CC BY
4редь приводит к увеличению урожайности зеленой массы горохо-овсяной смеси.
Библиографический список
1. Балабко, П.Н. Экологическое обоснование использование почв Окской поймы и ополья мещерского Полесья [Текст] / П. Н. Балабко, Ю. А. Мажайский, Д. В. Виноградов [ и др.]. - Рязань: ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2013. - 240 с.
2. Виноградов, Д. В. Влияние органомине-ральных удобрений на основе ОСВ и цеолита на продуктивность агроценоза ярового рапса [Текст] / Д. В. Виноградов, М. П. Макарова // Вестник РГАТУ. - 2013. - №3(19). - С.109-112.
3. Захарова, О. А. Экологическое использование сельскохозяйственных культур почвозащитного севооборота в зоне техногенного загрязнения [Текст] / О. А. Захарова, Д. В. Виноградов // Международный технико-экономический журнал. - 2009. - №5. - С.71-72.
4. Ковалев, Н. Г. Органические удобрения в XXI веке [Текст] : Монография / Н. Г. Ковалев, И. Н. Барановский. - Тверь : 2006. - 305 с.
5. Кулаковская, Т. Н. Оптимизация агрохи-
мической системы почвенного питания растений [Текст] / Т. Н. Кулаковская. - М.: 1990. - 218 с.
6. Лыков А. М., Еськов А.И., Новиков М.Н. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья. М.: Россельзозакадемия - ГНУ ВНИПТИОУ. 2004.- 630с.
7. Ушаков, Р. Н.Физико-химическая модель плодородия серой лесной почвы как информационной основы ее устойчивости к неблагоприятным воздействиям [Текст] / Р. Н. Ушаков, Л. В. Виноградов, В. И. Гусев, А. Н. Зубец // Почвы Азербайджана : генезис, география, мелиорация, рациональное использование и экология : матер. междун. науч. Конф. - Баку-Габала : НАН Азербайджана, 2012. - С. 1013-1018.
8. Фадькин, Г. Н. Длительное применение различных форм азотных удобрений на серой лесной тяжелосуглинистой почве [Текст] / Г. Н. Федь-кин // Проблемы механизации агрохимического обслуживания сельского хозяйства. - 2012. - №2012.
- С.64-66.
9. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв [Текст] / Л. Л. Шишов [ и др.].
- М. : Агропромиздат. 1991. -304 с.
УДК 631.879.25
М.П. Макарова, соискатель, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД НА ВЫРАБОТАННЫХ ТОРФЯНИКАХ
Введение
Интенсивное и длительное сельскохозяйственное использование мелиорируемых торфяных почв приводит к полной или частичной сработке торфа. Выработанные торфяные почвы (агро-земы) экологически неустойчивы, они в большей степени подвержены минерализации органического вещества торфа, водной и ветровой эрозии. Площадь выработанных торфяников в Рязанской области составляет около 103 тыс. га, из которых только 6% используется в сельском хозяйстве, тогда как в 70-80-е годы XX века на этих почвах производилось значительное количество растениеводческой продукции, включая кормовые и овощные культуры. В связи с этим повышение плодородия выработанных торфяников является
в настоящее время актуальной задачей.
Агромелиоративные приемы, направленные на повышение плодородия почв, основаны на внесении органических удобрений [5]. В последние годы из-за дефицита органических удобрений и дороговизны минеральных удобрений немаловажное значение приобретает использование в земледелии промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов, среди которых существенную долю составляют осадки сточных вод (ОСВ).
По содержанию органического вещества и питательных элементов ОСВ не уступают традиционным органическим удобрениям [1,4,5]. Использование осадков в сельскохозяйственном производстве рассматривается как одно из перспективных направлений их утилизации. По дан-
© Макарова М. П., 2014
ным ВОЗ, в сельском хозяйстве Франции, Нидерландов, США, Польши, Швейцарии и Германии доля их применения составляет соответственно 24; 35; 40; 50; 74 и 40% от всего количества накапливающихся ОСВ, тогда как в России в качестве удобрения используется не более 5% осадков.
Основным ограничивающим фактором широкого использования осадков сточных вод в качестве удобрения является наличие в них значительных количеств тяжелых металлов и других токсикантов [2,3,6].
