CC BY
24
УДК 662.271.4 : 631.812 - 408.2 : 631.814
Баранов В.1. *, Гавриляк М.Я. **, Мик1евич 1.М. *, Фецко З.М. * ®
*Лье1еський нацюнальний утеерситет iмет 1вана Франка e-mail: biofr@franko.lviv.ua **Львiвська комерцтна академiя e-mail: academy@lac.lviv.ua
ДИНАМ1КА ВИМИВАННЯ ЕЛЕМЕНТ1В ДОБРИВ З ГРУНТ1В Р1ЗНОГО
ТИПУ ПРИ ДОЩУВАНН1
Одними з основних питань ф^омелюраци породних вiдвалiв вугшьних шахт е пiдбiр стiйких рослин, яю можуть слугувати грунтопокривними рослинами для зменшення стокiв з вщвалу i закрiплення грунту та покращення його складу, можливими акумуляторами важких мет^в i, що важливо, не будуть або слабо будуть по!датись худобою, що виключить потрапляння важких мет^в у бiогеохiмiчний ланцюг - грунт-рослина-тварина-людина. Таким вимогам приблизно вщповщають технiчнi олiйнi культури та азотфiксуючi бобовi рослини, у яких основною продукщею е насiння, що ще на виробництво бiопалива або використовуеться як кормова добавка. Субстрати вщвалу центрально! збагачувально! фабрики (ЦЗФ) практично не мають оргашчно! частки[1] i згiдно державних правил рекультиваци [8] перед посадкою рослин мають покриватись шаром родючого або малородючого грунту товщиною до 40-50см., що мае за мету зменшення вимивання важких металiв з породних субстраив та створення грунтово! основи для росту рослин. Покриття вщвалу родючим грунтом на даний час нереально i використовуватись скорше всього буде малородючий грунт, який мае малий вмiст поживних елементiв, що викликае потребу внесення мiнеральних добрив. Однак використання промислових, швидкорозчинних добрив в специфiчних умовах вiдвалу - майже провальна водопроникнiсть грунту, наявшсть схилiв -викликають великий сумшв. В зв'язку з цим метою дано! роботи було вивчення вимивання елеменив живлення з промислових i капсульованих добрив при внесенш !х у рiзнi типи грунтiв, яю можуть використовуватись для вiдсипки вщвалу за умов штучного дощування у модельних системах.
Матер1ал i методи. Для створення штучно! моделi грунту вщвалу використовували пластиковi судини без дна, в яю насипали шар грунту висотою 30 см (умовно орний шар) i знизу обвязували марлею. Використовували чотири види грунту: торф, чорнозем, суглинистий та супщаний грунти. Грунт в судинах зволожували до польово! вологоемкостi. В дослiдних варiантах у грунт вносили традицiйну(промислову) та капсульовану гiдролiзним лiгнiном i глаукоштом нiтроамофоску [4] з розрахунку 2 i 1 г/кг вiдповiдно. Доливали дистильовану воду певними порщями в загальнш кiлькостi, яка вiдповiдала середньомкячнш нормi опадiв у Львiськiй област i вiдбирали проби пiсля кожного поливу грунтового середовища кожнi 6-7 дшв протягом мiсяця. Вмiст
® Баранов В.1., Гавриляк М.Я., Мишевич 1.М., Фецко З.М., 2010
145
фосфору визначали за методом Лоур>Лопеса [10], вмст штратав за Починком [8], вмкт амiаку за допомогою реактива Несслера [6].
Результати дослщження. За рахунок природних ерози та дефляци навiть з покритого лком грунту з 1 га змиваеться щорiчно 1-2 тонни грунту. Схили, яю позбавленi люу, втрачають по 10-15 тон, а в окремi перiоди 20-50 тон грунту. Тобто весь гумусовий покрив може бути змитий за перюд вщ 3-х до 15 роюв. Враховуючи те, що в породах вщвалу е всього 1-2% оргашчно! маси i вiдсутня рослиннiсть ( на 78 га площi рослинами - i травами i деревами покрито вщ сили 50-100м2 ) при пщживленш висаджуваних рослин динамжа вимивання елементiв з добрив мае велике практичне значення.
