Материалы сайта
Это интересно
Экологическая оценка эффективности использования осадка сточных вод в качестве удобрений
Глава 4. Результаты исследований. 4.1 Агрохимическая характеристика темно-серой лесной почвы Жидкая фаза почвы является непосредственным источником воды и питательных веществ, которые растения извлекают из почвы – этим определяется важнейшая роль жидкой фазы в питании растений (Возбуцкая А.Е., 1968). Данные водных вытяжек дают хороший сравнительный материал по содержанию и составу водорастворимых веществ в почве и поэтому этот метод находит применение для генетической характеристики многих почв. Методом водных вытяжек пользуются также при исследовании динамики почвенных процессов, изучении режима питательных веществ почвы, выявления присутствия в ней вредных для растений солей и для решения многих других практических задач (Аринушкина Е.В., 1961). Состав и концентрация почвенного раствора зависит от целого ряда процессов: биологических, физико-химических, химических и физических, которые протекают в почве по разному, в зависимости от температуры, влажности и аэрации. Между жидкой и твердой фазами почвы постоянно существует динамическая адсорбционное равновесие. Все это делает состав и концентрацию почвенного раствора весьма подвижными и приводит к необходимости изучения их в динамике. Метод водной вытяжки является условным и дает лишь качественное представление о составе почвенного раствора и его концентрации. В водной вытяжке определяли катионы (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) и анионы (HCO3-, Cl-, SO42-). В настоящем разделе приводим содержание катионов и анионов в водной вытяжке темно-серой лесной почвы (табл.2) Таблица 2 2. Содержание катионов и анионов в водной вытяжке темно-серой лесной почвы (мг-экв/100г сухой почвы), 1996 г. |Анионы |Катионы | |HCO3- |Cl- |SO42- |Ca2+ |Mg2+ |K+ + Na+ | |3,30 |9,72 |12,40 |8,10 |2,04 |17,30 | Также были определены ионы тяжелых металлов в почве, данные которых представлены в табл.3 Таблица 3 3.Содержание ионов тяжелых металлов в темно-серой лесной почве (мг на 1 кг почвы), 1996 г. |Ионы химических |Фактическое |ПДК | |элементов |содержание | | |Zn2+ |49,1 |70 | |Cu2+ |21,3 |22 | |Ni2+ |18,7 |23 | |Co2+ |7,1 |9 | |Cr3+ |53,0 |60 | |Pb2+ |19,4 |22 | Как видно из таблицы 3, содержание ионов тяжелых металлов в почве в пределах нормы. После окончания проведения полевых опытов был сделан химический анализ на содержание катионов и анионов в водной вытяжке темно-серой лесной почвы (табл.4) Таблица 4 4.Содержание катионов и анионов в водной вытяжке темно-серой лесной почвы (мг-экв/100 г сухой почвы), 1998 г. |Анионы |Катионы | |HCO3- |Cl- |SO42- |Ca2+ |Mg2+ |K+ + Na+ | |4,07 |10,42 |14,46 |14,09 |2,09 |17,32 | Агрохимическая характеристика почвы представлена в табл.4.1.4 Количество НСО3- в почвенном растворе сильно варьирует в зависимости от интенсивности процессов окисления органического вещества и образования углекислоты (жизнедеятельность микроорганизмов, дыхание корневой системы растений). Об этом свидетельствуют и наши данные. В начальный период роста растений, когда в почвенной среде не активизировались биологические процессы и корневая система была маломощной, содержание НСО3- в почве было невысоким. Однако в последующем, к концу вегетации, когда развилась мощная корневая система и активизировались обменные процессы, количество НСО3- возросло. Но, в целом внесение ОСВ не оказывает довольно сильного влияния на концентрацию аниона НСО3- в почвенной среде. Как показывают результаты исследований, заметно увеличилась концентрация анионов Cl- и SO42- на 0,70 и 2,06 мг на 100 г абсолютно-сухой почвы и в незначительной степени увеличилась концентрация катионов Mg2+, K+ + Na+ в почвенном растворе. Особенно заметно возрастало содержание катиона Ca2+ с 8,10 до 14,09 мг на 100 г абсолютно-сухой почвы. При внесении ОСВ общее содержание катионов и анионов в водных вытяжках из почв возрастает, среди них