CC BY
9АГРОЭКОЛОГИЯ
УДК 631.86:631.46
ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ КОМПОСТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ДЕСТРУКТОРОВ, НА АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АГРОЦЕНОЗА
В. А. Касатиков1, д.с.-х.н., В.А. Раскатов2, к.б.н., Н.П. Шабардина3, 1,3 - ВНИИОУ, 2 - РГА У - МСХА
Выявлено положительное влияние компостов на основе ОСВ с микробиологическими добавками на сумму поглощенных оснований, ЕКО, содержание подвижного калия при оптимизации динамики подвижного фосфора. Установлено аналогичное влияние их на уровень гумуси-рованности почвы.
Ключевые слова: компосты, ОСВ, микробиологические деструкторы, агроценоз.
Микробиологический деструктор лигнинсодержащих растительных отходов представляет собой комплекс микроорганизмов, которые трансформируют растительные отходы (опилки хвойных деревьев) в гумусовые вещества (Шибаева, 2005). В связи с этим заслуживает внимания разработка технологического процесса компостирования осадка городских сточных вод в смеси с опилками хвойных пород и при добавлении в качестве микробиологического деструктора препарата Баркон (Свиридова, Воробьев, 2005) с оценкой их влияния на некоторые агроэкологические свойства агроценоза. Ранее был рассмотрен процесс компостирования смеси осадка сточных вод и опилок с добавлением различных микробиологических деструкторов (Касатиков и др., 2010).
Цель настоящего исследования - изучить последействие компостов на основе осадка сточных вод (ОСВ) с микробиологическими добавками на агроэкологические свойства агроценоза.
Методика. Исследования проводили в мелкоделяноч-ном опыте, заложенном на опытном поле ВНИИОУ. Почва - дерново-подзолистая супесчаная, развитая на флювиогляционной супеси, подстилаемой моренным суглинком. Опыт заложен в 2008 г. в 4-кратной повтор-ности. Размещение делянок рендомизированное. Размер делянок 1x2 (м). Учетная площадь 2 м2. Исследования проводили в звене севооборота: 1 - ячмень, 2 - овес, 3 -горчица белая. ОСВ и компосты в дозах по 10 т/га (50 %-ной влажности) вносили под зерновые культуры весной под культивацию. Закладку мелкоделяночных опытов, наблюдения и учеты в них осуществляли в соответствии с методиками полевого опыта (Щерба, 1967, Доспехов, 1979). Все агротехнические мероприятия (обработка почвы, посев, уход, уборка) выполняли вручную. Уборку проводили сплошным поделяночным методом. Математическую обработку данных урожая осуществляли методом дисперсионного анализа с использованием программы «Статистика». В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения и биометрические учеты. Растительные образцы отбирали одновременно с уборкой и учетом урожая с двух повторностей опытов для определения влажности, химического состава (14, Р2О5, К20) общепринятыми методами анализов и содержания ТМ (Сс1, Си, Сг, №, РЬ, методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Почвенные образцы из слоя 0-20 см отбирали после уборки урожая с двух по-
вторностей для определения агрохимических показателей по общепринятым методикам; анализировали содержание общего углерода по Тюрину, содержание валовых и подвижных форм ТМ (в ацетатно-аммиачном буферном растворе с рН 4,8) методами атомно-абсорбционного анализа по методике ЦИНАО.
Результаты и их обсуждение. В ходе исследований установлено, что ОСВ и компосты на их основе, полученные с использованием микробиологических добавок, обладающие нейтральной реакцией среды (рНсол 7,5-7,0), высоким содержанием доступного фосфора (3,20-2,63 %) и органического вещества (53-64 %) положительно влияли на изменение агрохимических свойств пахотного слоя дерново-подзолистой почвы (табл. 1).
1. Влияние последействия компостов на основе ОСВ на _агрохимические свойства почвы (0-20 см)_
Вариант опыта рНСол. Нг, р2о5 | к2о 8 (Са2+ + и I С0бщ.
мг- мг/100 г мё2+), %
экв/ мг-
100 т экв/100г
1. Контроль (без удобрений) 5,62 0,92 18,3 6,1 6,68 88 0,710
2. ОСВ, 10 т/та 5,71 0,79 26,8 5,6 6,79 90 0,827
3. Компост без 5,66 0,88 19,3 6,2 6,73 88 0,726
добавок, 10 т/та
4. Компост с 5,70 0,98 36,0 6,0 6,49 87 0,735
Баркон ом, 10
т/та
5. Компост с 5,67 0,79 46,0 6,2 6,96 90 0,891
Багсом, 10 т/та
Наметилась тенденция к снижению кислотности почвенной среды, увеличению содержания РгОбподв и С0бщ Вместе с тем, существенного преимущества компостов с микробиологическими добавками в сравнении с обычным компостом (без добавок) не отмечено, за исключением их влияния на фосфорный режим почвы. Уровень содержания РгОбподв в почве по последействию компостов с препаратами Баркон и Баге повысился в 1,86-2,38 раз. Повышенный уровень содержания С0бщ в варианте 5 компоста с Багсом на основе торфа обусловлен, очевидно, меньшей степенью разложения органической биомассы при компостировании.
