Научная статья на тему 'Изучение удобрений на основе осадков сточных вод'

Изучение удобрений на основе осадков сточных вод Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
338
85
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД / УДОБРЕНИЯ / ДОЗЫ / ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ / ПОЧВА / УРОЖАЙНОСТЬ / SEWAGE SLUDGE / FERTILIZERS / DOZES / HEAVY METALS / SOIL / YIELD

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Байбеков Р. Ф., Мерзлая Г. Е., Власова О. А., Налиухин А. Н.

По результатам исследований (2010-2012 гг.) в полевом опыте на дерново-подзолистой почве, удобрения на основе осадков сточных вод при оптимизации доз и сочетаний с минеральными удобрениями обеспечивают высокую эффективность как в действии на льне-долгунце, так и в последействии на семенном картофеле, повышая урожайность льносоломы на 16-39%, льносемян – на 17-48%, клубней картофеля – на 11-15%. Применение удобрений не приводит к загрязнению растительной продукции и почвы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Байбеков Р. Ф., Мерзлая Г. Е., Власова О. А., Налиухин А. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Research of fertilizers based on sewage sludge

According to results of field experience (2010-2012) at sod-podzolic soil fertilizers based on sewage sludge for dozes optimization and combinations with the mineral fertilizers provides high efficiency as for long-fibred flax as for aftereffect for seed potato increasing yield of flax straw (16-39%), flax seeds (17-48%), potato tubers (11-15%). Application of this fertilizer type doesn’t lead to pollution of soil and plant production.

Текст научной работы на тему «Изучение удобрений на основе осадков сточных вод»

УДК 631.8:633.2

ИЗУЧЕНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

Р.Ф. Байбеков, д.с.-х.н., Г.Е. Мерзлая, д.с.-х.н., О.А. Власова, А.Н. Налиухин, к.с.-х.н.

ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова, e-mail: la.organic@mail.ru Вологодская государственная молочно-хозяйственная академия имени Н.В. Верещагина

По результатам исследований (2010-2012 гг.) в полевом опыте на дерново-подзолистой почве, удобрения на основе осадков сточных вод при оптимизации доз и сочетаний с минеральными удобрениями обеспечивают высокую эффективность как в действии на льне-долгунце, так и в последействии на семенном картофеле, повышая урожайность льносоломы на 16-39%, льносемян - на 17-48%, клубней картофеля - на 11-15%. Применение удобрений не приводит к загрязнению растительной продукции и почвы.

Ключевые слова: осадки сточных вод, удобрения, дозы, тяжелые металлы, почва, урожайность.

RESEARCH OF FERTILIZERS BASED ON SEWAGE SLUDGE R.F. Baybekov, G.E. Merzlaya, O.A. Vlasova, A.N. Naliukhin

According to results offield experience (2010-2012) at sod-podzolic soil fertilizers based on sewage sludge for dozes optimization and combinations with the mineral fertilizers provides high efficiency as for long-fibred flax as for aftereffect for seed potato increasing yield offlax straw (16-39%), flax seeds (17-48%), potato tubers (11-15%). Application of this fertilizer type doesn't lead to pollution of soil and plant production.

Keywords: sewage sludge, fertilizers, dozes, heavy metals, soil, yield.

С интенсивным развитием городов резко возрастает водопотребление, что вызывает увеличение объемов сточных вод. При очистке их на станциях аэрации накапливаются колоссальные количества осадков, утилизация которых представляет серьезную экологическую проблему [1]. Согласно зарубежному и отечественному опыту, наиболее целесообразным приемом использования осадков сточных вод (ОСВ) признан почвенный метод с возделыванием сельскохозяйственных культур. Однако, если в западноевропейских странах сельскохозяйственное использование ОСВ достигает 40%, в России - не более 57% [2]. Основным ограничением в применении ОСВ в сельском хозяйстве служит непостоянство их химического состава и возможное повышенное содержание тяжелых металлов, что может вызывать загрязнение почвы и растительной продукции. Поэтому были проведены исследования по оценке влияния ОСВ и производимых из них компостов и органоминеральных удобрений на урожайность и качество сельскохозяйственных культур, а также на изменение свойств почвы.

