CC BY
29
УДК 631.86.87
ВЛИЯНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД ГОРОДА УЛАН-УДЭ НА СВОЙСТВА ПОЧВЫ,
ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ
Е.П. Пахненко, А.В. Ермаков, Л.Л. Убугунов
Изучали влияние осадков городских сточных вод г. Улан-Удэ отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями (NPK) на свойства почвы, продуктивность и качество картофеля. Показана возможность использования данных осадков для выращивания картофеля при внесении отдельно (15 т/га) или совместно с NPK.
Ключевые слова: сточные воды, удобрение.
Последние два десятилетия в России наблюдается значительное сокращение производства минеральных удобрений и резкое повышение на них цен. Существенно снизился выход традиционно применяемых органических удобрений в связи с прекращением деятельности многих животноводческих комплексов, ферм и птицефабрик. Почвы сельскохозяйственных угодий постепенно деградируют и резко снижают продуктивность. Поэтому сейчас большое внимание обращается на применение в сельском хозяйстве нетрадиционных видов удобрений и агромелиорантов, в том числе и осадков сточных вод (ОСВ).
При правильном подходе в пригородных зонах больших и средних городов России экономически выгодными заменителями навоза могут стать осадки сточных вод. Использование ОСВ в сельскохозяйственном производстве позволяет решать еще одну важную экологическую проблему — их утилизацию.
Содержание и соотношение основных элементов питания в ОСВ не всегда соответствуют потребностям растений и требуют корректировки путем применения совместно с ними минеральных удобрений. Также при экологически ненормированном внесении ОСВ могут оказаться потенциальным источником загрязнения почв, грунтовых вод и растениеводческой продукции избыточным количеством химических веществ и тяжелых металлов (ТМ). Осадки сточных вод содержат большое количество органического вещества, поэтому при их внесении содержание гумуса в почве увеличивается и трансформация органического вещества в почве идет по гуматному типу. Физико-химические свойства осадков наиболее значимо влияют на кислотно-основные свойства почвенного поглощающего комплекса. Внесение ОСВ увеличивает показатели рН водной и солевой вытяжек, снижает гидролитическую кислотность, повышает степень насыщенности почв основаниями и биологическую активность [4, 15, 17].
Осадки являются надежным источником азота и фосфора для растений, во многих содержание общего азота составляет от 40 до 50 кг/т. При внесении в почву вначале только небольшая доля азота находится в форме, доступной для растений. В процессе
минерализации, скорость которой зависит от уровня плодородия почв и гидротермических факторов сезона, азот переходит в доступное состояние и при этом значительно увеличивается продуктивность культур.
Наличие в ОСВ значительного количества Р2О5 определяет его активное воздействие на фосфатный режим почв. При трансформации осадков в почве наблюдается заметное увеличение содержания подвижных соединений фосфора; одновременно увеличивается и степень подвижности фосфатов (по Карпинскому и Замятиной). Так, при внесении осадков сточных вод г. Улан-Удэ наблюдалось увеличение минерального фосфора с 10,5 до 30,8 мг/кг при разных сочетаниях ОСВ, цеолитов и минеральных удобрений [5].
Содержание калия в осадках обычно намного меньше, чем в навозе, поэтому их применение практически не влияет на обеспеченность почв этим элементом. Напротив, применение в чистом виде нарушает соотношение макроэлементов в почвенном растворе и увеличивает дефицит калия в почве.
Осадки обладают заметным прямым и длительным последействием. На глинистых и суглинистых почвах их высокие дозы (более 40 т/га) позитивно влияют на свойства почвы и продуктивность агроценоза в течение 4—6 лет. На песчаных и супесчаных почвах вследствие высокой аэрации и более быстрого разложения последействие ОСВ менее продолжительно. Потенциальная экологическая токсичность, связанная с содержанием в осадках тяжелых металлов, является главным препятствием для использования их в агроценозе. Однако при строгом нормировании состава и доз ОСВ редко наблюдается накопление ТМ в продукции даже при высоком содержании их в осадках [20]. Вносимые удобрения, как правило, изменяют реакцию почвенной среды, при этом меняется подвижность металлов за счет адсорбции, ионного обмена, комплексообразования и совместного осаждения компонентами удобрений [7, 12]. По содержанию тяжелых металлов значительная доля осадков, как крупных мегаполисов, так и областных центров РФ, соответствует агроэкологическим требованиям и международным стандартам. С учетом
международного и отечественного опыта реально можно использовать в производстве 30% образующихся осадков [9].
