CC BY
27DOI:10.24411/2225-2584-2019-10089
УДК 631.95:628.381.1
последействие осадка городских сточных вод и
торфогуминового удобрения на урожайность овса и
его макроэлементный состав
В.А. КАСАТИКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (e-mail: kasv47@yandex.ru)
Н.П. ШАБАРДИНА, старший научный сотрудник
Всероссийский научно - исследовательский институт органических удобрений и торфа - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»
ул. Прянишникова, д.1, д. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл.,601390, Российская Федерация
Резюме. Целью данных исследований являлось изучение последействия осадка городских сточных вод (ОСВ), известкования и торфогуминового удобрения на урожайность и макроэлементный состав овса. Исследования проводились в многолетних опытах: мелкоделяночном и микрополевом на дерново- подзолистой супесчаной почве. Площадь делянки мелкоделяночного опыта 3 м2. Микрополевой опыт заложен в сосудах без дна (d = 20 см), вкопанных на делянках мелкоделяночного опыта с длительным применением различных доз осадка городских сточных вод (360-1440 т/га в сумме за годы исследований) в сочетании с различными уровнями известкования (3 и 6 т/га). Торфо-гуминовое удобрение (ТГУ), получено методом щелочной обработки 0,1 н КОН диспергированного торфа. Оптимизация гумусового состояния, физических, агрохимических и биологических свойств пахотного слоя почвы в результате длительного применения ОСВ способствовала повышению урожайности овса по их последействию. Прибавки урожайности зерна овса возрастали в прямой зависимости от суммарных доз ОСВ: 180 т/га на 1328 %; 360 т/га на 29-46%; 720 т/га на 48-58 и 1440 т/га на 7071 %. Последействие одинарной дозы ТГУ 1, внесенной по фону ОСВ, повышало урожайность зерна овса по отношению к фону на 28,6-48,8 %, а последействие двойной дозы (ТГУ 2) - на 42,763,2 %. Уровни прибавок по отношению к контролю составили соответственно 78-122 и 97-154%. В условиях последействия изучаемых факторов не выявлено различий во влиянии уровней известкования на макроэлементный состав зерна и соломы овса при наличии положительного влияния ОСВ в дозах 180 -1440 т/га.
Ключевые слова: осадок сточных вод, известкование, торфогуминовое удобрение, урожайность, овес.
Для цитирования: Касатиков В.А., Шабардина Н.П. Последействие осадка городских сточных вод и торфогуминового удобрения на урожайность овса и его макроэлементный состав // Владимирский земледелец. 2019. №4.С. 28-31. DOI:10.24411/2225-2584-2019-10089.
Осадки сточных вод (ОСВ) и бытовые органические отходы являются одним из основных отходов производственной деятельности человека. Ежегодная масса производимых ОСВ при влажности 75% составляет 12,8 млн. тонн. Утилизация осадков сточных вод является решаемой проблемой. Использование осадка городских сточных вод на удобрение в исходном состоянии или же в составе компоста - один из приемов его утилизации [1, 2].
Существует ряд других направлений использования
№ 4 (90) 2019
осадков сточных вод, способствующих решению вышеуказанной экологической проблемы, в том числе для производства на их основе органических удобрений.
ОСВ и удобрения на их основе, благодаря высокому содержанию органического вещества, улучшают плодородие почвы и ее агрофизические свойства и повышают урожай сельскохозяйственных культур. Внесение ОСВ и компостов на их основе проявляется в положительном влиянии на агрохимические свойства почв, увеличении запасов органического вещества, усилении нитрификации в пахотном слое, возрастании биологической активности почвы, увеличении количества целлюлозоразлагающих бактерий и уменьшении доли плесневых грибов. Особенно отчетливо почвоулучшающие свойства данных органических удобрений проявляются на песчаных, супесчаных и малоплодородных деградированных почвах [3, 4, 5].
Целью настоящего исследования являлось изучение последействия осадка городских сточных вод, известкования и торфогуминового удобрения на урожайность и макроэлементный состав овса.