1 2 3 4 5
-.—Торф ■■■•—Торф+NAF --•--Торф+CAPS
12 3 4 5
—•—Чорнозем ■■■•■■■Чорнозем+NAF
-—-Чорнозем+CAPS
60
^ so-
il s 40-
6 30-
Q_ // / ......."-Ч"-..
20- о а/ .................................•—ь
,1 10- •V
0- £-1-1-1-1 2 3 4 5
—•—Суглинистий ■■■•■■■Суглинистий+NaF
_. Су гли нисти й+CAPS
-Супiщаний
2 3 4 5 ■■■•■■■Супiщаний+NAF
•--Супiщаний+CAPS
Рис.1.Динам1ка вимивання фосфору з грунтчв рпного типу, при використаннi традицшних (NAF) i капсульованих (CAPS) добрив
З графшв на рис.1 видно,що вимивання фосфору з грунив ycix типiв найбiльш iнтенсивно вiдбуваeться в пеpшi три тижнi, причому як в контроле та i в грунтах з внесенням добрив обох видiв.
146
s m
12 10 8 6 4 2 0
- Чорнозем
3 4
■ Чорнозем+NAF
--.-- Чорнозем+CAPS
2
I 8
m 'н га 4 а 4 н
т
о
Q3 0
- V -.
1
-Супiщаний
3 4
....... Супiщаний +NAF
..._. Супщаний +CAPS
Рис.2. Динамжа вимивання штрапв з грунив pi3Horo типу, при використанш традицiйних (NAF) i капсульованих (CAPS) добрив
2
Закономiрно, що в цей перiод бшьший вмiст фосфору вимиваеться при застосуванш промислово! традицiйно! нiтроамофоски, нiж капсульовано!. В наступнi два тижнi вмкт елемента в промивних водах вЫх грунтiв сильно зменшуеться при застосовуванш промислового добрива i значно повшьшше при використаннi капсульованих добрив.
Аналопчна ситуацiя спостерiгаеться при вимиваннi з грунту двох шших компонентiв добрив - штраив i амiаку. Таким чином результати динамжи вимивання елеменив з добрив вказують, що використання капсульованих добрив мае значш переваги перед традицшними за рахунок пролонгованого !х вивiльнення, менш повiльного вимивання з грунту, що сприяе росту рослин, що тдтверджуеться i даними л^ератури при використаннi таких форм добрив, як фосфорити, прециттати, фосфатш шлами або капсульованi добрива з шшим покриттям [3,5]. Це мае як еколопчне значення, так i економiчне, так як використовувалась вдвiчi менша дози капсульовано! нiтроамофоски порiвнюючи з традицiйною.
Пiдкислення шкiдливе для рослин за рахунок прямо!, а також непрямо! ди так як змшюеться поглинання мшеральних елементiв i метаболiзм рослин,
147
^м того жителi регюшв з кислими, бщними та сильно вилуженими грунтами вологого ^мату вiдpiзняються низьким зростом, д^и страждають pахiтом та ламкiстю кiсток (причина - дефщит кальцiю) i прикладом цього е стан захвоpюваностi населення у Сокальському pайонi [9]. Позитивним е те, що обидва добрива, але капсульоване в бiльшiй мipi, не е кислими.
Тор^^ — Торф+NAF - —-Торф+CAPS
Т= 15 s
а 10 'н га
Ё 5
| 0 Г I 1 -7
Ё 1 2 3 4
m
—•—Суглинистой ...... Суглинистой +NAF
--.--Суглинистой +CAPS
■¡:8 т
m 1 2 3 4
—•—Суп1щаний ....... Суп1щаний +NAF
--.--Супщаний +CAPS
Рис.5. Динамжа вимивання амiаку з грунт1в рвного типу, при використаннi традицшних (NAF) i капсульованих (CAPS) добрив.