Следует отметить, что с урожаем основных сельскохозяйственных культур из почвы выносится ежегодно до 500 г цинка и марганца, ~ 200 г меди, ~ 6 г кобальта на 1 га пашни. Внесение 3—4 т/га сухого вещества ОСВ с содержанием этих элементов на уровне ПДК обеспечивает бездефицитный баланс микроэлементов в севообороте на многие годы [14]. Это важно, поскольку в России почвы с низкой обеспеченностью микроэлементами составляют более 50% от площади пахотных земель, а промышленное производство микроудобрений в современных экономических условиях ограниченно.
Объекты и методы исследования
Изучали влияние осадков городских сточных вод
г. Улан-Удэ отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями ^РК) на свойства почвы, продуктивность и качество картофеля. Исследования проводили на базе Института общей и экспериментальной биологии СО РАН в условиях микрополевого опыта, заложенного в 2006 г. на дерновой лесной почве (Заиграевский р-н Бурятии). Размер опытной делянки — 2,1 м2 (1,5x1,4 м), повторность 4-кратная, картофель сорта Адрета. ОСВ вносили в дозах 7,5 и 15 т/га, ^0Р60К60 — в виде нитрофоски, содержание
д.в. 36%. Осадки сточных вод взяты с иловых площадок очистных сооружений после 5 лет хранения, они прошли предварительную обработку в блоке обезвоживания и обеззараживания.
Осадки соответствовали требованиям ГОСТа: рНвод — 7,1; зольность — 37%; органическое вещество — 38; МобЩ — 2,1; Р2О5 общ— 1,8; ^О^щ — 0,3%. Содержание микроэлементов: 2и — 238 мг/кг; Си — 21; N1 — 81; РЬ — 31; Сё — 9 мг/кг осадка.
По сравнению с осадками других городов они содержат меньшее количество органического вещества, однако по содержанию основных элементов питания находятся на достаточно высоком уровне. По содержанию цинка, меди, никеля и кадмия использованные ОСВ имели показатели намного ниже установленных ПДК, что связано со слабым загрязнением почв Бурятии тяжелыми металлами и малой промышленной нагрузкой территории.
Район исследования находится на водосборной территории р. Уды. Почвообразующие породы представлены продуктами выветривания гранита и грани-тоидов и являются основным материалом в составе мелкозема. Структура почвенного покрова представлена различными комбинациями аллювиальных болотных, лугово-болотных, луговых, дерновых и дерновых лесных почв [1, 5]. Пестрота почвенного покрова обусловлена рядом причин: сложением речных наносов, отдаленностью от русла реки, спецификой поемно-аллювиальных процессов и др. Дерновая почва
опытного участка характеризуется неблагоприятными с точки зрения плодородия физическими и агрохимическими свойствами: легким гранулометрическим составом, малой буферностью, низким содержанием гумуса и основных элементов питания.
Биоценоз представлен луговой, степной и древес-но-кустарниковой растительностью.
Климат данного региона резко континентальный: зима холодная, малоснежная и продолжительная, лето умеренно теплое. Среднегодовая температура — 2,7°, минимальная температура января — 26°, средняя температура июля +18°. Продолжительность безморозного периода составляет 80—110 дней, вегетационного периода — 120—150 дней при уровне осадков 240—290 мм/год.
Анализ структуры сельскохозяйственных угодий в районе исследований показывает, что на долю пашни от общей площади почв приходится около 4%, что связано с особенностями рельефа. Средняя урожайность здесь по зерновым культурам составляет 12,6 ц/га, для однолетних трав — 10,4, для многолетних трав — 9,1 ц/га [2].
