Влияние ОГСВ на химический состав лизиметрических вод светло-серой почвы

Влияние ОГСВ на химический состав лизиметрических вод светло-серой почвы

Д.П. Кирьянов, к.с.-х.н., ФГБОУ ВПО Чувашская ГСХА

Отечественный и зарубежный опыт использования осадка сооружений биологической очистки сточных вод свидетельствует о перспективности способа его утилизации в качестве удобрения при отсутствии токсичных примесей, в частности соединений тяжёлых металлов. В Германии, например, из 50 млн т ежегодно образующихся отходов в качестве удобрения используется примерно 30%, депонируется до 60% и сжигается не более 10% [5], в Нидерландах при ежегодном количестве 5,5 млн т ила до 70% используется в качестве удобрения. Определённый опыт такой утилизации имеется в Швейцарии, Индии и других странах [6].

По данным атласа земель сельскохозяйственного назначения Чувашской Республики, серые лесные почвы занимают 60% территории.

Для повышения плодородия серых лесных почв следует проводить комплекс специальных мероприятий: вносить органические и минеральные удобрения, шире внедрять научно обоснованные севообороты и системы земледелия с использованием многолетних бобовых и злаковых трав и созданием защитных лесных насаждений [1].

Одним из источников пополнения почв необходимыми микроэлементами могут быть осадки городских сточных вод.

Содержание основных элементов питания в ОГСВ колеблется в пределах: по азоту — 0,8—6,0%, фосфору — 0,6—5,6%, калию — 0,1—0,5%, Примерно такие же данные приводят учёные США и Канады: по азоту — 1,1—7,6%, фосфору — 1,3—8,0%, калию - 0,1-0,3% [7].

Материалы и методы исследования. Впервые в условиях Волго-Вятского региона, в частности на

светло-серой лесной почве, был изучен химический состав лизиметрических вод, полученных с глубины 50 см при возделывании кормовой свёклы с внесением в качестве органического удобрения осадков городских сточных вод (ОГСВ) г. Новоче-боксарска Чувашской Республики. Для получения почвенного раствора была использована лизиметрическая установка профессора Л.Н. Михайлова (патент на изобретение №2304770, зарегистрированный в Государственном реестре изобретений РФ 20.08.2007 г.). Лизиметры были установлены весной на опытном поле УНПЦ «Студгородок» ФГБОУ ВПО ЧГСХА перед внесением удобрений и посевом кормовой свёклы в 2009 г. на контрольном варианте без внесения удобрений и на варианте с внесением 60 т/га ОГСВ. Почвенные растворы были откачаны осенью этого же года после уборки кормовой свёклы, а также в последействии при возделывании вико-овсяной смеси и ярового ячменя. Опыт закладывали в четырёхкратной по-вторности. Площадь каждой делянки составляла 25 м2, площадь учётной делянки — 20 м2, способ расположения делянок — систематический.

Однофакторный опыт закладывали в звене пятипольного полевого севооборота: озимая рожь, кормовая свёкла, вико-овсяная смесь, ячмень, однолетние травы. Изучаемые удобрения (ОГСВ) вносили под весновспашку с последующей культивацией. В первый год внесения удобрений (2009) возделывали кормовую свёклу сорта Эккендорф-ская желтая. На второй год (2010) — вико-овсяную смесь (1:3). В опыте был использован сорт вики Льговская 22, сорт овса — Улов, сорт ячменя, использованный на третий год (2011), — Эльф. Все сорта являются районированными и рекомендованы к использованию в Волго-Вятском регионе. Исследования проводили в лаборатории почвоведения и агрохимии центра коллективного пользования научным оборудованием (ЦКП) ФГБОУ ЧГСХА и в ФГУП «Агрохимцентр «Чувашский».

Результаты исследования. Результаты проведённых ранее исследований по изучению влияния ОГСВ на агрохимические свойства серой лесной почвы свидетельствуют о том, что основные показатели плодородия (обменная кислотность, гумус, содержание подвижного фосфора и обменного калия) в результате применения органических удобрений существенно улучшились [2].

Результаты исследований химического состава почвенных растворов, полученных при воз-

делывании кормовой свёклы, приведены в таблице 1.

Из данных таблицы, следует, что при внесении ОГСВ в пахотный слой светло-серой лесной почвы происходит увеличение количества сухого осадка, при этом реакция среды смещается в щелочную сторону, выявляется большое содержание катионов и анионов.

Сухой остаток почвенного раствора в варианте с внесением 60 т/га ОГСВ под кормовую свёклу составил 1,30%, что на 0,60% больше варианта без внесения ОГСВ — 0,70%. Показатель кислотности в варианте с внесением ОГСВ в дозе 60 т/га составил 6,3, в контрольном варианте — 5,6, что свидетельствует о смещении кислотности в нейтральную сторону.

Изменения показателей почвы при внесении осадков городских сточных вод в дозе 60 т/га в комплексе способствовали повышению средней урожайности кормовой свёклы с 42,1 до 87,6 т/га (прибавка составила 45,5 т/га — 108,1% по сравнению с контролем) [3].

Осадки городских сточных вод по своему действию на качественные показатели кормовой свёклы (содержание сырого жира, кальция, фосфора) не уступают традиционному навозу КРС [4].

Результаты исследований химического состава почвенных растворов, полученных при возделывании вико-овсяной смеси и ярового ячменя, приведены в таблицах 2, 3.

