CC BY
24
УДК 631.86 DOI: 10.24412/2587-6740-2021-3-54-57
ПРИМЕНЕНИЕ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД В ЗВЕНЕ ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУПЕСЧАНОЙ ПОЧВЕ
Г.Ю. Рабинович, Е.А. Подолян, Т.С. Зинковская, О.Н. Анциферова
ФГБНУ Федеральный исследовательский центр «Почвенный институт имени В.В. Докучаева», Тверская область, Россия
В работе приводятся данные трехлетнего полевого опыта по изучению влияния осадка сточных вод (ОСВ) на плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы в звене полевого севооборота. ОСВ вносили вместе с органическими субстратами (опилками, торфом, соломой) в разном соотношении — 1:1, 1:2, 1:3. Совместное внесение ОСВ с органическими субстратами (опилками, торфом, соломой) оказало значительное влияние на показатели плодородия почвы. К концу третьего года наибольшая концентрация органического вещества наблюдалась в вариантах, где ОСВ применяли совместно с опилками или торфом в соотношении 1:1, где концентрация на 0,22-0,23%% была выше, чем на контроле. В ходе проведения эксперимента отмечена тесная взаимосвязь между содержанием водопрочных агрегатов почвы и концентрацией углерода гуминовых кислот. Внесение ОСВ в составе смеси с органическими субстратами в соотношении 1:1 (30 т/га ОСВ и 30 т/га органического субстрат) не оказалось лимитирующим, так как не приводило к избыточному накоплению тяжелых металлов в растениеводческой продукции. Прибавка урожая зеленой массы вико-овсяной смеси (год прямого действия) при внесении ОСВ с органическими наполнителями составила 38-80°/%, озимой ржи (первый год последействия) — 24-56%%, ярового ячменя (второй год последействия) — 56-98%. Выявлено четкое снижение удобрительного действия дополнительного органического субстрата (опилок, торфа, соломы) к ОСВ по мере расширения их соотношения. Среди изучаемых вариантов опыта наибольший уровень рентабельности (128%) был получен при использовании ОСВ с опилками или торфом в соотношении 1:1.
Ключевые слова: органические удобрения, осадок сточных вод, торф, опилки, солома, плодородие дерново-подзолистой почвы.
Введение
Почвы Нечерноземной зоны Российской Федерации ввиду своего происхождения обладают невысоким уровнем плодородия и требуют постоянного пополнения элементами питания для сельскохозяйственных растений. Данная потребность существенно усилилась с конца XX века в связи с падением культуры земледелия и ростом цен на минеральные удобрения. Поэтому сейчас органическим удобрениям отводится особенная роль в повышении плодородия почв Нечерноземья. В разработке приемов по регулированию плодородия большое значение имеют местные материалы, отходы производств и т.д. [11]. Освоение технологий получения нетрадиционных видов удобрений позволяет также обеспечивать ресурсосбережение при их использовании в земледелии.
Осадок сточных вод (ОСВ) по своим агрохимическим показателям и эффективности относится к органическим удобрениям и не уступает таким традиционным разновидностям, как навоз [2, 7, 8, 18]. Значимую роль ОСВ в качестве удобрения приобретает во время экономических кризисов. Являясь побочным продуктом в процессе очистки канализационных вод, ОСВ не требует дополнительных затрат на свое производство. Но его применение сильно ограничено вследствие избыточных концентраций токсичных элементов, содержания патогенной микрофлоры, яиц гельминтов. Поэтому, чтобы снизить негативное влияние на окружающую среду, многие авторы рекомендуют вносить ОСВ в виде компостов [14, 18]. Однако данный метод требует значительных материальных затрат и временных ресурсов. В связи с этим учеными и практиками осуществляется поиск подходящей технологии использования ОСВ, полученного непосредственно на очистных сооружениях, то есть в свежем виде [4, 6, 8, 12, 15].
Цель исследований
Цель данной работы — изучить влияние свежего осадка сточных вод г. Твери, вносимого в почву совместно с органическими субстратами (торфом, опилками, соломой), так называемых смесей на основе ОСВ, на плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы и продуктивность звена полевого севооборота.