Одним из способов снижения токсичности ОСВ является применение цеолитов. Цеолиты представляют собой породы, сложенные каркасными алюмосиликатами щелочных и щелочноземельных металлов. Наиболее ценным свойством цеолитов является селективное поглощение ими катионов тяжелых металлов [7,8].
В связи с этим целью наших исследований являлось изучение действия органо-минеральных удобрений на основе осадка сточных вод на биопродуктивность ярового рапса (Brassica napus olieifera).
Объекты и методы
Полевой опыт был заложен в 2008-2010 гг. на опытном участке мелиоративной системы «Тинки-II», расположенной в ОПХ «Полково» Мещерского филиала ВНИИГиМ. Почвенный покров участка представлен выработанными торфяниками.
Выработанные торфяники имели достаточно высокое содержание гумуса (С7,1 %) и азота (Мобщ 0,36 %), что объясняется их оторфованно-стью. Обеспеченность фосфором и калием - средняя. Подвижного фосфора содержится 16,5 мг/100 г. почвы, обменного калия - 16,8 мг/100 г. почвы. Реакция почвенного раствора кислая (рН 5,4).
Для проведения исследований использовали ОСВ очистных сооружений г. Рязани и цеолит Хо-тынецкого месторождения Орловской области.
Агрохимическая характеристика ОСВ: рН -8,8, содержание азота - 3,94%, фосфора - 2,60%, калия - 0,33%. В результате проведенного химического анализа было установлено, что тяжелые металлы (свинец, кадмий, цинк, медь) содержатся в используемом осадке в количествах, не превышающих ПДК, разработанные для ОСВ.
При проведении санитарно -бактериологического и санитарно-паразитологического анализов в осадке не обнаружены яйца гельминтов, сальмонеллы и бактерии группы кишечной палочки, что позволило экологически обосновать применение осадка сточных вод.
В химическом составе цеолита преобладали оксиды кремния (48,4% от массы), титана (18,0%), натрия (12,15%) и алюминия (11,8%). Цеолит имел щелочную реакцию (рН 8,3), высокое содержание фосфора (1,93%) и калия (4,32%).
Схема опыта включала следующие варианты:
1. Контроль (без удобрений);
2. ОСВ (ОСВ без цеолита);
3. ОСВ:Ц 0,25 (соотношение ОСВ и цеолита -0,25);
4. ОСВ:Ц 0,5 (соотношение ОСВ и цеолита -0,5);
5. ОСВ:Ц (соотношение ОСВ и цеолита - 1,0).
Осадки сточных вод вносили в дозе 9 т/га. Площадь опытной делянки составляла 30 м2, повтор-ность опыта 3-х кратная, расположение делянок систематическое. Объектом исследований являлся яровой рапс сорта Ратник. Способ посева рядовой, норма высева - 2,5 млн. всхожих семян на 1 га (10 кг/га). Агротехника в опыте общепринятая для данной почвенно-климатической зоны.
В опыте было изучено влияние различных соотношений осадка сточных вод и цеолита на агрохимические свойства выработанных торфяников, рост и развитие растений ярового рапса, а также урожайность семян.
Отбор почвенных образцов производился в соответствии с ГОСТ 17.4.3.06-86, 17.4.4.02-84 и 17.4.3.01-83 методом конверта после уборки ярового рапса. В почвенных образцах гумус определяли по методу Тюрина в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26213-84; Р2О5 и К2О - по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26207-91; рН солевой вытяжки - электрометрически в соответствии с ГОСТ 26483-85.
Фенологические наблюдения за развитием растений ярового рапса проводили визуально. Площадь ассимиляционной (листовой) поверхности растений рассчитывали по методике, описанной Н.Н. Третьяковым, Т.В. Карнауховой (1990). Для расчета чистой продуктивности фотосинтеза использовали формулу, предложенную Киддом, Вестом и Бригсом. Урожайность определяли по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985).
Экспериментальная часть
Как показали результаты агрохимических исследований, использование органо-минеральных удобрений в 2008-2010 годах оказало существенное влияние на агрохимические показатели выработанных торфяников (таблица 1).
Совместное использование ОСВ и цеолита способствовало поддержанию рН на уровне 5,5 против 5,2 в контроле.