Условия, материалы и методы. Исследования проводились в 2018г. в мелкоделяночном и микрополевом опытах, заложенных на опытном поле Всероссийский начуно - исследовательский институт органических удобрений и торфа (ВНИИОУ). Почва участков дерново-подзолистая супесчаная, развитая на флювиогляционной супеси, подстилаемой моренным суглинком. Площадь делянки мелкоделяночного опыта 3 м2. Микрополевой опыт заложен в сосудах без дна ^ = 20 см), вкопанных на делянках мелкоделяночного опыта с длительным применением различных доз осадка городских сточных вод (360-1440 т/га в сумме за годы исследований) в сочетании с различными уровнями известкования (3 и 6 т/га). Торфо-гуминовое удобрение (ТГУ) получено методом щелочной обработки диспергированного торфа 0,1 н КОН. Далее рН среды доводили до нейтральной реакции добавлением раствора 1н Н^04. Агроэкологическая характеристика ТГУ следующая: влажность - 78,9 %; Nобщ. - 1,54 %; Р205 - 0,37 %; К20 - 2,91 % (на сухое вещество), Собщ. - 33,8 %.
Дозы торфо-гуминового удобрения рассчитывали по содержанию общего углерода в вытяжке и вносили в жидком виде из расчета 3 и 6 г/м2 органического углерода. В 2015 г. в расчете на влажность ТГУ (78,9%),
$лаэимгрскш земдешецт)
1. Влияние систематического применения ОСВ в
его дозы были равны соответственно для ТГУ 1 -42 г/м2, а ТГУ 2 - 84 г/м2. Культура - овес, сорт Друг. Статистическая обработка полученных данных была проведена с использованием дисперсионного анализа и программы Statistika 6.0.
Результаты и обсуждение. Оптимизация гумусового состояния, физических, агрохимических
и биологических свойств пахотного слоя почвы в результате длительного применения ОСВ способствовала повышению урожайности овса по их последействию. При этом прибавки урожайности зерна овса возрастали в прямой зависимости от суммарных доз ОСВ: 180 т/га на 13-28 %; 360 т/га на 29-46%; 720 т/га на 48-58 и 1440 т/га на 70-71 %. Достоверно значимые прибавки получены на всех фонах известкования (табл. 1).
Выявленная зависимость является систематической и проявляется в звене севооборота озимая рожь - яровое тритикале - овес в условиях действия и последействия ОСВ. Об этом свидетельствуют данные по звену севооборота (табл. 2).
В соответствии с полученными данными величины прибавок продуктивности в звене севооборота возрастали в прямой зависимости от суммарных доз ОСВ: 180 т/га на 15-18%; 360 т/га на 27-30; 720 т/га на 42-46 % и 1440 т/га на 64-69 %. При этом продуктивность звена севооборота максимальна при уровнях известкования 3 и 6 т/га.
Внесение в почву по фону ОСВ ТГУ1 и ТГУ2 оказывает существенное положительное влияние на урожайность культур звена севооборота. При этом данная зависимость проявляется не только по действию ТГУ, но и по их последействию. Последействие ТГУ1 способствовало приросту прибавок урожая зерна овса по отношению к фону на 28,6-48,8 %, а последействие двойной дозы (ТГУ 2) - на 42,7-63,2 % при уровне прибавок по отношению к контролю соответственно 78-122 и 97-154 % (табл. 3). Проявляется тенденция положительного влияния известкования в дозе 6 т/га в сочетании с ТГУ1 на урожайность овса.
В условиях последействия изучаемых факторов не выявлено различий во влиянии уровней известкования на макроэлементный состав зерна и соломы овса при наличии положительного влияния доз ОСВ. Так содержание азота в зерне овса повысилось с 1,38 % на контроле до 1,54-1,98 % на удобренных вариантах (табл. 4). Максимальный уровень азота в зерне овса на вариантах с последействием ОСВ получен при дозах известкования 3 и 6 т/га. Систематическое применение ОСВ на фоне известкования способствует ожидаемому повышению содержания фосфора в растительной продукции. Следует отметить, что на культуре овса (в отличие от данных по озимой ржи как первой культуре звена севооборота, выращиваемой по действию очередного внесения ОСВ) не проявился эффект «ростового разбавления» на содержании азота, фосфора и калия в зерне и соломе овса, обусловленного ростом его урожайности.
