CC BY
8AFTEREFFECT OF THE SYSTEMATIC APPLICATION OF URBAN SEWAGE SLUDGE ON THE AGROBIOLOGICAL
AND ECOLOGICAL PROPERTIES OF SODDY-PODZOLIC SOIL
I : i. Kasatikov', N.P. Shabardina1, I .' I. Raskatov 1All-Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat Vyatkino, Sudogda district, Vladimir oblast, 601390 Russia
E-mail: kasv47(atyandex.ru
2Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy Listvennichnaya alleya 3, Moscow, 127550 Russia
E-mail: raskatow@list.ru
Results of field experiments on the study of microbiological changes and the contents of heam' metals in the soddy-podzolic soil under the effect of the systematic application of urban sewage sludge are presented. Keywords: agrobiology, sewage sludge, heavy metals.
УДК 631.67:628.381.4
ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИМИ СТОКАМИ НА УРОЖАЙ ЗЕЛЕННОЙ МАССЫ КУКУРУЗЫ
С.Я. Семененко, Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий, О.М. Агеенко, Волгоградский ГА У 400012, Волгоградская обл., Волгоград г, Трехгорная, 21.
Рассматриваются результаты исследований по определению оптимального сочетания технологий использования природной воды и животноводческих стоков при орошении кукурузы на зеленную массу. Приведены фактические значения оросительных норм по вариантам опыта, объем поступления в почву органического вещества с животноводческими стоками, их взаимосвязь и влияние на урожайность кукурузы.
Ключевые слова: технологии орошения, кукуруза, животноводческие стоки, урожайность, почва, водные ресурсы, плодородие, минеральные удобрения.
Для орошаемого земледелия источником органического удобрения являются стоки животноводческих ферм, а для сопрягающих ландшафтов и объектов водного хозяйства они служат источником бактериального и гельминтологического заражения. В решении проблемы охраны природы наиболее эффективно использование животноводческих стоков для орошения сельскохозяйственных культур. В результате воздействия микроорганизмов, находящихся в почве, происходит естественная очистка стоков, а органические и минеральные вещества, находящиеся в них, способствуют повышению плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур [4, 8, 9].
Полевые опыты проводили в междуречье рек Дон, Иловля и Волга на донской гряде в южной части Приволжской возвышенности на территории ОАО «Краснодонское» Иловлинского района Волгоградской области.
Почвенный покров представлен в основном каштановыми почвами разного гранулометрического состава. Плотность сложения слоя 0-100 см составляет 1,39 т/м3, наименьшая влагоёмкость - 19,8 %. Каштановые почвы высоко обеспечены в доступной для растений форме обменным калием, фосфором и слабо обеспечены азотом [1].
В период 2011-2013 гг. проведены исследования по определению эффективного сочетания технологий внесения животноводческих стоков с поливной водой в соответствии с вариантами опыта (табл. 1). Предполив-ной порог влажности для всех вариантов принят 80 % НВ. В каждом из семи вариантов увлажнения нормы минеральных удобрений, рассчитанные на запланиро-
ванную урожайность кукурузы на зеленную массу 75 т/га, составили ^ Р112.5 Кг ^.
1. Схема опыта
Вариант опыта. Способ полива Обозначение опыта
1. Полив природной водой AoBi
2. Полив осветленными животноводческими стоками с разбавлением природной водой в соотношении 1:4 AiBi
3. Полив осветленными животноводческими стоками с разбавлением природной водой в соотношении 1:3 А2В1
4. Чередование двух поливов осветленными животноводческими стоками с разбавлением природной водой в соотношении 1:4 с одним поливом природной водой AiB2
5. Чередование одного полива осветленными животноводческими стоками с разбавлением природной водой в соотношении 1:4 с одним поливом природной водой А1В3
6. Чередование двух поливов осветленными животноводческими стоками с разбавлением природной водой в соотношении 1:3 с одним поливом природной водой А2В2
7. Чередование одного полива осветленными животноводческими стоками с разбавлением природной водой в соотношении 1:3 с одним поливом природной водой А2Вз
Примечание. Факторы: А - степень разбавления животноводческих стоков природной водой, тс, В - режим чередования поливов сточной и природной оросительной водой, mn (здесь и в табл. 3).