По гранулометрическому составу почва супесчаная в горизонтах Апах и А, в нижележащих — песчаная; обеднена илистой (6—18%) и среднепылеватой фракциями и обогащена мелким песком, основная часть минеральной массы — кварц и полевые шпаты. Реакция среды слабощелочная по всему профилю. Сумма поглощенных оснований в верхнем гумусовом горизонте невысокая (19,7 мг-экв/100 г почвы), с глубиной постепенно снижается. Основная доля в поглощающем комплексе приходится на кальций. Содержание гумуса в верхнем горизонте — 1,3%, с глубиной снижается до 0,1—0,03%, нитратного азота — 28 мг/кг, доступного фосфора — 80, обменного калия — 40 мг/кг. Полученные показатели определяют низкое естественное плодородие почвы.
Наиболее распространенными сортами картофеля, которые выращивают в Республике Бурятия, являются Адрета и Волжанин. Исследовали сорт Адрета, выведенный Институтом картофелеводства Германии. Созревание среднераннее, содержание крахмала от 13 до 18%, назначение сорта — столовый с высокими вкусовыми качествами.
При постановке опыта, изучении свойств почвы и растений использовали общепринятые методы [3, 8]. Определение содержания тяжелых металлов в растительных и почвенных образцах проводили на атомно-абсорбционном спектрофотометре. В клубнях картофеля и побочной продукции их определяли после варки в концентрированной азотной кислоте с добавлением Н2О2; в образцах почвы определяли содержание подвижных форм, извлекаемых ацетатно-аммонийным буфером [11]. Учет урожая картофеля проводили методом поделяночного взвешивания при естественной влажности. Клубни при уборке разделяли на товарные и нетоварные, ботву и корни взвешивали отдельно.
Обсуждение результатов
В агроценозах значительная часть фитомассы, а следовательно, и элементов отчуждается с урожаем. Внесение удобрений оказывает большое влияние на все показатели продукционного процесса: общий запас фитомассы, элементный состав, размер поступления в почву растительных остатков, их обогащенность макро- и микроэлементами, баланс органического вещества.
Влияние возрастающих доз ОСВ на продуктивность сельскохозяйственных культур, в том числе и картофеля, в условиях пригородной зоны Улан-Удэ в последние 10 лет активно изучалось сотрудниками Института общей и экспериментальной биологии СО РАН [13].
Продуктивность картофеля в почвах без удобрений определяется гидротермическими условиями вегетационного сезона. При условиях, близких к оптимальным, урожай клубней составлял 203 ц/га, в условиях засухи он резко снижается. По-разному влияет и ранжирование доз ОСВ. Установлено, что
увеличение дозы осадка до 30 т/га нецелесообразно, так как урожай клубней снижается из-за высокой концентрации биоэлементов в почвенном растворе (табл. 1).
Влияние удобрений на изменение агрохимических и биологических свойств почвы. Экологический контроль при внесении осадков сточных вод включает анализ почвы, осадков и полученной продукции.
Анализ почвы проводили после уборки урожая в слое 0—20 и 20—40 см по всем вариантам опыта. Определяли рН водной вытяжки, содержание гумуса, нитратов, подвижного фосфора и калия (табл. 2).
Исходная почва имела слабощелочной рН, но обладала малой емкостью катионного обмена и слабой буферностью. В связи с этим внесение органических и минеральных удобрений способствовало слабому снижению исходных показателей.
ОСВ, применяемые в опыте, содержали значительное количество органического вещества, однако заметного влияния на органическую составляющую почвы оно оказать в течение одного вегетационного сезона не может. Практически не меняется содержание гумуса при внесении ОСВ в дозе 7,5 т/га, в остальных вариантах оно снижается до уровня 1,98—2,06%. Наиболее заметно позитивное влияние вносимых удобрений реализуется в процессе нитрификации. Совместное внесение осадков и минеральных удобрений формируют уровень содержания нитратов, который превышает таковое в контроле в два раза, как в пахотном, так и в подпахотном слоях. При этом содержание доступного калия увеличивается в почве на 33%, а дополнительно внесенный фосфор реализуется в урожае или закрепляется в менее доступной форме.
