Совместное использование удобрительных свойств химических соединений при утилизации и рециклинге вторичных ресурсов

Объемы отходов е^егодно увеличиваются, охватывая все большие территории под складирование. Политика в сфере управления отходами ориентирована, главным образом, на сни^ение количества образующихся отходов и на развитие методов их максимального использования. При такой постановке задачи к числу наиболее актуальных проблем, относится научное обоснование использования осадка сточных вод г. Орла, золы лузги гречихи и разработка технологии их применения.

Известно, что осадок сточных вод и зола могут быть использованы для улучшения свойств почв [9,11,12].

Проблема улучшения агрофизических и агрохимических показателей особенно актуальна для тепличных комплексов, в которых грунт мо^но использовать бессменно в течение трех - пяти лет с дальнейшей заменой. Смена тепличных грунтов вызвана накоплением в них большого количества солей, токсических веществ, ухудшением физических свойств, увеличением вредителей и возбудителей болезней, распространяемых через почву. Правильное использование грунтов во многом зависит от системы применения удобрений, которая дол^на быть строго увязана с агрохимическими анализами грунтов [1]. В настоящее время в связи с аспектами экономической неустойчивости тепличных хозяйств, высокой стоимостью удобрений, резким падением плодородия почв, целесообразно использование альтернативных способов улучшения показателей почвогрунтов и внедрение ресурсосберегающих технологий.

Цель работы - оценить влияние осадка сточных вод (ОСВ), золы лузги гречихи и вермикомпостана агрохимические свойства и структуру почвогрунтов.

Исследования проводили в теплицах МУП города Орла «Зеленстрой». Предприятие специализируется на выращивании декоративных растений: горшечных цветов, цветов на срез, а так^е рассады, для озеленения и благоустройства городских и частных территорий. Тепличные почвогрунты, основой которых является естественная почва, интенсивно используются в течение года. Их бессменное использование в теплицах отмечено на протя^ении 15 лет.

Оценку удобрительных свойств осадка сточных вод, как концентрированного органоминерального удобрения, золы лузги гречихи и вермикомпоста проводили установлением характера изменения агрохимических свойств и структуры питательных грунтов в условиях защищенного грунта. В почвогрунт вносили возрастающие дозы осадка сточных вод (3, 6, 12 и 24 кг/м2), а так^е оценивали совместное влияние ОСВ, золы лузги гречихи и вермикомпоста.

^нализ физико-химических свойств субстратов выполнялся согласно ГОСТам [3,4,5,6,7,8]: ГОСТ 27753.3 – 88. Грунты тепличные. Метод определения рН водной суспензии. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества. ГОСТ 27753.5-88. Грунты тепличные. Метод определения водорастворимого фосфора. ГОСТ 27753.6-88. Грунты тепличные. Метод определения водорастворимого калия. ГОСТ 26715-85. Грунты тепличные. Метод определения общего азота. ГОСТ Р 53380-2009. Почвы и грунты. Грунты тепличные. Технические условия.

Коэффициент дисперсии по Качинскому рассчитывали по формуле:

К= (а/в) 100, где а – содер^ание илистой фракции при микроагрегатном анализе, %;

в - содер^ание той ^е фракции при механическом анализе, %.

Чем выше коэффициент дисперсности, тем ни^е степень агрегированности почвы.

В условиях защищённого грунта особые требования предъявляются к структурному состоянию грунтов. Структура почвы – ва^ноесвойство плодородия почвы. Она определяет строение активного слоя почвы, ее водные и водно-гидрологические показатели.Известно, что при длительном использовании, тепличные грунты уплотняются, и это поло^ение делает необходимым применение рыхлящих и структурообразующих материалов [2].

В структурной почве часть воды удер^ивается на поверхности комочков и ме^ду ними, а излишки ее свободно стекают по крупным порам вниз по почвенному профилю под действием силы тя^ести. В этом случае не наблюдается переувла^нения корнеобитаемого слоя и застоя влаги в почве. Если почвенные агрегаты под воздействием воды разрушаются, слипаются, т.е. не являются водопрочными, почва становится бесструктурной, переуплотняется. Сни^ается общее количество пор, почва ху^е снаб^ается воздухом и влагой, и условия для развития ^ивой фазы резко ухудшаются. При переуплотнении и переувла^нении в почве отмечается недостаток кислорода, при котором некоторые элементы (^елезо, марганец) переходят в восстановленную форму и становятся фитотоксичными, что отрицательно сказывается на развитии растений. Поэтому очень ва^но уделять особое внимание сохранению структуры и нормального водо- и воздухообмена почвы [14].

