Влияние агрохимиката на основе осадка городских сточных вод на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность райграса однолетнего

8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Колос, 1979. 416 с.

INNOVATIVE SOLUTIONS TO USE PIG EFFLUENT AS ORGANIC FERTILIZER

S.I. TYUTYUNOV, V.D. SOLOVICHENKO

Belgorod Federal Agrarian Research Center, ul. Oktyabrskaya 58, Belgorod, 308001, Russian Federation.

Abstract. In Belgorod region, there are many livestock enterprises, complexes, where million tons of livestock waste, including pig effluent, is accumulated. This article highlights the innovative solution to the problem. Pig effluent is a valuable organic fertilizer containing 0.25-0.35% nitrogen, 0.12-0.14% phosphorus, 0.14-0.24% potassium. The paper presents the results on soil and agrochemical survey where the soil is treated with pig effluent, specifies the conditions to preserve soil fertility, boost crop yield and to protect the environment. In terms of efficient agriculture, apply of pig effluent could contribute to better soil fertility. In enterprises under research, the fertilizer is used within the soil annually in the amount of 100-150 m3/ha. Black-earth soil treated with pig effluent has a weakly alkaline reaction of the soil medium with pH 6.4-7.9, low hydrolytic acidity of the soil - 0.73-1.29 mg-eq/100g. Humus content rises to 6.05-6.54% compared to nearby arable land. Black-earth soil transforms from low- to medium-humic soil. Total absorbed bases are relatively high and vary between 30.1 and 34.8 and more mg-eq/100g. The most valuable characteristic of pig effluent is high calcium content (20.6-27.1 mg-eq/100g), which is a major factor of valuable lumpy-grained soil structuring. It also reduces soil acidity. Crop yield, including corn as grain is 13.4-16.4 t/ha, corn as silage - up to 124 t/ha. It is developed elements of agrotechnological regulation to apply pig effluent as organic fertilizer.

Keywords: pig effluent, organic fertilizer, soil fertility, chemical composition, crop yield, crop rotation, monitoring.

Author details: S.I. Tyutyunov, Doctor of Sciences (agriculture), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, chief executive; V.D. Solovichenko, Doctor of Sciences (agriculture), senior research fellow, (e-mail: zemledel2006@yandex.ru).

For citation: Tyutyunov S.I., Solovichenko V.D. Innovative solutions to use pig effluent as organic fertilizer // Vladimir agricolist. 2020. №2. P. 4-10. D0I:10.24411/2225-2584-2020-10111.

D0I:10.24411/2225-2584-2020-10112 УДК 631.95:628.381.1

ВЛИЯНИЕ АГРОХИМИКАТА НА ОСНОВЕ ОСАДКА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ РАЙГРАСА

ОДНОЛЕТНЕГО

В.А. КАСАТИКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Н.П. ШАБАРДИНА, старший научный сотрудник

Всероссийский научно-исследовательский

институт органических удобрений и торфа - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»

ул. Прянишникова, д. 2, п. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл., 601390, Российская Федерация

Резюме. Целью данных исследований являлось изучение действия агрохимиката на основе осадка сточных вод на урожайность и макроэлементный состав райграса однолетнего и агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы. Исследования проводились на базе Всероссийского НИИ органических удобрений и торфа в полевом опыте на дерново - подзолистой супесчаной почве. Площадь делянки опыта 10 м2. Агрохимикат - органическое удобрение «БИОКОМПОСТ В», получен при термофильно-мезофильном компостировании субстрата на основе смеси осадка сточных вод, активного ила ОСК МУП «Владимирводоканал» г. Владимир и органо-содержащего наполнителя (опилки, стружка). Испытывалась доза биокомпоста - 30 и 60 т/га. Степень влияния органического удобрения на аммиачный и нитратный режим почвы зависела от его дозы и была пропорциональна ее величине. Произошло увеличение суммы поглощенных оснований и емкости катионного обмена, наиболее выраженное при внесении агрохимиката в доза 60 т/га. Их значения выросли соответственно с 8,93 до 9,60 мг-экв/100 г почвы. По действию органического удобрения «БИОКОМПОСТ В» с высоким содержанием P2O5 наблюдался повышенный рост значений этого элемента в слое 0-20 см. В наименьшей степени положительное влияние агрохимиката выражено в изменении калийного режима почвы. Действие ОСВ и

№ 2 (92) 2020

агрохимиката «БИОКОМПОСТ В» повышает урожайность райграса однолетнего соответственно на 28 и 39-80% при максимальных значениях в варианте с дозой агрохимиката 60 т/га. Характер изменения агрохимических свойств дерново - подзолистой супесчаной почвы и макроэлементного состава райграса однолетнего определяется дозой агрохимиката.

