Особливості впливу свинарських стоків на властивості чорнозему типового Лівобережного Лісостепу України

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Національний науковий центр „Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”, м. Харків , Грицай М.П. Харківська гідрогеолого-меліоративна партія Держводгоспу України

Особливості впливу свинарських стоків на властивості чорнозему типового Лівобережного Лісостепу України

Лісняк А.А., к. с.-г. н., Ладних В.Я., к. с.-г. н.,

Анотація

свинарський стік родючість чорнозем

Наводяться результати вивчення впливу тривалого застосування свинарських стоків на показники родючості чорноземів типових Харківської області. Показано, що проведення удобрювальних поливів стоками супроводжується незначним підвищенням вмісту гумусу та NPK, збільшенням у ГВК увібраного Nа+, дезагрегацією верхнього шару грунту, забрудненням важкими металами.

Annotatіon

Results of studying of influence of long application of pig-breeding drains on parameters of fertility of chernozems typical the Kharkov area are resulted. It is shown, that realization fertilizer irrigation drains is accompanied by slight increase of the contents gumus and NPK, increase in SAC absorbed Nа+, dezaggregation the top layer of soil, pollution by heavy metals.

Утилізація навозних стоків великих свинокомплексів на зрошення мала б бути одним із шляхів інтенсифікації сільськогосподарського виробництва, раціонального використання водних і грунтових ресурсів, та охорони їх від забруднення.

Серед таких великих свинокомплексів - Граківський комплекс в Харківській області, з відгодівлі 108 тис. свиней на рік. Напротязі 30 років на свинокомплексі накопилась велика кількость стоків (близько 1,8 млн м3) і невірна їх утилізація призводить до значної зміни агрохімічних та агрофізичних властивостей ґрунтів [1, 2]. В зв'язку з цим виникають актуальні питання: в якому напрямку відбуваються грунтотворні процеси, що зазнали впливу тривалого застосування стоків? Як швидко відновлюється родючість ґрунтів, в яких погіршилися агрофізичні та агрохімічні властивості внаслідок необмеженого використання стоків? Перш за все нас цікавлять зміни фізико-хімічних показників та гумусового стану грунту.

Виявивши ці зміни, ми зможемо зробити висновок про загальний напрямок грунтотворного процесу і розробити заходи раціонального використання таких ґрунтів.

Багаточисленні дослідження вчених свідчать [2, 3], що при систематичному зрошенні тваринницькими стоками і дотриманні оптимального поливного режиму, родючість грунту постійно підвищується, збільшується вміст гумусу, загального і гідролізованого азоту, рухливих форм фосфору і калію. Нагромадження органічних речовин в орному шарі збільшує вологоємність грунту і поліпшує його меліоративний стан. Інші дослідники стверджують [4], що утилізація стоків шляхом удобрювальних поливів у вегетаційний період, для зменшення антропогенного навантаження на навколишнє середовище, не дає можливості уникнути негативних наслідків застосування стоків тваринницьких комплексів. Тваринницькі стоки високою удобрювальною цінністю створюють сприятливе середовище для патогенних мікроорганізмів, яєць гельмінтів - джерел зараження тварин і людини. В анаеробних умовах фітопатогенні мікроби і мікроби-інгібітори грунту своїми токсинами отруйно впливають на рослини, посилюють умовну біологічну токсичність середовища.

Наші дослідження виконані на двох ключових ділянках: „Без зрошення, контроль” і „Удобрювальні поливи стоками”, розташованих на землях господарства „Слобожанський” Чугуївського району Харківської області (колишній радгосп „Авангард”) в ідентичних умовах рельєфу, на одній і тій же материнській породі, поблизу одна від одної. Контролем слугувала ділянка, на якій не проводилось зрошення і не вносились добрива. Ключова ділянка „Удобрювальні поливи стоками” використовується з 1977 р. Ґрунт - чорнозем типовий важкосуглинковий. Поливи проводили розбавленими прісною водою стоками. Вирощували зернові та кормові культури. Норми поливу - 1500-2500 м3/га.

Фізико-хімічні та хімічні аналізи свинарських стоків і ґрунтів проводилися за атестованими та тимчасово допущеними до використання методиками з наступною статистичною обробкою даних.

