13507 (Влияние орошения свиностоками на некоторые гроэкологические показатели почв Челябинской области), страница 5

Химический состав стоков приведен в таблице 6.

Проведенные исследования показали, что состав свиностоков колеблется по годам (табл.6).

В то же время для состава стоков характерны определенные закономерности. Свиностоки до разделения отличаются высоким содержанием соединений азота 770 мг/л, взвешенных веществ 9, 05 мг/л и органических веществ (разница между сухим и прокаленным осадком) – 1,6 мг/л. Реакция среды (рН) 6,0 и содержанием солей в среднем 1,8 мг/л, содержание которых обусловлено аммонием, калием, кальцием, сульфатов и органических кислот. Величины НСО₃ (бикарбонатов) условны, так как в аналитическое определение НСО₃ входят все органические кислоты.

В стоках после разделения существенно снижается содержание взвешенных веществ (до 0,85мг/л), общего азота до 291 мг/л, фосфора – 136 мг/л и калия – 160,5 мг/л.

При разделении свиностоков концентрации катионов и анионов уменьшается. При допускаемой концентрации ионов хлора (158 мг/кг) их содержание в стоках составило 95,5 мг/л, концентрация сульфатных ионов составила 57,5 мг/л. Содержание катионов натрия после разделения свиностоков уменьшается незначительно, но его концентрация также не превышает ПДК (135 мг/л) и составляет 130 мг/л. Таким образом, при низком содержании катионов натрия и ионов хлора опасности засоления почв нет.

Химический состав неразделенных стоков комплекса характеризуется высоким содержанием питательных веществ: N общего -770 мг/л, P₂O₅ -337мг/л и К₂О -231,5 мг/л. После разделения свиностоков содержание элементов питания снизилось: К₂О до 160,5 мг/л, Р₂О₅ до 136 мг/л и азота до 291 мг/л. Следовательно, в свиностоках в большем количестве содержится азот. Наилучшей формой усвоения азота растениями является аммонийная, которая затем переходит в нитратную. После разделения стоков содержание аммонийного азота составило 116,5 мг/л.

Учитывая, содержание азота в свиностоках рациональной годовой нормой внесения их на поля составляет для неразделенных стоков 420 м³/га, после разделения (из накопителей) 1000 м³/га. Эти нормы могут быть скорректированы в зависимости от возделываемых культур и их урожайности.

Поэтому свиностоки с таким составом целесообразно использовать в качестве органического удобрения, кроме того, они являются хорошими мелиорантами.

1. Агроэкологические показатели чернозема выщелоченного при орошении

Длительное орошение даже высококачественной водой, а тем более такими специфическими оросителями, как свиные стоки, вызывает ряд негативных явлений, которые могут привести к ухудшению орошаемых почв, к их деградации, а, следовательно, к снижению и потери плодородия.

Исследования ВНИИССВ были направлены на установление степени изменения орошаемых почв, выявление количественных и качественных закономерностей с тем, чтобы разработать мероприятия по предотвращению деградационных процессов путем различных мелиорации.

Обогащенность органического вещества стоков азотом, нахождение его во взвешенном состоянии предопределяет значительно более равномерное внесение его в почву, более равномерный контакт с частицами почвы и как следствие большую степень минерализации с высвобождением входящих в состав стоков питательных веществ.

Исследования показали, что при длительном регулярном применении свиностоков азот в почве не превышает 10%. В случае периодического применения может наблюдаться даже снижение уровня гумусированности из-за узкого соотношения C:N. Однако длительное внесение животноводческих стоков все же сопровождается тенденцией к увеличению общего содержания гумуса.

Проведенные исследования показали, что в результате двухлетнего орошения осветвленными стоками произошло увеличение содержания гумуса на третьем варианте – орошение свиностоками нормой 1000м³/га (табл. 7).

На контроле без орошения содержание гумуса осталось без изменения. На вариантах, орошаемых «чистой» водой и стоки + «чистая» вода произошло некоторое изменение содержания гумуса в почве, что связано с усилением процессов минерализации, обусловленных притоком дополнительной влаги.

1. Содержание гумуса в почве, %

Несмотря на то, что это увеличение гумуса отмечалось только в пахотном горизонте, все же на фоне общей дегумификации почв его следует рассматривать как сугубо положительное явление.

Длительное применение животноводческих стоков влечет за собой определенные качественные изменения гумуса. Так, если на контрольном варианте соотношение гуминовых кислот к фульфокислотам равно 2,68 -2,56 то на варианте орошаемом свиностоками это соотношение несколько изменяется в сторону увеличения 2,69 – 2,71, орошение свиностоками приводит к увеличению фракции гуминовых кислот. Накопленные к настоящему времени экспериментальные данные позволяют предположить, что это происходит вследствие увеличения новообразованных гумусовых кислот.