Ключевые слова: агрохимикат, осадок сточных вод, урожайность, райграс однолетний.

Для цитирования: Касатиков В.А., Шабардина Н.П. Влияние агрохимиката на основе осадка городских сточных вод на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность райграса однолетнего // Владимирский земледелец. 2020. №2. С. 10-13. 001:10.24411/2225-2584-202010112.

Осадки сточных вод (ОСВ) и бытовые органические отходы являются одним из основных отходов производственной деятельности человека. Использование осадка городских сточных вод на удобрение в составе компоста - один из приемов его утилизации [1, 2].

Разработка научно обоснованных экологически безопасных приемов использования ОСВ в хозяйственном обороте, внедрение и совершенствование технологии по их переработке способствуют сокращению объемов накопленных и вновь образованных отходов. В отечественном земледелии используется не более 7-10% ОСВ в качестве удобрений [3], что связано с недостаточным внедрением современных технологий получения ОСВ, а также агрохимикатов на их основе. В странах ЕС использование ОСВ в сельскохозяйственном производстве составляет около 40 % [4].

Внесение ОСВ и компостов на их основе проявляется

5м

в положительном влиянии на агрохимические свойства почв, их микроэлементный состав, увеличении запасов органического вещества, возрастании биологической активности почвы. Особенно отчетливо почвоулучшающие свойства данных органических удобрений проявляются на песчаных, супесчаных и малоплодородных деградированных почвах [5, 6].

Целью настоящего исследования являлось изучение действия агрохимиката на основе осадка сточных вод с очистных сооружений г. Владимира на урожайность и макроэлементный состав райграса однолетнего, агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы.

Условия, материалы и методы. Исследования проводились в 2019 г. в полевом опыте на дерново -подзолистой супесчаной почве. Агрохимикат -органическое удобрение «БИОКОМПОСТ В», получен при термофильно-мезофильном компостировании субстрата на основе смеси осадка сточных вод, активного ила ОСК МУП «Владимирводоканал» г. Владимир, органо-содержащего наполнителя (опилки, стружка) и вносился в почву весной под перепашку зяби. Варианты опыта с указанием доз приведены в таблицах 1-4.

Почва опытных участков дерново-подзолистая супесчаная, развитая на флювиогляционной супеси, подстилаемой моренным суглинком. Площадь делянки полевого опыта 10 м2. Статистическая обработка полученных данных была проведена с использованием дисперсионного анализа и программы Statistika 6.0.

В почвенных образцах проводилось определение агрохимических параметров согласно следующим методам исследований: рН солевой вытяжки; подвижные формы фосфора и калия определяли в вытяжке Кирсанова, фосфор - колориметрически по методу Дениже, калий - методом пламенной фотометрии; содержание органического углерода -колориметрически по методу Тюрина в модификации Никитина (Практикум по агрохимии, 2001) [7]. Содержание в биомассе райграса однолетнего N Р205, К20, определяли по ГОСТ: 27548-87, 2622684, 13496.4-84, 26657-85.

Результаты и обсуждение. В течение вегетации райграса однолетнего содержание минерального азота в пахотном слое почвы (0-20 см) характеризовалось наличием обеих форм минерального азота (табл. 1). Выявлена положительная динамика увеличения содержания N-NH4. Так, если в фазу всходов его уровень не превышал 0,96 мг/кг с максимумом на варианте с дозой удобрения 60 т/ га, то в фазу колошения содержание N-NH4 на данном варианте достигло

4,67 мг/кг почвы за счет разложения органического удобрения и протекания обменных процессов в системе удобрение - почва. В отличие от динамики N-NH4 для N-NO3 характерно наличие максимума накопления в варианте с максимальной дозой органического удобрения в фазу кущения (в июньский период высоких положительных температур). При этом уровень N-NO3 в слое почвы 0-20 см составлял 8,7 % от нормативного. В фазу колошения происходит снижение содержания N-NO3 по вариантам опыта, обусловленное интенсивным использованием его биомассой райграса и повышением почвенной влажности до 18-20 %. При этом степень влияния органического удобрения на аммиачный и нитратный режим почвы зависела от его дозы и была пропорциональна ее величине. Наиболее наглядно данная зависимость проявляется в суммарных показателях азотного режима почвы.

