LOAMY SANDY SODDY-PODZOLIC SOIL UNDER FERTILIZATION
WITH SEWAGE SLUDGE
A.A. Peskarev1, I.M. Yashin1, V.A. Kasatikov2 1Russian State Agricultural University - Moscow Agricultural Academy, Russian Academy of Sciences, ul Timiryazeva 49, Moscow, 127550 Russia, alexandrpeskarew@vandex.ru, 8-916-225-90-57 2All-Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat, Russian Academy of Agricultural Sciences
(GNU VNIIOU Rossselkhozacademia) Vyatkino, Sudogda raion, Vladimir oblast, 601390 Russia
The effect of sewage sludge and its composts on the agrochemical parameters of loamy sandy soddy-podzolic soil were studied in a stationary experiment. The efficiencies of used organic fertilizers were compared. Keywords: sewage sludge, compost, organic fertilizer, soil agrochemical properties, aftereffect.
