Россия
Россия
Россия
Статья посвящена изучению влияния осадка сточных вод, используемого в качестве удобрения, на урожайность, а также на обеспечение минеральным питанием бобово-злаковых и злаковых трав. Мелкоделяночный полевой опыт был заложен в учебно-опытном саду Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Осадок сточных вод вносили в виде компоста в смеси с кислым верховым торфом в соотношении 1:0,25. Компост применялся в двух вариантах: самостоятельно (в дозе 20 т/га, 40 т/га) и совместно с минеральными удобрениями. Для сравнения действия компоста из осадка сточных вод вносили полуперепревший навоз в аналогичных вариантах. За 2 года опыта внесение осадка сточных вод положительно повлияло на урожайность трав, а также повышало содержание биогенных элементов.
осадки сточных вод, органические удобрения, вико-овсяная смесь, райграс пастбищный, NPK в растениях
Актуальность. На повышение качества растениеводческой продукции положительное воздействие оказывает различные агротехнические приёмы и одним из главных является применение минеральных и органических удобрений. Внесенный в почву удобрительный материал не только увеличивает урожайность растений, но и повышает содержание питательных элементов, входящих в состав органических соединений, аотдельные элементы питания оказывают влияние на активность ферментативных систем растения. Так, минеральный азот, поступивший из почвы, входит в состав белков, ферментов, нуклеиновых кислот, хлорофилла, витаминов, алкалоидов. Фосфор (доступная форма для растений
) обеспечивает энергетический обмен (АТФ, АДФ), ускоряя развитие всех процессов, активизирует рост корневой системы, закладки генеративных органов. Калий (К+) участвует в регуляции вязкости цитоплазмы, в повышении гидротации её коллоидов, водоудерживающей способности, является активатором многих ферментных систем, участвует в транспорте углеводов, а также служит основным противоионом для нейтрализации отрицательных зарядов неорганических и органических анионов [1, 2].
В связи с этим, актуальной является цель работы, заключающаяся в оценке влияния компоста из осадка сточных вод на урожайность, а также на обеспечение минеральным питанием бобово-злаковых и злаковых трав на фоне применения навоза и органических удобрений в комплексе с минеральными.
Условия, объекты и методы исследования. Полевой мелкоделяночный опыт был заложен в 2021 году в учебном саду Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Схема опыта состояла из 7 вариантов:1. Контроль; 2. Навоз - 20 т/га; 3. Компост ОСВ - 20 т/га; 4. Навоз - 20 т/га + N30P30K30 ; 5. Компост ОСВ - 20 т/га + N30P30K30; 6. Навоз - 40 т/га; 7. Компост ОСВ - 40 т/га. Повторность опыта 3-х кратная. Размер делянки составлял 5,06 м2. Исследуемые бобово-злаковые, злаковые культуры: вико-овсянная смесь Vicia sativa, Avena sativa L. (2021 год опыта), райграс пастбищный Lolium perenne (2022 год опыта).
В качестве традиционного органического удобрения использовали навоз подстилочный крупного рогатого скота, полуперепревший. Компост из ОСВ приготовлен по следующей технологии: осадки сточных вод смешивали с золой, полученной при сжигании каменного угля в соотношении 1:0,3. Полученная смесь характеризовалась щелочной средой, показатель рН в начале приготовления достигал 13. Для нормализации кислотности смесь компостировали с кислым верховым торфом (рН 3,2) в соотношении торф: ОСВ с золой – 1: 0,25. В результате компостирования кислотность была отмечена на уровне 6,8 рН, содержание тяжелых металлов в компосте не превышало нормативов, установленных ГОСТ Р 54651-2011.
В качестве минеральных удобрений применялись: аммиачная селитра (NH4NO3) – 34 %(N); калимагнезия (K2SO4·MgSO4) – 29 % (K); суперфосфат простой (Ca(H2PO4)2·H2O + CaSO4) – 26 % (P). В 2021 году минеральные удобрения в дозе N30P30K30 были внесены при посеве в соответствии с рекомендациями агрохимических исследований. На следующий год была внесена подкормка в виде азофоски с содержанием действующего вещества 16:16:16 в дозе N30P30K30.
Полевой опыт был заложен на дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой глеевой на моренном суглинке почве. Агрохимическая характеристика, следующая: среднее содержание гумуса (Сорг=3,6 %), обменная кислотность (pHKCl=5,29) характеризуется как слабокислая. Почва высоко обеспечена подвижными соединениями фосфора и калия (339 мг P2O5/кг, 440 мг K2O/кг). [3-4]
После внесения удобрений в 2021 году агрохимическая характеристика почвы опытных делянок была следующая: органическое вещество – 4,73%(ниже среднего) контрольный вариант, 6,24–6,89% с удобрениями(среднее), рНKCl 4,57–5,50 (среднее, слабокислые), подвижный Р2О5= 375 – 832 мг/кг (очень высокое), K2O=337 – 561 мг/кг (очень высокое)[5].
В 2022 году: органическое вещество – 4,11 % (ниже среднего) контрольный вариант, 6,28 – 8,19% с удобрениями(среднее-высокое) [6], рНKCl 5,00 – 5,34 (средне, слабокислые), подвижный Р2О5= 450 – 830 мг/кг (очень высокое), K2O=405 – 622 мг/кг (очень высокое).