Методы проведения исследований
Исследования проводились в 2015-2017 гг. Почва экспериментального участка дерново-подзолистая супесчаная. Исходная агрохимическая характеристика пахотного горизонта почвы: рНкс| — 5,7, обеспеченность подвижным фосфором — 241 мг/кг, обменным калием — 124 мг/кг почвы. Перегнойный горизонт на период закладки опыта содержал 1,3% гумуса.
Опыт заложен по мелкоделяночной схеме, в 4-кратной повторности. Опытные культуры по годам: 2015 г. — вико-овсяная смесь, 2016 г. — озимая рожь, 2017 г. — яровой ячмень. Учетная площадь — 4 м2. Схема опыта включала следующие варианты: 1) контроль — без удобрений. 2) ОСВ:опилки 1:1. 3) ОСВ:опилки 1:2. 4) ОСВ:опилки 1:3. 5) ОСВ:торф 1:1. 6) ОСВ:торф
1:2. 7) ОСВ:торф 1:3. 8) ОСВ:солома 1:1. 9) ОСВ:солома 1:2. 10) ОСВ:солома 1:3. 11) Компост на основе ОСВ.
Смеси на основе осадка сточных вод с очистных сооружений г.Твери и органических наполнителей (еловые опилки, низинный торф, ржаная солома) вносили в почву один раз в начале эксперимента в мае 2015 г. в дозе 60 т/га из расчета на сухое вещество. Для сравнительной характеристики в опыт также был включен вариант с компостом на основе ОСВ, заготавливаемом на станции очистных сооружений г. Твери. Химический состав применяемых субстратов представлен в таблице 1. ОСВ существенно отличался от прочих наполнителей смесей по зольности, P2O5 и рН.
Содержание токсичных элементов в ОСВ соответствовало нормам ГОСТ Р 54651-2011. В почвенных образцах определяли общее содержание органического вещества, его групповой и фракционный состав (по схеме И.В. Тюрина в модификации В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой); в растительных образцах определение содержания химических соединений, тяжелых металлов проводили в соответствии с методическими указаниями ЦИНАО.
Таблица 1
Химический состав компонентов смесей
Показатель ОСВ Опилки Торф Солома Компост
Влажность, % 67 69 61 12 52
Зольность, % 33,0 9,8 10,2 29,0 10,7
pH 7,5 4,8 5,1 - 6,1
N б , % общ.' 3,43 4,80 5,10 0,43 2,10
2 5общ.' 1,70 0,46 0,35 0,80 0,33
К2Об , % 2 общ.' 0,29 0,03 0,15 0,80 0,15
С ., % орг' 33,6 45,0 44,9 46,6 44,3
С/N 9,8 9,4 8,8 108,4 21,1
© Рабинович Г.Ю., Подолян Е.А., Зинковская Т.С., Анциферова О.Н., 2021 Международный сельскохозяйственный журнал, 2021, том 64, № 3 (381), с. 54-57.
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
Ш
Урожай учитывали поделяночно с перерасчетом на 1 га. Математическая и статистическая обработка опытных данных проводилась с использованием программ Microsoft Excel и пакета программ для анализа полевых экспериментов «Ландшафт». Приведенные уравнения регрессии рассчитывались при 5% уровне значимости.
Результаты и обсуждение
Удобрительные смеси на основе ОСВ способствовали приросту органического вещества во всех вариантах. В год прямого действия наибольшее количество органического вещества (1,50%, прибавка к контролю 0,23%) отмечали при внесении смеси ОСВ с торфом в соотношении 1:1 (рис. 1). Сопоставимое увеличение оказало внесение в почву ОСВ с опилками и ОСВ с соломой, прибавка к контролю достигла 0,21 и 0,19% соответственно. Схожая тенденция наблюдалась и во второй год исследований. Наибольшее содержание органических соединений, как и в год прямого действия, было выявлено в варианте с использованием ОСВ с торфом в соотношении 1:1 (прибавка к контролю 0,24%), а также ОСВ с опилками в том же соотношении (прибавка к контролю 0,22%). В остальных вариантах обнаружили лишь тенденцию некоторого повышения содержания органического вещества.
