CC BY
32
УДК / UDK 635-14:631.544.4:[631.879.2+631.831 ]
СОВМЕСТНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УДОБРИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ И РЕЦИКЛИНГЕ
ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ
THE COMBINED USE OF FERTILIZING PROPERTIES OF CHEMICAL COMPOUNDS WHEN UTILIZING AND RECYCLING THE SECONDARY
RESOURCES
Догадина М.А., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры защиты растений и экотоксикологии, ФГБОУ ВО «Орловский государственный
аграрный университет», г. Орел Dogadina M.A., Candidate of Agricultural Sciences, associate professor of the Plant Protection and Ecotoxicology Department, the Federal State Budgetary Educational Establishment "Orel State Agrarian University", Orel, Ставцева Т.И., МУП города Орла «Зеленстрой» Stavtseva T.I., Orel Municipal Unitary Enterprise "Zelenstroy" E- mail: [email protected]
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
почвогрунт, осадок сточных вод, зола, вермикомпост, органоминеральное удобрение, структура почвогрунта, агрохимические свойства тепличного грунта.
KEY WORDS
soils, sewage sludge, fly ash, vermicompost, organic fertilizer, soil structure, chemical properties of greenhouse soil.
Объемы отходов ежегодно увеличиваются, охватывая все большие территории под складирование. Политика в сфере управления отходами ориентирована, главным образом, на снижение количества образующихся отходов и на развитие методов их максимального использования. При такой постановке задачи к числу наиболее актуальных проблем, относится научное обоснование использования осадка сточных вод г. Орла, золы лузги гречихи и разработка технологии их применения.
Известно, что осадок сточных вод и зола могут быть использованы для улучшения свойств почв [9,11,12].
Проблема улучшения агрофизических и агрохимических показателей особенно актуальна для тепличных комплексов, в которых грунт можно использовать бессменно в течение трех - пяти лет с дальнейшей заменой. Смена тепличных грунтов вызвана накоплением в них большого количества солей, токсических веществ, ухудшением физических свойств, увеличением вредителей и возбудителей болезней, распространяемых через почву. Правильное использование грунтов во многом зависит от системы применения удобрений, которая должна быть строго увязана с агрохимическими анализами грунтов [1]. В настоящее время в связи с аспектами экономической неустойчивости тепличных хозяйств, высокой стоимостью удобрений, резким падением плодородия почв, целесообразно использование альтернативных способов улучшения показателей почвогрунтов и внедрение ресурсосберегающих технологий.
Цель работы - оценить влияние осадка сточных вод (ОСВ), золы лузги гречихи и вермикомпостана агрохимические свойства и структуру почвогрунтов.
Исследования проводили в теплицах МУП города Орла «Зеленстрой». Предприятие специализируется на выращивании декоративных растений: горшечных цветов, цветов на срез, а также рассады, для озеленения и благоустройства городских и частных территорий. Тепличные почвогрунты, основой которых является естественная почва, интенсивно используются в течение года. Их бессменное использование в теплицах отмечено на протяжении 15 лет.
Оценку удобрительных свойств осадка сточных вод, как концентрированного органоминерального удобрения, золы лузги гречихи и вермикомпоста проводили установлением характера изменения агрохимических свойств и структуры питательных грунтов в условиях защищенного грунта. В почвогрунт вносили возрастающие дозы осадка сточных вод (3, 6, 12 и 24 кг/м2), а также оценивали совместное влияние ОСВ, золы лузги гречихи и вермикомпоста.
Анализ физико-химических свойств субстратов выполнялся согласно ГОСТам [3,4,5,6,7,8]: ГОСТ 27753.3 - 88. Грунты тепличные. Метод определения рН водной суспензии. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества. ГОСТ 27753.5-88. Грунты тепличные. Метод определения водорастворимого фосфора. ГОСТ 27753.6-88. Грунты тепличные. Метод определения водорастворимого калия. ГОСТ 26715-85. Грунты тепличные. Метод определения общего азота. ГОСТ Р 53380-2009. Почвы и грунты. Грунты тепличные. Технические условия.