Таблица 1
Влияние возрастающих доз ОСВ на продуктивность картофеля (по данным [5])
Урожай, ц/га
Доза, т/га оптимальные условия прибавка, % экстремальные условия (засуха) прибавка, %
Контроль 208 80
ОСВ 7,5 280 +35 90 +12
ОСВ 15 302 +44 93 + 16
ОСВ 30 272 +31 103 +29
Таблица 2
Влияние ОСВ и минеральных удобрений на агрохимические свойства дерновой лесной почвы
Вариант Слой, см РНвод Гумус, % N03, мг/100 г Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг
Контроль 0—20 7,76 2,20 4 63,1 71
20—40 7,48 1,49 3 29,3 63
0—20 7,56 2,06 5 64,0 74
20—40 7,46 1,93 3 21,0 70
ОСВ 7,5т/га 0—20 7,66 2,22 5 64,0 76
20—40 7,41 1,50 2,8 25,3 69
ОСВ 15т/га 0—20 7,55 1,98 5,2 59,3 98
20—40 7,45 1,60 3,9 21,3 90
ОСВ 7,5т/га+ОТК 0—20 7,56 — 9 57,3 78
20—40 7,42 1,16 5 26,6 60
ОСВ 15т/га+ОТК 0—20 7,51 2,00 8 — 96
20—40 7,34 1,50 6 25,3 66
Содержание тяжелых металлов, мг/кг
Вариант са РЬ N1 Си гп
Контроль 0,16 1,6 1,7 0,44 5,1
N6(^60^0 0,19 2,0 1,9 0,42 5,7
ОСВ 15т/га+ ОТК 0,23 2,1 2,7 0,40 6,2
ПДК 0,5 5,0 4,0 3,0 23
Содержание микроэлементов в почвах зависит от общей биохимической ситуации в регионе. Почвы Бурятии формируются на почвообразующих породах, обедненных рядом микроэлементов, что определяет их низкое фоновое содержание в почвах.
В своем составе ОСВ содержат не только основные элементы питания для растений, но и микроэлементы. В связи с этим применение осадков сточных вод на бедных макро- и микроэлементами почвах может обогащать их данными элементами и увеличивать продуктивность выращиваемых на них растений. С учетом действия биологического круговорота элементов в биосфере можно утверждать, что почвы с дефицитом микроэлементов формируют и бытовые органические отходы того же свойства при отсутствии техногенной нагрузки. Результаты, полученные по содержанию металлов в почве и в урожае, подтверждают это положение. Согласно разработанным градациям, обеспеченность микроэлементами дерновой лесной почвы опытного участка очень низка. При внесении осадков сточных вод и минеральных удобрений их содержание практически сохраняется на исходном уровне. При внесении высокой дозы ОСВ совместно с минеральными удобрениями содержание кадмия увеличилось с 0,16 мг/кг в контроле до 0,23 мг/кг. Свинец и никель в почве находятся на одном уровне: 1,6 и 1,7 мг/кг соответственно, а внесение высокой дозы осадков совместно с минеральными удобрениями увеличивает их содержание до 2,1 и 2,7 мг/кг соответственно. При внесении удобрений снижается содержание в почве меди с 0,44 мг/кг на контроле до 0,4 мг/кг (ОСВ 15 ц/га + ОТ^, что связано с выносом этого элемента урожаем. По содержанию цинка опытная почва изначально является низкообеспеченной, внесение ОСВ в высокой дозе совместно с минеральными удобрениями увеличивает его с 5,1 до 6,2 мг/кг.