Вынос макроэлементов урожаем биомассы овса зависит от их содержания в зерне и соломе, а также их урожайности, достигая максимальных значений в вариантах с ОСВ 1440 т/га по фону доломитовой муки в
сочетании с известкованием на урожай овса, ц/га
Вариант опыта Урожай, ц/га Прибавка к контролю Масса 1000 зерен, г Сырой протеин, %
ц/га %
Контроль без удобрений 12,2 - - 22,0 7,9
ОСВ 180 т/га + дол. м. 3 т/га 15,6 3,4 28 28,2 8,8
ОСВ 360 т/га + дол. м. 3 т/га 17,8 5,6 46 31,2 9,7
ОСВ 720 т/га + дол. м. 3 т/га 19,6 7,1 58 33,2 10,5
ОСВ1440 т/га + дол. м. 3 т/га 20,7 8,5 70 34,8 11,0
ОСВ 180 т/га + дол. м. 6 т/га 14,5 2,3 19 30,5 9,0
ОСВ 360 т/га + дол. м. 6 т/га 16,7 4,5 37 33,4 9,5
ОСВ 720 т/га + дол. м. 6 т/га 19,1 6,9 57 34,6 10,1
ОСВ1440 т/га + дол. м. 6 т/га 20,9 8,7 71 35,7 11,2
ОСВ 180 т/га + дол. м. 9 т/га 13,8 1,6 13 31,7 9,3
ОСВ 360 т/га + дол. м. 9 т/га 15,8 3,6 29 33,6 9,7
ОСВ 720 т/га + дол. м. 9 т/га 18,1 5,9 48 34,8 10,5
ОСВ1440 т/га + дол. м. 9 т/га 20,7 8,5 70 35,2 10,7
НСР05 1,65 -
Р, % 3,37 -
влаэимгрскт земледелец*
№ 4 (90) 2019
2. Влияние систематического применения ОСВ в сочетании с известкованием на продуктивность звена севооборота озимая рожь-яровое тритикале-овес, ц/га з. ед.
Вариант Озимая рожь Яровое тритикале Овес Суммарная продуктивность Прибавка
ц/га з.ед. %
Контроль без удобрений 35,0 16,9 15,8 67,7 - -
ОСВ 180т/га + дол. м. 3 т/га 39,6 19,7 20,3 79,6 11,9 18
ОСВ 360 т/га + дол. м. 3 т/га 43,1 22,1 23,1 88,3 20,6 30
ОСВ 720 т/га + дол. м. 3 т/га 47,8 24,7 25,9 98,4 30,7 45
ОСВ1440 т/га + дол. м. 3 т/га 52,8 31,4 28,5 112,7 45,0 67
ОСВ 180 т/га + дол. м. 6 т/га 40,5 20,2 18,8 79,5 11,8 17
ОСВ 360 т/га + дол. м. 6 т/га 43,1 22,7 21,7 87,5 19,8 29
ОСВ 720 т/га + дол. м. 6 т/га 46,9 26,4 25,3 98,6 30,9 46
ОСВ1440 т/га + дол. м. 6 т/га 53,5 31,8 28,8 114,1 46,4 69
ОСВ 180 т/га + дол. м. 9 т/га 39,0 20,6 17,9 77,5 9,8 15
ОСВ 360 т/га + дол. м. 9 т/га 42,3 23,1 20,4 85,8 18,1 27
ОСВ 720 т/га + дол. м. 9 т/га 45,4 27,1 23,8 96,3 28,6 42
ОСВ1440 т/га + дол. м. 9 т/га 50,3 32,4 28,5 111,2 43,5 64
дозах 3 и 6 т/га.
По влиянию ТГУ на макроэлементный состав культур звена севооборота был выявлен эффект ростового разбавления в содержании азота в зерне и соломе озимой ржи и соломе тритикале. В то же время в зерне и соломе овса не выявлено наличие эффекта ростового разбавления на содержание в соломе азота по последействию ОСВ и ТГУ1, азота и фосфора на вариантах с ТГУ2. При этом проявляется тенденция положительного влияния ТГУ на макроэлементный состав зерна и соломы овса.
