Влияние биоуглей из илов сточных вод на рост растений, почвенные микроорганизмы и содержание азота в серых лесных почвах
Автор: Рязанов Станислав Сергеевич, Кулагина Валентина Ивановна, Грачев Андрей Николаевич, Сунгатуллина Люция Мансуровна, Забелкин Сергей Андреевич, Шагидуллин Рифгат Роальдович
Журнал: Принципы экологии @ecopri
Рубрика: Оригинальные исследования
Статья в выпуске: 4 (38), 2020 года.
Бесплатный доступ
Целью данного исследования было оценить воздействие биоугля, полученного из илов сточных вод при разной температуре пиролиза, на высоту и биомассу растений овса и горчицы, а также на микробиологические показатели серой лесной почвы. Биоуголь был получен на установке быстрого пиролиза FPP02 при температуре 300 + 20 °С и 500 + 20 °С. При проведении лабораторного вегетационного опыта в почву вносили 2 %, 5 % и 10 % биоугля от веса почвы. Растения выращивались в течение 42 дней. Высота и биомасса растений горчицы белой увеличились по сравнению с контролем при добавлении 2 % и 5 % биоугля, полученного при 500 °С, и 2 % биоугля, полученного при 300 °С. При внесении в почву 10 % трехсотградусного биоугля продуктивность овса и горчицы снижалась по сравнению с контролем. Внесение биоугля из илов сточных вод способствовало увеличению содержания валового азота в почве. Численность большинства трофических групп микроорганизмов при внесении в почву биоугля из илов сточных вод возрастала, причем более значительно - при внесении трехсотградусного биоугля. Наибольшая корреляция между концентрацией трехсотградусного биоугля и численностью микроорганизмов наблюдалась для микроскопических грибов, наименьшая - для группы педотрофных микроорганизмов.
Биоуголь, биомасса и рост растений, группы микроорганизмов, температура пиролиза, илы сточных вод
Короткий адрес: https://sciup.org/147231312
IDR: 147231312
Список литературы Влияние биоуглей из илов сточных вод на рост растений, почвенные микроорганизмы и содержание азота в серых лесных почвах
- Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв . М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. 487 с.
- Буренков С. В., Грачев А. Н., Забелкин С. А. Термическая утилизация иловых осадков сточных вод методом быстрого пиролиза в сеточном реакторе // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 22. С. 40–43.
- ГОСТ Р 53357-2013. Топливо твердое минеральное. Технический анализ . URL: https://internet-law.ru/gosts/gost/55375/ (дата обращения: 12.05.2020).
- Грачев А. Н., Макаров А. А., Забелкин С. А., Башкиров В. Н. Термохимическая переработка лигноцеллюлозного сырья в биотопливо и химические продукты // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 21. С. 109–111.
- Григорьян Б. Р., Грачев А. Н., Кулагина В. И., Сунгатуллина Л. М., Кольцова Т. Г., Рязанов С. С. Влияние биоугля на рост растений, микробиологические и физико-химические показатели мало гумусированной почвы в условиях вегетационного опыта // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 11. С. 185‒189.
- Емцев В. Т., Мишустин Е. Н. Микробиология . М.: Дрофа, 2008. 444 с.
- Классификация и диагностика почв СССР . М.: Колос, 1977. 225 с.
- Кулагина В. И., Грачев А. Н., Рязанов С. С., Кольцова Т. Г., Сунгатуллина Л. М., Рупова Э. Х. Оценка фитотоксичности как первый этап эколого-биологической оценки влияния продукта пиролиза илов сточных вод на почвы // Вестник технологического университета. 2018а. Т. 21. № 1. С. 164‒168.
- Кулагина В. И., Сунгатуллина Л. М., Грачев А. Н., Шагидуллин Р. Р., Рязанов С. С., Забелкин С. А., Кольцова Т. Г. Оценка воздействия биоугля на микробиологические и некоторые физико-химические показатели серой лесной почвы // Российский журнал прикладной экологии. 2018б. № 2 (14). С. 21‒25.
- Мещеряков А. М. Разложение почв серной и хлорной кислотами для определения азота и фосфора // Почвоведение. 1963. № 5. С. 21‒30.
- Мишустин Е. Н. Микроорганизмы и плодородие почвы . М.: Изд-во АН СССР, 1956. 342 с.
- Патент 2395559 Рос. Федерация. Способ термической переработки органосодержащего сырья. 2009 / А. Н. Грачев, В. Н. Башкиров, С. А. Забелкин, А. А. Макаров, Д. В. Тунцев, Р. Г. Хисматов; Патентообладатель ООО "ЭнергоЛесПром". Заявл. 03.10.2009; Опубл. 27.07.2010.