Головне завдання дослідження - встановити закономірності розвитку та спрямованості сучасних ґрунтових процесів і режимів на землях, що зрошувалися стоками Граківського свинокомплексу, оцінити придатність щодо зрошення цих свинарських стоків та запропонувати шляхи їх поліпшення. Для досягнення поставленого завдання проводилося хімічне та санітарно-епідеміологічне аналізування стоків й вивчалися закономірності змін гумусного стану, окремих фізико-хімічних властивостей ґрунтів, режиму поживних речовин, гранулометричного й мікроагрегатного складу ґрунтів, вмісту важких металів.

Навозні стоки Граківського свинокомплексу без розведення їх прісною водою оцінюються за агрономічними критеріями як взагалі не придатні для зрошення (3 клас) через небезпеку іригаційного засолення, підлуження й осолонцювання чорноземних ґрунтів (табл. 1). Після розведення їх в 2 рази прісною водою, якість їх трохи покращилася до рівня обмежено-придатних (2 клас по небезпеці засолення, підлуження й осолонцювання ґрунтів), але потрібно застосовувати ще більший ступінь розведення їх прісною водою й комплекс спеціальних агромелиоративных заходів (внесення в ґрунт хімічних мелиорантов і добрив, що вміщують кальцій, введення в сівозміну багаторічних бобових і злакових трав і ін.).

Таблиця 1 Сольовий склад стоків Граківського свинокомплексу (середні дані за поливний період), 2006 р.

Оцінюючи стоки по вмісту важких металів (табл. 2) можна зробити висновок, що небезпеки забруднення ґрунту ними немає, однак у нерозбавлених стоках свинокомплексу вміст свинцю й кадмію перебуває на рівні нижнього показника для стічних вод 2 класу (відповідно 0,02 і 0,005 мг/л), що також підтверджує необхідність їх розведення прісною водою.

Таблиця 2 Вміст важких металів в стоках (середні дані), 2006 р.

По вмісту мінеральних і органічних розчинних сполук азоту, фосфору й калію (табл. 3) видно, що в нерозбавлених стоках свинокомплексу дуже багато загального азоту (в 4,2 рази вище ГДК), аміачного (в 2 рази вище ГДК), близько з ГДК і вміст фосфору, а калію в 2,6 рази вище. Після розведення їх в 2 рази зберігається високий вміст загального азоту (в 2 рази вище ГДК) і калію, що зобов'язує при зрошенні цими стоками контролювати надходження азоту й калію в ґрунт виходячи з потреби в азоті й калії оброблюваної с.-г. культури.

Таблиця 3 Вміст NPK в стоках (середні дані), 2006 р.

По біологічному й хімічному споживанню кисню (табл. 4), стоки Граковского свинокомплексу безпечні, патогенних мікроорганізмів (бактерій) незначна кількість, життєздатних яєць гельмінтів не виявлено, хоча були виявлені деформовані яйця аскарид, що зобов'язує проводити знезаражування стоків.

Таблиця 4 Санітарна оцінка стоків (середні дані), 2006 р.

Результати вивчення якості стоків показують, що при дефіциті прісних вод 1 класу й, особливо, з метою утилізації стічних вод свинокомплексу з використанням їхньої вдобрювальної якості, можливо використовувати їх з метою зрошення зернових, технічних і, з дотриманням рекомендованих обмежень, кормових культур. Обов'язковим при цьому є розведення стоків свинокомплексу прісними водами 1 класу й застосування агромеліоративних заходів.

Вивчення нами закономірностей ґрунтових процесів показало, що тривале застосування свинарських стоків на чорноземі типовому мало суттєві негативні наслідки. Перш за все це стосується грунтового вбирного комплексу (табл. 5). Так, у богарному варіанті по вмісту натрію до суми основ солонцюватості немає (у межах 0,5-0,8 %), навіть якщо враховувати й вміст калію, то їхня сума дає 1,1-1,4 % до суми основ, тобто теж в межах нижче слабкого ступеня солонцюватості. У варіанті „Удобрювальні поливи стоками” вміст натрію й калію в 1,5-2 рази більше, і їхня сума дає 3,1-3,5 % до суми основ, тобто в межах слабкої солонцюватості за рахунок калію, що свідчить про можливість прояву агрофізичних ознак солонцюватості (пептизації колоїдів, дезагрегации структури й ін.), що підтверджується показниками гранулометричного й мікроаграгатного складу грунту.

Таблиця 5 Склад увібраних основ ґрунту в досліді, 2006 р.