Стационарный полевой опыт проведен в 2010-2011 гг. на базе Вологодской ГМХА. В опыте изучали эффективность действия и последействия осадка сточных вод ОСК «Вологдагорводоканал», компоста на его основе с торфом в возрастающих дозах и при разном сочетании с минеральными удобрениями, а также нового органоми-нерального гранулированного удобрения ОМУГ, созданного ЗАО «Твин трейдинг компани». Из минеральных удобрений использовали сочетание азотных, фосфорных и калийных удобрений в варианте «КРК, эквивалентно 4 т/га компоста» и одни калийные удобрения в варианте «Компост, 4 т/га + К», что было обусловлено низким содержанием калия в ОСВ, на основе которого были приготовлены компосты. Компосты готовили из смеси ОСВ и торфа в естественных условиях ферментации. Испытываемые удобрения вносили под лен-долгунец сорта Зарянка, их последействие изучали на семенном картофеле сорта Елизавета. По агрохимическим и санитарно-токсикологическим показателям удоб-

рения соответствовали требованиям ГОСТ Р 27.4.3.072001 (табл. 1).

Внесенные на поверхность почвы удобрения заделывали тяжелой дисковой бороной Сио7е. Посев льна проводили сеялкой ССНП-16, посадку картофеля - картофелесажалкой СН-4Б.

Учетная площадь опытной делянки 10 м2, повтор-ность вариантов трехкратная. Расположение делянок систематическое. Урожай убирали сплошным методом. Статистическую обработку данных выполняли дисперсионным методом [3] с использованием компьютерной программы 8ТЯЛ2.

Почва участка дерново-слабоподзолистая, супесчаная (при закладке опыта в 2010 г.) и легкосуглинистая (при закладке в 2011-2012 гг.). Пахотный слой почвы перед внесением удобрений характеризовался слабокислой реакцией среды (рНК(С 5,1-5,3), содержание гумуса по Тюрину 2,4-3,9%, подвижного фосфора и обменного калия по Кирсанову 230-290 и 94-113 мг/кг соответственно. Содержание тяжелых металлов в почве невысокое, не более 0,2 ПДК/ОДК (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2511-09).

Результаты. При изучении действия удобрений на урожайность льносоломы (влажностью 19%) установлено, что в среднем за 3 года опыта (2010-2011) внесение компоста из ОСВ и торфа в дозе 2 т/га не давало эффекта. Повышение дозы в 2 раза обеспечивало достоверную прибавку урожая льносоломы. Однако дальнейшее увеличение дозы (в 3 раза) оказалось нецелесообразным (табл. 2).

Наибольшая (27-29,8 ц/га) урожайность льносоломы и значимые прибавки к контролю на уровне 26-39 % были достигнуты при внесении ОМУГ в дозе 4 т/га, ОСВ в чистом виде в той же дозе, а также в варианте «Компост, 2 т/га + №К, экв. 2 т/га компоста».

Применение одних минеральных удобрений в дозах, эквивалентных по сумме №К 4 т/га компоста, хотя и давало достоверную прибавку урожая льносоломы к контролю, но уступало практически всем вариантам с органическими удобрениями (исключение составил только вариант с дозой компоста - 2 т/га).

1. Агрохимические и санитарно-токсикологические показатели удобрений

Показатель ПДК (ОДК) Норма по ГОСТ Р ОСВ Компост ОМУГ

для почвы 17.4.3.07-2001 для осадков

Физико-химические показатели

рН - 5,5-8,5 6,5 6,3 7,2

Массовая доля общего азота, % на - не менее 0,6 2,6 2,0 2,3

сухое вещество

Массовая доля общего фосфора, % - не менее 1,5 1,6 0,9 2,3

на сухое вещество

Массовая доля общего калия - * 1,7 0,3 2,8

Массовая доля органических ве- - не менее 20 63,0 67,0 25,0

ществ, % на сухое вещество

Валовые формы элементов

Группа осадков

I II

Цинк, мг/кг 55-220 1750 3500 406 146 672

Хром, мг/кг * 500 1000 38,0 11,5 110

Кадмий, мг/кг 0,5-2,0 15 30 1,44 0,92 9,6

Свинец, мг/кг 32-130 250 500 28,0 11,0 37

Медь, мг/кг 33-132 750 1500 107 42 206

Ртуть, мг/кг 2,1 7,5 15 0,32 0,097 71

Марганец, мг/кг 1500 * 123 173 21

Никель, мг/кг 20-40 200 400 20,4 14,4 13,0-28,0

Кобальт, мг/кг * * 4,8 3,9 3,7

Мышьяк, мг/кг 2-10 10 20 0,92 0,80 1,8

Санитарно-бактериологические показатели:

Бактерии группы кишечной палочки, клеток/г 100 1000 9,3 4,3 -

Патогенные микроорганизмы, в отсут- отсутствие не обн. не обн. -

том числе сальмонеллы, клеток/г ствие

Радиоактивность

Цезий-137, Бк/кг 600 <8,9 <7,6 <8,3

Радий-226, Бк/кг <9,6 <16,7 46+11

Калий-40, Бк/кг <75,3 <120,6 827+184

Торий-232, Бк/кг <5,4 <13,8 <26,8

* не нормируется

2. Влияние удобрений на урожайность льносоломы

Вариант 2010 г. 2011 г. 2012 г. В среднем за2010-2012 гг.

урожай- прибав- урожай- прибав- урожай- прибав- урожай- прибавка,

ность, ка, ность, ка, ность, ка, ность, ц/га

ц/га ц/га ц/га ц/га ц/га ц/га ц/га ц/га %

1. Контроль 19,6 - 14,4 - 30,6 - 21,5 - -

2. Компост, 2 т/га 20,2 0,6 16,0 1,6 33,1 2,5 23,1 1,6 7

3. Компост, 4 т/га 20,8 1,2 17,2 2,8 37,1 6,5 25,0 3,5 16

4. Компост, 6 т/га 22,0 2,4 19,0 4,6 39,2 8,6 26,7 5,2 24

5. Компост, 4 т/га + K 23,7 4,1 18,7 4,3 38,1 7,5 26,8 5,3 25

6. ^^ экв. 4 т/га компоста 20,2 0,6 17,1 2,7 36,0 5,4 24,4 2,9 14

7. Компост, 2 т/га + ОТ^ 27,1 7,5 17,9 3,5 35,9 5,3 27,0 5,5 26

экв. 2 т/га компоста

8. Осадок, 4 т/га 25,4 5,8 18,1 3,7 37,6 7,0 27,0 5,5 26

9. ОМУГ, 4 т/га 29,0 9,4 19,3 4,9 41,0 10,4 29,8 8,3 39

НСР05 2,3 2,6 2,4 2,1

При внесении компоста с добавлением хлористого калия (компост, 4 т/га + К) получена существенная прибавка урожая, но она была недостоверной по отношению к компосту в той же дозе без калийного удобрения.

На урожайность льносемян при влажности 12% в среднем за 3 года наибольшее влияние оказывали вари-

анты «Компост, 6 т/га», «Компост, 4 т/га + К + ОМУГ», обеспечившие по 3,3-3,4 ц/га семян, или на 43-48%, а также органоминеральное удобрение (компост, 2 т/га + №К, экв. 2 т/га компоста) и ОСВ в чистом виде в дозе 4 т/га, где сбор семян составлял 3-3,1 ц/га, что на 30-35% превышало контроль (табл. 3).

3. Влияние удобрений

Вари- 2010 г. 2011 г. 2012 г. В среднем за

ант 2010-2012 гг.

урожай- прибавка, урожай- прибавка, урожай- прибавка, урожай- прибавка, ц/га

ность, ц/га ность, ц/га ность, ц/га ность, ц/га %

ц/га ц/га ц/га ц/га

1 2,3 - 1,8 - 2,8 - 2,3 - -

2 2,4 0,1 2,0 0,2 3,1 0,3 2,5 0,2 9

3 2,8 0,5 2,5 0,7 3,5 0,7 2,9 0,6 26

4 3,1 0,8 3,1 1,3 4,0 1,2 3,4 1,1 48

5 3,4 1,1 3,1 1,3 3,8 1,0 3,4 1,1 48

6 2,4 0,1 2,3 0,5 3,3 0,5 2,7 0,4 17

7 3,3 1,0 2,8 1,0 3,3 0,5 3,1 0,8 35

8 3,1 0,8 2,4 0,6 3,4 0,6 3,0 0,7 30

9 3,3 1,0 3,1 1,3 3,5 0,7 3,3 1,0 43

НСР05 0,3 0,4 0,4 0,4

Примечание. Расшис эровка вариантов дана в таблице 2.

