Эффективность применения различных доз осадков сточных вод под многолетние травы используемых при озеленении городских территорий

Technology of Complex Application of Fertilizers, Chemical And Biological Ameliorants, Plant Protection Means in a Crop Rotation

E. N. Djachenko, A. A. Razina, A. T. Shevelev, O. G. Dyatlova

Irkutsk Agricultural Research Institute, ul. Dachnaja, 14, s. Pivovariha, Irkutskij r-n, Irkutskaja obl., 664511, Russian Federation

Abstract. The article describes a technology of complex application of fertilizers, chemical and biological ameliorants, plant protection means in a crop rotation under conditions of Irkutsk region. The work was done in the test field of FGBNU Irkutsk Research Agricultural Institute in 2001-2016. Over four rotations of the crop rotation, as a result of lime application in the dose of 0.5 Ha (5.7 t/ha), the gray forest soil, which was highly acid before liming, became slightly acid and close to neutral (pH(KCl) was 5.1 -5.8; Ha was 2.8-5.3 mg-eq per 100 g of soil; S was 26.2-32.5; V was 83.2-92.1%). The effect of mineral fertilizers on the change of agrochemical properties of gray forest soil, both against natural, and limed backgrounds, was unreliable. Systematic application of clover biomass promotes to the enrichment of the soil with organic matter which leads to a true rise in the content of humus and total nitrogen, both against the natural background, and in case of liming. The positive results testifying of the maintenance of soil fertility were also obtained with combined application of green manure and mineral fertilizers: the content of humus and total nitrogen in the soil till 2016, in comparison to the initial one, raised by 0.49 and 0.09%, correspondingly. The following agricultural backgrounds are the most efficient in reducing a harmful effect of root rot in spring wheat and in increasing grain yields: aftereffect of a full mineral fertilizer (NPK) + seed treatment (Vial Trust 0.4 l/t), aftereffect of liming + aftereffect of the full mineral fertilizer, aftereffect of liming + aftereffect of the fertilizer + seed treatment. The greatest increase of wheat yields 1.08 t/ ha was obtained with complex application of liming, fertilization and seed treatment in a cultivation technology. Implementation of the technology will enable to get crop rotation productivity depending on a system of fertilizers by 340-660 grain units/ha with a payback of 1 kg a.s. fertilizers by products by 6.8-8.6 kg of grain units and the payback of 1 t of lime - by 240-290 grain units.

Keywords: gray forest soil; crop rotation; mineral fertilizers; sideration; liming; productivity; spring wheat; root rot; seed treatment.

Author Details: E. N. Djachenko, Cand. Sc. (Agr.), head of laboratory(e-mail: agrohim_170@ mail.ru); A. A. Razina, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow; A. T. Shevelev, research fellow; O. G. Dyatlova, research fellow.

Forcitation: Djachenko E. N., Razina A. A., Shevelev A. T., Dyatlova O. G. Technology of Complex Application of Fertilizers, Chemical And Biological Ameliorants, Plant Protection Means in a Crop Rotation. Zem-ledelie. 2018. No. Pp. 28-31 (in Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10306.

DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10307 УДК 631.459

Эффективность применения различных доз осадков сточных вод под многолетние травы используемых при озеленении городских территорий

А. П. БЕРЕЗНЁВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, директор (е-таМ: agrohim_56_1@mail.ru) А. П. ТОМИН1, зам. директора Н. А. СИДЕЛЬНИКОВ2, кандидат сельскохозяйственных наук, директор (е-таМ: agrohim_56_2@mail.ru) Государственный центр агрохимической службы «Оренбургский», ул. КИМа, 1, Оренбург, 460058, Российская Федерация

2Станция агрохимической службы «Бузулукская». ул. Ново-Кузнечная, 37, Бузулук, Оренбургская обл., 461042, Российская Федерация

