Биологическая активность дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения нетрадиционных удобрений

Размещено на http://allbest.ru

¹Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского

²Калужский филиал РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

УДК 631.95

Биологическая активность дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения нетрадиционных удобрений

Тютюнькова М.В.¹, Леонова Ю.В.²,

Спасская Т.А.², Сюняева О.И.²

Введение

Проблема утилизации хозяйственно-бытовых и промышленных отходов актуальна в настоящее время, особенно для крупных городов. Научные исследования, посвящённые возможным решениям данного вопроса, показывают, что некоторые отходы производства, например, обезвоженные осадки сточных вод (ОСВ) и отходы кофейного производства (ОКП), при правильном применении способны составить конкуренцию дорогостоящим и малодоступным для многих хозяйств органическим и минеральным удобрениям, объединяя в себе свойства тех и других.

Почва представляет собой многофазную систему, включая в себя и живую фазу. При внесении в почву как ОСВ (содержащего активный ил), так и ОКП (имеющего в своем составе биогенные элементы) происходит взаимодействие этих сложных биологических систем, в результате чего может измениться состояние плодородия почвы [1, 2]. Направленность сдвига биологической составляющей почвенного плодородия требует экспериментального изучения в конкретном регионе.

Изучение биологического состояния системы «почва + активный ил» является весьма актуальным и перспективным с позиции сохранения и повышения плодородия региональных почв Калужской области. Влияние ОКП на почвы является актуальным и малоизученным.

Целью нашей работы явилось изучение ферментативной и микробиологической активности дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения ОСВ очистных сооружений канализаций г. Калуги в качестве удобрения сельскохозяйственных культур на примере овса в сравнении с традиционными удобрениями, а также в условиях применения ОКП ОАО «Русский продукт», расположенного в поселке Детчино Калужской области.

Объектами исследования явились:

1) почва - дерново-подзолистая супесчаная на водно-ледниковых отложениях, подстилаемая мореной на глубине 0,6-0,8 м;

2) ОСВ - после механического обезвоживания на центрифугах с флокулянтами и подсушенные в естественных условиях на иловых площадках в течение 10 лет и более;

3) отходы кофейного производства (ОКП).

Нетрадиционные удобрения вносились в дозах по 10 т/га по сухому веществу. Применение более высоких доз ОСВ лимитируется содержащимися в них тяжелыми металлами [3].

Определение биологической активности почвенных образцов проводили стандартизованными методами [4].

Изложение основного материала

Ферменты, относящиеся к классам гидролаз и оксидоредуктаз, участвуют в основных процессах гумификации почв, поэтому их активность - это существенный показатель плодородия почв. К гидролазам относят инвертазу, уреазу, фосфатазу, протеазу и др. К классу оксидоредуктаз относят каталазу, пероксидазу, полифенолоксидазу и др.

В нашем исследовании были определены гидролитические ферменты: инвертаза, фосфатаза, уреаза и окислительно-восстановительный фермент - каталаза.

Основные результаты исследования ферментативной активности дерново-подзолистой супесчаной почвы представлены в таблице 1.

Таблица 1. Ферментативная активность дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения ОСВ, ОКП и традиционных удобрений

Анализ данных таблицы 1 позволяет установить, что активность ферментов дерново-подзолистой супесчаной почвы очень слабая, т.е. в этой почве гидролитические и окислительно-восстановительные реакции протекают вяло. Внесение ОКП усиливает активность ферментов дерново-подзолистой почвы в 2-4 раза, при внесении ОСВ активность ферментов увеличивается в 3-8 раз.

На основании проведенных исследований можно сделать заключение о том, что внесение в дерново-подзолистую супесчаную почву ОСВ в дозе 10 т/га по сухому веществу при возделывании овса, а также внесение ОКП в дозе 10 т/га усиливают ферментативную активность дерново-подзолистой супесчаной почвы, что расширяет эффективное и потенциальное плодородие.

Основные результаты анализа качественного разнообразия и количественной вариабельности почвенных микроорганизмов представлены в таблице 2.

Таблица 2. Количество микроорганизмов в условиях применения ОСВ, ОКП и традиционных удобрений (тыс. на 1 г почвы)

Морфотипы сапрофитных микроорганизмов определяли по морфологическим и культуральным признакам колоний, затем микроскопировали. Сапрофитные бактерии и бациллы выделяли и выращивали на пептонном агаре (ПА) (1% пептона, 0,5% NaCI на дистиллированной воде с 2%-м агаром, рН=7,4) при температуре 22°С 20-24 ч. Количество микроорганизмов в опытных образцах (тыс. на 1 г почвы) определяли методом учета посевов серии последовательных разведений почвенных навесок различных опытных образцов в стерильной водопроводной воде.