Сухой остаток почвенного раствора в варианте последействия 60 т/га ОГСВ при возделывании вико-овсяной смеси составил 0,33%, что на 0,15% больше, чем в контрольном варианте, — 0,18%. Показатель кислотности в варианте последействия 60 т/га ОГСВ на второй год составил 6,3, а в контрольном — 5,3, что свидетельствует о смещении кислотности в нейтральную сторону.

Изменения показателей почвы при последействии осадков городских сточных вод в дозе 60 т/га в комплексе способствовали повышению средней урожайности вико-овсяной смеси с 14,3 до 17,1 т/га (прибавка составила 2,8 т/га — 19,6% по сравнению с контролем) [3].

Сухой остаток почвенного раствора в варианте последействия 60 т/га ОГСВ при возделывании ярового ячменя составил 0,43%, что на 0,23% больше, чем в варианте без внесения ОГСВ, — 0,20%. Показатель кислотности в варианте последействия 60 т/га ОГСВ на третий год составил 6,3, а в кон-

1. Влияние ОГСВ на химический состав лизиметрических вод при возделывании кормовой свёклы, 2009 г.

Вариант Анион Катион Сумма катионов и анионов

нсо3 С1- В04 Са2+ МЙ2+ N8+ К+

м.-экв. на 100 г почвы

Контрольный (без ОГСВ) С внесением 60 т/га ОГСВ 0,2280 0,3319 0,0256 0,1278 0,0584 0,1851 0,0822 0,1836 0,0182 0,0730 0,2116 0,3882 0,6240 1,2896

2. Влияние ОГСВ на химический состав лизиметрических вод при возделывании вико-овсяной смеси, 2010 г.

Вариант Анион Катион Сумма катионов и анионов

HCO3 Cl- SO4 Ca2+ Mg2+ Na+ K+

м.-экв. на 100 г почвы

Контрольный (без внесения ОГСВ) Внесение 60 т/га ОГСВ 0,0180 0,0248 0,0152 0,0687 0,0556 0,0698 0,0321 0,0391 0,0101 0,0145 0,0466 0,1097 0,1776 0,3266

3. Влияние ОГСВ на химический состав лизиметрических вод при возделывании ярового ячменя, 2011 г.

Вариант Анион Катион Сумма катионов и анионов

HCO3 Cl- SO- Ca2+ Mg2+ Na+ K+

м.-экв. на 100 г почвы

Контрольный (без ОГСВ) Внесение 60 т/га ОГСВ 0,0500 0,1078 0,0142 0,0377 0,0296 0,0668 0,0221 0,0481 0,0061 0,0085 0,0656 0,1557 0,1876 0,4246

трольном варианте — 5,6, что свидетельствует о смещении кислотности в нейтральную сторону.

Все изменения показателей почвы при последействии осадков городских сточных вод в дозе 60 т/га в комплексе способствовали повышению средней урожайности ярового ячменя с 1,7 до 2,1 т/га (прибавка составила 0,4 т/га — 25,0% по сравнению с контролем) [3].

Из данных, приведённых в таблицах 2, 3, следует, что выявленные закономерности изменения химического состава под влиянием ОГСВ проявляются и в последующем при возделывании вико-овсяной смеси и ярового ячменя. При этом следует отметить, что в почвенном растворе в первый год внесения ОГСВ обнаруживается в большом количестве величина сухого остатка, а на 2-й и 3-й годы количество катионов и анионов уменьшается.

Выводы. Результаты, полученные при проведении исследований, позволяют сделать следующие выводы: при применении ОГСВ в качестве удобрения из расчёта 60 т/га значительно возрастает общее количество катионов и анионов в светлосерой лесной почве: при выращивании в 1-й год кормовой свёклы — на 0,5093 г/л, во 2-й год, при

возделывании вико-овсяной смеси, — на 0,1844 г/л, в 3-й год, при возделывании ярового ячменя, — на

0.1469.г/л по сравнению с контрольным вариантом (без внесения удобрений), что в комплексе сказывается на увеличении урожайности этих культур.

Литература

1. Дринёв С.Э., Ильина Т.А., Васильев О.А. и др. Атлас земель сельскохозяйственного назначения Чувашской Республики: атлас-монография. Чебоксары, 2007. С. 53—60.

2. Кирьянов Д.П., Михайлов Л.Н. Действие и последействие осадков сточных вод и навоза на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы // Агрохимический вестник. 2011. № 6. С. 22-23.

3. Кирьянов Д.П., Михайлов Л.Н. Действие и последействие осадков сточных вод г. Новочебоксарска, навоза КРС и их сочетаний на биологическую активность светло-серой лесной почвы, урожайность кормовой свёклы и вико-овсяной смеси // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2012. № 1. С. 17-22.

4. Кирьянов Д.П., Михайлов Л.Н. Биоэнергетическая и экономическая эффективность применения осадков городских сточных вод при возделывании кормовой свёклы и их качественный состав // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2012. № 4. С. 105-108.

5. Reimann Dieter O. Тенденции в области обработки осадка / O. Reimann Dieter // Umwelt. 1990. 20. № 5. С. 214, 217-218, 221.

6. Krause R. Технология утилизации канализационных осадков в сельском хозяйстве / R. Krause // Korrespond. Abwasser. 1986. 33. № 8. С. 696-672.

7. Schfafer K. Die nachwirkund von schwermetallhatiger Abwasserklarchlamm in einem Feldversuchen Landwirtschaft / K. Schfafer, H. Kiek. Forsh, 1970. Bd. 23. H. 2, S. 152-161.