АГРОХИМИЯ, 2007, № 1, с. 13-16
УДК 631.6 : 631.445.35:631.831
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ БУРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ВНЕСЕНИИ ЗОЛОШЛАКА В КАЧЕСТВЕ МЕЛИОРАНТА
© 2007 г. Е. А. Гребенщикова, Ю. С. Чернаков, М. А. Пыхтеева
Дальневосточный государственный аграрный университет 675000 Амурская область, Благовещенск, ул. Политехническая, 86, Россия
E-mail: kvodHoz@tsl.ru Поступила в редакцию 16.08.2006 г.
Использование золы в сельскохозяйственном производстве в качестве мелиоранта изменяет свойства почвы. Зола способствует увеличению содержания питательных веществ в почве, снижает кислотность до величины, близкой к нейтральной. Также она оказывает положительное влияние на водно-физические свойства почвы, повышает ее водопроницаемость.
ВВЕДЕНИЕ
Использование в сельском хозяйстве вторичного сырья представляет интерес как с экономической, так и с агроэкологической точки зрения. Становится актуальным снижение себестоимости получаемой продукции, улучшение экологической обстановки. В связи с подорожанием транспортных услуг и цен на ввозимые в область извне мелиоранты, высоким процентом кислых почв с тяжелым гранулометрическим составом и скоплением золошлаковых отходов Благовещенской ТЭЦ появилась необходимость в проведении исследований по использованию золошлаковых отходов в сельском хозяйстве Амурской области [1].
Почвы на территории Амурской области в большинстве кислые, имеют тяжелый гранулометрический состав, часто переувлажняются. Поэтому чтобы улучшить условия произрастания культурных растений на глинистых почвах и их питание, необходимо вносить мелиоранты. Это требует решения ряда вопросов, один из которых -возможное накопление тяжелых металлов в растениях выше предельно допустимых норм. Также важно выявить поведение вредных элементов в почве и установить оптимальные дозы внесения золошлака при использовании его в качестве мелиоранта.
Цель работы - определить изменение свойств бурой лесной почвы при внесении золошлака в качестве мелиоранта.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектами исследований, проведенных в 1997-2000 гг., послужили бурые лесные почвы и золошлак Благовещенской ТЭЦ. В 1997 г. были выполнены вегетационные опыты в вегетационном домике ВНИИсои с использованием овса
Сельма, с целью установления оптимальной дозы внесения золошлака.
Погодные условия вегетационных периодов 1998-2000 гг. определялись неравномерным количеством выпавших осадков и повышенным температурным режимом: по сравнению со сред-немноголетними значениями в годы исследований наблюдались более высокие среднесуточные температуры воздуха, сумма активных температур была выше на 6-20%, количество выпавших осадков - ниже на 2-25%.
С 1998 по 2000 г. проведены полевые опыты на почвах полевого севооборота учебно-производственного хозяйства с. Грибское Благовещенского района Амурской области. Общая площадь опытного участка 800 м2, каждой делянки 50 м2, учетная - 25 м2. Варианты по делянкам размещены рендомизированным методом. Повторность 4-кратная. Схема опыта: 1) контроль (золошлак не вносили); 2) 20 т/га золошлака; 3) 60 т/га золошлака; 4) 100 т/га золошлака [2].
Рельеф опытного участка равнинный со слабым уклоном на запад. Почва бурая лесная тяжелосуглинистая. Агрохимические показатели почвы: рНкс1 5.5; гидролитическая кислотность - 2.38 мг-экв/100 г почвы; содержание подвижного фосфора - 31 мг/кг; обменного калия - 120 мг/кг; сумма поглощенных оснований - 18.6 мг-экв/100 г почвы.
Золошлак вносили после дискования поля, с последующей запашкой и боронованием. В полевых исследованиях высевали яровую пшеницу Амурская 75, сою ВНИИС 1. За несколько дней до посева сои в почву был внесен гербицид Трефлан.