Серед учених немає одностайності в оцінці впливу свинарських стоків на гумусний стан грнту [3, 4, 5]. Отримані нами дані (табл. 6) свідчать, що по вмісту загального гумусу ґрунт характеризується як среднегумусний. Можна помітити дуже слабке розходження між богарою й удобрювальним поливом (0,1-0,2 %), убік збільшення гумусу при поливі в шарі 0-50 см, імовірно за рахунок органіки, що втримується у свинарських стоках, і більшої маси кореневих і наземних рослинних залишків.

Таблиця 6 Вміст загального гумусу й рухомих форм NPK в досліді, 2006 р.

Вміст рухомих форм NPK на богарі в шарі 0-25 см характеризувався низьким вмістом нітратної форми азоту (0,6 мг/100 г), трохи більшим вмістом аміачної - 1,8 мг, середнім вмістом фосфору й калію. У підорному шарі 25-50 см і, особливо в шарі 50-100 см, трохи знижувався вміст азоту, фосфору й калію. При удобрювальному поливі вміст рухомих форм NPK був в ґрунті вище: середньозабезпечений нітратною й аміачною формою азоту й середньозабезпечений фосфором і калієм. Із глибиною в шарі 75-100 см вміст рухомих форм NPK помітно знижувався.

За гранулометричним складом досліджуваний ґрунт відноситься до важкого суглинку й легкої глини крупнопилувато-мулуватої (табл. 7). Коефіцієнт дисперсності на удобрювальному поливному варіанті до 75 см в 1,5-2 рази вище ніж на богарі. На удобрювальному поливному варіанті найбільший коефіцієнт дисперсності спостерігається в шарі 0-25 см (11,6 %) і знижується до шару 75-100 см, що свідчить про дезагрегацию верхнього шару ґрунту.

Таблиця 7 Гранулометричний і мікроагрегатний склад ґрунту в досліді, 2006 р.

Вміст важких металів (табл. 8) свідчить про те, що більшість їх на богарному варіанті перебувають на рівні або нижче фона, а на удобрювальному поливі - вище фона. На удобрювальному поливному варіанті - свинець, кадмій, нікель, кобальт, мідь і хром в верхніх шарах перевищують фоновий рівень у кілька разів, що однак нижче встановлених і орієнтовних (5-10 фонів) ГДК; у шарі 75-100 см - свинець, хром і кадмій перевищує фон в 4-7 разів. У зв'язку із цим, свинець, кадмій і хром на удобрювальному поливному варіанті представляє деяку небезпеку, через можливе їхнє нагромадження в рослинах. При цьому, по характеру розподілу елементів в окремих шарах грунту помітно, що вміст марганцю знижується по профілю грунту, а інші елементи збільшуються донизу.

Таблиця 8 Вміст важких металів в досліді, 2006 р.

Проведені нами дослідження дозволяють зробити висновок, що стоки Граківського свинокомплексу, для придатності їх до зрошення, повинні бути розбавлені прісною водою не менш як у співвідношенні 1:2- 1:3. Тільки таке співвідношення може гарантувати відносну екологічну безпеку досліджуваної території. А тривале застосування свинарських стоків на чорноземі типовому супроводжується як позитивними (підвищення вмісту гумусу та NPK), так і негативними наслідками: збільшення вмісту у ГВК увібраного натрію, дезагрегація верхнього шару грунту, забруднення важкими металами. Відмова ж від удобрювальних поливів свинарськими стоками без відповідних меліоративних заходів не сприятиме відновленню вихідних властивостей грунту.

Література

1. Медвєдєв В.В., Коваленко Є.А. Зміна агрофізичних властивочтей ґрунтів при поливі освітленим гноєм із свинарських ферм // Агрохімія і грунтознаство. - Харків, 1977, вип. 34. - С. 65-72.

2. Скрильник Є.В. До питання про можливість засолення та осолонцювання ґрунтів при використанні стічних вод твариннницьких комплексів // Вісник аграрної науки. - Київ, 1997, № 6. - С. 5-10.

3. Использование сточных вод для орошения / Под ред. Ю.Г. Бескровного. - Киев: Урожай, 1989. - 160 с.

4. Славов В.П., Високос М.П. Зооекологія. - Київ: Аграрна наука, 1997. - 375 с.

5. Бацула А.А., Скрыльник Е.В. Использование продуктов биологической очистки жидкого свиного навоза в сельскохозяйственном производстве // Агрохимия и почвоведение. - Харьков, 1985, вып. 34. - С. 65-72.

Размещено на Allbest.ru