Вегетационный опыт проводили в условиях Государственного центра агрохимической службы «Оренбургский» с осадком сточных вод (ОСВ) с иловых площадок г. Оренбурга со сроком хранения более 10 лет. ОСВ характеризуется высоким содержанием органического вещества (43,4 %) и макроэлементов (N - 3,4 %, Р - 3,0 %, К - 1,0 %), близкой к нейтральной реакцией среды(рН - 5,6). Почва, используемая в опыте, - чернозем южный среднегу-мусный маломощный тяжелосуглинистый, со следующими агрохимическими свойствами: содержание органического вещества - 4,9 %, общего азота - 0,3 %, фосфора - 0,2 %, калия - 0,4 %; рН - 7,0. Для проведения исследований в сосуды с почвой высевали газонную траву (овсяница красная, райграс многолетний, мятлик луговой). Схема опыта предусматривала следующие варианты: почва (контроль); ОСВ; почва + ОСВ из расчета 3,5 т/га; почва + ОСВ из расчета 5 т/га. Повтор-ность - 6-и кратная. Применение осадка сточных вод в дозах 3,5 и 5,0 т/га сухого вещества повышало урожайность от 2 до 4 ц/га, увеличивало массу ростков на 3,010,6 %. Наибольшая прибавка к контролю отмечена в варианте с внесением осадка в дозе 3,5 т/га. Увеличение дозы ОСВ приводило к ее снижению. Заделка ОСВ вызывала повышение концентрации тяжелых металлов в почве. При этом их накопление происходило не пропорциональное дозам осадка сточных вод, что указывает на некоторую иммобилизацию тяжелых металлов почвой. Накопление тяжелых металлов-экотоксикантов в зеленой массе многолетних трав при использовании ОСВ во всех вариантах опыта не превышало ПДК. Учитывая высокую плотность растений

при формировании газонов, оптимальной дозой ОСВ в качестве удобрения можно считать 3,5 т/га.

Ключевые слова: осадок сточных вод (ОСВ), многолетние травы, фосфор, калий, тяжелые металлы.

Для цитирования: Березнёв А. П., ТоминА. П., СидельниковН. А. Эффективность применения различных доз осадков сточных вод под многолетние травы используемых при озеленении городских территорий // Земледелие. 2018. № 3. С. 31-33. DOI: 10.24411/0044-3913-201810307.

Одна из главных экологических проблем существования и развития городов - утилизация хозяйственно-бытовых сточных вод. С развитием человеческой цивилизации она становится все острее, так как продолжается рост городов в результате концентрации в них населения и промышленности. Следовательно, увеличивается и накопление городских сточных вод. Подобная проблема стоит и перед г. Оренбургом. На городских иловых площадках ООО «Оренбург Водоканал» накоплен большой объем осадков сточных вод (ОСВ) 135000 т, с ежегодным оборотом 65000 т. По своему химическому составу они могли бы служить прекрасным удобрением для большинства культур и мелиорантом почвы.

Цель исследований - определение агроэкологической эффективности различных доз осадка сточных вод в качестве удобрения под многолетние травы.

Исследование проводили вегетационным методом в соответствии с методикой полевого опыта в 2013 г. на базе Государственного центра агрохимической службы «Оренбургский». Растения выращивали в искусственных сосудах, заполненных З специально подготовленной почвой, е в заранеезапланированныхусловиях л среды. Результаты вегетационных д опытов с удобрениями представляют л