Для повышения плодородия почвы одним из важнейших мероприятий является внесение органических удобрений. Они не только обогащают пахотный слой питательными веществами, но и улучшают свойства почвы, а также условия минерального питания растений.
В животноводческих стоках наблюдается высокая концентрация питательных веществ, 70% которых образуют органические (в их состав входят азотно-калийно-фосфорные) соединения с большим количеством полезной микрофлоры. Кроме того, в животноводческих стоках содержится значительное количество микроэлементов: бора, марганца, меди, цинка. Все ве-
щества находятся в легкодоступной для растений форме [7].
Эффективность применения стоков связана с дозой внесения, которая в свою очередь зависит от оросительной нормы, содержания питательных веществ в стоках и возможности превращения их в доступную форму, условий применения, характеризуемых сроком внесения удобрений, типа почвы, сельскохозяйственной культуры и качества работ (равномерность распределения).
Значения оросительной нормы зависят от метеоусловий конкретного года и в сухой год составляют от 3200 до 4400 м3/га, при этом объем внесенных стоков колебался от 320 до 1100 м3/га. В засушливые годы оросительная норма составила от 2400 до 4000 м3/га, а объем внесенных стоков - от 240 до 1000 м3/га, что на 10 % меньше, чем в сухой год (табл. 2).
Химический и гельминтологический состав стоков устанавливали по специальным методикам [3, 5, 6]. Оценку пригодности стоков для орошения давали после определения расчетной допустимой их концентрации, исходя из объема внесения со средневзвешенной оросительной нормой [2].
2. Оросительная норма по вариакгам опыта, м3/га
Вариант опыта 2011 г. 2012 г. 2013 г. Среднее
Стоки природная вода Всего Стоки природная вода Всего Стоки природная вода Всего Стоки природная вода Всего
1 0 2800 2800 0 3200 3200 0 2400 2400 0.00 2800,00 2800,00
2 640 2560 3200 720 2880 3600 560 2240 2800 640.00 2560,00 3200,00
3 1000 3000 4000 1100 3300 4400 900 2700 3600 1000.00 3000,00 4000,00
4 480 2720 3200 480 3120 3600 320 2080 2400 426.60 2640,00 3066,60
5 320 2480 2800 320 2880 3200 240 2160 2400 293,33 2506,70 2800,03
6 600 3000 3600 700 3300 4000 600 2600 3200 633.33 2966,70 3600,33
7 400 2800 3200 500 3100 3600 400 2400 2800 433.33 2766,70 3200,03
Различный объем внесенных стоков обуславливает и различный объем внесенных элементов почвенного плодородия (табл. 3).
_3. Поступление в почву NPK с ЖСВ, кг/га_
Вносится
НСРп:
Вариант опыта
(среднее за три При- Разбавление 1:4 Разбавление 1:3
года) родная
вода
1 2 4 5 3 6 7
Со стоками N 0,00 85,98 57,32 39,41 179,16 113,47 77,64
р2о5 0,00 28,15 18,76 12,90 58,65 37,15 25,42
к2о 0,00 61,32 40,88 28,11 127,77 80,92 55,37
С при- N 41,78 38,20 39,39 37,40 44,76 44,26 41,28
родной р2о5 13,69 12,52 12,91 12,26 14,67 14,51 13,53
водой к2о 29,82 27,26 28,12 26,70 31,95 31,60 29,47
N 41,78 124,17 96,71 76,81 223,92 157,73 118,91
Всего р2о5 13,69 40,67 31,67 25,16 73,32 51,65 38,94
к2о 29,82 88,59 69,00 54,80 159,72 112,52 84,83
Оросительная 2800 3200 3066 2800 4000 3600 3200
норма, м3/га
Урожайность 53,27 75,14 73,33 71,24 77,05 80,64 79,05
зеленной
массы кукуру-
зы, т/га
для урожайных данных по фактору А -В - 2,73, для частных средних - 4,72
2,73, фактору
Анализируя данные исследований, следует отметить, что увеличение дозы внесения азота, фосфора, калия в вариантах 2-7 по сравнению с контрольным вариантом (1) привело к увеличению прибавки урожайности от 17,97 до 27,37 т/га.