Суммарная продуктивность звена севооборота на контроле составила 41,2 ц/га з.ед. (табл. 2). Наибольшая прибавка получена от ОСВ. Компосты на основе ОСВ обеспечили прирост продуктивности культур в 3,9-8,2 ц/га з.ед. Окупаемость компостов в 2-4 раза ниже, чем ОСВ. Обычный компост не уступал по эффективности компостам, произведенным по новым технологиям.
Применение ОСВ и компостов на их основе улучшало обеспеченность растений доступными элементами питания и усиливало их поступление в вегетативную массу. Расчет баланса элементов питания в звене севооборота: 1 - ячмень, 2 - овес, 3 - горчица белая пока-
зал, что внесение ОСВ и компостов в дозах по 10 т/га в течение двух лет обеспечило положительный баланс азота и фосфора и небольшой (1-4 кг/га) отрицательный баланс калия. Наибольшие коэффициенты использования элементов питания были из ОСВ и компоста с Баг-сом, наименьшие - из компоста с Барконом.
Для оценки изменения и интенсивности накопления ТМ в почве и растениях под влиянием ОСВ и компостов использовали параметры Кс и Ъс.
Кс - коэффициент, характеризующий отношение аномальной концентрации элемента в варианте опыта (Сак) к концентрации этого элемента на контроле (Сф).
Кс = Сак : Сф.
Ъс - показатель суммарного превышения уровня элементов в пределах аномалий над фоном (контроль).
1=п
гс = ХКс-(п-1),
где п - число элементов с Кс > 11=1.
При внесении в почву ОСВ и компостов экологическая нагрузка на агроэкосистему увеличилась несущественно ввиду соответствия микроэлементного состава удобрений нормативным требованиям к «чистой» почве. Наименьшая степень повышения валового содержа-
ния ТМ отмечена по последействию компостов с микробиологическими добавками при суммарном загрязнении = 1,4. Это в 2 раза меньше, чем по последействию обычного компоста из ОСВ и почти в 4 раза меньше, чем по последействию ОСВ (табл. 3).
2. Продуктивность культур в звене севооборота
Вариант Урожайность, ц/га Сум- Прибавка Окупае-
опыта яч- овес гор- марная ц/га % мость
мень чица, зел.м продуктивность, ц/га з.е. з.е. прибавкой, ц/га з.е. (1 т орг. уд. сух. в-ва)
1. Контроль 13,6 27,8 38,7 41,2 - - -
2. ОСВ, 10 26,2 32,5 41,2 58,0 16,8 41 1,7
т/га
3. Компост 16,5 32.1 41,2 47,3 6,1 15 0,6
без доба-
вок, 10 т/га
4. Компост с 15,3 30,5 38,7 45,1 3,9 9 0,4
Барконом, 10 т/га
5. Компост с 18,1 31,5 43,7 49,4 8,2 20 0,8
Багсом, 10
т/га
НСР0: Р, %
2,4 2,0 17,1 4,4 2,1 13,6
3. Влияние ОСВ и компостов на валовое содержание ТМ в почве, мг/кг а.с.п.
Вариант опыта Cd Си Cr Ni РЬ Zn Zc
1. Контроль(без удобрений) 0,50±0,07 3,75±0,48 13,86±1,80 8,54±1,02 7,93±0,87 20,08±2,21 -
2. ОСВ, 10 т/га 0,93±0,13 7,16±0,93 27,45±3,27 11,42±1,37 13,50±1,48 48,06±5,28 5,5
3. Компост без добавок, 10 т/га 0,65±0,08 5,99±0,76 20,47±2,45 10,09±1,21 8,93±0,98 38,13±4,19 3,1
4. Компост с Барконом, 10 т/га 0,55±0,08 4,54±0,59 17,43±2,09 9,34±1,12 9,06±0,99 31,62±3,47 1,9
5. Компост с Багсом, 10 т/га 0,51±0,07 3,96±0,51 14,66±1,75 9,65±1,15 8,21±0,90 31,31±3,44 1,4
ОДК в почве, мг/кг 2 132 90 80 130 220
4. Влияние ОСВ и компостов на содержание подвижных форм ТМ в почве, мг/кг а.с.п.
