CC BY
10УДК 631.67:628.381.4
МЕЛИОРИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ ОРОШЕНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИМИ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ
С.Я. Семененко, к.с.-х.н., А.С. Семененко, Т.В. Никифорова, Волгоградская ГСХА
Установлена взаимосвязь объема внесения и концентрации животноводческих стоков, а также режима их внесения на урожайность и агрохимические свойства почвы, позволяющая моделировать режим орошения кормовых культур с целью обеспечения условий для сохранения и восстановления плодородия почвы.
Ключевые слова: плодородие, гумус, животноводческие стоки, орошение, урожайность, почва, концентрация, люцерна, зависимость.
Введение. Животноводческие сточные воды (ЖСВ) для орошаемого земледелия являются источником органического удобрения, а для сопрягающих ландшафтов и объектов водного хозяйства - источником бактериального и гельминтологического заражения. Наиболее перспективное направление в решении проблемы охраны природы -использование их для орошения сельскохозяйственных культур. В результате воздействия микроорганизмов, находящихся в почве, происходит естественная очистка сточных вод, а органические и минеральные вещества, находящиеся в них, способствуют повышению плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.
Методика исследований. Массив, орошаемый животноводческими стоками, находится на территории казачьей холдинговой компании «Краснодонское» Волгоградской области. Почвенный покров представлен каштановыми почвами среднего и легкого гранулометрического состава с исходным содержанием гумуса 0,9-1,4 %. Учет урожая люцерны вели поделяночно сплошным методом путем скашивания травостоя на 30 м2 и взвешивания на платформенных весах в трех-четырехкратной повторности. Химический и гельминтологический состав стоков проводили по специальным методикам [2, 3]. Оценку пригодности стоков для орошения производили по определению расчетной допустимой их концентрации исходя из объема внесения со средневзвешенной оросительной нормой [1].
Результаты и их обсуждение. Химический анализ сточных вод и проведенная оценка указывают на невозможность их использования без предварительной подготовки. Сточные воды, поступающие с очистных сооружений в пруд-накопитель и не прошедшие разбавления природной водой, к использованию не подлежат. Разбавив стоки трехкратно, мы доводим до разрешенной концентрации только сульфаты и формальдегид. И только четырехкратное разбавление делает ЖСВ пригодными для использования по всем ингредиентам. Однако в случае превышения оросительной нормы над средневзвешенной на 8-10 % существует опасность загрязнения урожая и территории аммонийным азотом, нефтепродуктами, нитритом, калием, кальцием, фосфором и т.д. То есть данная степень разбавления является неустойчивой, и её желательно применять во влажные годы. В связи с этим к дальнейшим исследованиям приняты варианты с разбавлением стоков природной водой в соотношении 1:4 и 1:5.
Оросительная норма во влажный год составила 4000 м3/га, при этом объем внесенных стоков колебался от 800 до 1000
м3/га. В засушливые годы оросительная норма увеличилась на 1000-1400 м3/га по сравнению с влажным годом и составила от 5000 до 5400 м3/га, а объем внесенных стоков - от 1000 до 1350 м3/га, что на 25,9 % больше, чем во влажный год. Различный объем внесенных стоков обуславливает и различный объем внесенных элементов почвенного плодородия и микроэлементов (табл. 1).
Рис. Зависимость урожайности зеленой массы люцерны от качества ЖСВ Узм = 66,5-0,03-Х-12,2-У+410,6-У2-0,03-Х-У, где Х - поливная норма, м3/га, У - концентрация ЖСВ, Я2 = 0,92
Максимальная доза азота была внесена в варианте разбавления стоков 1:4 с использованием поливной нормы 350 м3/га. По годам исследований доза изменялась от 70,3 до 94,9 кг/га, то есть рекомендации (не свыше 100 кг/га) не нарушены. В варианте с поливной нормой 500 м3/га азота внесено от 70,3 до 87,9 кг/га. Уменьшение составило 7,4 %. Аналогичные закономерности наблюдаются с внесением фосфора и калия.
Совместное внесение минеральных и органических удобрений в составе ЖСВ с малой поливной нормой (350 м3/га) позволило получить наибольший урожай зеленой массы люцерны с разбавлением стоков в 1:4. Такое же разбавление, но с применением поливной нормы 500 м3/га, уменьшило урожайность на 6,54 % (табл. 2).
2. Зависимость урожайности зеленой массы люцерны, т/га,
от качества ЖСВ при разных поливных нормах
Год 350 м3/га 500 м3/га
вода разбавление вода разбавление
1:4 1:5 1:4 | 1:5
2002 56,1 68,8 65,9 52,0 64,7 60,1
2003 57,3 80,6 69,8 52,9 73,4 63,5
2004 54,7 75,9 68,1 50,4 71,8 60,8
Среднее 56,0 74,9 67,9 51,8 70,0 61,5
1. Поступление в почву химических элементов с ЖСВ (кг/га) при разных вариантах разбавления и поливных норм, м3/га
Показатели 1:4 1:5
2002 г. 2003 г. 2004 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г.