Сравнивая технологии поливов осветленными животноводческими стоками с разбавлением природной водой в соотношении 1:3 (вар. 3) с оросительной нормой 4000 м3/га (поступило в почву N223,92 Р7332 К45972), с аналогичным вариантом, но с разбавлением 1:4 (вар. 2), где оросительная норма составила 3200 м3/га, что на 800 м3/га меньше чем в варианте 3, (поступило в почву N124,17 Р40.67 К88)59) отмечаем прибавку урожая 1,91 т/га.
При сравнении между собой технологии чередования двух поливов животноводческими стоками с одним поливом природной водой (вар. 4 и 6), установлено, что в варианте 6 внесено N157 73 Psi,65 КП2,52 при оросительной норме 3600 м3/га, а в варианте 4 при оросительной норме 3066,6 м3/га внесено N96>7i Р31)б7 К69)0о, что увеличило урожай зеленной массы кукурузы на 7,31 т/га.
В варианте (7) чередования одного полива осветленными животноводческими стоками с разбавлением природной водой в соотношении 1:3 с аналогичным вариантом (5), но с разбавлением 1:4, оросительная норма в варианте 7 больше на 400 м3/га. При этом в варианте 7 внесено Nn8>9i Р38>94 К84 83, а в варианте 5 -N76,8i Р25Д6 К54 80. Это позволило получить урожайность в варианте 7 на 7,81 т/га больше.
Вывод. Исследованиями доказана прямая зависимость урожайности зеленной массы кукурузы от технологии внесения животноводческих стоков и степени их разбавления.
Таким образом, использование для орошения кукурузы животноводческих стоков с разбавлением природной водой в соотношении 1:3, по сравнению с соотношением 1:4, позволяет получать высокие урожаи зеленой массы кукурузы, утилизировать большие объемы животноводческих стоков, экономить минеральные удобрения и повышать плодородие почв.
Литература
1. Агеенко ОМ. Технология орошения кукурузы животноводческими сточными водами/ О.М. Агеенко// Известия Нижневолжского агро-университетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование,- 2015,- №1(37).- С. 214-217.
2. Додолина В.Т. К вопросу методики оценки пригодности сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур // Использование сточных вод для орошения земель. - М.: ВАСХНИЛ, 1983. - С. 56-63.
3. Кружилин И.П. Экологические ограничения при выращивании кукурузы на орошаемых землях Нижнего Поволжья / И.П. Кружилин, Н.В. Кузнецова// Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2007. -№2-С. 135-139.
4. Кузнецова Н.В. Режим орошения и нормы внесения удобрений для получения запланированных урожаев зеленной массы кукурузы на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья: автореферат дис...к.с.-х.н 06.01.02./ Н.В.Кузнецова.- Волгоград, 1991.-С. 22.
5. Рекомендации по анализу сточных вод животноводческих комплексов/ В НПО - М.: Прогресс. 1984. -63 с.
6. Романенко H.A. Гельминтологическая оценка использования сточных вод на земледельческих полях орошения в различных почвенно-климатических зонах СССР/ Использование сточных вод для орошения земель / ВАСХНИЛ. - М.: Колос, 1983. - С. 111-114.
7. Семененко С.Я. Мелиорирующий эффект орошения животноводческими сточными / С.Я. Семененко, A.C. Семененко, Т.В. Никифоро-ва//Плодородие. - 2009. - №5. - С.33-34.
8. Семененко С.Я. Теоретическое и экспериментальное обоснование экологически безопасных технологий орошения кормовых культур природными и сточными водами: автореф. дис.. .д.с.-х.н:06.01.02./Семененко С. Я,- Волгоград, 2010,- 44 с.
9. С вменению С.Я. Эколого-экономические аспекты орошения кормовых ситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образова-культур животноводческими сточными водами / С.Я. Семененко, А.С. ние. - 2010. - №2. - С. 93-100. Семененко, Т.В. Никифорова //Известия Нижневолжского агроунивер-
EFFECT OF IRRIGATION WITH LIVESTOCK WASTEWATER ON THE YIELD OF CORN GREEN MASS
S. У a. Semenenko1, O.M. Ageenko2
1 Volga Research Institute of Ecological and Reclamation Technologies ill Trekligornaya 21, Volgograd, 100012 Russia
E-mail■ pniienit@yandex.ru
2 Volgograd State Agricultural University pr. Universitetsky 26, Volgograd, 400002 Russia, E-mail: geometrygis@maiLru
Results of studies to determine the optimal combination of natural water and livestock wastewater for the irrigation of green mass com are discussed. The actual values of irrigation rates in the experimental treatments, the input of organic matter into the soil from livestock wastewater, and their interrelation and impact on corn yield are presented.