Вариант опыта Cd Си Cr Ni РЬ Zn Zc
1. Контроль(без удобрений) 0,09±0,01 0,13±0,02 0,43±0,11 0,64±0,07 0,59±0,08 1,21±0,18 -
2. ОСВ, 10 т/га 0,14±0,03 0,18±0,04 0,53±0,13 0,79±0,08 0,98±0,12 1,52±0,22 3,4
3. Компост без добавок, 10 т/га 0,10±0,02 0,16±0,03 0,49±0,12 0,65±0,07 0,65±0,09 1,34±0,19 1,6
4. Компост с Барконом, 10 т/га 0,11±0,02 0,14±0,03 0,45±0,11 0,68±0,08 0,73±0,11 1,28±0,19 1,7
5. Компосте Багсом, 10 т/га 0,12±0,03 0,15±0,03 0,48±0,12 0,71±0,09 0,61±0,08 1,25±0,18 1,7
ОДК в почве, мг/кг 0,5 3,0 6,0 4,0 6,0 23,0
Для почв, удобренных ОСВ, ТМ по коэффициенту концентрации Кс для валового содержания располагаются в ряд: Сг>Сс1>Си>2п>РЬ>№, для удобренных компостом без добавок: Си>Сг>2п>Сс1>№>РЬ. для удобренных компостом с добавками Кс элементов возрастали незначительно. Влияние последействия ОСВ и компостов на содержание подвижных форм ТМ было аналогичным. Уровни по последействию компостов без добавок и с
препаратами Баркон, Баге близки к 1,6-1,7 ед. (табл. 4). В ходе исследований выявлена тесная корреляционная зависимость между содержанием валовых и подвижных форм ТМ в почве и накоплением их в растениях. В растениях горчицы отмечено в частности увеличение содержания Сг и Сс1. При этом наименьший уровень выявлен в вариантах с компостами, полученными с использованием микробиологических добавок (табл. 5).
5. Влияние компостов на основе ОСВ на содержание ТМ в растениях горчицы белой, мг/кг а.с.п.
Вариант опыта Cd Си Cr Ni РЬ Zn Zc
1. Контроль(без удобрений) 0,13±0,01 5,00±0,65 1,07±0,12 1,10±0,13 0,53±0,05 34,96±3,84 -
2. ОСВ, 10 т/га 0,21±0,03 5,84±0,75 4,04±0,48 1,40±0,16 0,65±0,07 47,87±5,26 5,6
3. Компост без добавок, 10 т/га 0,15±0,02 5,38±0,69 3,42±0,41 1,19±0,14 0,62±0,06 39,21±4,31 3,8
4. Компосте Барконом, 10 т/га 0,16±0,02 5,15±0,67 3,26±0,39 1,13±0,13 0,60±0,06 35,46±3,90 3,4
5. Компосте Багсом, 10 т/га 0,17±0,02 5,69±0,73 1,68±0,20 1,22±0,14 0,65±0,07 36,24±3,98 2,3
МДУ (сочные и грубые корма), мг/кг 0,3 30 0,5 3,0 5,0 50
Заключение. Проведенные исследования выявили положительное влияние компостов на основе ОСВ с микробиологическими добавками на сумму поглощенных оснований, ЕКО, содержание подвижного калия при оптимизации динамики подвижного фосфора. Аналогичная зависимость получена по влиянию изучаемых компостов на уровень гумусированности почвы. При этом не доказано преимущественного влияния компостов на продуктивность культур звена севооборота в сравнении с исходным
ОСВ. Компостирование ОСВ уменьшает экологическую нагрузку на агроценоз за счет снижения концентрации подвижных форм ТМ в почве в сравнении с ОСВ. Данная зависимость выявлена и по влиянию компостов на микроэлементный состав горчицы белой при наибольшей агро-экологической эффективности от последействия компоста, полученного с использованием препарата Баге.
Литература
1. Шибаева М.Е. Использование микробных инокулюмов для направленного регулирования качества биокомпостов/ Научные основы и
практические рекомендации по использованию биоудобрений из отходов животноводства для биологического земледелия. - С.-Пб.: ВНИ-ИСХМ, 2005. - С.22-26. 2. Свиридова О.В., Воробьев Н.И. Получение и использование биокомпостов из древесных отходов/ Научные основы и практические рекомендации по использованию биоудобрений из отхо-
дов животноводства для биологического земледелия. - С.-Пб. ВНИ-ИСХМ, 2005. - С.31-35. 3. В А. Касатиков, В А. Раскатов, Шабардина Н.П. Влияние микробиологических деструкторов лигнинсодержащих отходов на процесс компостирования смеси осадка городских сточных вод и опилок / Доклады ТСХА. Вып. 282, 2010. - С. 803-806.
AFTEREFFECT OF COMPOSTS PRODUCED USING MICROBIOLOGICAL DESTRUCTORS ON THE AGRI-
ENVIRONMENTAL PARAMETERS OF AGROCENOSE
V.A. Kasatikov1, V.A. Raskatov2, N.P. Shabardind1All-Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat ul. Pryanishnikova 1, Vyatkino, Sudogda raion, Vladimir oblast, 601390 Russia 2Russian State Agrarian University-Moscow Agricultural Academy, uL Timiryazeva 49, Moscow, 127550 Russia e-mail:
victor@kasatikov. elcomru raskatovv(S)list.ru
The aftereffects of composts produced using microbial decomposers on the agri-environmental parameters of agrocenosis have been studied. Composting decreases the environmental load of sewage sludge on agrocenosis by reducing the concentration of mobile heavy metals in the soil. The effect of composts on the composition of trace elements by white mustard at the highest efficiency of the agro-ecological aftereffects of compost produced using the preparation Baggs. Keywords: composts, sewage sludge, microbiological destructors, agrocenosis.