Агрохимические свойства почвы определяли в соответствии со следующими методиками: органическое вещество почвы – ГОСТ 262213 – 2021, обменная кислотность – ГОСТ 26483-85, подвижные формы фосфора и калия - ГОСТ Р 54650-2011. Биохимический анализ полученного растительного материала осуществляли методом мокрого озоления по Гинзбургу. Данные эксперимента обработаны методами дисперсионного и корреляционного анализа компьютерными программами Excel, Diana.
Обсуждение результатов. Результаты, полученные в первый год полевого опыта, показали эффективность всех используемых удобрений, в том числе и компоста из осадка сточных вод (рис. 1). Заметна тенденция повышения урожайности зеленой массы растений при одностороннем использовании органических удобрений в дозе 20 т/га. На фоне данной насыщенности органическими удобрительными материалами внесение полного минерального удобрения привело к достоверному повышению продуктивности вико-овсяной смеси только в варианте с применением компоста из ОСВ. С последующим увеличением доз навоза и компоста ОСВ до 40 т/га продуктивность биомассы растений значительно увеличилась по сравнению с контролем. При этом наибольшим выходом зеленой массы характеризовался вариант с внесением навоза в дозе 40 т/га (прибавка составила 38,08 %).
Рисунок 1 - Урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси, райграса пастбищного, ц/га НСР05= 20,60; 16,28 соответственно
Урожайность райграса в целом по опыту была невысокой. Это объясняется биологической особенностью злаковых газонных трав, которые в первый год пользования формируют в основном корневую систему и узел кущения. Тем не менее, имеются достоверные различия урожайности этого года по вариантам. Наибольшая достоверная прибавка к урожайности наблюдалась в вариантах с внесением навоза и компоста в дозе 40 т/га (прибавка к контролю составила 77,30 – 69,23 %). В вариантах с внесением навоза и компоста 20 т/га и в комплексе с минеральными удобрениями урожайность райграса на одном уровне.
В составе травостоя вико-овсяной смеси преобладал овес. В процентном соотношении на данную культуру приходилось 80%. Содержание сухого вещества в растениях варьировало от 18 до 24%. Концентрация основных питательных элементов представлена на рис. 2.
Рисунок 2 - Содержание азота, фосфора и калия в соломе вико-овсянной смеси, %
Применение удобрений способствовало увеличению поступления азота в растения овса и вики. Максимальное его количество в соломе бобово-злаковых трав (более 0,8%) обеспечило применение компоста ОСВ в дозе 40 т/га. Растения отличались высоким содержанием зольных элементов (фосфора и калия). Анализ содержания калия в надземной массе свидетельствует о достаточно высокой усвояемости культурой данного элемента, вместе с тем процентное содержание калия в изучаемых вариантах было на уровне контрольного варианта, за исключением варианта 2 (навоз 20 т/га). Применение компоста, обогащенного ОСВ, в сравнении с подстилочным навозом, мало отразилось на поступлении фосфора в растения. Доза его в 40 т/га способствует увеличению поступления фосфора в травы на уровне навоза в дозе 20 т/га.
Содержание азота и зольных элементов в соломе райграса свидетельствует о доступности основных элементов питания органических удобрений в последействии (рис. 3).
Рисунок 3 - Содержание азота, фосфора и калия в соломе райграса пастбищного, %
Большая часть макроэлементов в соломе райграса приходится на долю калия. Содержание его колеблется от 1,3% в контрольном варианте до 1,9% в варианте с использованием компоста ОСВ в дозе 20 т/га. Концентрация фосфат-ионов в травах не зависела от фосфатного уровня в почве находилась в пределах среднестатистических величин для злаковых луговых трав. Следует отметить тенденцию накопления азота в биомассе злаковых трав при внесении органических удобрительных материалов.
Выводы. На основании приведенных данных можно утверждать, что внесение компоста из ОСВ оказало положительное действие на урожайность исследуемых культур в год внесения и в последействии. Во всех вариантах с применением органических удобрений происходило накопление азотсодержащих соединений в растениях по сравнению с контролем. Применение компоста, обогащенного ОСВ, повышало содержание фосфора в соломе трав независимо от дозы применяемых удобрений.
1. Титова В.И. Агроэкология: учебное пособие. Н.Новгород. Нижегородская ГСХА, 2018. 201 с.
2. Третьяков Н.Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. М: Колос, 2000. 640 с. EDN: https://elibrary.ru/VXYWIB
3. Воробейков Г.А., Царенко В.П., Лунина Н.Ф. Полевые и вегетационные исследования по агрохимии и фитофизиологии. СПб: Проспект Науки, 2014. 144 с. EDN: https://elibrary.ru/UEFEDX
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – 6-е изд., стереотип. – М: ИД Альянс, 2011. 352с.
5. Ефремова М.А., Ельшаева И.В., Пинаева А.С. Влияние органического вещества почвы на накопление кадмия сельскохозяйственными растениями // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2023. - № 4 (73). С. 33-45, doihttps://doi.org/10.24412/2078-1318-2023-4-33-45. EDN: https://elibrary.ru/BZLNYT
6. Орлов Д.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов / Д.С. Орлов, О.Н. Бирюкова, М.С. Розанова // Почвоведение. - 2004. № 8. С. 918 – 923. EDN: https://elibrary.ru/OWPLCP