В целом, в течение трех лет проведения опыта наблюдалось убывание органических соединений во всех вариантах. Данная закономерность, вероятно, связана с постепенной минерализацией в почве ОСВ и прочих напол-
нителей. К концу третьего года наибольшая концентрация органического вещества отмечалась в вариантах опыта, где ОСВ применяли совместно с опилками или торфом в соотношении 1:1. Его содержание в этих видах смесей было на 0,22-0,23% выше, чем в контрольном варианте. Влияние на данный показатель готового компоста, получаемого на станции очистных сооружений, было несколько ниже, составив 1,42%, что в среднем на 0,04% уступало варианту ОСВ:торф 1:1.
Перед закладкой опыта в почве наблюдался фульватно-гуматный тип гумуса (отношение гуминовых кислот (ГК) к фульвокислотам (ФК) составило 0,87). В результате математической обработки полученных результатов выявлено, что влияние ОСВ на концентрацию ФК в почве незначительное, в то время как содержание гу-миновых кислот меняется существенно в зависимости от варианта опыта.
Содержание углерода ГК в год прямого действия наиболее заметно возрастало при внесении ОСВ с опилками при соотношении 1:1 и при таком же соотношении ОСВ с торфом (рис. 2). Прибавка относительно контроля составила 5,2 и 4,7% соответственно. В меньшей степени изменения коснулись варианта, где вносили компост (прибавка к контролю едва достигла 1,32,0%). В первый год последействия удобрений в ряде вариантов было выявлено незначительное увеличение содержания как гуминовых, так и фульвокислот. Происходящие изменения в содержании органического вещества привели к установлению нового соотношения ГК:ФК, близкого к гуматно-фульватному, на всех
Рис. 1. Динамика органического вещества в дерново-подзолистой супесчаной почве в вариантах опыта, % на сухую массу
Рис. 2. Состав органического вещества дерново-подзолистой супесчаной почвы в слое 0-20 см по вариантам опыта в год прямого действия, % к общему С
удобренных вариантах, и к концу первого года последействия оно составило 0,90-1,00, а на контроле — 0,86.
Во второй год последействия произошло снижение содержания углерода ГК на 0,2-1,4% относительно контроля, что привело к сужению соотношения ГК к ФК. Подобный результат может быть связан с тем, что опилки, торф и солома являются аэрирующими, влагопоглощающими материалами, поддерживающими условия, необходимые для успешной минерализации органических веществ [16].
Полученные в ходе эксперимента данные позволили выявить зависимость между концентрацией гуминовых кислот в почве и количеством водопрочных агрегатов в ней. По мнению ученых [3, 5, 20], развитие почвенной структуры регулируется качественным составом органического вещества почвы. Исследования Н.Л. Кураченко показали [17], что водопроч-ность структуры почв обусловлена в большей степени подвижными компонентами гумуса. З.С. Артемьева [3] на основании своих исследований делает предположение, что процессы стабилизации почвенной массы и гумификации взаимозависимы.
Значение коэффициента корреляции (г), которое отражает отношение связи между агрегатным составом и содержанием углерода ГК, в пахотном горизонте дерново-подзолистой супесчаной почвы опытного участка в год прямого действия удобрений было 0,73. Связь агрегатного состава почвы с фракцией 1 ГК достигала величины 0,64. Полученные результаты свидетельствовали о существенной связи данных показателей. В первый год последействия наблюдалось усиление корреляционной зависимости между количеством водопрочных агрегатов и фракцией 1 ГК (г=0,70), взаимосвязь с углеродом ГК осталась на том же уровне, что и в год прямого действия (г=0,73). Однако во второй год последействия отмечали, с одной стороны, усиление взаимосвязи количества водопрочных агрегатов и концентрации углерода ГК (г=0,83) и, с другой стороны, ослабление корреляции с фракцией 1 ГК (г=0,62).