Агротехника возделывания выращиваемых культур - общепринятая в Амурской области.
В опыте определяли: а) агрохимические показатели: гумус - по Тюрину в модификации Никитина; рН (ГОСТ 26483-90); обменные катионы -
Таблица 1. Физико-химические свойства бурой лесной почвы
Горизонт Глубина, см рН Гумус, % К2О Р2О5 Са Мg Нг V, %
КС1 Н2О мг/100 г почвы мг-экв/100 г почвы
А 0-20 5.5 6.1 3.7 11.9 3.1 15.9 2.7 2.4 89
В1 40-50 5.4 6.0 0.7 1.0 1.0 7.6 2.4 1.6 86
В2 70-80 5.6 6.2 - - - 4.0 2.0 1.0 86
ВС 110-120 5.7 6.0 - - - 3.5 2.0 1.4 80
С 120-130 5.7 6.5 - - - 3.0 2.2 0.8 87
по Гедройцу с трилонометрическим окончанием; гидролитическая кислотность (ГОСТ 26212-89); подвижный фосфор и обменный калий (ГОСТ 26207-89); б) водно-физические показатели: плотность - по Качинскому, буриком Литвинова; гранулометрический состав - по Качинскому; плотность твердой фазы - пикнометрически; максимальную гигроскопичность - по Николаеву; предельно-полевую влагоемкость - методом заливных площадок по Долгову; фильтрационные свойства - методом рам; в) валовые формы содержания тяжелых металлов и радионуклидов в почве и образцах золошлака силикатным, атомно-аб-сорбционным, нейтронно-активационным и спектральным методами в ЦАЛ ФГУГП "Амургеоло-гия". Экологическую оценку почвы опытного участка проводили с использованием ориентировочно-допустимых концентраций содержания тяжелых металлов в почве.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Образцы золошлака для анализов отбирали с поверхности золоотвала. В большинстве случаев при определении концетрации того или иного элемента или соединения исследовано 44-49 проб. Результаты показали большой разброс измеряемых величин. Он может быть объяснен многими причинами: большой длительностью накопления золошлака в отвале, возможным изменением концентрации компонентов на поверхности под влиянием гравитационных сил, различными сортами угля, сжигаемого на ТЭЦ, изменяющимся за последние 10-12 лет качеством углей, некоторой погрешностью метода анализа. Подобный разброс отчетливо показывает, что при использовании золошлака необходимо изучать фазовый и химический составы именно того золошлака, который планируется использовать [3].
Среднее содержание в золошлаке ртути - 2.05; свинца - 23.3; мышьяка - 2.0 мг/кг, что меньше ориентировочно-допустимых концентраций этих элементов в почве (ориентировочно-допустимая концентрация для почв: ртути - 21; свинца - 32; мышьяка - 2.0 мг/кг почвы). Следовательно, надо полагать, что внесение золошлака в почву не может
создать опасных концентраций этих элементов, учитывая еще и то, что золошлак будет "разбавлен" почвой. Золошлак в среднем содержит также Си -0.004 мг/кг, Zn - 0.011 мг/кг, Cd - 0.991 мг/кг. Валовое содержание Sr в золошлаке составляет в среднем 690 мг/кг.
СаО и МпО в золошлаке соответственно содержится 50000 и 10400 мг/кг. Это значит, что золошлак при внесении в почву будет понижать кислотность, улучшать структуру, а также водно-воздушный и питательный режимы почв.
Золошлак может служить источником пополнения в почве питательных веществ, калия и фосфора, особенно на бурых лесных почвах, так как на этих почвах содержание калия (К2О) обычно не превышает 5-10 мг/100 г почвы, а фосфора -5-7 мг/100 г почвы, тогда как в золошлаке его содержится 100 мг/100 г, фосфора - 11 мг/100 г. Это означает, что зола может выступать и в качестве минерального удобрения при выращивании сельскохозяйственных культур.