Коэффициент дисперсии по Качинскому рассчитывали по формуле:
К= (а/в) 100,
где а - содержание илистой фракции при микроагрегатном анализе, %; в - содержание той же фракции при механическом анализе, %.
Чем выше коэффициент дисперсности, тем ниже степень агрегированности почвы.
В условиях защищённого грунта особые требования предъявляются к структурному состоянию грунтов. Структура почвы - важноесвойство плодородия почвы. Она определяет строение активного слоя почвы, ее водные и водно-гидрологические показатели.Известно, что при длительном использовании, тепличные грунты уплотняются, и это положение делает необходимым применение рыхлящих и структурообразующих материалов [2].
В структурной почве часть воды удерживается на поверхности комочков и между ними, а излишки ее свободно стекают по крупным порам вниз по почвенному профилю под действием силы тяжести. В этом случае не наблюдается переувлажнения корнеобитаемого слоя и застоя влаги в почве. Если почвенные агрегаты под воздействием воды разрушаются, слипаются, т.е. не являются водопрочными, почва становится бесструктурной, переуплотняется. Снижается общее количество пор, почва хуже снабжается воздухом и влагой, и условия для развития живой фазы резко ухудшаются. При переуплотнении и переувлажнении в почве отмечается недостаток кислорода, при котором некоторые элементы (железо, марганец) переходят в восстановленную форму и становятся фитотоксичными, что отрицательно сказывается на развитии растений. Поэтому очень важно уделять особое внимание сохранению структуры и нормального водо- и воздухообмена почвы [14].
Одним из основных качественных признаков почв является размер агрегатов. Оценка условий физических свойств грунтов приобретает особую значимость также в связи с длительным их использованием. Агрономически ценными агрегатами являются агрегаты размером от 10 до 0,25 мм, которые должны составлять более 55 %. Они обладают водопрочностью, противостоят размывающему действию воды, обеспечивают оптимальный водно-воздушный режим почв. В этом случае почва считается структурной. Коэффициент структурности показывает отношение количества агрономически ценных агрегатов к количеству пылеватых и глыбистых агрегатов.
Как видно из данных таблицы 1 под воздействием осадка сточных вод улучшается агрегатное состояние почвогрунтов, отмечается увеличение агрегатов размером 10-0,25 мм с 58,9% в контрольном варианте до 75,9% при внесении 24 кг на 1 м2 осадка сточных вод. Коэффициент структурности был наибольшим в этом варианте - 3,1. При этом следует отметить, что внесение 12 кг/м2 осадка сточных вод оказывало значительное влияние на агрегатное состояние почвогрунта, коэффициент структурности составил 2,9 единиц, а количество агрономически ценных агрегатов достигало 74,3%.
Таблица 1. Влияние разных доз ОСВ на агрегатный состав питательных грунтов, %
Варианты опыта Агрегаты размером: К структурности
10-0,25 мм >10 + <0,25 мм
Контроль 58,9 41,1 1,4
Почвогрунт+ ОСВ 3 кг/м2 61,4 38,6 1,6
Почвогрунт+ ОСВ 6 кг/м2 69,5 30,5 2,3
Почвогрунт+ ОСВ 12 кг/м2 74,3 25,7 2,9
Почвогрунт+ ОСВ 24 кг/м2 75,9 24,1 3,1
Интерес вызывают данные по совместному использованию осадка сточных вод, вермикомпоста и золы лузги гречихи в качестве почвоулучшателей.
Совместное применение осадка сточных вод, вермикомпоста и золы лузги гречихи позволило увеличить коэффициент структурности смеси, а содержание агрегатов размером 10-0,25мм увеличилось с 58,9 (контроль) до 75,2% (табл.2). Лучшие результаты были получены при применении ОСВ и вермикомпоста в соотношении 1:1 с добавлением золы лузги гречихи 100 г/м2.