Выводы. В результате исследований была выявлена эффективность последействия осадка городских сточных вод и торфогуминовых удобрений на урожайность овса и его макроэлементный состав.
Последействие ОСВ повышает урожайность овса соответственно на 19-71 % при максимальных значениях в варианте с дозой ОСВ 1440 т/га независимо от уровня известкования. В то же время последействие систематического внесения торфо-гуминовых удобрений приводит к росту урожайности овса на 29-62% по отношению к фону и 38-154% по отношению к контролю. Выявлено положительное влияние последействия ОСВ и торфо-гуминовых удобрений на макроэлементный состав зерна и соломы овса.
3. Последействие ТГУ по фону ОСВ на урожайность зерна овса
Вариант опыта Урожайность, г/м2 Прибавка к контролю Прибавка к фону
г/м2 % г/м2 %
Контроль 134 - - - -
Фон
ОСВ 360 т/га+ дол. м. 3 т/га 185 51 38 - -
ОСВ 1440 т/га+ дол. м. 3 т/га 209 75 56 - -
ОСВ 360 т/га +дол. м. 6 т/га 170 36 27 - -
ОСВ 1440т/га+ дол. м. 6 т/га 210 76 57 - -
Фон + ТГУ1 (42 г/м2)
ОСВ 360 т/га+ дол. м. 3 т/га 238 104 78 53 29
ОСВ 1440 т/га+ дол. м.3 т/га 277 143 107 68 33
ОСВ 360 т/га + дол. м. 6 т/га 253 119 89 83 49
ОСВ 1440т/га+ дол. м. 6 т/га 298 164 122 88 42
Фон + ТГУ2 (84 г/м2)
ОСВ 360 т/га+ дол. м. 3 т/га 264 130 97 79 43
ОСВ 1440 т/га+ дол. м.3 т/га 341 207 154 132 63
ОСВ 360 т/га + дол. м. 6 т/га 269 135 101 99 58
ОСВ 1440т/га+ дол. м. 6 т/га 340 206 154 130 62
НСР05 18,9 -
Р, % 2,51 -
НСР05 (фактор известкования) 7,63 -
НСР05 (фактор ОСВ) 7,63 -
НСР05 (фактор ТГУ) 9,35 -
№ 4 (90) 2019
b/iadumipckiù землейлод
4. Влияние длительного применения различных доз ОСВ в сочетании с известкованием на химический состав зерна и соломы овса
Вариант Содержание, % сух. в-ва Вынос элементов, кг/га
в зерне в соломе
N P O 2 5 K2O N P O 2 5 K2O N P O 2 5 K2O
Контроль без удобрений 1,38 0,62 0,39 0,19 0,56 0,53 18 17 15
ОСВ 180 т/га+дол.м. 3 т/га 1,54 0.67 0,44 0,22 0,67 0,68 26 26 24
ОСВ 360 т/га+дол.м.3 т/га 1,71 0,73 0,44 0,25 0,69 0,95 33 32 35
ОСВ 720 т/га+дол.м. 3 т/га 1,85 0,78 0,46 0,28 0,77 1,11 41 40 46
ОСВ 1440 т/га+дол.м.3 т/га 1,93 0,84 0,50 0,33 0,81 1,16 48 47 55
ОСВ 180 т/га+дол.м. 6 т/га 1,58 0,71 0,41 0,17 0,58 0,68 24 23 21
ОСВ 360 т/га+дол.м.6 т/га 1,67 0,74 0,46 0,19 0,71 0,84 29 30 30
ОСВ 720 т/га+дол.м. 6 т/га 1,78 0,79 0,46 0,21 0,73 0,90 36 37 38
ОСВ 1440 т/га+дол.м.6 т/га 1,98 0,84 0,50 0,24 0,81 0,95 45 47 47
ОСВ 180 т/га+дол.м. 9 т/га 1,63 0,73 0,41 0,18 0,53 0,66 24 21 20
ОСВ 360 т/га+дол.м.9 т/га 1,71 0,74 0,46 0,24 0,58 0,71 30 26 26
ОСВ 720 т/га+дол.м. 9 т/га 1,84 0,83 0,46 0,25 0,67 0,84 37 35 35
ОСВ 1440 т/га+дол.м.9 т/га 1.88 0,84 0,50 0,29 0,75 0,88 45 27 30
Литература.