Золошлак более чем на 50% состоит из частиц размером 0.25-0.5 мм. Частицы величиной от 20.5 мм составляют около 30%.
По гранулометрическому составу при ситовом анализе золошлак следует отнести к мелкозернистым пескам.
Физико-химические и водно-физические свойства бурой лесной почвы представлены в табл. 1, 2.
Золошлак изменил химический состав почвы следующим образом (табл. 3). Кислотность почвы стала более благоприятной: рНкС1 изменился с 5.4-5.7 до 6.0-6.6, увеличилось содержание кальция и магния. Повысились запасы калия и фосфора с 11.9 до 168 и с 3.1 до 123 мг/кг почвы соответственно в зависимости от количества внесенного золошлака.
Количество кальция и магния в почве в течение 3 лет увеличилось всего на 20-30%. Значительное увеличение содержания кальция и магния произошло в первый год внесения золошлака, в последующие годы оно сравнялось с контролем.
Почва, взятая с опытного участка, характеризуется величиной водопроницаемости 0.134 см/мин. При добавлении золошлака в почву в количе-
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ БУРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ 15
Таблица 2. Водно-физические свойства бурой лесной почвы
т н о з и Глубина, см Плотность твердой фазы Плотность почвы Порозность общая Наименьшая влагоем-кость Коэффициент водоотдачи Влажность завядания Водопроницаемость, м/сут
р о 1-4 г/см3 %
А 0-20 2.51 1.1 56.2 40.6 15.6 9.0 1.42
В1 40-50 2.63 1.53 41.8 32.3 9.5 9.7 0.63
В2 70-80 2.65 1.55 41.5 27.1 14.4 8.5 0.24
ВС 110-120 2.67 1.49 44.2 28.2 16.0 8.0 0.76
С 140-150 2.67 1.57 41.2 21.9 19.3 6.0 5.74
Таблица 3. Изменения агрохимических свойств почвы под влиянием золошлака (слой 0-20 см)
рН Са Mg К2О Р2О5
КС1 Н2О мг-экв/100 г мг/кг почвы
Вариант
Полевые опыты 1998 г. (соя)
Без золошлака (контроль) Золошлак 20 т/га То же 60 т/га » 100 т/га
5.5 6.0 6.1 6.4
6.2 6.5 6.7 6.9
15.9 19.3 19.0 18.9
2.7 4.1
3.9 4.7
Полевые опыты 1999 г. (пшеница)
119 135 149 168
31 70 168 123
Без золошлака (контроль) 6.2 6.8 13.9 2.6 113 30
Золошлак 20 т/га 6.1 6.8 14.2 5.0 127 129
То же 60 т/га 6.1 6.8 14.0 4.2 127 129
» 100 т/га 6.1 6.8 13.8 4.5 140 220
Полевые опыты 2000 г. (соя)
Без золошлака (контроль) 6.0 6.8 13.7 2.8 110 29
Золошлак 20 т/га 6.0 6.8 14.0 4.2 107 125
То же 60 т/га 6.0 7.0 14.2 4.2 107 129
» 100 т/га 5.8 6.6 13.8 4.5 119 129
Золошлак ТЭЦ
7.2 7.8 8.8 1.8 155 157
ствах, аналогичных полевому опыту, величина водопроницаемости увеличивается за счет увеличения содержания в смеси крупных частиц (0.250.5 мм) золошлака. Наибольшей величиной водопроницаемости обладает золошлак, коэффициент фильтрации 0.577 см/мин, т.е. почти в 2 раза больше, чем у почвы.
Полная влагоемкость почвы при добавлении золошлака меняется слабо и колеблется в интервале 57.5-60.7%. Однако у золошлака она в 1.5 раза выше, чем на вариантах опыта, - 89.2%. Надо полагать, что мелкая фракция золошлака, частицы размером менее 0.25 мм, обладает высокой во-доудерживающей способностью (табл. 4).
Таблица 4. Водно-физические с
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.