Высокое содержание в осадке и цеолите подвижного фосфора способствовало обогащению почвы данным элементом. При внесении ОСВ содержание фосфора возросло на 51,2%, при применении органо-минеральных удобрений в соотношении ОСВ:Ц 0,25 - на 54,3%; в соотношении ОСВ:Ц 0,5 - на 67,7%. Наибольшее содержание подвижного фосфора отмечалось при соотношении ОСВ:Ц и составило 3,0 мг/кг почвы, что выше контроля на 82,9%.
В результате применения органо-минеральных удобрений на основе ОСВ в почве повысилось со-
держание обменного калия. В контроле данный показатель составлял 1,82 мг/кг почвы, а в варианте с ОСВ - 1,86 мг/кг. При внесении удобрения в соотношении ОСВ:Ц 0,25 содержание обменного калия увеличилось на 15,4% по сравнению с контролем, в соотношении ОСВ:Ц 0,5 - на 37,4%, а в соотношении ОСВ:Ц - на 57,1%.
Применение органо-минеральных удобрений на основе осадка сточных вод на выработанных торфяниках способствовало улучшению эдафиче-ских свойств, что, в свою очередь, оказало положительное влияние на рост и развитие растений.
Исследованиями было установлено, что осадки сточных вод оказали угнетающее воздействие на прорастание семян ярового рапса, тогда как органо-минеральные удобрения не вызывали ин-гибирования прорастания семян. Так, полевая всхожесть в варианте с ОСВ была ниже, чем в контрольном варианте, на 6% (таблица 2).
В фазу полных всходов густота стояния растений ярового рапса в варианте с ОСВ была самой низкой. В вариантах с органо-минеральными удобрениями этот показатель был несколько выше, но не превышал уровня контроля. Перед уборкой густота стояния растений в опытных вариантах
была несколько выше, чем в контроле, что объясняется улучшением минерального питания растений и повышением их устойчивости к повреждающим факторам внешней среды.
Внесение как ОСВ, так и органо-минеральных удобрений не оказало существенного влияния на полевую всхожесть и густоту стояния растений ярового рапса. Это свидетельствует о том, что на ранних этапах прорастания семян осадки сточных вод и удобрения на их основе не оказывают заметного влияния на метаболические процессы, протекающие в проростках.
Применение в наших опытах органо-минеральных удобрений на основе ОСВ не оказало существенного влияния на продолжительность фенологических фаз. На всех вариантах они наступали практически одновременно.
Всходы появились в среднем через 8-10 дней. Образование настоящих листьев началось через 5-9 дней после всходов. Далее сформировалась розетка, появились четвертый-двенадцатый листья. Стеблевание сменилось интенсивным приростом вегетативной массы, высота растений увеличилась до 25-30 см. Начало цветения растений ярового рапса наступило через 40-48 дней после
Таблица 1 - Агрохимические показатели выработанных торфяников при использовании органо-
минеральных удобрений на основе ОСВ
Вариант рН С % орг Р,ОК, мг/кг К2О,мг/кг
Контроль 5,2 7,1 164 182
ОСВ 5,3 7,2 248 186
ОСВ:Ц 0,25 5,5 7,2 253 210
ОСВ:Ц 0,5 5,5 7,3 275 250
ОСВ:Ц 5,5 7,3 300 286
Таблица 2 - Рост и развитие растений ярового рапса при использовании органо-минеральных удобрений на основе ОСВ
Варианты Полевая всхожесть, % Густота стояния, шт./ м2 Фаза: цветение Выживаемость, %
полные всходы перед уборкой Высота растений, см Количество боковых побегов, шт. Фитомасса, г
одного растения с 1 м2
Контроль 85,0 209,0±3,8 164,1±3,5 38,8±5,9 6,2±0,5 8,3±0,6 1370±80 78,5
ОСВ 79,0 192,3±4,0 148,1±4,1 67,9±10,3 7,4±0,3 10,6±0,3 1590±120 77,0
ОСВ:Ц 0,25 81,2 198,3±3,1 166,0±3,7 57,3±12,3 7,6±0,2 10,7±0,2 1690±70 83,7
ОСВ:Ц 0,5 84,5 208,4±4,2 175,4±3,5 63,8±12,9 9,4±0,4 11,5±0,3 1850±90 84,2
ОСВ:Ц 83,0 203,4±2,7 170,7±3,2 62,5±12,0 8,7±0,2 10,9±0,3 1780±70 83,9
всходов, и длилось от 24 до 27 дней. Фаза семяо-бразования составила 20-25 дней; период всходы-желто-зеленый стручок - 100-105 дней. В 2010 году в связи с повышенным температурным режимом и дефицитом осадков он составил 89-92 дня.
