CC BY
94
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
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.