- Плеханова И. О. Степень самоочищения агродерново-подзолистых супесчаных почв, удобренных осадком сточных вод // Почвоведение. 2017. № 4. С. 506‒512.
- Рижия Е. Я., Бучкина Н. П., Мухина И. М., Белинец А. С., Балашов Е. В. Влияние биоугля на свойства образцов дерново-подзолистой супесчаной почвы с разной степенью окультуренности (лабораторный эксперимент) // Почвоведение. 2015. № 2. С. 211‒220.
- Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы . М.: Агропромиздат, 1986. 221 с.
- Рязанов С. С., Кулагина В. И., Грачев А. Н., Солодникова О. М., Сунгатуллина Л. М. Влияние температуры пиролиза осадков муниципальных сточных вод на формы тяжелых металлов (Cu, Ni, Pb) // Экологические проблемы развития агроландшафтов и способы повышения их продуктивности: Сб. ст. по материалам Междунар. науч. экол. конф. / Сост. Л. С. Новопольцева; Под ред. И. С. Белюченко. Краснодар: КубГАУ, 2018. С. 31‒33.
- Теппер Е. З., Шильникова В. К., Переверзева Г. И. Практикум по микробиологии . 4-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1993. 175 с.
- Шляужене Д. Ю. Микромицеты в почвах, занятых бобовыми травами и кормовыми злаковыми культурами : Дис. ... канд. биол. наук. Вильнюс, 1983. 206 с.
- Ábrego J., Atienza-Martíneza M., Gimenob J. R., Aibarc J., Quílezb D., Geaa G. Phytotoxicity of sewage sludge biochars prepared at different pyrolysis condition // 23rd European Biomass Conference and Exhibition. Vienna, Austria, 2015.
- Chan K. Y., Van Zwieten L., Meszaros I., Downie A., Joseph S. Agronomic Values of Greenwaste Biochar as a Soil Amendment // Soil Res. 2007. Vol. 45 (8). P. 629–634. DOI: 10.1071/SR07109.
- Gadd G. M. Geomycology: biogeochemical transformations of rocks, minerals, metals and radionuclides by fungi, bioweathering and bioremediation // Mycological research. 2017. Vol. 111 (1). P. 3–49. DOI: 10.1016/j.mycres.2006.12.001.
- Krishnakumar S., Rajalakshmi A. G., Balaganesh B., Manikandan P., Vinoth C., Rajendran V. Impact of Biochar on Soil Health // International Journal of Advanced Research. 2014. Vol. 2 (4). P. 933‒950.
- Lehman J., Da Silva J. P., Steiner C., Nehls T., Zech W., Glaser B. Nutrient availability and leaching in an archaeological Anthrosol and a Ferralsol of the Central Amazon basin: fertilizer, manure and charcoal amendments // Plant and Soil. 2003. Vol. 249. P. 343–357.
- Liu T., Liu B., Zhang W. Nutrients and Heavy Metals in Biochar Produced by Sewage Sludge Pyrolysis: Its Application in Soil Amendment // Pol. J. Environ. Stud. 2014. Vol. 23(1). P. 271‒275.
- Major J. Guidelines on Practical Aspects of Biochar Application to Field Soil in Various Soil Management Systems // International Biochar Initiative. 2010. URL: https://biochar-international.org/ (дата обращения: 03.02.2011).
- Singh B. P., Hatton B. J., Singh B., Cowie A. L., Kathuria A. Influence of biochars on nitrous oxide emission and nitrogen leaching from two contrasting soils // J. of Environmental Quality. 2010. Vol. 39 (4). P. 1224–1235.
- Song D., Xue X. Y., Chen D. Z., He P. J., Dai X. H. Application of biochar from sewage sludge to plant cultivation: Influence of pyrolysis temperature and biochar-to-soil ratio on yield and heavy metal accumulation // Chemosphere. 2014. Vol. 109. P. 213–220. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2014.01.070.
- Van Zwieten L., Kimber S., Morris S., Chan K. Y., Downie A., Rust J., Joseph S., Cowie A. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility // Plant Soil. 2010. Vol. 327. P. 235–246. DOI: 10.1007/s11104-009-0050-x.
- Waqas M., Khan S., Qing H., Brian R., Cai C. The effects of sewage sludge and sewage sludge biochar on PAH and potentially toxic element bioaccumulation in Cucumis sativa L. // Chemosphere. 2013. Vol. 105. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2013.11.064.
- World Reference Base for Soil Resources 2014, Update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. Rome: FAO, 2015. 192 p.