Осадок сточных вод - это сложный органоминеральный комплекс, который обладает высокой удобрительной ценностью. Наши исследования показали, что при внесении ОСВ в почвогрунт, изменялось содержание органического углерода, золы, азота, фосфора, калия, произошло снижение показателей гидролитической кислотности. Отмечено изменение степени кислотности почвы при определении рН солевой вытяжки.
Органический углерод является наиболее надежным показателем суммарного содержания органических веществ в почвах.
Под влиянием возрастающих доз ОСВ уровень органического углерода увеличился на 0,5-3,5% в сравнении с контролем, золы - 1,2-3,3% (рис.1,2).
В годы исследований отмечалось устойчивое увеличение макроэлементов в почве.
Таблица 2. Влияние различных нетрадиционных удобрений на агрегатный состав почвогрунтов,%
Агрегаты размером: Коэффици
Варианты опыта 10-0,25 мм >10 + <0,25 мм ент структурности
Контроль 58,9 41,1 1,4
Почвогрунт+ ОСВ 6 кг/м2+
Вермикомпост 6 кг/м2 + Зола 100г/м2 75,2 24,8 3,0
Почвогрунт+ ОСВ 3 кг/м2+
Вермикомпост 6 кг/м2 + Зола 100г/м2 68,7 31,3 2,2
Почвогрунт+ ОСВ 6 кг/м2+
Вермикомпост 3 кг/м2 + Зола 100г/м2 67,9 32,1 2,1
14 12 10 8 6 4 2 0
12,3
13
10,9
9,5 10 10
1
С орг.
Контроль ОСВ 3 ОСВ 6 ОСВ 12 ОСВ 24 кг/кв.м кг/кв.м кг/кв.м кг/кв.м
Рисунок 1 - Влияние возрастающих доз ОСВ на содержание органического
углерода, %
77 76 75 74 73 72 71
76,2
75 75,4 ■
744 1
72,9 1
1 1 1 1 1
Зола
Контроль ОСВ 3 ОСВ 6 ОСВ 12 ОСВ 24 кг/кв.м кг/кв.м кг/кв.м кг/кв.м
Рисунок 2 - Влияние возрастающих доз ОСВ на содержание зольных
элементов, %
Контрольное значение общего азота составляло 1,65 % на сухое вещество. С увеличением дозы осадка сточных вод до 24 кг/м2 значение увеличилось до 2,22. По всем вариантам опыта происходило стабильное увеличение фосфора и калия (рис.3).
2,5 2 1,5 1
0,5--
0
1,65
1,84
1,86
2,07
2,22
0,45 0,42 0,50,44 0,53 0,47 °,57),49 0,59 0,52
Nобщ
P2O5
K2O
Контроль ОСВ 3 кг/кв.м ОСВ 6 кг/кв.м ОСВ 12 кг/кв.мОСВ 24 кг/кв.м
Рисунок 3 - Изменение содержания основных элементов питания в почве при
внесении ОСВ, % на сухое вещество
Возрастающие дозы осадка снижают обменную и гидролитическую кислотность грунтов. В контрольном варианте рН составила 5,7 единиц, а при внесении осадка величина рН увеличивалась в пределах 6,4-6,6 единиц, что характеризует нейтральную среду; Н гидр снизилась на 0,5-0,86 м.экв. на 100 г в сравнении с контролем (рис.4).
8 6 4 2 0
5,7 6,4 6,6 6,6 6,6
2,2 1,7 1,43 1,46 1,34
■ ■ ■ ■
рН сол Н гидр.
Контроль ОСВ 3 кг/кв.м ОСВ 6 кг/кв.мОСВ 12 кг/кв.мОСВ 24 кг/кв.м
Рисунок 4 - Влияние возрастающих доз ОСВ на кислотность почвы
Интерес представляют данные по совместному использованию осадка сточных вод, вермикомпоста и золы лузги гречихи.