Солевой состав водных вытяжек из почв представлен в таблицах 8 и 9.

1. Состав водной вытяжки чернозема выщелоченного на опытном участке (исходное состояние, апрель 1995г.)

Почвенный раствор в естественных условиях формируется за счет атмосферных осадков, капиллярного поднятия грунтовых вод и конденсации паров воды в капиллярных почвах. Поэтому его состав зависит от состава подступающей воды и физико – химических реакций, характерных для определенных условий почвообразования.

В исходном состоянии на контроле выщелоченные черноземы характеризуются низким содержанием токсичных солей в пахотном горизонте и плавным их нарастанием вниз по профилю. Пороговая величина токсичности по хлору составляет 0,3 мг-экв/100 г почвы и таким образом содержание токсичных солей значительно ниже пороговой величины и приближается к ней лишь в нижних горизонтах.

Состав солей гидрокарбонатно-кальциевый. Почти три четверти количества солей составляет абсолютно безвредная нетоксичная соль гидрокарбонат кальция.

Содержание гидрокарбонат – иона (НСО₃ ^-) и иона кальция (Са²⁺) колеблется синхронно по профилю, что связано с содержанием карбонатов кальция и магния в почве. Содержание в профиле иона Мg 0,09 мг-экв/100г почвы вверху и увеличивается до 0,3 мг-экв/100г почвы внизу. Водорастворимых Na и К содержится незначительное количество (0,05 – 0,01 мг-экв/100г почвы).

Хлориды и сульфаты также в незначительных количествах равномерно распределены по профилю почвы (0,03 – 0,1 мг-экв/100г почвы)

Орошение свиностоками заметно меняет картину химического состава почвенного раствора. Происходит некоторое увеличение содержания в профиле почвы ионов Na⁺ до 0,18 мг-экв/100г почвы и Cl^- до 0,13 мг-экв/100г почвы в верхних и до 0,22 мг-экв/100г почвы в нижних горизонтах. При этом об увеличении содержания солей выше порогового можно говорить только на варианте 4 – орошение стоками + «чистая» вода в верхних горизонтах 0 – 40 см. Содержание и состав солей в природных условиях не статичны, а имеют свою динамику колебаний, как по временам года, так и по годам, что связано с атмосферными условиями. Для черноземов характерным является некоторое накопление солей в верхних горизонтах к осени, которые при весеннем промачивании выносятся в нижележащие горизонты. Поэтому с уверенностью, можно сказать, что накопление водорастворимых солей не является следствием отрицательного воздействия орошения свиностоками, и их количество не представляет угрозы для развития негативных процессов.

Таким образом, проведенные наблюдения показали возможность применения на орошение стоков комплекса «Родниковский». Орошение в течение двух лет не вызвало значительного накопления в почве водорастворимых солей. Некоторое же их увеличение на четвертом варианте связано с низким качеством «чистой» воды, которая дает почти такое же увеличение водорастворимых солей, как и орошение свиностоками, и неблагоприятными погодными условиями 1996 года, когда из-за атмосферной засухи в почве господствовало восходящее движение почвенных растворов.

Реакция почвенного раствора остается в течение проведения опыта нейтральной или близкой к ней. Отмечается лишь некоторое увеличение значение рН в сторону щелочной реакции на четвертом варианте.

Выщелоченные черноземы хозяйства имеют благоприятные агрохимические свойства для их использования в сельскохозяйственном производстве. Они характеризуются близкой к нейтральной реакции среды, имеют высокую обеспеченность гидролизуемым азотом, подвижным калием и среднеподвижным фосфором (табл. 10).

10. Агрохимические свойства чернозема выщелоченного в полевом опыте (1995 – 1996 гг.)

Анализ агрохимических свойств чернозема выщелоченного при орошении свидетельствует о том, что на всех вариантах рН с глубиной изменялось от 6,9 до 8,30. Внесение со свиностоками питательных веществ способствовало в определенной мере накоплению подвижных форм NPK. При орошении водой содержание гидролизуемого азота, нитратов в пахотном слое изменилось незначительно. Содержание фосфора увеличилось на 0,3 мг/100г почвы.

При орошении стоками и «чистой» водой рН изменилось в пределах 7,2-8,2. Содержание гидролизуемого азота в слое 20-40 см составляло 8,17 мг/100г почвы, то есть повысилось на 1,17 мг/100г почвы по сравнению с контролем.