Установлено, что внесение ОСВ в дозах, рекомендуемых типовым регламентом, не приводит к изменению процессов микробиологической трансформации азота, углерода и микробного комплекса сапрофитных бактерий в суглинистой дерново-подзолистой почве [6]. Напротив, на почвах легкого гранулометрического состава при внесении нерегламентированных доз осадков с ненормированным содержанием ТМ наблюдали устойчивое снижение биомассы микроорганизмов и депрессию процессов трансформации органического вещества [16, 18, 19].
В нашем эксперименте биологическую активность определяли в середине вегетационного сезона. При внесении малой дозы осадка протеолитическая активность почв увеличивалась в два раза по отношению к контролю. Примерно во столько же возрастала целлю-лозолитическая активность почвы при внесении ОСВ в обеих дозах, но в сочетании их с минеральными удобрениями (рисунок).
Необходимо отметить, что внесение ОСВ в высокой дозе снижало интенсивность биологических про-
12 ю 8 6 4 2 О
1 I
1 :
1 1
1 1
§ о.
5
о со 0_
Н
ю к со о
О
н ю
Т—
СО О О
+
ю СО
о О
0_
+
со о О
Целлюлозолитическая активность дерновой лесной почвы при внесении ОСВ и минеральных удобрений, %
цессов, что, вероятно, связано с негативным влиянием высокой концентрации лабильного органического вещества на состояние почвенной микробиоты.
Различие в показателях биологической активности в суглинистой и супесчаной почвах, по нашему мнению и некоторых других исследователей [21], связаны с особенностями трансформации органического вещества и зависят от режима аэрации и температуры в конкретной почвенной системе.
Влияние удобрений на продуктивность и качество картофеля. Исходное плодородие дерновой лесной почвы опытного участка было низким — урожай -ность картофеля в контрольном варианте составила 103,2 ц/га. Максимальной прибавки клубней — 41,8 ц/га — удалось добиться при совместном внесении ОСВ (15 т/га) с минеральными удобрениями (NPK). При внесении только минеральных удобрений прибавка была больше, чем при внесении ОСВ в дозе 7,5 ц/га. Это связано с тем, что на высвобождение элементов из осадков требуется продолжительное время, а биоэлементы из минеральных удобрений поглощаются растениями быстрее. С увеличением дозы ОСВ наблюдается снижение доли нетоварного картофеля в общем урожае (табл. 3).
Повышение дозы ОСВ увеличивает общую фито-массу. В контроле масса побочной продукции составила 51,6 ц/га, внесение только минеральных удобрений приводит к ее снижению, при совместном внесении минеральных и органических удобрений также происходит снижение доли побочной продукции.
Качество товарного картофеля для пищевых и кормовых целей включает следующие показатели: содержание «сырого протеина», крахмала, золы и ее элементный состав. Вкусовые качества клубней в основном определяются уровнем накопления крахмала и наличием ароматических веществ, которые формируют «картофельный запах». Содержание белка, или «сырого протеина», в них невелико — около 2% на сырое вещество, однако белок картофеля отличается высокой перевариваемостью, сбалансированным аминокислотным составом, и картофель обеспечивает высокий сбор белка с единицы площади [10].
Таблица 3
Влияние ОСВ и минеральных удобрений на продуктивность картофеля
Вариант Урожай клубней, ц/га Прибавка клубней,% Картофель, ц/га Выход товарных клубней, % Биомасса побочной продукции, ц/га Отношение клубней к побочной продукции
товарный нетоварный
Контроль 145,8 103,2 42,6 70,8 51,6 1:0,35
N60^60^0 166,5 +17,6 121,4 45,1 72,9 48,5 1:0,29
ОСВ 7,5 т/га 167,2 +11,6 115,2 52,0 68,9 60,2 1:0,36
ОСВ 15 т/га 163,7 +19,8 123,6 40,1 75,5 56,1 1:034
ОСВ 7,5 т/га+ОТК 168,7 +29,3 133,5 35,2 79,1 55,8 1:033
ОСВ 15 т/га+ОТК 186,6 +41,8 146,5 40,2 78,4 60,5 1:0,32
НСР0,0,5 ±6,8 ±6,5 ±2,6 ±3,0
Положительное влияние на накопление белка оказывает внесение азотных удобрений, высокая температура воздуха в период созревания, низкая влажность почвы. Эти же факторы понижают накопление углеводов. Наибольшую ценность из азотистых соединений представляет «сырой протеин»: по его количеству с единицы площади картофель не уступает многим сельскохозяйственным культурам.
