Оценка сапропелевого сырья озерных месторождений Кобяйского улуса Республики Саха (Якутия) и перспективы его использования в сельскохозяйственном производстве

Введение. На территории Якутии сапропель встречается во всех озерах, в том числе в 106 тысячах и более озер Центральной Якутии, где мощность сапропелевых отложений в отдельных озерах составляет до 12,5 м.

В Центральной Якутии по условиям залегания и морфологического строения встречаются два вида сапропелей: сапропели, находящиеся на дне озер, и сапропели, освободившиеся из-под воды при высыхании озер. Такие сапропели различной мощности перекрывают материнские породы и являются фактически почвенными образованиями с хорошо развитой на них травянистой (луговой или бурьянистой) и реже – болотной, кустарниковой или древесной растительностью. Сапропелевые аласы характерны для Вилюйского, Верхне-вилюйского, Кобяйского, Горного, Усть-Алданского, Среднеколымского, Верхнеколымского и некоторых других улусов Якутии [1].

Территория Кобяйского улуса составляет 107,8 тыс. км2, расположена в центральной и северо-восточной части Республики Саха (Якутия) на левобережье реки Лены, выше впадения в нее реки Вилюй и ниже впадения реки Алдан, занимает обширную низменность с многочис- ленными озерами. В улусе насчитывается около 22 тысяч озер. Среди них самым крупным является озеро Ниджили.

На основе озерных накоплений можно получить комплексные удобрения с микроэлемент-ным составом. Перспективным является использование органических удобрений озер – сапропелей. Сапропели представляют собой типичные органоминеральные донные отложения пресноводных озер. По сравнению с торфами и углями органическая масса сапропелей менее богата углеродом и отличается более высоким содержанием легкогидролизуемых веществ, включающих гемицеллюлозу, азотсодержащие соединения [2].

Сапропели как сырье применяются для получения экологически чистых удобрений разного направления. Подобные удобрения включают совокупность органических и минеральных элементов, соединения азота, фосфора, калия, серы, меди, бора, молибдена и иных микроэлементов. Ключевая оценка сапропеля как удобрения – это высокий уровень зольности, степени кислотности и нахождения кремния, железа, серы, карбонатов, кальция, [3–5].

Запасы сапропеля в республике составляют миллиарды тонн, поэтому при успешном решении вопросов добычи и реализации сапропелевые удобрения могут служить одними из перспективных, дешевых и ценных биологических удобрений в системе сберегающего земледелия в республике для повышения урожайности сельхозкультур во всех формах хозяйств.

Цель исследования – изучить состав сапропелевого сырья озерных месторождений Кобяйского улуса Якутии для использования в сельскохозяйственном производстве.

Материалы и методы. В 2011 г. проведены исследования по качественной оценке сапропелевого сырья 8 озер Кобяйского улуса Республики Саха (Якутия). Озеро Абычча расположено в 2,7 км к востоку от уч. Сангар. Максимальная глубина 2,8 м. Средняя глубина сапропелевой залежи 0,8 м. Озеро Тойон Куол расположено в 4 км к востоку от уч. Ситтэ. Максимальная глубина 3 м. Средняя глубина сапропелевой залежи 1,4 м. Озеро Кысыл Кэбээйи расположено в 1 км к востоку от уч. Турбаахы. Максимальная глубина 3,8 м. Средняя глубина сапропелевой залежи 1,2 м. Озеро Ходусалаах расположено в 5,8 км к западу от уч. Кобяй. Максимальная глубина 5 м. Средняя глубина сапропелевой залежи 1,43 м. Озеро Одунда расположено в 7 км к западу от уч. Тея. Максимальная глубина 4,5 м. Средняя глубина сапропелевой залежи 1,2 м. Озеро Бэрэ расположено в 2 км к югу от уч. Ал-гыма. Максимальная глубина 2,8 м. Средняя глубина сапропелевой залежи 1,23 м. Озеро Халтань расположено 12 км к западу от уч. Ко-куй. Максимальная глубина 2,8 м. Средняя глубина сапропелевой залежи 0,7 м. Озеро Иччи- лях расположено от 1,8 км к западу от уч. Чагда. Максимальная глубина 3,5 м. Средняя глубина сапропелевой залежи 1,4 м. В каждом водоеме донные отложения отбирали с лодки в нескольких точках при помощи специального сапропелевого бура. Отобранную генеральную пробу разделывали согласно рекомендациям по методике [6]. Содержание химического состава, микро- и макроэлементов определяли в лаборатории переработки сельскохозяйственных продуктов и биохимических анализов ЯНИИСХ методом инфракрасной спектроскопии на инфракрасном анализаторе Spectra Star 2200.