Анализ изменения агрохимических свойств пахотного слоя почвы по действию различных доз агрохимиката и исходного ОСВ выявил снижение обменной кислотности почвы, пропорционально дозам удобрения (табл. 2). При этом выявлена обратная зависимость Нгидр. от рНсол. По действию агрохимиката и ОСВ выявлено увеличение суммы поглощенных оснований, наиболее выраженное при внесении агрохимиката в доза 60 т/га и, как следствие, наблюдается увеличение емкости катионного обмена (ЕКО). Их значения выросли соответственно с 7,18 на контроле до 8,76 и с 8,93 до 9,60 мг-экв/100 г почвы. Данная зависимость обусловлена кислотно-основными свойствами агрохимиката, а также фактором разложения под влиянием почвенного биоценоза органической массы удобрения и, как следствие, разрушением органоминеральных

1. Действие агрохимиката «БИОКОМПОСТ В» на динамику содержания подвижного азота в дерново-подзолистой супесчаной почве, мг/кг с. в., слой 0-20 см.

Вариант Содержание, мг/кг. а.с. в. В среднем

N-N4 4 N-N0,

всходы кущение колошение всходы кущение колошение N-N4 + 4 N-N0,, мг/кг

1.Контроль, б/у 0,39 1,31 3,71 2,01 7,61 2,10 5,70

2.Осадок сточных вод, 20 т/га 0,59 3,07 3,94 2,19 8,61 3,12 7,17

3. Органическое удобрение «БиоКОМПОСТ В», 30 т/га 0,77 1,98 3,73 2,43 9,60 2,67 7,06

4. Органическое удобрение «БиоКОМПОСТ В», 60 т/га 0,96 2,10 4,67 3,04 11,37 2,68 8,26

Владишрскш ЗемлеШеЩ)

№ 2 (92) 2020

2. Действие агрохимиката «БИОКОМПОСТ В» на агрохимическую характеристику дерново-подзолистой супесчаной почвы, слой 0-20 см

Вариант опыта PHKCL Нг S (Ca+Mg) ЕКО рА подв. Кб0 обм. Гумус, %

мг-экв/100 г мг/кг

1.Контроль, б/у 5,4 1,78 7,18 8,93 44 39 1,18

2.Осадок сточных вод, 20 т/га 5,9 1,13 8,06 9,09 78 48 1,26

3.Органиче-ское удобрение «БИОКОМПОСТ В», 30 т/га 6,2 0,97 8,49 9,42 94 61 1,38

4.Органиче-ское удобрение «БИОКОМПОСТ В», 60 т/га 6,4 0,84 8,76 9,60 128 67 1,54

3. Действие агрохимиката «БИОКОМПОСТ В» на урожай райграса однолетнего

комплексов в их составе, с высвобождением катионов Са2+и Mg2+. Как известно, по содержанию фосфора ОСВ существенно превосходят традиционные виды органических удобрений. По этой причине в условиях использования ОСВ при производстве агрохимиката и его применении происходят выраженные изменения фосфатного режима почвы. По действию органического удобрения «БИОКОМПОСТ В» с высоким содержанием P2O5 наблюдался повышенный рост значений этого элемента в слое 0-20 см (табл. 2). В наименьшей степени положительное влияние агрохимиката выражено в изменении калийного режима почвы.

Оптимизация гумусового состояния, физических, агрохимических и биологических свойств пахотного слоя почвы по действию органического удобрения «БИОКОМПОСТ В» в дозе 30-60 т/га способствовала повышению урожайности райграса однолетнего. При этом прибавки урожайности райграса превышали уровень контроля и действие исходного осадка сточных вод, находясь в пропорциональной зависимости от их доз (табл. 3).

Агрономическая эффективность органического удобрения «БИОКОМПОСТ В» проявляется в повышении урожайности райграса на 39-80 % пропорционально дозам удобрения. Данная зависимость обусловлена исходным агрохимическим составом органического удобрения, а также его влиянием на азотный режим и агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы (табл. 1, 2).

Содержание макроэлементов в биомассе райграса однолетнего не находится в пропорциональной зависимости от доз органического удобрения (табл. 4). Данная зависимость объясняется эффектом ростового разбавления за счет существенного повышения урожайности райграса с учетом доз применения агрохимиката.

Выводы. В результате исследований была выявлена эффективность действия осадка городских сточных вод и агрохимиката на его основе на азотный режим и агрохимические свойства почвы.