На всех вариантах с внесением удобрений содержание «сырого протеина» в клубнях картофеля увеличивалось на 0,11—0,30%, так как и минеральные, и органические удобрения содержат надежные источники легкодоступного азота. Более низкие показатели по протеину на лучших по продуктивности вариантах опыта связаны с «эффектом ростового разбавления». Если рассчитать выход протеина с единицы площади, то такое сочетание удобрений позволяет получить самый высокий сбор его с урожаем (табл. 4).
При внесении удобрений значительно изменяется состав клубней картофеля: увеличивается процент золы и крахмала, возрастает содержание калия и фосфора. Это соответствует дозам и видам внесенных удобрений, отражает скорость высвобождения биоэлементов из минеральных и органических источников, а также взаимосвязанность процессов формирования белково-углеводного комплекса: применение только минеральных удобрений снижает содержание крахмала в клубнях и индуцирует накопление азотистых соединений. Оптимизация уровня питания обеспечивает значительное повышение
продуктивности картофеля с сохранением качества белково-углеводного комплекса.
Зола клубней картофеля содержит около 20 макро-и микроэлементов, необходимых для питания человека и животных. Особенно быстро из него поступают калий, который регулирует сердечную деятельность, и фосфор, участвующий в обмене жиров и углеводов. С позиции биохимии картофель небогатая, но надежная кладовая микроэлементов для человека.
Поглощение зольных элементов картофелем осуществляется как из ОСВ, так и из минеральных удобрений. При внесении высокой дозы ОСВ содержание золы увеличивается на 0,74, при использовании только минеральных удобрений — на 0,56%. При этом доля калия в составе золы увеличивается на 0,15%, а при внесении высокой дозы ОСВ заметно больше — на 0,31%, что важно с позиций биологической ценности продукции. При совместном внесении органических и минеральных удобрений концентрация калия и фосфора в клубнях самая высокая по опыту.
Фосфор относится к элементам, которые регулируют энергетический обмен клеток и всего организма в целом. В растениях он формирует такие органические вещества, как сахарофосфаты, фосфолипиды, фосфопротеины, фитин, нуклеиновые кислоты. Все названные вещества принимают активное участие в обмене или служат запасными веществами при интродукции растений. Повышение дозы вносимых удобрений сопровождается увеличением концентрации фосфора в клубнях на 0,22% по отношению к контролю.