Результаты исследований обработаны методом вариационной статистики с учетом контроля Стъюдента при р ≤ 0,05 [7].

Результаты и их обсуждение. Сапропель в неограниченных запасах широко распространен в озерах Якутии и в естественном состоянии представляет собой многокомпонентную поли-дисперсную систему, химический состав которой зависит от природно-климатических условий зон залегания.

В сапропелях, полученных из озер Кобяйского улуса, содержится от 6,91±0,04 (уч. Кокуй, оз. Хал-тань) до 20,47±0,09 % (уч. Чагда, оз. Иччилях) протеина, в составе которого находятся незаменимые аминокислоты. Общее содержание органического вещества изменяется от 28,14±0,19 (уч. Кокуй, оз. Халтань) до 91,45±0,42 % (уч. Ча-гда, оз. Иччилях). Сапропель оз. Ходусалаах, уч. Кобяй и оз. Одунда уч. Тея характеризуется высокой зольностью (67,23–76,68 %), что не позволяет их использовать в качестве удобрений (табл. 1).

Таблица 1

Участок, озеро	Влажность	Протеин	Органическое вещество	Зола
Сангар, оз. Абычча	19,27±0,53	11,18±0,14	48,26±0,83	40,01±0,93
Ситтэ, оз. Тойон Куол	12,66±0,06	9,37±0,02	39,64±0,08	28,34±0,11
Турбаахы, оз. Кысыл Кэбээйи	14,63±0,14	7,18±0,04	29,43±0,17	14,17±0,24
Кобяй, оз. Ходусалаах	14,69±0,10	15,39±0,03	67,72±0,13	67,23±0,18
Тея, оз. Одунда	10,05±0,38	16,85±0,10	74,52±0,49	76,68±0,68*
Алгыма, оз. Бэрэ	7,02±0,17	7,83±0,05	32,46±0,22	18,40±0,30
Кокуй, оз. Халтань	3,62±0,15	6,91±0,04	28,14±0,19	12,38±0,26
Чагда, оз. Иччилях	13,30±0,31	20,47±0,09*	91,45±0,42*	60,09±0,55

*p ≤ 0,05.

Химический состав сапропеля озер Кобяйского улуса, %

По содержанию фосфора сапропель исследованных озер не уступает лучшим видам органических удобрений. Если в свежем навозе содержание фосфора достигает 2,4–3,1 г/кг; в перепревшем навозе – 0,8–1,0; в торфе – 0,1–0,5, то в сапропелях озер Кобяйского улуса оно составило 0,83–1,07 г/кг.

Наибольшее содержание кальция отмечено на участке Кобяй оз. Ходусалаах – 28,53±0,13 г/кг. Очевидно, это связано с диатомовым происхождением сапропелей, диатомеи способны аккумулировать в себе кальций (табл. 2).

Таблица 2

Участок, озеро	P	Ca	Cu	Co	I	Se
	г/кг		мг/кг
Сангар, оз. Абычча	0,83±0,05	27,67±0,71	20,0±0,01	5,64±0,01	1,18±0,01	0,98±0,01*
Ситтэ, оз. Тойон Куол	1,07±0,01*	18,72±0,09	90,68±0,27	17,10±0,11	0,74±0,01	0,23±0,01
Турбаахы, оз. Кысыл Кэбээйи	1,00±0,02	7,87±0,18	57,84±1,03	14,11±0,41	0,47±0,01	0,34±0,01
Кобяй, оз. Ходусалаах	0,76±0,01	28,53±0,13*	38,55±1,50	16,47±0,59	0,32±0,01	0,29±0,03
Тея, оз. Одунда	0,98±0,03	25,78±0,52	107,91±0,79	13,92±0,31	0,89±0,01	0,46±0,02
Алгыма, оз. Бэрэ	1,00±0,02	11,10±0,23	147,46±0,95*	19,58±0,37*	1,22±0,01*	0,56±0,02
Кокуй, оз. Халтань	1,05±0,03	6,50±0,20	44,20±0,91	18,70±0,36	0,36±0,01	0,30±0,02
Чагда, оз. Иччилях	0,97±0,03	23,72±0,42	86,47±1,59	5,44±0,63	0,72±0,01	0,41±0,03

*p ≤ 0,05.

Содержание макро- и микроэлементов сапропеля озер Кобяйского улуса

Кобальт содержится в достаточно высоких концентрациях – от 5,44±0,63 до 19,58±0,37 мг/кг. По содержанию меди сапропели участков Сангар оз. Абычча, Ситтэ оз. Тойон Куол, Турбаахы оз. Кысыл Кэбээйи, Кобяй оз. Ходусалаах, Кокуй оз. Халтань, Чагда оз. Иччилях относятся к 1-му классу пригодности (не более 100 мг/кг), а участков Тея оз. Одунда, Алгыма оз. Бэрэ – ко 2-му классу пригодности (100–300 мг/кг) [8].

В сапропелях, полученных с озер Кобяйского улуса, концентрация селена колеблется от 0,23±0,01 до 0,98±0,01 мг/кг, йода – от 0,32±0,01 до 1,18±0,01 мг/кг, данные сапропели могут быть использованы в качестве минеральной добавки к основному рациону сельскохозяйственных животных.

Внесение сапропелей в почву является не только средством непосредственного обеспечения культурных растений питательными веществами, но и весьма важным фактором коренного улучшения плодородия за счет обогащения почвы органическими веществами, снижения кислотности и улучшения водно-физических свойств пахотного слоя, что в конечном итоге приводит к повышению урожайности сельскохозяйственных культур [9–11].

В республике рекомендуют вносить сапропель как комплексное органо-минеральное удоб- рение в мерзлотно-палевых серых и супесчаных почвах в дозе 60 т/га весной или осенью, глубиной заделки 10–12 см, что обеспечивает быструю минерализацию сапропеля [12].

А.Ф. Абрамов разработал технологию использования сапропеля в производстве сидеральносапропелевых удобрений для поддержания и восстановления плодородия почвы, на которую выдан патент № 2350586 РФ от 9.01.2007 г. Сидерально-сапропелевые удобрения получают путем смешивания измельченной зеленой массы естественных трав до цветения размером не более 5 мм с малозольным биогенным типом озерного сапропеля влажностью 60 % и зольностью не более 30 % в объемных отношениях измельченной зеленой массы к сапропелю, равной 4:1.

Использование сидерально-сапропелевых удобрений в мерзлотно-таежных почвах Якутии позволит создавать за 5–7 лет пахотный слой до 20 см с содержанием гумуса до 4,3 %, нормализовать кислотность почвы увеличением содержания подвижных форм фосфора, калия, обогащением другими макро- и микроэлементами, увеличить количество полезных микроорганизмов, дождевых червей в 10 раз по сравнению с минеральными удобрениями. Такое удобрение богато питательными веществами (табл. 3).

Таблица 3

Питательное вещество	Содержание в 1 кг сухой массы удобрения
N, г	26,6
Ca, г	12,6
P, г	4,0
K, г	8,3
Mg, г	8,5
Fe, г	6,8
Mn, мг	198,0
Cu, мг	36,5
Co, мг	3,52
Zn, мг	12,2
J, мг	7,5

Химический состав сидерально-сапропелевого удобрения

Заключение. В сапропелевых отложениях выявлено высокое содержание протеина – оз. Иччилях уч. Чагда (20,47 %), оз. Одунда уч. Тея (16,85) и оз. Ходусалаах уч. Кобяй (15,39 %), а также макро- и микроэлементов, что позволяет использовать их как органическое удобрение.

Использование биогенного слоя сапропелей озер Кобяйского улуса Якутии в составе сидерально-сапропелевых удобрений позволит получить экологические натуральные (органические) продукты растениеводства за счет улучшения агрохимических показателей и биологической активности почвы.