Разработка модельного опыта и его апробация

 

Разработку модельного опыта начали с составления схемы опыта и подробной программы исследований. Приготовление новых видов удобрений провели методом компостирования сосновой коры и сапропеля и осуществляли в лабораторных условиях в пластмассовых сосудах в течение одного года.

Схема опыта включала следующие варианты:

. Кора (без внесения минеральных добавок) - контроль;

. Кора + N_мP_с (короминеральное удобрение - КМУ);

. Кора + N_мP_с: сапропель = 2: 1 (короминеральносапропелевое удобрение - КМСУ).

Влажность композиций поддерживали на уровне 60 % от полной влагоемкости.

Результаты исследования в модельном опыте с сосновой корой и сапропелем. Исходная сосновая кора содержала в %: С - 52.00; О - 37.66; Н - 5.89; N - 0.34. Широкое отношение C: N равное 153, сдерживало разложение коры микроорганизмами. Интенсивность продуцирования углекислоты в контрольном варианте было минимальной за весь период исследования. В первом месяце среднестатистическое выделение СО₂ составило 13 г СО₂ /м² в сутки (Рис.1). Лимитирующим фактором, снижающим интенсивность минерализации органического вещества исходной коры является кислый рН, широкое отношение С: N (153).

В первые два месяца компостирования продуцирование углекислого газа в вариантах с сапропелем и минеральными удобрениями превышало контроль в 1, 2-1, 5 раза. К пятому же месяцу выделение СО₂ достигло уровня контрольного варианта. Следует отметить, что с седьмого по десятый месяц компостирования продуцирование углекислого газа в варианте с сапропелем достоверно превышало количественное значение других исследуемых вариантов. В период с 11-го по 12-й месяц наблюдений различия по данному показателю между вариантами нивелировались.

Внесение в кору минеральных удобрений, сапропеля способствовало нейтрализации кислой реакции среды исходной коры, уменьшению отношения С: N до 25-26 в зависимости от варианта опыта в первые три месяца компостирования, что стимулировало рост численности микроорганизмов, участвующих в биоконверсии органического материала удобрений. Следует отметить, что численность бактерий была наибольшей в варианте с сапропелем и превышала контроль в пять раз, что обусловлено составом КМСУ. В нем содержалось больше всего легкогидролизуемого азота на протяжении девяти месяцев компостирования, который микроорганизмы использовали для клеточных синтезов. Причем его содержание с увеличением срока компостирования в КМСУ закономерно повышалось с 476 мг/кг, отмеченное в исходной смеси до 1394 мг/кг (9 месяцев компостирования). Выявлено, что содержание легкогидролизуемого азота в исследуемых композициях в зависимости от срока компостирования и состава композиции превышало в 3, 2-5, 7 раза контрольный вариант.

Из рисунка 2 видно, что суммарное количество углекислого газа, выделявшееся за годовой период наблюдений, было максимальным в варианте с сапропелем, что свидетельствовало о высокой интенсивности процесса минерализации в КМСК, что обусловлено составом этой композиции.

Интенсивность минерализации органического вещества оценивали и по целлюлозоразложению. Согласно шкале, разработанной Д.Г. Звягинцевым, интенсивность разложения целлюлозы на протяжении всего периода компостирования на контроле характеризовалась как очень слабая и составляла около 1 %, что было обусловлено кислым рН, низким содержанием азота в этом варианте. Интенсивность разложения целлюлозы в исследуемых удобрениях (КМУ, КМСУ) характеризовалась средними значениями (40-54 %) этого показателя.

Результаты исследования показали, что конверсия компостируемых удобрений приводит к изменению их химического состава. Доля экстрагируемых 0.1 н щелочью веществ, которые условно относят к гумусовым, сократилась с 17, 8 % в исходной коре до 8, 6-9, 7 % в исследуемых удобрениях к концу трех месячного срока компостирования. Это связано с освобождением коры от сопутствующих гумусовым веществам смол, фенольных соединений, танинов и др., а не уменьшением количества гумусовых веществ.

 

 

Рис.2 Суммарное выделение СО₂ за годовой период наблюдений, г/м²

 

По мнению авторов (Варфоломеев и др., 1996), освобождение коры от токсичных концентраций такого рода веществ является наиболее существенным агроэкологическим результатом компостирования. Объективным свидетельством произошедшей гумификации исследуемых удобрений послужило изменение соотношения гуминовых кислот к фульвокислотам, которое изменялось в исследуемых композициях в начале компостирования от 0, 5-0, 6 до 1, 0-2, 3 к концу периода наблюдений.

Таким образом, основными факторами, влияющими на процесс минерализации коры являются реакция среды (рН), соотношение С: N, химический состав коры и минеральные добавки.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: