Повышение урожайности и снижение токсичности продукции на загрязнённых почвах с помощью биотехнологии «Байкал ЭМ-1»

Арутюнян С. С., Армянская сельскохозяйственная академия («Известия Армянской сельскохозяйственной академии», №4, 2005)

Загрязненные различными поллютантами почвы, как правило, отличаются низким плодородием, а полученный на таких участках урожай не всегда соответствует эколого-токсикологическим нормативам. Из поллютантов особенно опасны тяжелые металлы, которые проникают в почву разными путями и из разных источников. Определенное количество их вносится и с минеральными удобрениями. Однако при длительном систематическом применении балластных и концентрированных удобрений содержание тяжелых металлов не превышает ПДК в почве и растениях [1,2]. Сильными тормозящими факторами против миграции тяжелых металлов по профилю почвы и проникновению в растения является сама почва, органические удобрения и корни растений [3,4].

Полученные разными биотехнологиями органические удобрения и компосты оказывают сильное стабилизирующее действие на биоактивность и плодородие почв. Такие компосты можно получать из разных органических отходов. Компостирование отходов с помощью концентрата «Байкал ЭМ-1» по доступности, скорости, легкости применения и по качеству полученной продукции значительно отличается от других биотехнологий [5] и превосходит их.

Рациональное использование органических отходов в фермерских хозяйствах республики имеет важное значение не только для устранения вредных воздействий поллютантов и усталости почвы, но и для смягчения огромного дефицита органоминеральных удобрений, возникшего за последние 15 лет.

В земельном фонде Армении 50 тыс. га почв загрязнены тяжелыми металлами, причем их количество в 5 — 40 раз превосходит уровень природного фона. Из этих почв более 2000 га составляют орошаемые лугово-бурые и бурые полупустынные. Часть этих земель, непосредственно примыкающих к цементному заводу или находящихся в радиусе активного действия цементной пыли, не обрабатывается вследствие сильной деградации.

Исследования проводились в вегетационных опытах в 2004 г. в Научном центре почвоведения, агрохимии и мелиорации. Почва была взята из 0—30-сантиметрового слоя необрабатываемого земельного участка, расположенного в 400 м от очага загрязнения — Араратского цементного завода. Опыты были заложены на помидоре сорта Нвер, перце сорта Ани и нуте (местный сорт) по 7-вариантной схеме в 4-х повторностях.

Препарат «Байкал ЭМ-1» в схеме был применен в виде раствора (разбавление 1:1000) и компоста. Состав компоста: полуперепревший навоз (70%) + листопад (листья березы, туты и вяза мелколистного (карагач), древесные опилки, отходы травы (30%). Компостирование органических отходов производилось весной (25-го марта) раствором «Байкал ЭМ-1» (1:100). Процесс компостирования — аэробный.

Посадка рассады и посев нута в сосуды произведены 30-го апреля. Количество органоминеральных удобрений для сосудов установлено из расчета 100 т/га навоза или 25 т/га биогумуса на 3500 т/га почвы. Для полива сосудов использовалась питьевая вода по необходимости.

          Анализы почв проводились по общеизвестной методике. Валовые количества тяжелых металлов и основных питательных элементов в плодах помидора и перца определялись известными методами после сухого озоления. В опытах сохранен принцип единственного различия. Статистическая обработка данных проводилась методом дисперсионного анализа [6].
Использованная для опытов почва относится к бурому полупустынному типу, по механическому составу — среднесуглинистая (физ. глина — 41,5%), сильно карбонатная (связанный СО2 = 34,1%), содержит 2,32% гумуса, 0,115 % общего азота, 8,40 подвижных форм азота, 65 мг К2О и 9,6 мг Р2О5на 100 г почвы; рН (вод) 8,30; 0,321 % (0,112% органическая часть) сухого остатка водной вытяжки. Содержание некоторых тяжелых металлов в исследуемой почве составляет: Аs— 8, Сu — 16, Zn — 34, Со — 0,7, Ni — 59, Рb —10, Мn — 100 мг/кг. Анализ показал, что концентрация отмеченных элементов, за исключением Аs и Рb, не превышает допустимого уровня. Валовой состав основных минералов имеет следующую характеристику: 56% — SiO2, 16—АI2Оз, 8,9—Fe2Oз, 8,7 —СаО, 4,4 — Na2O3, 3,3 — МgO, 1,6 —К2О, 1% —ТiO2.

Из приведенных данных следует, что основным барьером для роста и развития растений в этих почвах являются не тяжелые элементы, а высокое содержание СаСОз (77 %). Однако при помощи высоких доз органических удобрений и компостов можно улучшить их физико-механические и водно-физические свойства и возвратить эти территории в активный сельскохозяйственный оборот. В течение вегетации проводились фенологические наблюдения и учет урожая помидора, перца и нута (табл. 1). Необходимо отметить, что во всех сосудах растения хороню росли и плодоносили.

Очевидно также, что во всех удобренных вариантах прибавка урожая помидора и перца, по сравнению с контролем, существенна. По урожайным данным нута выгодно отличался только 7-й вариант — 8,5, в контроле—6,1; в остальных вариантах разница урожая, по сравнению с контролем, несущественна (НСР05 = 2,5 г). Суммарная вегетативная масса растений в удобренных вариантах также увеличилась по сравнению с контрольными. Компост, полученный с помощью концентрата «Байкал ЭМ-1», по всем показателям превосходил его раствор, получаемый растениями во время каждого полива. В плодах помидора и перца было определено содержание основных питательных элементов и некоторых наиболее опасных для здоровья человека тяжелых металлов (табл. 2). Концентрация свинца, кадмия, меди, цинка, никеля в плодах всех вариантов была значительно меньше уровня ПДК и ДОК, а содержание питательных элементов в плодах испытуемых растений выше в удобренных вариантах по сравнению с контролем. 

Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что прикладное значение препарата «Байкал ЭМ-1»» неоспоримо. Процесс компостирования органических отходов не только происходит быстро и без неприятных запахов, но и не требует строительства специальных сооружений. Полученный компост оказывает благотворное действие на почву и выращиваемые растения, а по эффективности превосходит даже навоз и биогумус. Полученные данные дают основание продолжить исследования в полевых условиях.

Литература

1. Носовская И. И., Соловьев Г. А., Егоров В. С. Влияние длительного систематического применения различных форм минеральных удобрений и навоза на накопление в почве и хозяйственный баланс Сб, РЪ, № и Сг // Агрохимия № 1. — М., 2001, с. 82 — 91.
2. Потатуева Ю. А., Касицкий Ю. И., Сидоренкова Н. К, Хлыстовский А. Д., Игнатов В. Г., Прищеп Е. Г. Распределение подвижных форм тяжелых металлов, токсичных элементов и микроэлементов по профилю дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при длительном систематическом применении удобрений //Агрохимия №4, 2001, с. 61 —66.
3. Фатеев А. И., Мирошниченко Н. Н., Самохвалова В. Л. Миграция, транслокация и фототоксичность тяжелых металлов при полиэлементном загрязнении почвы // Агрохимия № 3, 2001, с. 57 — 61.
4. Агроэкология. Под ред. В. А.Черникова, А. И. Чекереса — М.: Колос, 2000, с. 472 —479.
5. «Байкал ЭМ-1» — теория и практика применения препарата. Составитель Е. В. Халтурин. Новосибирск, 48 с.
6. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. — М.: Агропромиздат, изд. 5-е 1985, с. 207 —301.