В связи с вероятностью повышения содержания в почве тяжелых металлов и металлоидов (ТМ) при внесении ОСВ как удобрения, необходимо проводить регулярный контроль качества продукции, получаемой с его использованием, на соответствие СанПиН [19]. Результаты анализа растительных образцов подтвердили, что внесение ОСВ в объеме, не превышающем 30 т/га (в составе смеси с органическими субстратами в соотношении 1:1), не приводит к избыточному накоплению ТМ. Отмечена прямая зависимость между количеством внесенного осадка и содержанием ТМ в полученной продукции. Снижение доли осадка в смеси ОСВ (до 15 т/га) к опилкам (45 т/га) — 1:3 приводило к уменьшению концентрации ТМ в зерне ярового ячменя относительно соотношения ОСВ (30 т/га) к опилкам (30 т/га) — 1:1. Так, содержание мышьяка уменьшилось на 0,06 мг/кг, свинца — на 0,06, кадмия — на 0,02, кобальта — на 0,37 мг/кг. Схожая тенденция наблюдалась и при применении смесей ОСВ с торфом и ОСВ с соломой. Компост в связи с длительным приготовлением, способствующим обеззараживанию, содержал меньшее количество токсичных элементов по сравнению со свежим ОСВ, что отразилось на показателях концентрации тяжелых металлов в продукции. В первый и второй годы
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 3 (381) / 2021
последействия отмечено некоторое повышение концентрации тяжелых металлов в урожае. Тем не менее их содержание не превышало ПДК.
В описываемом звене севооборота наибольшая стоимость продукции получена при внесении ОСВ совместно с опилками и ОСВ с торфом в соотношении 1:1, превышающая вариант опыта без удобрений на 19180 и 18970 руб./га соответственно. Рентабельность в данных вариантах была больше рентабельности внесения готового компоста на 36%. Повышение этого показателя отмечено и другими авторами, изучавшими экономическую эффективность применения ОСВ [6, 15]. Такое отличие вариантов со смесями на основе свежего ОСВ обусловлено, прежде всего, ростом чистого дохода и одновременным снижением себестоимости. Темпы роста выручки опережают темпы снижения затрат. В случае, когда доза дополнительного органического субстрата превышала массу ОСВ (ОСВ:органический наполнитель 1:2 или 1:3), отмечали спад показателя рентабельности вне зависимости от разновидности наполнителя (опилки, торф или солома). Это, по-видимому, связано с уменьшением содержания элементов питания в составе смесей, некоторым изменением их рН, что и могло повлечь снижение продуктивности культур.
Тем не менее все варианты удобрительных смесей оказали положительное влияние на формирование урожайности культур по сравнению с контрольным вариантом опыта (табл. 2).
Урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси (год прямого действия) возросла в целом по отношению к контрольному варианту на 38-80%, зерна озимой ржи (первый год последействия) — на 24-56%, зерна ярового ячменя (второй год последействия) — на 56-98%. Наибольший эффект наблюдался при внесении ОСВ с торфом и ОСВ с опилками. Выявлено четкое снижение урожайности по мере расширения соотношения дополнительного органического субстрата (опилок, торфа, соломы) к ОСВ. Так, если на фоне ОСВ:торф 1:1 было получено 495 ц/га зеленой массы в год прямого действия, то при соотношении 1:3 — только 445 ц/га, что на 11% меньше. Та же тенденция отмечена при включении других видов органических наполнителей. В последействии данная закономерность распределения между вариантами была сходна с той, что была в год прямого действия.
Максимальная урожайность получена при внесении осадка сточных вод и всех видов дополнительных органических субстратов, взятых в соотношении 1:1.
Выводы
Совместное внесение осадка сточных вод с органическими субстратами (опилками, торфом, соломой) оказало значительное влияние на плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы. Выявлено четкое снижение удобрительного действия вносимых смесей по мере расширения соотношения дополнительного органического субстрата (опилок, торфа, соломы) к ОСВ.
Наибольшее количество органического вещества в почве опытного участка было обнаружено при внесении смеси ОСВ с торфом и опилками в соотношении 1:1. Прибавка к контролю в среднем за три года составила 0,22%.