Начиная с фазы стеблевания, растения опытных вариантов стали лучше развиваться, чем контрольные. Установлено, что применение ОСВ в чистом виде и совместно с цеолитом способствовало более интенсивному линейному росту растений. Так, в фазу бутонизации наибольшая высота растений (67,9 см) отмечалась в варианте с ОСВ, превышение к контролю составило 75%. При применении органо-минеральных удобрений растения ярового рапса несущественно отличались по развитию от растений в варианте с внесением ОСВ. Однако по линейным размерам они превосходили контрольные растения на 47,7 и 64,4% соответственно. Использование органо-минеральных удобрений на основе ОСВ способствовало также увеличению количества боковых побегов на 19,4-51,6%. Кроме того, у растений опытных вариантов высота прикрепления нижней ветви с плодами превышала этот показатель на контроле, что особенно важно при проведении механизированной уборки.
Проведенные исследования показали, что используемые органо-минеральные удобрения на основе ОСВ оказали заметное влияние на изменение физиологических процессов в растениях опытных вариантов, что отразилось на увеличении показателей фотосинтетической активности растений (таблица 3).
Поскольку листовой аппарат является основным органом ассимиляции и транспирации, именно он оказывает важнейшее влияние на продуктивность растений. Наибольшая площадь листьев отмечалась при использовании органо-минеральных удобрений в соотношении ОСВ:Ц 0,5 и составила 20,3 тыс. м2/га. При внесении удобрений в соотношениях ОСВ:Ц 0,25 и ОСВ:Ц площадь ассимиляционной поверхности была ниже на 15,6 и 10,8% соответственно.
Формирование урожая зависит не только от величины площади листовой поверхности, но и от продолжительности ее функционирования. Совокупность этих показателей определяет фотосинтетический потенциал. Фотосинтетический потенциал в посевах ярового рапса, в среднем за 2008 - 2010 годы, находился в пределах 1,07-1,25 млн. м2/га. Максимальное значение данного показателя отмечалось в варианте с применением органо-минеральных удобрений в соотношении ОСВ:Ц 0,5.
Продуктивность растений тесно коррелирует с чистой продуктивностью фотосинтеза (ЧПФ). Максимальная величина ЧПФ отмечалась при внесении органо-минеральных удобрений на основе ОСВ в соотношении ОСВ:Ц 0,5, превышение контрольных данных составило 59,7%.
Усиление фотосинтетической деятельности, которое было обусловлено внесением ОСВ и цеолита, создало предпосылки для накопления сухого вещества в растениях ярового рапса, что в свою очередь способствовало повышению урожайности семян (таблица 4).
Таблица 3 - Физиологические показатели посевов ярового рапса при использовании органо-минеральных удобрений на основе ОСВ (фаза - начало цветения)
Варианты Площадь листьев, тыс. м2/га Фотосинтетический потенциал, млн. м2*сут/га Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2*сут
Контроль 9,7±1,8 1,07±0,01 4,09±0,12
ОСВ 16,5±1,2 1,11±0,02 4,41±0,18
ОСВ:Ц 0,25 17,1±1,3 1,12±0,02 5,45±0,15
ОСВ:Ц 0,5 20,3±1,1 1,25±0,04 6,53±0,21
ОСВ:Ц 18,1±1,0 1,22±0,02 6,27±0,14
Таблица 4 - Урожайность ярового рапса при использовании органо-минеральных удобрений на основе ОСВ (средняя за 3 года)
Вариант Семян в одном стручке, шт. Стручков на 1 растении, шт. Масса 1000 семян, г. Урожайность, ц/га Прибавка к контролю
ц/га %
Контроль 12,1±1,3 16,2±2,0 3,35±0,09 4,58 - -
ОСВ 14,6±1,7 17,8±1,9 3,43±0,12 6,81 2,23 48,7
ОСВ:Ц 0,25 15,8±1,9 18,5±1,9 3,46±0,15 7,34 2,76 60,3
ОСВ:Ц 0,5 20,0±1,5 22,4±1,7 4,10±0,12 10,12 5,54 121,0
ОСВ:Ц 17,3±1,4 20,9±1,5 3,87±0,08 8,39 3,81 83,2
Результаты опытов удовлетворяют условию достоверности: НСР05 =1,15
Применение органо-минеральных удобрений на основе осадка сточных вод оказало существенное влияние на формирование урожая семян ярового рапса. При использовании удобрений в соотношениях ОСВ : Ц 0,25 и ОСВ : Ц увеличение выхода семян по сравнению с контролем составило 60,3% и 83,2% соответственно. В среднем за 3 года наибольшая урожайность семян была достигнута при внесении удобрения в соотношении ОСВ : Ц 0,5. Прибавка к контролю составила 121%.