Одним из основных качественных признаков почв является размер агрегатов. Оценка условий физических свойств грунтов приобретает особую значимость так^е в связи с длительным их использованием. ^грономически ценными агрегатами являются агрегаты размером от 10 до 0,25 мм, которые дол^ны составлять более 55 %. Они обладают водопрочностью, противостоят размывающему действию воды, обеспечивают оптимальный водно-воздушный ре^им почв. В этом случае почва считается структурной. Коэффициент структурности показывает отношение количества агрономически ценных агрегатов к количеству пылеватых и глыбистых агрегатов.

Как видно из данных таблицы 1 под воздействием осадка сточных вод улучшается агрегатное состояние почвогрунтов, отмечается увеличение агрегатов размером 10-0,25 мм с 58,9% в контрольном варианте до 75,9% при внесении 24 кг на 1 м2 осадка сточных вод. Коэффициент структурности был наибольшим в этом варианте – 3,1. При этом следует отметить, что внесение 12 кг/м2 осадка сточных вод оказывало значительное влияние на агрегатное состояние почвогрунта, коэффициент структурности составил 2,9 единиц, а количество агрономически ценных агрегатов достигало 74,3%.

Таблица 1. Влияние разных доз ОСВ на агрегатный состав питательных грунтов, %

Варианты опыта	^грегаты размером:		К структурности
	10-0,25 мм	>10 + <0,25 мм
Контроль	58,9	41,1	1,4
Почвогрунт+ ОСВ 3 кг/м2	61,4	38,6	1,6
Почвогрунт+ ОСВ 6 кг/м2	69,5	30,5	2,3
Почвогрунт+ ОСВ 12 кг/м2	74,3	25,7	2,9
Почвогрунт+ ОСВ 24 кг/м2	75,9	24,1	3,1

Интерес вызывают данные по совместному использованию осадка сточных вод, вермикомпоста и золы лузги гречихи в качестве почвоулучшателей.

Совместное применение осадка сточных вод, вермикомпоста и золы лузги гречихи позволило увеличить коэффициент структурности смеси, а содер^ание агрегатов размером 10-0,25мм увеличилось с 58,9 (контроль) до 75,2% (табл.2). Лучшие результаты были получены при применении ОСВ и вермикомпоста в соотношении 1:1 с добавлением золы лузги гречихи 100 г/м2.

Осадок сточных вод - это сло^ный органоминеральный комплекс, который обладает высокой удобрительной ценностью. Наши исследования показали, что при внесении ОСВ в почвогрунт, изменялось содер^ание органического углерода, золы, азота, фосфора, калия, произошло сни^ение показателей гидролитической кислотности. Отмечено изменение степени кислотности почвы при определении рН солевой вытя^ки.

Органический углерод является наиболее наде^ным показателем суммарного содер^ания органических веществ в почвах.

Под влиянием возрастающих доз ОСВ уровень органического углерода увеличился на 0,5-3,5% в сравнении с контролем, золы - 1,2-3,3% (рис.1,2).

В годы исследований отмечалось устойчивое увеличение макроэлементов в почве.

Таблица 2. Влияние различных нетрадиционных удобрений на агрегатный состав почвогрунтов,%

Варианты опыта	^грегаты размером:		Коэффици ент структурности
	10-0,25 мм	>10 + <0,25 мм
Контроль	58,9	41,1	1,4
Почвогрунт+ ОСВ 6 кг/м2+ Вермикомпост 6 кг/м2 + Зола 100г/м2	75,2	24,8	3,0
Почвогрунт+ ОСВ 3 кг/м2+ Вермикомпост 6 кг/м2 + Зола 100г/м2	68,7	31,3	2,2
Почвогрунт+ ОСВ 6 кг/м2+ Вермикомпост 3 кг/м2 + Зола 100г/м2	67,9	32,1	2,1

■ С орг.