Удобрительные смеси положительно повлияли на состав органического вещества. На всех удобренных вариантах опыта наблюдалось повышение соотношения ГК:ФК. К концу первого года последействия оно составило 0,90-1,00, на контроле — 0,86. Произошло это преимущественно за счет увеличения в составе органического вещества количества гуминовых кислот. Выявлена высокая корреляционная зависимость между содержанием ГК и количеством водопрочных агрегатов почвы опытного участка (г=0,76 в среднем за три года).
Прибавка урожая зеленой массы вико-ов-сяной смеси (год прямого действия) составила 38-80%, озимой ржи (первый год последействия) — 24-56%, ярового ячменя (второй год последействия) — 56-98%. Как по годам исследования, так и в среднем за три года большую продуктивность обеспечивало использование ОСВ и органических компонентов в соотношении 1:1. При этом наибольшая прибавка продуктивности отмечена при внесении смесей с торфом либо опилками, составив величину, близкую к 27 ц корм.ед./га. Прибавка урожайности от применения компоста, приготовленного на станции очистных сооружений, составила по отношению к контролю 15,8 ц корм.ед./га.
Полученные результаты анализа растительных образцов подтвердили, что внесение ОСВ в составе смеси с органическими субстратами в соотношении 1:1 (30 т/га ОСВ и 30 т/га органиче-
Таблица 2
Влияние удобрений на основе ОСВ на урожайность культур в звене севооборота
Варианты опыта Урожайность культур, ц/га Продуктивность звена севооборота, ц корм.ед./га Прибавка
вико-овсяная смесь озимая рожь ячмень Ц| га %
Контроль l7S 34,8 ii.7 40,7 - -
Компост Зб. 45,8 li.i 56,5 iS.S З8.8
ОСВ:опилки 1:1 AS. 53,4 ll.i 68,1 17.A б7.З
ОСВ:опилки 1:2 Д7З 49,3 i9.S 64,2 M.S S7.7
ОСВ:опилки 1:3 AAS 43,8 И.З 59,0 И.З AS..
ОСВ:торф 1:1 A9S 50,0 1З.1 67,8 l7.i бб.б
ОСВ:торф 1:2 Д61 47,2 i9.S 62,6 li.9 53,8
ОСВ:торф 1:3 AAS 42,3 i9.. 58,6 i7.9 AA..
ОСВ:солома 1:1 AA1 52,2 ll.S 65,6 1A.9 би
ОСВ:солома 1:2 Al. 49,8 1..S 61,8 li.i Si.S
ОСВ:солома 1:3 З8. 43,1 i9.. 55,2 iA.S 35,6
НСР„, И.З 2,3 i.. 3,5 - -
ского субстрата) не приводит к избыточному накоплению тяжелых металлов.
Среди изучаемых вариантов опыта наибольший уровень рентабельности выявлен при использовании ОСВ совместно с опилками и торфом в соотношении 1:1 (128%). Рентабельность в данных вариантах превысила рентабельность внесения готового компоста на 36%.
Литература
1. Агрохимия на службе земледелия / под ред. С.И. Поповой. Пермь, 1981. 283 с.
2. Анциферова Е.Ю. Эколого-агрохимическая оценка осадков сточных вод, используемых в качестве удобрения: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М.: МГК, 2003. 23 с.
3. Артемьева З.С. Органическое вещество и гранулометрическая система почвы. М.: ГЕОС, 2010. 240 с.
4. Байбеков Р.Ф., Мерзлая Г.Е., Власова О.А., Налиу-хин А.Н.Изучение удобрений на основе осадков сточных вод // Агрохимический вестник. 2013. № 6. С. 28-30.
5. Безуглова О.С. Гуминовые удобрения и стимуляторы роста: учебно-методическое пособие. Ростов-на-Дону, 2009. 53 с.
6. Васбиева М.Т. Влияние длительного применения осадков сточных вод в качестве удобрения на продуктивность зернотравяного севооборота и качество сельскохозяйственных культур // Агрохимия. 2016. № 1. С. 44-51.
7. Васбиева М.Т., Косолапова А.И. Изменение показателей плодородия дерново-подзолистой почвы и содержания в ней тяжелых металлов в результате длительного применения осадков сточных вод // Почвоведение. 2015. № 5. С. 580-586.