Внесение осадков сточных вод в почву индуцировало поступление микроэлементов и тяжелых металлов в клубни и ботву картофеля, но их концентрация была значительно ниже максимально допустимого уровня (МДУ). Содержание цинка было ниже уровня МДУ в 40 раз, что связано с изначально малым его количеством в почве и удобрениях. Это позволяет говорить об устойчивом дефиците меди и цинка в условиях агроценоза (табл. 5)
Анализ основной и побочной продукции показал, что, несмотря на наличие кадмия в ОСВ, в клубнях
Таблица 4 Влияние ОСВ на качество клубней картофеля, % на сухое вещество
Вариант Зола «Сырой протеин» Крахмал К2О Р2О5
Контроль 3,06 2,01 18,1 1,42 0,71
N60^60^0 3,61 2,23 17,3 1,57 0,78
ОСВ 7,5 т/га 3,28 2,19 17,8 1,65 0,80
ОСВ 15 т/га 3,80 2,31 18,7 1,73 0,84
ОСВ 7,5 т/га+ОТК 3,44 2,12 18,4 1,66 0,86
ОСВ 15 т/га+ОТК 3,73 2,09 18,0 1,87 0,93
Таблица 5
Содержание тяжелых металлов в картофеле, мг/кг
Вариант Клубни
Cd Pb Cr Ni Cu Zn
Контроль 0,006 0,16 0,1 0,43 2,21 2,51
N60P60K60 н/о 0,21 0,16 0,68 2,06 —
ОСВ 7,5 т/га то же 0,11 0,12 0,54 2,95 2,84
ОСВ 15 т/га 0,15 0,2 0,63 2,32 2,38
ОСВ 7,5 т/га+NPK 0,18 0,19 0,67 2,38 3,31
ОСВ 15 т/га+NPK 0,23 0,26 0,83 1,85 2,62
МДУ 0,03 0,5 2 3 5 100
Побочная продукция (ботва + корни)
Контроль 0,04 0,17 0,25 1,29 1,36 1,67
N60P60K60 0,02 0,2 0,31 2,01 1,84 1,95
ОСВ 7,5 т/га 0,06 0,15 0,37 1,62 2,04 2,20
ОСВ 15 т/га 0,03 0,21 0,65 2,24 1,92 2,36
ОСВ 7,5 т/га+NPK 0,08 0,24 0,48 2,01 1,66 2,55
ОСВ 15 т/га+NPK 0,06 0,27 0,73 2,73 1,61 2,24
МДУ 0,3 5 2 3 30 100
Примечание: н/о — не обнаружено.
картофеля он не обнаружен, а в побочной продукции найден в минимальных количествах. Содержание свинца в клубнях на исходной почве в 3,5 раза ниже норм, установленных МДУ, при этом наблюдается равномерное распределение этого элемента между ботвой и клубнями по всем вариантам опыта. При максимальной удобрительной нагрузке на почву содержание цинка в 40 раз, а меди в 3 раза ниже установленной нормы. Следует отметить, что количество этих микроэлементов в побочной продукции ниже, чем в клубнях, хотя при полиэлементном загрязнении наблюдается обратная зависимость. Это позволяет говорить об аномальном распределении их по растению и свидетельствует об устойчивом дефиците в почве и агроценозе в целом.
Выводы
1. Лесная дерновая почва пригородной зоны г. Улан-Удэ характеризуется низким естественным плодородием: легким гранулометрическим составом, малым запасом элементов питания, особенно азота и калия, слабой буферностью.
2. Разовое внесение осадков сточных вод отдельно и с минеральными удобрениями не оказало негативного влияния на агрохимические свойства почвы:
устойчиво сохраняются показатели рН, содержание гумуса, повышается биологическая активность почвы. Содержание тяжелых металлов в почве после уборки урожая по всем элементам ниже установленных ПДК.
3. Максимальный урожай получен при совместном внесении ОСВ в дозе 15 т/га и минеральных удобрений — 146,4 ц/га, при этом на 7—8% повышается выход товарных клубней, урожай нетоварных снижается на 2,4 ц/га. Внесение стандартной дозы М60Р60К60 обеспечивает прибавку товарных клубней картофеля на 17,6% при урожае на контроле 103,2 ц/га.
4. Оценка качества клубней картофеля показала, что по содержанию золы, сырого протеина и крахмала они соответствуют среднестатистическим показателям. Внесение ОСВ отдельно и совместно с минеральными удобрениями заметно увеличивает содержание в клубнях фосфора и калия, а также позволяет получить экологически безопасную продукцию. Содержание ТМ (кадмия, свинца, хрома, никеля, цинка и меди) в клубнях и ботве значительно ниже МДУ.
5. Для практической реализации можно рекомендовать внесение под картофель ОСВ в дозе 15 т/га отдельно или совместно с МРК по 60 кг/га каждого элемента.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абашеева Н.Е. Агрохимия почв Забайкалья. Новосибирск, 1992.
2. Абашеева Н.Е., Убугунов Л.Л., Маладаева М.Р., Руза-вин Ю.Н. Микроэлементы в почвах и растениях Бурятии. Улан-Удэ, 2002.