Оптимальна волопсть гpунтiв для бiльшостi рослин знаходиться в межах 60-100% вщ польово! (найменшо!) вологоемкостi [2] i дуже суттевим ефектом ди капсульованих добрив перед традицшними вважаем те, що при використанш капсульованих вода значно повшьшше ( в 3-10 pазiв) проходила через грунти, що збшьшуе li запас для рослин в грунта Величина зменшення залежала вщ типу грунту, трохи швидше вода проходила через супiщаний i повiльнiше на iнших трох типах грунив, що залежало вiд вмкту оргашчно1 гумусово! частини i змш фiзико-хiмiчного стану коловдв гpунтiв, як це було показано ще на початку минулого стоpiччя К.К.Гейдройцом. Як вщомо атоми на повеpхнi коловдв мають вiльнi валентностi, внаслiдок дисощаци молекул. При дисощаци молекул катюн водню вiдщеплюеться, а анiон лишаеться в складi коло1ду, що надае йому кислих властивостей. Колощш частинки з водою утворюють золь або гель. Золь - це колощний розчин, в якому частинки майже не осщають, так як мають однаковий заряд i для !х осщання потpiбно ввести
148
електрол^и - речовини з протилежним зарядом. Елементи добрив, заряджеш позитивно, взаемодшть з вщ'емно зарядженими коло!дами i нейтр^зують !х. Електронейтральнi частинки починають повiльно опускатись у водi за дieю сили тяжшня, одночасно склеюючись i захоплюючи воду, тобто переходять в стан гелю, тим самим збер^аючи вологу опадiв у грунтi, що мае виключно важливе значення на схилах пр, а в нашому випадку на схилах породних вiдвалiв.
Таким чином використання капсульовано! нiтроамофоски мае еколопчш i економiчнi переваги перед традицшною i це дозволяе рекомендувати !! для використання у специфiчниx умовах породних вiдвалiв вугiльниx шахт як добрива пролонговано! ди для висаджуваних на вiдвалаx рослин-фiторемедiантiв.
Л1тература
1. Баранов В.1. Еколопчний опис породного вiдвалу вугiльниx шахт ЦЗФ ЗАТ „ Львiвсистеменерго" як об'екта для озеленення / В.1.Баранов // Вкник Львiвського унiверситету. Сер. бюл. - 2008. - Вип.46. - С.172-178.
2. Господаренко Г.М. Основи штегрованого застосування добрив. К.: Шчлава, 2002. - 344 с.
3. Литвинович А.В., Павлова О.Ю., Волкова Е.Н. Влияние различных видов фосфорных удобрений и фосфатного шлама на химический состав зеленой масы ярового рапса на кислой дерново-подзолистой почве. Агрохимия. - 2006. -№3.- С. 34-39.
4. Мальований М., Нагурський О., Гавриляк М., Матшчин В. Комплексш збалансованi за макро- та мжроелементним складом мшеральш добрива пролонговано! ди - ресурсонащональш та екологiчно безпечнi у використанш. "Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов'': сб. науч. трудов, XIII (ежегодная) международная научно-техническая конференция, Харьков-Алушта, 2005. - С. 224-227.
5. Небитов В.Г. Влияние длительности последействия фосфорных удобрений и навоза на агрохимические свойства чернознма выщелоченного и урожайность культур севооборота. Агрохимия. - 2005.- №3.- С.5-14.
6. Школайчук В.1., Белчгазi В.Й., Бшик П.П. Спецпрактикум з фiзiологii та бiоxiмii рослин. Ужгород.: Патент, 2000. - С. 67-68.
7. Правила проведення бюлопчно! рекультиваци породних вiдвалiв вугшьних шахт Укра!ни. Видання офiцiйне. - К.: Мшвуглепром Укра!ни, 2007. -30 с.
8. Починок Х.Н. Методы биохимического анализа растений, К.: Наукова думка, 1976; 334 с.
9. Трахтенберг И. Книга о ядах и отравлениях. Очерки токсикологии. К.: Наукова думка, 2000.- 366 с.
10. Чернавина И.А., Потапов Н.Г. и др. Большой практикум по физиологии растений. М.: Высшая школа, 1978. - С. 119-120.
Стаття надшшла до редакцИ 6.04.2010
149