Анализ опытных данных показал, что общее число микроорганизмов в тыс. на 1 г почвы наименьшее в контрольном варианте. При применении минерального удобрения выявлено наибольшее количество микроорганизмов. Преобладающими группами во всех опытах были бактерии (от 64,6 до 69,8 %). Большое место среди микроорганизмов занимают актиномицеты (от 14,6 до 19,7 %). Бациллы представлены различными споровыми формами и составляют от 12,3 до 14,7 %. Грибы малочисленны (от 1 до 2,5 %).

Для изучения видового разнообразия грибов использовали картофельный подкислённый агар. Микобиота представлена актиномицетами, грибами родов Penicillium, Aspergillus, Trichoderma, Fusarium, Mucor. Результаты анализа почвенной микобиоты представлены в таблице 3.

Таблица 3. Микобиота дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения ОСВ, ОКП и традиционных удобрений

Актиномицеты обнаружены во всех почвенных образцах. Среди актиномицетов преобладают формы, образующие пушистые, бархатистые, плоские кожистые колонии, окрашенные в голубой, розовый, серый, чёрный цвета.

В контрольном образце выявлены грибы родов Trichoderma и Mucor, во втором опыте с использованием NPK выявлены грибы родов Penicillium, Aspergillus, Fusarium.

Использование добавок минеральных удобрений может оказывать стимулирующее воздействие на почвенную микобиоту.

В варианте с использованием обезвоженного осадка сточных вод выявлены грибы рода Trichoderma. ОСВ способствует подщелачиванию почвы, что негативно сказывается на росте мицелия.

В варианте с использованием ОКП выявлены грибы родов Penicillium, Aspergillus, Fusarium и Mucor. При использовании ОКП наблюдается подкисление почвенных образцов, что благоприятно влияет на формирование почвенной микобиоты. удобрение сельскохозяйственный сточный микроорганизм

Вывод

Таким образом, можно сделать вывод, что использование нетрадиционных удобрений, таких как ОСВ и ОКП, увеличивает биологическую активность дерново-подзолистой супесчаной почвы, что расширяет ее эффективное и потенциальное плодородие.

Использование данных отходов позволяет не только решить проблему их утилизации, но и является хорошей альтернативой в условиях высокой стоимости и дефицита традиционных удобрений.

Список использованных источников

1. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. - М.: АКВАРОС. - 2003. - 512 с.

2. Леонова Ю.В., Слипец А.А. Агроэкологическая оценка влияния нетрадиционных удобрений на состояние плодородия дерново-подзолистых супесчаных почв Калужской области // Мелиорация почв для устойчивого развития сельского хозяйства. В 2 ч.: Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.Ф. Тимофеева, 26-27 февраля 2019 г. - Ч.2. - Киров: Вятская ГСХА. - 2019. - С. 167-171.

3. Тютюнькова М.В., Малахова С.Д., Анфилов К.Л., Чудинова М.В. Нормирование содержания тяжелых металлов в почве при внесении осадков сточных вод // Проблемы региональной экологии. - 2015, №4. - С. 20-24.

4. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. - М.: Наука. - 1990. - 202 с.

Аннотация

УДК 631.95

Биологическая активность дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения нетрадиционных удобрений. Тютюнькова М.В.1, Леонова Ю.В.2, Спасская Т.А.2, Сюняева О.И.2

1Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского

2Калужский филиал РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

В данной статье рассмотрено изменение биологической активности дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения нетрадиционных удобрений, таких как обезвоженные осадки сточных вод и отходов кофейного производства.

В ходе исследования были определены гидролитические ферменты (инвертаза, фосфатаза, уреаза) и окислительно-восстановительный фермент (каталаза). На основании проведенных исследований выявлено, что внесение в дерново-подзолистую супесчаную почву нетрадиционных удобрений усиливает ферментативную активность дерново-подзолистой супесчаной почвы, что расширяет эффективное и потенциальное плодородие.

В ходе исследования показано, что преобладающими группами в опыте с осадками сточных вод и отходами кофейного производства были бактерии. Большое место среди микроорганизмов занимают актиномицеты. Бациллы представлены различными споровыми формами. Грибы малочисленны.

Ключевые слова: обезвоженные осадки сточных вод, почва, удобрения, ферментативная активность, активный ил, инвертаза, уреаза, фосфатаза, каталаза, отходы кофейного производства, бактерии, бациллы, грибы, микроорганизмы

Размещено на Allbest.ru