Как видно из данных таблицы 3 использование добавок осадка сточных вод, вермикомпоста и золы обусловливает изменение агрохимических свойств питательных тепличных грунтов. Возрастающие дозы осадка, совместное применение ОСВ, вермикомпоста и золы снижают как обменную, так и гидролитическую кислотность грунтов, если в контрольном варианте рН грунта составила 5,7 единиц, то при внесении исследуемыхудобрений величина рН увеличивалась в пределах 6,8-7,0 единиц, что характеризует нейтральную среду, наиболее благоприятную для роста и развития растений.Осадок сточных вод как концентрированное удобрение, вермикомпост и зола обеспечивают повышенное содержание азота, фосфора и калия в грунтах и других зольных элементов, зольность питательных грунтов составила 75,0-75,6%. Таким
образом, применение осадка сточных вод, вермикомпоста и золы повышает питательную ценность почвогрунтов.
Выводы:
1. При внесении осадка сточных вод отмечается увеличение агрономически ценных агрегатов с 58,9% в контрольном варианте до 77,9% при внесении дозы 24 кг на 1 м2; увеличивается содержаниеорганического углерода на 0,5-3,5% %, золы - 1,2-3,3% , общего азота на 0,19-0,57%, фосфора на 0,05-0,14 %, калия на 0,02-0,1/%, снижается обменная и гидролитическая кислотность грунта.
2. Совместное применение осадка сточных вод, вермикомпоста и золы лузги гречихи улучшает агрегатный состав тепличных грунтов, повышая в них содержание агрономически ценных агрегатов на 9,0-16,3% в зависимости от доз и комплекса удобрений, повышая коэффициент структурности до 3%. Отмечается улучшение агрохимических показателей грунта.
Таблица 3. Изменение агрохимических показателей почвогрунтов при совместном применении ОСВ, вермикомпоста и золы
Варианты опыта С орг, % Зола, % РН сол ^бщ. Р2О5 К2О Н гидр, м.экв на 100 г
% на сухое веш ество
Контроль 9,5 72,9 5,7 1,65 0,45 0,42 2,2
ОСВ 6 кг/м2+Вермиком пост 6 кг/м2+ Зола 100г/м2 12,7 75,6 7,0 2,07 0,59 0,51 1,38
ОСВ 3 кг/м2+Вермиком постб кг/м2+ Зола 100г/м2 12,0 75,2 6,8 2,01 0,58 0,49 1,40
ОСВ 6 кг/м2+Вермиком пост 3 кг/м2+ Зола 100г/м2 12,0 75,0 6,8 2,03 0,58 0,50 1,41
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ, 1999. -455с.
2. Брызгалов В.А., Советкина В.Е., Савинова Н.И. Овощеводство защищенного грунта. - М.: Колос, 1995. - 511с.
3. ГОСТ 27753.3 - 88. Грунты тепличные. Метод определения рН водной суспензии.
4. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества.
5. ГОСТ 27753.5-88. Грунты тепличные. Метод определения водорастворимого фосфора.
6. ГОСТ 27753.6-88. Грунты тепличные. Метод определения водорастворимого калия.
7. ГОСТ 26715-85. Грунты тепличные. Метод определения общего азота.
8. ГОСТ Р 53380-2009. Почвы и грунты. Грунты тепличные. Технические условия.
9. Григорьев В.А., Огородников И.А. Проблем экологизации городов в мире, России, Сибири. - ГПНТБ СО РАН. - Новосибирск, 2001. - 152 с. - (Сер. Экология. Вып. 63).
10. Кирьянов Д.П. Действие и последействие осадков сточных вод и навоза на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы // Агрохимический вестник. - 2011. - №6. - С.22-23.
11.Лобанов Ф.И., Кинебас А.К., Рублевская О.Н. Получение материалов на основе переработанных осадков сточных вод предприятий коммунального хозяйства // Инновации. - 2014. - №1. - С.28-31.
12.«Орелводоканал сточными водами нанес почвам у станции аэрации ущерб почти на 5 млн. руб.» // Орловская среда. Издательский дом Плюс. - 27 сентября, 2013.
Структура почвы и ее свойства. http://designbyhand.ru/1053-struktura-pochvy-i-ee-svoystva-sovety-i-foto.htm I