Действие ОСВ и агрохимиката «БИОКОМПОСТ В» повышает урожайность райграса однолетнего соответственно на 28 и 39-80% при максимальных значениях в варианте с дозой агрохимиката 60 т/га.

Выявлено наличие эффекта «ростового разбавления» по действию агрохимиката на макроэлементный состав райграса однолетнего.

Литература.

1. Анциферова ЕЮ. Эколого-агрохимическая оценка осадков сточных вод, используемых в качестве удобрения: автореф.... к. б. н. М.:МГУ, 2003. 23 с.

2. Анализ опыта почвенного пути утилизации осадков сточных вод / Сюняев Н.К., Тютюнькова М.В., Слипец А.А. и др. М.: ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2008.108 с.

3. Курганова Е.В., Копейкина Л.И., Гюнтер Л.И., Беляева С.Д. Комплексная оценка осадков сточных вод //Агрохимический вестник. 1999. № 3. С. 38-40.

Вариант опыта Урожай сена, ц/га Прибавка к контролю

ц/га %

1.Контроль, б/у 13,1 - -

2.Осадок сточных вод, 20 т/га 16,8 3,7 28

3.Органическое удобрение «БИОКОМПОСТ В», 30 т/га 18,3 8,2 39

4.Органическое удобрение «БИОКОМПОСТ В», 60 т/га 23,6 10,5 80

НСР05 1,14 - -

4. Влияние агрохимиката «БИОКОМПОСТ В» на

Вариант опыта Содержание в %

N P2O5 К,0

1.Контроль, б/у 1,35 0,58 1,05

2.Осадок сточных вод, 20 т/га 1,44 0,61 1,08

3. Органическое удобрение «БИОКОМПОСТ В», 30 т/га 1,37 0,59 0,96

4. Органическое удобрение «БИОКОМПОСТ В», 60 т/га 1,35 0,57 0,92

№ 2 (92) 2020

Владимгрскш ЗешеШецТз

4. Laturnus, F. Organic contaminants from sewage sludge applied to agricultural soils / F. Laturnus, K. von Arnold, C. Gr0n. // Environ. Sci. Pollut. Res. -2007. - №14. - P. 53-60.

5. Касатиков В.А., Черников В.А., Раскатов В.А. и др. Агроэкологические и технологические аспекты использования осадков городских сточных вод в качестве удобрения // Экологические и технологические вопросы производства и использования органических и органоминеральных удобрений на основе осадков городских сточных вод и твердых бытовых отходов: материалы межд. симпозиума. Владимир, 2004. С. 29-39.

6. Касатиков В.А., Раскатов В.А., Шабардина Н.П. Влияние микробиологических деструкторовлигнинсодержащих отходов на агроэкологические свойства компоста на основе осадка сточных вод и опилок. Доклады МСХА, 2010. Вып. 283. С. 806-811.

7. Практикум по агрохимии: учеб. пособие - 2-е изд. /под ред. академика В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.

IMPACT OF AGROCHEMICALS BASED ON URBAN WASTEWATER SEDIMENT ON AGROCHEMICAL PROPERTIES OF SODDY PODZOLIC SOIL AND YIELD OF ANNUAL RYEGRASS

V.A. KASATIKOV, N.P. SHABARDINA

Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat - branch of the Federal State Budget Scientific Institution «Upper Volga Federal Agrarian Scientific Center», ul. Pryanishnikova 2, poselok Vyatkino, Sudogodskiy rayon, Vladimir oblast, 601390, Russian Federation.

Abstract. The main purpose of the article is to study the impact of agrochemicals based on urban wastewater sediment on yield and macronutrient composition of annual ryegrass as well as agrochemical properties of soddy podzolic loamy sand soil. The research is conducted within a field experiment on soddy podzolic loamy sand soil on the basis of the Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat. Plot is 10 m2. The agrochemical is an organic fertilizer "BIOKOMPOST V" made by thermophilic-mesophilic composting of the substrate based on urban wastewater sediment, activated sludge of STW MUE "Vladimirvodokanal" of Vladimir and organocontaining filler (sawdust, wood shavings). Doses 30 and 60 t/ha of biocompost are tested. Impact of organic fertilizer on ammonia and nitrate regime of the soil depends on its dosage and is proportional to it. It is observed an increase of absorbed bases sum and volume of cationic exchange, the most significant in a dose of 60 t/ha. These figures rise from 8.93 to 9.60 mg eq/100 g soil. The organic fertilizer "BIOKOMPOST V" with a high content of P2O5 causes greater content of the element in the layer 0-20 cm. The least positive impact of the agrochemical is a change of the potassium regime of the soil. Organic wastewater and the agrochemical "BIOCOMPOST V" contribute to greater yield of annual ryegrass by 28 and 39-80% respectively, with the maximum dose of the agrochemical 60 t/ha. Nature of the change in agrochemical properties of soddy podzolic middle loamy soil and macronutrient composition of annual ryegrass depends on a dose of the agrochemical.