4. Влияние удобрений на урожайность

Вари- 2011 г. 2012 г. В среднем

ант за 2011-2012 гг.

урожай- прибав- урожай- прибав- урожай- прибавка,

ность, ка, ц/га ность, ка, ц/га ность, ц/га

ц/га ц/га ц/га ц/га %

1 168 - 191 - 180 - -

2 173 5 195 4 184 4 2

3 174 6 197 6 186 6 3

4 185 17 202 11 194 14 8

5 189 21 197 6 193 13 7

6 172 4 193 2 183 3 2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7 186 18 197 6 192 12 7

8 198 30 200 9 199 19 11

9 213 45 201 10 207 27 15

НСР05 14 5 15

5. Влияние удобрений на валовое содержание тяжелых металлов и мышьяка в почве, мг/кг

Вариант Медь Цинк Свинец Кадмий Никель Хром Ртуть Мышьяк

1 5,5 24,1 5,9 0,35 10,0 8,5 0,026 2,23

2 5,0 22,9 5,1 0,37 9,2 8,6 0,024 2,07

3 5,1 22,9 5,5 0,35 9,3 8,0 0,023 2,36

4 5,1 22,8 5,1 0,38 8,9 8,2 0,022 1,95

5 5,3 23,3 5,1 0,36 9,7 8,6 0,029 2,12

6 6,0 25,0 5,7 0,43 9,0 7,9 0,027 2,09

7 5,8 24,2 5,9 0,39 9,7 8,2 0,027 1,97

8 6,7 23,9 5,8 0,40 9,4 8,1 0,024 1,9

9 5,9 24,1 5,1 0,42 8,6 7,8 0,026 1,94

ПДК/ОДК* 33-132 55-220 32-130 0,5-2,0 20-80 2,1 2-10

*(ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2511-09)

Важно отметить, что органические удобрения на основе ОСВ и сочетания их с минеральными удобрениями давали значимый

эффект не только в действии, но и в последействии, которое в данном полевом опыте изучалось при возделывании семенного картофеля (табл. 4).

Так, в среднем за 2 года (2011-2012) в первый год последействия высокие, статистически доказанные прибавки урожая клубней от ОМУГ и ОСВ достигали соответственно 27 и 19 ц/га (при НСР05 15 ц/га), что составляло 15 и 11% к контролю. Меньшее, но также достоверное, повышение урожайности картофеля по сравнению с контролем было в варианте с дозой компоста 6 т/га, равное 14 ц/га, или 8%. Отмеченные закономерности последействия удобрений на урожайность клубней картофеля в основном сохранялись и по отдельным годам исследований.

Согласно результатам химического анализа, применение удобрений на основе ОСВ во всех вариантах не привело к накоплению поллютан-тов в растительной продукции. Содержание свинца, кадмия, ртути и мышьяка в клубнях картофеля, по которым оценивается гигиеническая безопасность пищевых продуктов согласно СанПиН 2.3.2.1078-01, было значительно ниже допустимых уровней. Также не отмечено заметного влияния удобрений на основе ОСВ на накопление тяжелых металлов и мышьяка в почве (табл. 5). Содержание всех исследуемых элементов в почве по данным за 2012 г. было ниже ПДК/ОДК, установленных в РФ.

Таким образом, применение удобрений на основе ОСВ, включая компост на основе торфа и органоминеральное удобрение ОМУГ, обеспечивало достоверное повышение продуктивности льна-долгунца и семенного картофеля, возделываемых в звене полевого севооборота. При оптимизации доз удобрений растительная продукция (льносолома, льносемена и клубни картофеля) по содержанию тяжелых металлов и мышьяка соответствовала гигиеническим нормативам. Уровни поступления тяжелых металлов и мышьяка в почву были невысокими и не могли оказать негативного влияния на ее экологическое состояние.

Литература

1. Аргунов Н.Д., Ватуева О.Б., Веселов В.М. и др. Некоторые свойства и особенности осадков сточных вод (обзор литературы) // Агрохимический вестник, 2013, № 4. - С. 39.43.

2. Ладонин В.Ф., Мерзлая Г.Е., Афанасьев Р.А. и др. Стратегия использования осадков сточных вод и компостов на их основе в агрикультуре. - М.: Агроконсалт, 2002. - 140 с.

3 . Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 415 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.