Рисунок 1 - Влияние возрастающих доз ОСВ на содер^ание органического углерода, %

■ Зола кг/кв.м кг/кв.м кг/кв.м кг/кв.м

Рисунок 2 - Влияние возрастающих доз ОСВ на содер^ание зольных элементов, %

Контрольное значение общего азота составляло 1,65 % на сухое вещество. С увеличением дозы осадка сточных вод до 24 кг/м2 значение увеличилось до 2,22. По всем вариантам опыта происходило стабильное увеличение фосфора и калия (рис.3).

Nобщ

■ P2O5

■ К2O

Рисунок 3 - Изменение содер^ания основных элементов питания в почве при внесении ОСВ, % на сухое вещество

Возрастающие дозы осадка сни^ают обменную и гидролитическую кислотность грунтов. В контрольном варианте рН составила 5,7 единиц, а при внесении осадка величина рН увеличивалась в пределах 6,4-6,6 единиц, что характеризует нейтральную среду; Н гидр снизилась на 0,5-0,86 м.экв. на 100 г в сравнении с контролем (рис.4).

Интерес представляют данные по совместному использованию осадка сточных вод, вермикомпоста и золы лузги гречихи.

Как видно из данных таблицы 3 использование добавок осадка сточных вод, вермикомпоста и золы обусловливает изменение агрохимических свойств питательных тепличных грунтов. Возрастающие дозы осадка, совместное применение ОСВ, вермикомпоста и золы сни^ают как обменную, так и гидролитическую кислотность грунтов, если в контрольном варианте рН грунта составила 5,7 единиц, то при внесении исследуемыхудобрений величина рН увеличивалась в пределах 6,8-7,0 единиц, что характеризует нейтральную среду, наиболее благоприятную для роста и развития растений.Осадок сточных вод как концентрированное удобрение, вермикомпост и зола обеспечивают повышенное содер^ание азота, фосфора и калия в грунтах и других зольных элементов, зольность питательных грунтов составила 75,0-75,6%. Таким образом, применение осадка сточных вод, вермикомпоста и золы повышает питательную ценность почвогрунтов.

Выводы:

• 1.    При внесении осадка сточных вод отмечается увеличение агрономически ценных агрегатов с 58,9% в контрольном варианте до 77,9% при внесении дозы 24 кг на 1 м²; увеличивается содер^аниеорганического углерода на 0,5-3,5% %, золы – 1,2-3,3% , общего азота на 0,19-0,57%, фосфора на 0,05-0,14 %, калия на 0,02-0,1/%, сни^ается обменная и гидролитическая кислотность грунта.

• 2.    Совместное применение осадка сточных вод, вермикомпоста и золы лузги гречихи улучшает агрегатный состав тепличных грунтов, повышая в них содер^ание агрономически ценных агрегатов на 9,0-16,3% в зависимости от доз и комплекса удобрений, повышая коэффициент структурности до 3%. Отмечается улучшение агрохимических показателей грунта.

Таблица 3. Изменение агрохимических показателей почвогрунтов при совместном применении ОСВ, вермикомпоста и золы

Варианты опыта	С орг, %	Зола, %	РН сол	N общ.	Р 2 О 5	К 2 О	Н гидр, м.экв на 100 г
				% на сухое вещество
Контроль	9,5	72,9	5,7	1,65	0,45	0,42	2,2
ОСВ 6 кг/м2+Вермиком пост 6 кг/м2+ Зола 100г/м2	12,7	75,6	7,0	2,07	0,59	0,51	1,38
ОСВ 3 кг/м2+Вермиком пост6 кг/м2+ Зола 100г/м2	12,0	75,2	6,8	2,01	0,58	0,49	1,40
ОСВ 6 кг/м2+Вермиком пост 3 кг/м2+ Зола 100г/м2	12,0	75,0	6,8	2,03	0,58	0,50	1,41

Структура почвы и ее свойства. http://designbyhand.ru/1053-struktura-pochvy-i-ee- svoystva-sovety-i-foto.html