Keywords: agrochemical, urban wastewater sediment, yield, annual ryegrass.

Author details: V.A. Kasatikov, Doctor of Sciences (agriculture), professor (e-mail: kasv47@yandex.ru); N.P. Shabardina, senior research fellow.

For citation: Kasatikov V.A. Shabardina N.P. Impact of agrochemicals based on urban wastewater sediment on agrochemical properties of soddy podzolic soil and yield of annual ryegrass // Vladimir agricolist. 2020. №2. P. 10-13. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10112.

DOI:10.24411/2225-2584-2020-10113 УДК 631.582:631.452

СЕВООБОРОТ - ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОКУЛЬТУР В ВЕРХНЕВОЛЖЬЕ

И.Г. МЕЛЬЦАЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Г.В. ВИХОРЕВА, старший научный сотрудник

Ивановский научно- исследовательский институт сельского хозяйства - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»

ул. Центральная, д. 2, с. Богородское, Ивановский р-н, Ивановская обл., 153045, Российская Федерация

Резюме. В 2016-2018гг. на типичных для Верхневолжья дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах проводились исследования в шестипольном севообороте при насыщении на 50% бобовыми культурами в целях улучшения плодородия почвы и повышения урожайности агрокультур. К концу ротации севооборота при внесении NРК-90 кг/га, по сравнению с контрольным вариантом (без NРК), содержание гумуса повысилось на 0,14%. На контрольном варианте отмечено снижение содержания гумуса на 0,03% или на 1,1 т/га, что определило его отрицательный баланс. На вариантах с удобрениями уменьшилась кислотность почвенного раствора на 0,25 ед, увеличилось содержание нитратного азота на 59%, подвижного фосфора - на 72,8% и обменного калия - на 70,4%. Плотность сложения почвы в слое 0-20 см в занятом пару, под яровой пшеницей и овсом сформировалась в пределах 1,22-1,24 г/см3. На остальных вариантах, где не проводилась обработка в течение 2-х лет, плотность была на уровне 1,351,39 г/см3. Минерализация льняной ткани (соответственно на контроле и по фону минеральных удобрений) интенсивнее всего проходила под клевером 1г.п. (35,6 и 42,7%) и 2 г.п. (31,0 и 37,3%). В занятом пару она составила 26,5-34,4%. Снижение биологической активности микрофлоры отмечено под

Владимгрскт Зешедкеф

зерновыми культурами севооборота. Урожайность культур в большей степени определялась уровнем минерального питания. На удобренных участках (по сравнению с контролем) продуктивность викоовсяной смеси была выше на 36,2%, яровой пшеницы - на 24,4%, клевера 1г.п. - на 36,2%, 2г.п. -на 45,7%, озимой пшеницы - на 25,7% и овса - на 30%. При использовании под культуры 6-польного севооборота NРК-90 кг/га рентабельность производства в 2,45 раза выше в сравнении с контролем.

Ключевые слова: севооборот, плодородие, свойства почвы, засоренность посевов, продуктивность, минеральные удобрения.

Для цитирования: Мельцаев И.Г, Вихорева Г.В. Севооборот -фактор повышения плодородия почвы и продуктивности агрокультур в Верхневолжье//Владимирский земледелец. 2020. №2. С. 13-18. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10113.

Для того чтобы севооборот выполнял свое предназначение необходимо иметь соответствующий набор культур, исходя из почвенно-климатических особенностей зоны, их оптимальное соотношение в структуре посевов. Рациональная структура посевов позволяет более полноценно использовать пашню и, тем самым, произвести большее количество растениеводческой продукции, обеспечивая охрану окружающей среды. Полевые культуры, в зависимости от объема оставляемых пожнивно-корневых остатков, по-разному воздействуют на процессы накопления и минерализации почвенного гумуса [1].

Проблема сохранения и повышения почвенного плодородия тесно связана с применением всех

№ 2 (92) 2020