8. Васенев И.И., Сюняев Н.К., Бадарч Б. Агроэколо-гическая оценка характерных для Калужской области старопахотных легких дерново-подзолистых почв после неоднократного применения свежих и обезвоженных осадков сточных вод // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 10. С. 12-16.
9. ГОСТ Р 54651-2011 Удобрения органические на основе осадков сточных вод. Технические условия.
10. Давыдов А.С., Воробьева Р.П. Почвенная утилизация осадков сточных вод — экологически безопасный способ повышения плодородия и охраны земель // При-родообустройство. 2008. № 5. С. 38-42.
11. Денисов Е.П., Бурлака И.В., Сураев Д.В., Скачков Н.В. Эффективность почвенной реутилизации осадков городских сточных вод // Экология и промышленность России. 2007. № 2. С. 12-14.
12. Жигарева Ю.В. Оценка эффективности применения осадков сточных вод при возделывании картофеля // Вестник Адыгейского государственного университета. 2018. № 1 (212). С. 117-122.
13. Касатиков В.А. Влияние мелиоративных приемов на миграцию тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве // Мелиорация. 2018. № 4 (86). С. 72-77.
14. Касатиков В.А., Анисимова Т.Ю., Шабарди-на Н.П. К вопросу о мелиоративном влиянии систематического применения осадка городских сточных вод на агроэкологические свойства слабоокультуренной дерново-подзолистой почвы // Мелиорация. 2018. № 3 (85). С. 78-84.
15. Климова Н.В., Починова Т.В. Осадки сточных вод как нетрадиционные органические удобрения // Аграрная наука. 2009. № 1. С. 13-16.
16. Кривоногов П.С., Кривоногова А.С. Гриценко В.Л., Донник И.М. Способ биотехнологичной переработки помета в птицеводстве. Патент России 2016107982. 2017. Бюл. № 8. 7 с.
17. Кураченко Н.Л. Лабильные гумусовые вещества в формировании почвенных агрегатов. Красноярск, 2001. 82 с.
18. Мерзлая Г.Е., Афанасьев Р.А. Трансформация токсичных осадков сточных вод в экологически безопасные удобрения // Химическая безопасность. 2018. Т. 2. № 1. С. 180-190.
19. СанПиН 42-123-4089-86 Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов и мышьяка в продовольственном сырье и пищевых продуктах, 1986. 91 с.
20. Donatello, S., Cheeseman, C.R. (2013). Recycling and recovery routes for incinerated sewage sludge ash. Waste Management, no. 33 (11), pp. 2328-2340.
зб
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 3 (381) | 2021
www.mshj.ru
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
Об авторах:
Рабинович Галина Юрьевна, доктор биологических наук, профессор, директор филиала, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-5060-6241, 2016vniimz-noo@list.ru Подолян Елена Александровна, младший научный сотрудник отдела биотехнологий, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2754-0053, 2016vniimz-noo@list.ru
Зинковская Татьяна Степановна, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела биотехнологий, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3546-9637, 2016vniimz-noo@list.ru
Анциферова Ольга Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела биотехнологий, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5494-710X, 2016vniimz-noo@list.ru
THE USE OF SEWAGE SLUDGE IN THE LINK OF FIELD CROP ROTATION ON SOD-PODZOLIC SANDY LOAM SOIL
G.Yu. Rabinovich, E.A. Podolyan, T.S. Zinkovskaya, O.N. Antsiferova
Federal Research Center "V.V. Dokuchaev Soil Science Institute", Tver region, Russia
The paper presents data from a three-year field experience to study the effect of sewage sludge (WWS) on the fertility of sod-podzolic sandy loam soil in the field crop rotation link. WWS was introduced together with organic substrates (peat, sawdust, straw) in different ratios — 1:1, 1:2, 1:3. The combined introduction of sewage sludge with organic substrates (sawdust, peat, straw) had a significant impact on soil fertility indicators. By the end of the third year, the highest concentration of organic matter was observed in variants where WWS was used together with sawdust or peat in a 1:1 ratio, where the concentration was 0.22-0.23% higher than in the control. In the course of the experiment, a close relationship was noted between the content of water-resistant soil aggregates and the carbon concentration of humic acids. The introduction of WWS in a mixture with organic substrates in a 1:1 ratio (30 t/ha WWS and 30 t/ha organic substrate) was not limiting, because did not lead to excessive accumulation of heavy metals in crop production. The increase in the yield of green mass of the vetch-oat mixture (year of direct action) with the introduction of WWS with organic fillers was 38-80%, winter rye (first year of aftereffect) — 24%-56%, spring barley (second year of aftereffect) — 56-98%. A clear decrease in the fertilizing effect of an additional organic substrate (sawdust, peat, straw) to WWS was revealed as their ratio expanded. Among the studied variants of the experiment, the highest level of profitability (128%) was obtained when using WWS with sawdust or peat in a 1:1 ratio.