1. Анциферова Е.Ю. Эколого-агрохимическая оценка осадков сточных вод, используемых в качестве удобрения: автореф.... к. б. н. М.: МГУ, 2003. 23 с.
2. Анализ опыта почвенного пути утилизации осадков сточных вод /Сюняев Н. К., Тютюнькова М. В., Слипец А. А. и др. М.: Изд-во ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА, 2008.108 с.
3. Касатиков В.А., Черников В.А., Раскатов В.А. и др. Агроэкологические и технологические аспекты использования осадков городских сточных вод в качестве удобрения // Экологические и технологические вопросы производства и использования органических и органоминеральных удобрений на основе осадков городских сточных вод и твердых бытовых отходов: материалы межд. симпозиума. Владимир, 2004. С. 29-39.
4. Касатиков В.А., Раскатов В.А., Шабардина Н.П. Влияние микробиологических деструкторов лигнинсодержащих отходов на агроэкологические свойства компоста на основе осадка сточных вод и опилок //Доклады МСХА, 2010. Вып. 283. С. 806-811.
5.Ресурсы органических удобрений в сельском хозяйстве России / под ред. А.И. Еськова: информационно-аналитический справочник. /ВНИИОУ. Владимир, 2006.200 с.
IMPACT OF MUNICIPAL WATERS DREGS AND HUMIC FERTILIZER ON YIELD CAPACITY AND MICROELEMENT CONTENT IN OATS
V.A. KASATIKOV, N.P. SHABARDINA
All-Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat - a branch of the Federal State Budget Scientific Institution "Upper Volga Federal Agrarian Research Center," ul. Pryanishnikova 2, poselok Vyatkino, Sudogda rayon, Vladimir Oblast, 601390, Russian Federation ■
Abstract. Impact of municipal waters dregs (MWD), structure liming and peat and humic fertilizer on yield capacity and microelement content in oats are researched. The study has been carried out over the course of long-term tests: microplot and microfield on soddy podzolic loamy sand soil. Microplot area is 3 m2. microfield test is undertaken in vessels without bottom (d = 20 cm), dug in microplots area where municipal waters dregs (360-1440 t/hectare in total over the years of research) combined with various grades of structure liming (3 and 6 t/ hectare) have been applied for a long time. Peat and humic fertilizer are made by alkaline extraction 0.1 and KOH dispersed peat. Optimization of physical, agrochemical, biological properties, as well as humus content in the arable layer of soil due to a long-term impact of municipal waters dregs, increase oats yield as a result. The output of grain increased in direct dependence on total doses of municipal waters dregs:180 t/hectare by 13-28%, 360 t/hectare by 29-46%, 720 t/hectare by 48-58%, and 1440 t/hectare by 70-71%. Impact of one dose of peat and humic fertilizer1 implemented in terms of MWD promotes greater yield compared to the non-MWD by 28.6-48.8%. Impact of a double dose of peat and humic fertilizer2 - by 42.7-63.2%. Yield output compared to the standard is 78-122 and 97-154% respectively. Under conditions of researched factors, no difference in the impact of various structure liming on microelement content in grain and oat straw are revealed in case of a beneficial effect of MWD 180 - 1440 t/hectare.
Keywords: municipal waters dregs, structure liming, peat and humic fertilizer, yield capacity, oats.
Author details: V.A. Kasatikov, Doctor of Sciences (agriculture), professor, (e-mail: kasv47@yandex.ru), N.P. Shabardina, senior research fellow.
For citation: Kasatikov V.A., Shabardina N.P. Impact of municipal waters dregs and humic fertilizer on yield capacity and microelement content in oats // Vladimir agricolist. 2019. №4. P. 28-31. D0I:10.24411/2225-2584-2019-10089.
влаэимгрскт земледелец!)
№ 4 (90) 2019