большую ценность, так как позволяют и

о

установить не только доступность 2

растениям тех или иных питательных 3

веществ на какой-то конкретной по- 2

чве, но и влияние различных условий °

на их воздействие [1, 2, 3]. 8

1. Химический состав субстратов

00 о

СЧ СО

Ф ^

Ш

4

ш ^

5

ш СО

Почва + Почва +

Показатель ОСВ Почва ОСВ ОСВ

Влажность, % 37,3 6,2 6,2 6,2

рНсол, ед. 5,6 7,0 7,0 7,0

Органическое вещество, % 43,4 4,9 12,4 14,2

Азот (аммиачный), мг/кг 152,0 1,5 1,7 1,9

Азот (нитратный), мг/кг 330,0 5,7 7,5 10,6

Азот (общий), % 3,4 0,3 2,4 2,5

Фосфор (общий), % 3,0 0,2 1,3 1,5

Калий (общий), % 1,0 0,4 0,5 0,6

Обменный кальций, ммоль/100 г 47,5 28,5 29,7 30,2

Обменный магний, ммоль/100 г 119,0 8,0 38,6 40,5

Сера (подвижная форма), мг/кг 30,0 6,4 8,6 9,7

Фтор (подвижная форма), мг/кг 1,0 1,0 1,0 1,1

Бор (подвижная форма), мг/кг 3,5 1,9 2,0 2,2

Молибден (подвижная форма), мг/кг 0,2 0,1 0,1 0,1

Катионно-анионный состав водной вытяжки

Сухой остаток, % 4,3 0,1 0,2 0,2

Хлориды, % / ммоль/100 г 0,015 / 0,42 0,006 / 0,18 0,009/0,21 0,009/0,23

Сульфаты, % / ммоль/100 г 0,49 / 10,3 0,01 / 0,13 0,01/0,16 0,01/0,18

Калий, % / ммоль/100 г 0,017 / 0,44 0,002 / 0,05 0,003/0,07 0,004/0,08

Кальций, % / ммоль/100 г 0,57 / 28,7 0,02 / 1,01 0,03/2,6 0,04/2,6

Магний, % / ммоль/100 г 0,056 / 4,62 0,017 / 1,44 0,018/1,53 0,018/1,60

Натрий, % / ммоль/100 г 0,032 / 1,38 0,003/0,14 0,007/0,1,7 0,007/0,19

Карбонаты, % / ммоль/100 г отсутствуют отсутствуют отсутствуют отсутствуют

Бикарбонаты, % / ммоль/100 г 0,017 / 0,28 0,039/0,64 0,045/0,74 0,048/0,77

Общее содержание солей, % 1,197 0,097 0,127 0,136

Тяжелые металлы

Медь (подвижная форма), мг/кг 13,1 0,2 0,3 0,4

Цинк (подвижная форма), мг/кг 57,4 26,3 36,6 49,0

Свинец (подвижная форма), мг/кг 19,3 0,7 9,8 32,6

Кадмий (подвижная форма),мг/кг 5,8 40,3 58,5 93,8

Никель (подвижная форма), мг/кг 6,8 0,6 1,9 1,7

Хром (подвижная форма), мг/кг 0,8 18,2 28,4 58,6

Ртуть (валовая форма), мг/кг 1,2 0,1 0,1 0,1

Мышьяк (валовая форма), мг/кг 4,0 0,6 0,8 1,2

Схема опыта, предусматривала следующие варианты: почва (контроль); ОСВ; почва + ОСВ из расчета 3,5 т/га; почва + ОСВ из расчета 5 т/ га. Повторность 6-ти кратная.

Остаточные количества пестицидов (ГХЦГ, ДДТ и бенз(а)пирен) в ОСВ, а также радиоактивное загрязнение отсутствовали. При этом отмечена высокая степень сульфатного засоления, в первую очередь магнием. Содержание никеля в осадке сточных вод превосходило ПДК в 11,3 раза, хрома -в 2 раза, мышьяка - в 1,1 раза (табл. 1).

В качестве контроля использовали чернозем южный среднегумусный маломощный тяжелосуглинистый, который характеризовался следующими агрохимическими свойствами: содержание органического вещества - 4,9 %, общего азота и фосфора - соответственно 0,3 % и 0,2 % соответственно, калия - 0,4 %, рН -7,0. Результаты анализа катионно-анионного состава водной вытяжки свидетельствуют о том, что почва незасолена: концентрация хлоридов и сульфатов не превышает порога токсичности (0,05 % по хлоридам и 0,15 % по сульфатам). Общее содержание солей в почве 0,097 %. Суммарное количество макроэлементов в 1 т почвы составляет 0,9 кг Содержание тяжелых металлов не превышает ПДК. Доля подвижных форм металлов находится в пределах 1,2-50 % от валовых

запасов. Меньшее значение (1,2 %) отмечено для меди, большее (50 %) -для кадмия. Остаточных количеств пестицидов в почве не обнаружено.