Keywords: organic fertilizers, sewage sludge, peat, sawdust, straw, fertility of sod-podzolic soil.
References
1. Popova, S.I. (ed.) (1981). Agrokhimiya na sluzhbezem-ledeliya [Agrochemistry at the service of agriculture]. Perm, 283 p.
2. Antsiferova, E.Yu. (2003). Ehkologo-agrokhimicheska-ya otsenka osadkov stochnykh vod, ispol'zuemykh v kachestve udobreniya [Ecological and agrochemical assessment of sewage sludge used as fertilizer]. Cand. biological sci. diss. Abstr. Moscow, MGK, 23 p.
3. Artem'eva, Z.S. (2010). Organicheskoe veshchestvo i granulometricheskaya sistema pochvy [Organic matter and granulometric system of soil]. Moscow, GEOS, 240 p.
4. Baibekov, R.F., Merzlaya, G.E., Vlasova, O.A., Naliukhin, A.N. (2013). Izuchenie udobrenii na osnove osadkov stoch-nykh vod [Study of fertilizers based on sewage sludge]. Agrokhimicheskii vestnik [Agrochemical herald], no. 6, pp. 28-30.
5. Bezuglova, O.S. (2009). Guminovye udobreniya istimu-lyatory rosta: uchebno-metodicheskoe posobie [Humic fertilizers and growth stimulants: educational and methodical manual]. Rostov-on-Don, 53 p.
6. Vasbieva, M.T. (2016). Vliyanie dlitel'nogo primen-eniya osadkov stochnykh vod v kachestve udobreniya na produktivnost' zernotravyanogo sevooborota i kachestvo sel'skokhozyaistvennykh kul'tur [Influence of long-term use of sewage sludge as fertilizer on the productivity of grain-grass crop rotation and the quality of crops]. Agrokhimiya [Agricultural chemistry], no. 1. pp. 44-51.
7. Vasbieva, M.T., Kosolapova, A.I. (2015). Izmenenie po-kazatelei plodorodiya dernovo-podzolistoi pochvy i soder-zhaniya v nei tyazhelykh metallov v rezul'tate dlitel'nogo primeneniya osadkov stochnykh vod [Change in fertility indicators of soddy podzolic soil and the content of heavy metals in it as a result of long-term use of sewage sludge]. Pochvovedenie [Soil science], no 5. pp. 580-586.
About the authors:
8. Vasenev, I.I., Syunyaev, N.K., Badarch, B. (2012). Agro-ehkologicheskaya otsenka kharakternykh dlya Kaluzhskoi ob-lasti staropakhotnykh legkikh dernovo-podzolistykh pochv posle neodnokratnogo primeneniya svezhikh i obezvozhen-nykh osadkov stochnykh vod [Agroecological assessment of old-arable light sod-podzolic soils typical for the Kaluga region after repeated use of fresh and dehydrated sewage sludge]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the AIC], no. 10, pp. 12-16.
9. GOST R 54651-2011 Udobreniya organicheskie na osnove osadkov stochnykh vod. Tekhnicheskie usloviya [Organic fertilizers based on sewage sludge. Technical conditions].
10. Davydov, A.S., Vorob'eva, R.P. (2008). Pochvennaya utilizatsiya osadkov stochnykh vod — ehkologicheski bezo-pasnyi sposob povysheniya plodorodiya i okhrany zemel' [Soil disposal of sewage sludge is an environmentally friendly way to increase fertility and protect land]. Prirodoobustroist-vo, no 5, pp. 38-42.