3. Агрохимиические методы исследования почв. М., 1975.
4. Алексеева А.С. Влияние нетрадиционных органических удобрений на накопление тяжелых металлов и биологическую активность дерново-подзолистых супесчаных почв: Автореф. канд. дис. М., 2002.
5. Дорошкевич С.Г., Убугунов Л.Л. Влияние органо-мине-ральных удобрительных смесей на основе осадков сточных
вод и цеолитов на агрохимические свойства аллювиальной дерновой почвы // Агрохимия. 2002. № 4.
6. Дурихина Н.В. Биологическая активность дерново-подзолистой почвы при использовании осадков сточных вод: Автореф. канд. дис. М., 2007.
7. Ильин В.Б. Оценка существующих экологических нормативов содержания тяжелых металлов в почве // Агрохимия. 2000. № 9.
8. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учеб. пособие. М., 1991.
9. Пахненко Е.П. Осадки сточных вод и другие нетрадиционные органические удобрения: Учеб. пособие. М., 2007.
10. Плешков В. Биохимия сельскохозяйственных растений. М., 1987.
11. Практикум по агрохимии: Учеб. пособие. М., 2001.
12. Садовникова Л.К., Касатиков М.В. Влияние осадков сточных вод и извести на подвижность соединений тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве // Агрохимия. 1995. № 6.
13. Убугунов Л.Л., Бадмаев А.Б., Дорошкевич С.Г. Повышение агрохимической эффективности осадков городских сточных вод. Улан-Удэ, 2005.
14. Хомяков Д.М. Некоторые проблемы использования осадков сточных вод на удобрение // Земледелие. 1991. № 8.
15. Экологические и технологические вопросы производства и использования органических и органо-ми-неральных удобрений на основе осадков сточных вод и твердых бытовых отходов: Мат-лы междунар. симпозиума. Владимир. М., 2004.
16. Bertoldi M. de, Vallini G., Pera A. The biology of composting // A review. Waste Management Residuse. 1983. Vol. 1.
17. Boyle M, Paul E. Nitrogen transformations in soils previously amended with sewage sludge // Am. J. Soil Sci. Soc. 1989. Vol. 53.
18. Chander K., Brookes P.C. Residual effect of zinc, rapper and nickel in sewage sludge on microbial biomass in a sandy loam // Soil Biol. Biochem. 1993. Vol. 25.
19. Fliessbach A., Martens R., Reber H. Soil microbial biomass and microbial activity in soil treated with heavy metal contaminated sawage slue // Soil Biol. Biochem. 1994. Vol. 26.
20. Johansson M., Stenberg B. Torstensson microbiological and chemical changes in two arable soil after long-term sludge amendments // Biol. Fertil. Soil. 1999. Vol. 30.
21. Kandeler E, Kampichler C, Horak O. Influence of heavy metals on the functional diversity of soil microbial communities // Ibid. 1996. Vol. 23.
Поступила в редакцию 24.08.2008
INFLUENCE OF DEPOSITS SEWAGE OF SITY ULAN-UDE ON PROPERTIES OF SOIL, EFFICIENCY AND QUALITY OF POTATO
E.P. Pakhnenko, A.V. Ermakov, L.L. Ubugunov
Influence of deposits sewage of city Ulan-Ude on properties of derno-wood soil, efficiency and quality of a potato was studied at their entering separately and in a combination to mineral fertilizers. The greatest crop is received at entering deposits of sewage into a doze of 15 t/hectares together with mineral fertilizers NPK on 60 kg/hectares Key words: sludge, fertilizers.
Сведения об авторах
Пахненко Екатерина Петровна, докт. биол. наук, проф. каф. агроинформатики ф-та почвоведения МГУ; тел.: 8 495 939-50-58. Ермаков Аркадий Васильевич, студент каф. агроинформатики ф-та почвоведения МГУ. Убугунов Леонид Лазаревич, докт. биол. наук, профессор, директор ИОЭБ СО РАН. Улан-Удэ