В ходе опыта 3-и повторности изымали для биометрических измерений растений.

Агрохимические анализы осуществляли согласно действующим ГОСТам и другим нормативным документам.

В 3-х вариантах - контроль (почва), почва + ОСВ (3,5 т/га), почва + ОСВ (5 т/га) ровные, не изреженные всходы отмечали на 6-й день после посева. Всхожесть составляла 8590 %. Масса ростков в вариантах почва + ОСВ была на 3,0-10,6 % выше, чем в контроле (6,6 г). В варианте ОСВ появление всходов наблюдали на 7-8 день после посева. При этом всхожесть семян многолетних трав была ниже на 30-50 %, масса ростков - на 21,2 % .

Фазу кущения отмечали на 20-22 день после посева. В этот период высота растений в контроле и вариантах почва + ОСВ достигла 14 см, ОСВ - 6 см (табл. 2). Фаза трубкования наступала на 75-76 день после посева. Высота растений в этот период в контроле составляла 22 см, почва + ОСВ (3,5 т/га) - 27 см, почва + ОСВ (5 т/га) - 23 см, ОСВ - 11 см. К уборке высота растений достигала соответственно 32, 33, 28 и 14 см.

Самая низкая урожайность зеленой массы отмечена в варианте ОСВ -6,1 ц/га, что на 24,4 ц/га меньше, чем в контроле. Прибавка к контролю в варианте почва + ОСВ (3,5 т/га) составила 4,0 ц/га, почва + ОСВ (5 т/га) -2,9 ц/га (табл. 3).

Содержание органического вещества в почве (контроль) после уборки составляло 4,8 %, общего азота, фосфора и калия - 0,3, 0,2 и 0,6 % соответственно. В варианте ОСВ содержание органического вещества

2. Высота растений многолетних трав по фазам развития

Вариант Всходы, см Кущение, см Трубкование, см Уборка, см

Почва (контроль) 4 14 22 32

ОСВ 2 6 11 14

Почва + ОСВ (3,5 т/га) 5 14 27 33

Почва + ОСВ (5 т/га) 5 14 23 28

Температуру в помещении поддерживали на уровне 22-25 оС, влажность - 70-80 %. Дополнительно к естественному освещению с 9 до 17 часов включали 4 лампы дневного освещения. Полив проводили дистиллированной водой для поддержания влажности на уровне 60-80 % от полной влагоёмкости.

В опыте выращивали смесь многолетних (газонных)трав - овсяница красная, райграс многолетний, мятлик луговой.

после уборки находилось на уровне 39,7 %, что на 3,7 % меньше, чем перед посевом, количество общего азота снизилось на 0,9 %, фосфора -на 0,1 %, калия - на 0,2 %.

Анализ катионно-анионного состава водной вытяжки после уборки показал, что почва не засолена. Общее содержание солей уменьшилось, по сравнению с исходным, на 0,005 %. При этом в ОСВ оно, наоборот, возросло до 1,281 %, что на 1,189 % больше, чем в контроле, и на 0,084 %,

3. Урожайность зеленой массы растений многолетних трав, ц/га

Вариант Повторность Средняя

1 2 3 I 4 5 6

Почва (контроль) 30,3 30,2 30,4 30,6 30,4 30,0 30,3

ОСВ 6,2 6,0 6,2 5,9 6,0 6,3 6,1

Почва + ОСВ (3,5 т/га) 34,6 34,3 34,1 34,5 34,9 34,6 34,5

Почва + ОСВ (5 т/га) 33,7 33,5 33,6 33,2 33,1 33,4 33,4

НСР=2,1 ц/га

4. Динамика содержания тяжелых металлов в надземной массе многолетних трав, мг/кг