Keywords: irrigation technology, com, livestock waste, crop yields, soil, water, fertility, mineral fertilizer.
УДК 631.41.-631.48.
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ МЕТОДАМИ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ
Н.В. Минаев, Н.Л. Поветкина, к.б.н.,Д.В. Мусенова, РГАУ-МСХА
Показано закономерное изменение цветовой гаммы почв и космических снимков в зависимости от степени гидроморфности, гумусированности, породы, применения органических удобрений, покрытия поверхности растительностью, расположения почв в катене. Предлагается использование для агроэкологической оценки серых лесных почв цветовой гаммы, в цветовых системах CK ffK, Lab, RGB, определяемой методами компьютерной диагностики.
Рассматривается пример создания цифровой карты агроэкологических групп земель на территорию землепользования хозяйства Ярославской области с предпосылкой интерпретации на территорию со схожими условиями. Подходы цифровой почвенной картографии могут быть использованы при проектировании и помочь автоматизировать и формализовать процесс создания карты агроэкологических групп земель с контролем ее достоверности.
Ключевые слова: цифровая почвенная картография, плодородие, цветовая гамма почв и космических снимков.
Объекты исследования и методика. Объектом исследования выбраны серые лесные почвы хозяйства «Дружба» Владимирского ополья Ярославской области. Краткая характеристика почв приводится в таблице 1 [7].
1. Физико-химическая характеристика серых лесных среднесуг-
линистых почв
Горизонт, глубина. Гумус, % рНКс1 S | Нг
см мг-экв/100 г почвы
Целинная
Ai. 10-27 3.3 5.7 25.9 2.9
AIA2. 27-38 3.2 5.3 27.3 1.7
АЗЕ. 38-59 0.7 5.8 23.1 1.2
Поверхностно-глееватая пахотная
А,. 0-35 4.5 5.7 33.8 1.6
А2В„, 35-55 0.4 5.8 24.3 1.2
Пахотная
А,. 0-35 3.0 5.7 23.4 2.6
А2В. 35-55 0.6 5.9 27.0 1.2
Смытая пахотная
А,. 0-28 2.5 5.4 25.5 3.5
А2В. 28-58 0.4 6.4 25.8 0.6
По почвенно-географическому районированию территория землепользования относится к подзоне дерново-подзолистых почв южной тайги, но специфика Ополья привела к формированию других почв, чаще классифицируемых как серые лесные.
Рельеф территории сформировался в московскую ледниковую эпоху среднего плейстоцена. Основной почвообразующей породой выступают покровные суглинки.
Факторы, ограничивающие сельскохозяйственное использование земель на исследуемой территории -эрозия и переувлажнение. Поэтому наличие и долевое участие в структуре почвенного покрова эродированных и оглеенных почв является основанием для типизации почвенных комбинаций и выделения агроэкологических групп земель [7, 9].
В процессе картографирования использовали традиционную почвенную карту, составленную в рамках проекта АЛСЗ для учхоза «Дружба». Критерии выделения и типизация земель с учетом почвенного покрова разработаны ранее, с учетом местных условий [9]. Выделены следующие группы земель: автоморфные, слабоэрозионные, среднеэрозионные, сильноэрозионные, полугидроморфно-эрозионные, полугидроморфно-зональные, слабопереувлажненные, среднепереувлаж-ненные, сильнопереувлажненные и пойменные [3].
Таким образом, цифровой подход картографирования применялся непосредственно к агроэкологическим группам земель по основным лимитирующим факторам. Были построены карта агроэкологических групп земель по 10 категориям и карта неопределенности прогноза агроэкологической группы в каждой точке матрицы.
Для получения свежих почвенных данных провели уточняющие полевые почвенные изыскания. На территории был выбран ключевой участок, охватывающий максимальное разнообразие элементов рельефа для формирования эталонов распространения агроэкологических групп (обучающая выборка), на основе которых в дальнейшем проводили дискриминантный анализ.