ведущее место занимает ион кальция. Увеличение количества Ca2+ в почвенном растворе изменяются в связи с изменением анионов: чем больше в почве образуется Н2СО3 и НNO3, тем больше количество Ca2+ вытесняется водородом из поглощенного состояния в раствор. Таким образом, на основании проведенных исследований можно считать, что осадки сточных вод при их использовании в качестве удобрения увеличивают содержание сухого остатка в водных вытяжках из почв, изменяют соотношение анионно-катионного состава, но не оказывают при этом существенного влияния на степень засоленности почв. ОСВ положительно влияет на агрохимические свойства темно-серой лесной почвы: улучшает плодородие, способствует смещению реакции среды к слабощелочной, а также обеспечивает необходимым набором макро- и микроэлементов. За периоды возделывания клевера красного, озимой пшеницы и кукурузы определяли влажность почвы. Результаты данных исследований приведены в приложениях 3-5. 4.2 Химический состав ОСВ очистных сооружений г. Курска. Осадок сточных вод г.Курска имеет вид рассыпчатой рыхлой земли 50-55 % влажности, технологичен к погрузке, транспортировке и внесению. Результаты анализов валового химического состава ОСВ, полученные в химической лаборатории Государственной станции агрохимической службы «Курская» и химической лаборатории кафедры неорганической и аналитической химии Курской ГСХА, представлены в табл.6 Таблица 6 6. Валовой химический состав ОСВ (г.Курска), 1996 г. |Показатели химического |ОСВ |ПДК | |состава | | | | | | | | | | | |SiO2 |8,82 | | |Al2O3 |3,73 | | |CaO |4,66 | | |MgO |0,65 | | | | | | | | | | |Zn2+ |265,0 |2500 | |Cu2+ |220,0 |1000 | |Ni2+ |85,0 |300 | |Co2+ |1,6 |240 | |Cr3+ |11,2 |750 | |Pb2+ |9,25 |750 | Химический состав ОСВ, в зависимости от поступающих промышленных и коммунальных стоков на очистные сооружения, а также методов определения колеблется в достаточно широком диапазоне. ОСВ характеризуется широким набором макро- и микроэлементов, включая и тяжелые металлы. Из таблицы 6 следует, что наличие ионов тяжелых металлов в осадке сточных вод ниже уровня ПДК. Следует отметить, что в ОСВ содержится 1,0-1,34% общего азота, 0,21- 0,23% общего фосфора, 0,32-0,36% общего калия при рН – 4,8-5,0. 4.3 Влияние ОСВ на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур. 4.3.1 Рост и развитие клевера красного Влияние ОСВ на клевер красный изучалось в мелкоделяночном опыте в прямом действии, с учетом высоты растений и урожайности. Результаты роста и развития клевера красного приведены в табл.7 Таблица 7 7. Влияние ОСВ на рост растений клевера красного (полевой опыт 1996 г. – прямое действие). |Варианты опыта | Высота, см| Отклонение, см | | | | | |Контроль (без удобрений, без ОСВ) |13,0 |– | |20 т/га ОСВ |25,5 |12,5 | |20 т/га ОСВ + N30P30K30 |27,0 |14,0 | |20 т/га ОСВ + N60P60K60 |29,0 |16,0 | |20 т/га ОСВ + 5 т/га извести |29,5 |16,5 | |N60P60K60 |18,5 |5,5 | Как видно из таблицы 7, в год внесения ОСВ рост и развитие клевера красного имеет довольно интересную особенность. Например, во всех вариантах опыта высота растений клевера красного, за исключением последнего, превышала в 1,9-2,3 раза значение на контроле. К моменту уборки отклонения по высоте растений довольно значительны. Так, например, в вариантах опыта с 20 т/га ОСВ + N60P60K60 и 20 т/га ОСВ + 5 т/га извести высота растений клевера красного имеет максимальные значения и достигает 29,0 и 29,5 см соответственно. На рис. 1 приведена диаграмма, показывающая влияние ОСВ на рост и развитие растений клевера красного . Рис.1 Высота растений клевера красного по вариантам опыта: 1 – контроль, 2 – 20 т/га ОСВ, 3 – 20 т/га ОСВ + N30P30K30, 4 – 20 т/га ОСВ + N60P60K60, 5 – 20 т/га ОСВ + 5 т/га извести, 6 – N60P60K60 Таким образом, внесение ОСВ способствует довольно быстрому нарастанию зеленой массы клевера красного и обеспечивает его высокую урожайность. ----------------------- В мг/кг сухого вещества В % на абсолютно-сухую массу [pic]