Вариант

Показатель контроль

кущениЫ уборка кущение уборка кущений уборка кущение уборка

Медь 13,5 12,8 35,2 35,2 15,3 11,7 16,4 14,8

Цинк 57,3 46,8 81,5 101,5 52,5 76,0 51,2 85,0

Свинец 0,075 0,05 0,09 0,33 0,043 0,1 0,056 0,25

Кадмий 0,068 0,07 1,3 1,8 0,073 0,04 0,055 0,04

Никель 1,2 8,5 3,3 13,3 2,2 9,2 2,4 12,0

Ртуть 0,015 0,02 0,03 0,033 0,02 0,025 0,045 0,049

Мышьяк 0,27 0,29 0,33 0,4 0,35 0,4 0,6 0,65

Хром 8,0 8,8 15,4 17,0 4,2 4,8 5,3 5,9

B. O. Bo.o6yeBa u gp. M.: AHO «M3A-BO MCXA». 2002. 72 c.

Efficiency of Different Doses of Sewage Sludge for Perennial Grasses Used in the Landscaping of Urban Territories

A. P. Bereznev1, A. P. Tomin1, N. A. Sidelnikov2

State Center of Agrochemical Service «Orenburgskii», ul. KIMa, 1, Orenburg, 460058, Russian Federation Station of Agrochemical Service «Buzulukskaya». ul. Novo-Kuznechnaya, 37, Buzuluk, Orenburgskaya obl., 461042, Russian Federation

по сравнению с исходным содержанием.

Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве после уборки осталось без изменений. Из валовых форм больше всего было никеля (51,3 мг/кг), далее в порядке снижения следовали хром (34 мг/кг), цинк (23 мг/кг), медь (21,8 мг/кг) и свинец (17,8 мг/кг). Самую высокую концентрацию тяжелых металлов, как и до закладки опыта, отмечали в варианте ОСВ, среди них на первом месте находился свинец (150-284 мг/кг), далее в порядке убывания следовали медь (82,8-181 мг/кг), цинк (92-122 мг/кг), хром (42-59,5 мг/ кг) и никель (40-57 мг/кг).

Содержание органического вещества после уборки в вариантах почва + ОСВ (3,5 т/га) и почва + ОСВ (5 т/га) составляло 12,3-14,0 %, что на 0,1 % и 0,2 % меньше, чем до посева. Количество общего азота - снизилось на 0,30,7 %, общего фосфора в варианте почва + ОСВ (3,5 т/га) - на 0,2 %, почва + ОСВ (5 т/га) - на 0,6 %. Концентрация общего калия в варианте почва + ОСВ (3,5 т/га) возросла на 0,2 %, почва + ОСВ (5 т/га) - не изменилась.

Анализ катионно-анионного состава водной вытяжки после уборки показал, что почва в вариантах с внесением 3,5 и 5 т/га ОСВ не засолена. Общее содержание солей снизилось, по сравнению с исходным, на 0,003 и 0,028 % соответственно. Концентрация тяжелых металлов после уборки не превышала ПДК.

Массовая доля фосфора в зеленой массе многолетних трав после 1-го укоса (в фазе кущения) в вариантах с ОСВ была выше, чем в контроле, на 0,06 %, калия - ниже на 0,5 %. По содержанию тяжелых металлов на первом месте находился цинк - 51,2 мг/ кг в варианте почва + ОСВ (5 т/га), 57,3 мг/кг в контроле и 81,5 мг/кг в варианте ОСВ; на последнем месте - кадмий - 0,07 мг/кг в контроле, 1,3 мг/кг в варианте ОСВ, 0,07 и 0,06 мг/кг в вариантах почва + ОСВ (3,5 т/га) и почва + ОСВ (5 т/га) соответственно.

Накопление сухого вещества было выше при внесении ОСВ 3,5 т/га и 5 т/ га - 12-15 %. В контроле и в варианте ОСВ величина этого показателя составляла 5,5-7,8 %.

Самое высокое содержание ртути в зеленой массе в фазе уборки отмечали при внесении 5 т/га ОСВ - 0,049 мг/кг против 0,02 мг/кг в контроле (табл. 4).

Наибольший вынос азота отмечен в вариантах почва + ОСВ (3,5 т/га) и почва + ОСВ (5 т/га), фосфора и калия - почва + ОСВ (5 т/га) и контроль (почва).