11. Denisov, E.P., Burlaka, I.V., Suraev, D.V., Skachkov, N.V. (2007). Ehffektivnost' pochvennoi reutilizatsii osadkov goro-dskikh stochnykh vod [Efficiency of soil recycling of urban wastewater sludge]. Ehkologiya i promyshlennost' Rossii [Ecology and industry of Russia], no. 2, pp. 12-14.
12. Zhigareva, Yu.V. (2018). Otsenka ehffektivnosti primeneniya osadkov stochnykh vod pri vozdelyvanii kartofelya [Evaluation of the effectiveness of the use of sewage sludge in the cultivation of potatoes]. VestnikAdygeiskogo gosudarst-vennogo universiteta [Bulletin of Adyghe state university], no. 1 (212), pp. 117-122.
13. Kasatikov, V.A. (2018). Vliyanie meliorativnykh priemov na migratsiyu tyazhelykh metallov v dernovo-podzolistoi supeschanoi pochve [Influence of reclamation techniques on the migration of heavy metals in sod-podzolic sandy loam soil. Land reclamation]. Melioratsiya [Land reclamation], no. 4 (86), pp. 72-77.
14. Kasatikov, V.A., Anisimova, T.Yu., Shabardina, N.P. (2018). K voprosu o meliorativnom vliyanii sistematichesk-ogo primeneniya osadka gorodskikh stochnykh vod na agroehkologicheskie svoistva slabookul'turennoi dernovo-podzolistoi pochvy [To the question of the reclamation effect of the systematic use of urban wastewater sludge on the agroecological properties of poorly cultivated soddy-podzol-ic soil]. Melioratsiya [Land reclamation], no. 3 (85), pp. 78-84.
15. Klimova, N.V., Pochinova, T.V. (2009). Osadki stochnykh vod kak netraditsionnye organicheskie udobreniya [Sewage sludge as unconventional organic fertilizers]. Agrar-naya nauka [Agrarian science], no. 1, pp. 13-16.
16. Krivonogov, P.S., Krivonogova, A.S. Gritsenko, V. L., Donnik, I.M. (2017). Sposob biotekhnologichnoi pererabotki pometa vptitsevodstve [Method for biotechnological processing of manure in poultry farming]. Patent Rossii 2016107982 [Russian Patent 2016107982], byul. no. 8, 7 p.
17. Kurachenko, N.L. (2001). Labil'nye gumusovye veshchestva v formirovanii pochvennykh agregatov [Labile humic substances in the formation of soil aggregates]. Krasnoyarsk, 82 p.
18. Merzlaya, G.E., Afanas'ev, R.A. (2018). Transformatsiya toksichnykh osadkov stochnykh vod v ehkologicheski bezo-pasnye udobreniya [Transformation of toxic waste into ecologically safe fertilizers]. Khimicheskaya bezopasnost' [Chemical safety science], vol. 2, no. 1, pp. 180-190.
19. SanPiN 42-123-4089-86 (1986). Predel'no dopusti-mye kontsentratsii tyazhelykh metallov i mysh'yaka v prodo-vol'stvennom syr'e i pishchevykh produktakh [Maximum permissible concentration of heavy metals and arsenic in food raw materials and food product], 91 p.
20. Donatello, S., Cheeseman, C.R. (2013). Recycling and recovery routes for incinerated sewage sludge ash. Waste Management, no. 33 (11), pp. 2328-2340.
Galina Yu. Rabinovich, doctor of biological sciences, professor, branch director, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-5060-6241, 2016vniimz-noo@list.ru
Elena A. Podolyan, junior researcher of the department of biotechnology, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2754-0053, 2016vniimz-noo@list.ru
Tatiana S. Zinkovskaya, candidate of agricultural sciences, leading researcher of the department of biotechnology, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3546-9637,
2016vniimz-noo@list.ru
Olga N. Antsiferova, candidate of agricultural sciences, leading researcher of the department of biotechnology, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5494-710X, 2016vniimz-noo@list.ru
2016vniimz-noo@list.ru
- 57
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 3 (381) / 2021