350 500 350 500 350 500 350 500 350 500 350 500
Сухой остаток 1319 1319 1780 1649 1662 1649 1055 1055 1424 1319 1332 1319
Хлориды 425 425 574 532 536 532 340 340 459 425 430 425
Сульфаты 545 545 735 681 686 681 436 436 588 545 550 545
N амм-ый 2,9 2,9 3,9 3,6 3,7 3,6 2,3 2,3 3,1 2,9 2,9 2,9
N общ. 70,3 70,3 94,9 87,9 88,6 87,9 56,2 56,2 75,9 70,3 71,0 70,3
БПК пол 8,1 8,1 10,9 10,1 10,2 10,1 6,5 6,5 8,7 8,1 8,1 8,1
ХПК 43,2 43,2 58,3 54,0 54,4 54,0 34,6 34,6 46,7 43,2 43,6 43,2
Натрий 280,9 280,9 279,2 351,1 353,9 351,1 224,7 224,7 303,4 280,9 283,7 280,9
Кальций 4,9 4,9 6,6 6,1 6,2 6,1 3,9 3,9 5,3 4,9 4,9 4,9
Калий 50,1 50,1 67,6 62,6 63,1 62,6 40,1 40,1 54,1 50,1 50,6 50,1
Фосфор 23,0 23,0 31,1 28,8 29,0 28,8 18,4 18,4 24,8 23,0 23,2 23,0
Магний 24,7 24,7 33,3 30,9 31,1 30,9 19,8 19,8 26,7 24,7 24,9 24,7
Фенолы 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001
Формальдегид 0,05 0,05 0,07 0,06 0,06 0,06 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05 0,05
Нитриты 4,1 4,1 5,5 5,1 5,2 5,1 3,3 3,3 4,4 4,1 4,1 4,1
Нитраты 60,8 60,8 82,1 76,0 76,6 76,0 48,6 48,6 65,7 60,8 61,4 60,8
Нефтепродукты 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4
АПАВ 0,6 0,6 0,8 0,8 0,8 0,8 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6
Жироподобные 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4
Пятикратное разбавление при нормах 350 и 500 м3/га снижает уровень урожайности, соответственно, на 9,35 % и 12,14 %. Математическая обработка данных с использованием методики Доспехова, программ Microsoft Excel и «Statistika» позволила установить зависимость урожайности зеленой массы люцерны от размера поливной нормы и концентрации стоков (рис.). Урожай люцерны тесно связан с уровнем естественного плодородия почв и главным образом со степенью обеспеченности подвижными питательными веществами. Фоновая доза минеральных удобрений -N70P200K200. Кроме этого со стоками внесено азота от 70,3 до 94,9, фосфора от 23,0 до 31,1 и калия от 50,1 до 67,6 кг/га. Часть питательных веществ выносится урожаем, а часть остается в почве, изменяя её агрохимические свойства. Результаты анализов почвы после окончания эксперимента подтвердили мелиорирующую роль ЖСВ (табл. 3).
Длительное орошение ЖСВ улучшает агрохимические показатели почвы. Содержание гумуса увеличилось в пахотном горизонте на 1,06 %, а фосфора и калия, соответственно, на 3,8 и 10,3 мг/100 г почвы, то есть почти в два раза.
Таким образом, использование для орошения люцерны животноводческих сточных вод в дозах, не превышающих допустимые расчетные нормы, позволяет получать высокие урожаи зеленой массы, утилизировать большие объемы
Land-Reclaiming Effect of Irrigation by Cattle Sewage S.Ya. Semenenko, A.S. Semenenko, T. V. Nikiforova
Volgograd State Agricultural Academy, Universitetskii pr. 26, Volgograd, 400002 Russia, e-mail: ma [email protected] Summary. The relationship of the volume, concentration, and application mode of cattle sewage with the crop yield and the agrochemical properties of soil was determined, which allows the simulation of the irrigation regime of fodder crops for ensuring the preservation and reproduction of soil fertility.
Key words: fertility, humus, cattle sewage, irrigation, crop yield, soil, concentration, alfalfa, relationship.
животноводческих стоков, экономить минеральные удобрения и повышать плодородие почв.
3. Изменение аг] »химических свойств почвы при поливе ЖСВ
Глубина, см рн Гумус, % N Р2О5 К2О Емкость поглощения, мг-экв/100 г
мг/100 г почвы почвы
Исходное состояние 1981г.
0-20 7,3 0,9 5,6 4,2 12,4 11,8
20-40 7,3 0,6 3,4 2,5 10,6 10,7
40-60 7,3 0,0 0,1 0,2 1,2 8,3
2004 г.
0-20 7,4 1,7 11,7 7,9 23,3 21,9
20-40 7,3 1,4 9,1 6,4 20,2 19,2
40-60 7,3 0,0 1,0 0,6 10,4 9,2
Литература
1. Додолина В.Т. К вопросу методики оценки пригодности сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур // Использование сточных вод для орошения земель/ ВАСХНИЛ. - М.: 1983. - С. 56-63.
2. Рекомендации по анализу сточных вод животноводческих комплексов/ ВНПО «Прогресс». - М.: 1984. - 63 с. 3. Романенко Н.А. Гельминтологическая оценка использования сточных вод на земледельческих полях орошения в различных почвенно-климатических зонах СССР/ Использование сточных вод для орошения земель / ВАСХНИЛ. - М.: Колос, 1983. - С. 111-114.