Таким образом, ОСВ характеризуются высоким содержанием органического вещества (43,4 %) и макроэлементов ^ - 3,4 %, Р - 3,0 %, К - 1,0 %), близкой к нейтральной реакцией среды (рН - 5,6). При этом содержание тяжелых металлов в ОСВ в несколько раз выше ПДК. Кроме того, в водной вытяжке ОСВ отмечена высокая концентрация сульфатов, в первую очередь магния, что при бесконтрольном использовании может вызвать сильное засоление почвы.

Смешивание почвы и ОСВ в дозах 3,5 и 5 т/га привело к тому, что содержание тяжелых металлов также превысило ПДК. Поэтому получаемые грунты не могут быть использованы для выращивания культур, продукцию которых используют в пищу человека или на корм животным.

В то же время следует отметить, что накопление тяжелых металлов-экотоксикантов в зеленой массе многолетних трав при использовании ОСВ не превышало ПДК.

Результаты вегетационного опыта свидетельствуют о целесообразности применения ОСВ при посеве много-летнихтравдля озеленения городских территорий в дозе на уровне 3,5 т/га (прибавка зеленой массы составляет 4,0 ц/га).

Литература.

1. Ряховский А. В., Батурин И. А., Берез-нев А. П. Агрономическая химия. Оренбург: ФГУП «Издательско-полиграфический комплекс «Южный Урал», 2004. 283 с.

2. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

3. Юдин Ф. А. Методика агрохимических исследований. М.: Колос. 272 с.

4. Вегетационный метод исследований: учебно-методическое пособие для студентов факультета почвоведения, агрохимии и экологии / Б. А. Ягодин, Ю. П. Жуков,

Abstract. A vegetation experiment was carried out under conditions of the State Center of Agrochemical Service "Orenburg-sky" with wastewater sludge (WWS) from silt sites of Orenburg with a keeping time of more than 10 years. WWS is characterized by a high content of organic matter (43.4%) and macro-elements (N 3.4%, P 3.0%, K 1.0%), close to neutral reaction of the medium (pH 5.6). The soil used in the experiment is chernozem southern, medium-humic, low-thick, heavy loamy, with the following agrochemical properties: the content of organic matter was 4.9%, total nitrogen - 0.3%, phosphorus -0.2%, potassium - 0.4%; pH was 7.0. For the test, lawn grasses (red fescue grass, perennial ryegrass, meadow grass) were sown in containers with soil. The design of the experiment included the following options: soil (control); WWS; soil + WWS at the rate of 3.5 t/ha; soil + WWS at the rate of 5 t/ha. The replication was 6-fold. The use of sewage sludge in doses of 3.5 and 5.0 t/ha increased the yield from 200 to 400 kg/ha, increased the mass of sprouts by 3.0-10.6%. The greatest increase towards the control was noted in the variant with the dose of 3.5 t/ha. The increase in the doses of WWS led to its decrease. Embedding of WWS caused an increase in the concentration of heavy metals in the soil. At the same time, their accumulation occurred not proportional to the doses of the sewage sludge, which indicates some immobilization of heavy metals by the soil. Accumulation of heavy metals-ecotoxicants in the green mass of perennial grasses with the use of WWS in all variants of the experiment did not exceed the MPC. Considering the high density of plants in the formation of lawns, 3.5 t/ha can be considered as the optimal dose of WWS as a fertilizer.

Keywords: sludge; perennial grasses; phosphorous; potassium; heavy metals.

Author Details: A. P. Bereznev, Cand. Sc. (Agr.), director (e-mail: agrohim_56_1@mail. ^ ru); A. P. Tomin, deputy director; N. A. Side- S lnikov, Cand. Sc. (Agr.), director (e-mail: ^ agrohim_56_2@mail.ru). e

For citation: Bereznev A. P., Tomin A. P., s Sidelnikov N. A. Efficiency of Different Doses of |§ Sewage Sludge for Perennial Grasses Used in ^ the Landscaping of Urban Territories. Zemle- 3 delie. 2018. No. 3. Pp. 31 -33 (in Russ.). DOI: 2 10.24411/0044-3913-2018-10307.

8