Результаты и выводы
Использование органо-минеральных удобрений на основе осадков сточных вод на выработанных торфяниках оказало положительное влияние на их агрохимические показатели, повысив содержание макроэлементов: подвижного фосфора на 54,3-82,9% и обменного калия - на 15,4-57,1%, и одновременно снизив рН с 5,2 до 5,5.
Улучшение пищевого режима вызвало активизацию роста растений ярового рапса, в результате чего урожайность семян повысилась на 60-121% по сравнению с контролем.
Таким образом, в условиях дефицита и дороговизны минеральных удобрений одним из важных путей сохранения и повышения плодородия выработанных торфяников следует рассматривать приготовление органо-минеральных удобрений на основе осадка сточных вод и мелиоранта -цеолита. Это позволит использовать ОСВ в виде вторичного сырьевого ресурса, избежать дополнительного строительства дорогостоящих накопите-
УДК 581.5
лей твердых осадков и уменьшить степень их негативного воздействия на окружающую среду.
Библиографический список
1. Гольдфарб Л.Л., Туровский И.С., Беляева С.Д. Опыт утилизации городских сточных вод в качестве удобрения. - М.: Стройиздат, 1983. - 58 с.
2. Касатиков В.А., Шабардина Н.П. Некоторые агроэкологические вопросы использования осадков сточных вод// Материалы международной научно-практической конференции. Том 2. -Н.Новгород: Изд-во ВВАГС, 2008. - 284 с.
3. Лурье А.А., Фокин А.Д., Касатиков В.А. Поступление цинка и кадмия в зерновые культуры из почвы, удобренной осадком сточных вод//Агрохи-мия. - 1995. - № 11. - С. 80 - 91.
4. Мерзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Нестерович И.А., Фомкина Т.П. Агроэкологическая оценка использования осадка сточных вод//Агрохимия. - 1995. - № 5. - С. 102 - 108.
5. Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии. - М.: Изд-во МГУ, 1988. - 285 с.
6. Покровская С.Ф., Гладкова Л.И. Использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве. -М.: ВНИИГЭСХ, 1977. - 174 с.
7. Постников А.В., Илларионова Э.С. Использование цеолитов в растениеводстве//Агрохимия. - 1990. - № 7. - С. 113 - 125.
8. Zeo-agriculture. Use of natural zeolites in agriculture and aquaculture/Eds. Pond W.G., Mumpton F.A.//USA: Westview Press, 1984. 294 p.
С.З. Мамедова, д-р биол. наук, профессор, Ф.Б. Вердиева, научный сотрудник Институт Почвоведения и Агрохимии Национальной Академии Наук Азербайджана
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ КОРМОВЫХ УГОДИЙ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО СКЛОНА МАЛОГО КАВКАЗА В ПРЕДЕЛАХ ДАШКЕСАНСКОГО РАЙОНА АЗЕРБАЙДЖАНА
Введение
Нарушение экологического равновесия в природе в результате ухудшения состояния окружающей среды в настоящее время ставит человечество перед реальной угрозой экологического кризиса. Именно обострение экологических проблем, в основном антропогенного характера, в
северо-восточной части Малого Кавказа, где расположен Дашкесанский район, послужило толчком для проведения многочисленных научных разработок, связанных с реальной оценкой почвенного покрова. Длительное и интенсивное использование летних пастбищ без учета экологических факторов послужило причиной деградации и ухудше-
© Мамедова С. З., Вердиева Ф. Б., 2014
