Биологическая и ферментативная активность дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения активного ила
Анализ данных таблицы 2 позволяет судить о том, что активность ферментов дерново-подзолистой супесчаной почвы очень слабая, т. е. в этой почве гидролитические и окислительно-восстановительные реакции протекают вяло. Интенсивность ферментативной активности дерново-подзолистой почвы на контрольном варианте и на варианте с внесением в 2004 году рекомендованных доз N60 P30 K60 была в 10 — 20 раз ниже… Читать ещё >
Биологическая и ферментативная активность дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения активного ила (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Почвенный путь утилизации активного ила очистных сооружений канализации городов становятся в мире наиболее экологически безопасным и экономически перспективным. Однако при этом требуется вести постоянный мониторинг за «здоровьем» агроэкосистемы [1, 3, 4, 5, 6]. Почва представляет собой многофазную систему, включая в себя и живую фазу. При внесении в почву биоценоза активного ила происходит взаимодействие этих двух сложных биологических систем, в результате чего может измениться состояние плодородия почвы. Направленность сдвига биологической составляющей почвенного плодородия требует экспериментального изучения в конкретном регионе.
В биоценозах активного ила присутствуют представители шести отделов микрофлоры (бактерии, грибы, диатомовые, зеленые, синезеленые, эвгленовые микроводоросли) и девяти таксономических групп микрофауны (жгутиконосцы, саркодовые, инфузории, первичнополостные и вторичнополостные черви, брюхоресничные черви, коловратки, тихоходки, паукообразные) [1, 2].
Активный ил представляет собой сложную экологическую систему, организмы которой находятся на разных трофических уровнях. Гетеротрофные бактерии, водоросли, сапрофитные грибы и сапрофитные простейшие — первичные поедатели — составляют 1 трофический уровень. Голозойные простейшие — 2, а отдельные виды нематод, хищные коловратки, сосущие инфузории, тихоходки, хищные грибы — 3 трофический уровень [1].
Таким образом, изучение биологического состояния системы «почва + активный ил» является весьма актуальной и перспективной с позиции сохранения и повышения плодородия региональных почв Калужской области.
Целью наших исследований являлось изучение биологической и ферментативной активности дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения активного ила очистных сооружений канализаций г. Калуги в качестве удобрения сельскохозяйственных культур.
Для достижения поставленной цели работы решались следующие задачи:
ь определение сравнительной численности микроорганизмов дерново-подзолистой супесчаной почвы при внесении в нее рекомендованных доз активного ила и традиционных удобрений;
ь изучение активности ферментов дерново-подзолистой супесчаной почвы при внесении в нее рекомендованных доз активного ила и традиционных удобрений.
Условия и методика исследований
Научно-исследовательская работа проводилась на базе Опытного поля Калужского филиала РГАУ — МСХА им. К. А. Тимирязева в 2005 году. Почва участка — дерново-подзолистая супесчаная на водно-ледниковых отложениях, подстилаемые на глубине 40 — 60 см мореной. Агрохимическая характеристика почвы включает содержание гумуса 1, 7 — 2, 0%, подвижного фосфора 400 — 600 мг/кг, обменного калия 60 — 80 мг/кг и рНсол 5, 7 — 6, 0. Для биологического и ферментативного анализа отбирались почвенные образцы с опыта со следующей схемой вариантов:
- 1. Контроль (без удобрений)
- 2. N60 P30 K60
- 3. Навоз 20т/га
- 4. АИ 10 т/га
- 5. Обезвоженный АИ 10т/га
Все удобрения внесены в почву весной 2004 года. Возделываемая культура — овес. Почвенные образцы были отобраны с пахотного слоя почвы делянок и подготовлены к микробиологическим анализам по общепринятой методике. Биологический и ферментативный анализы почвенных образцов проводились в лаборатории микробиологии НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева стандартизованными методами. Были определены:
- 1. численность физиологических микроорганизмов — общее количество микроорганизмов на МПА и КАА; актиномицеты на КАА; грибы на сусле-агаре; клетчатковые на среде Виноградского; нитрификаторы на головном агаре; азотобактер на почвенных пластинках;
- 2. ферментативная активность почвы — гидролитические ферменты (инвертаза, фосфатаза, уреаза) и окислительно-восстановительный фермент (каталаза).
Для сравнения биологической и ферментативной активности дерново-подзолистой супесчаной почвы с эталонными черноземными почвами были отобраны образцы этих почв и проанализированы по тем же показателям.
Основные результаты исследований представлены в таблицах 1, 2.
1. Биологическая активность дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения активного ила и традиционных удобрений.
Вариант опыта. | Микроорганизмы на МПА, млн. клеток в 1 г. | Микроорганизмы на КАА, млн. клеток в 1 г. | Актиномицеты на КАА, млн. клеток в 1 г. | Грибы на сусло-агаре, тыс. клеток в 1 г. | Клетчатковые, тыс. клеток в 1 г. | Нитрификаторы, штук в 1 г. | Азотобактер, штук в 50 г. |
1. Контроль д-п почва (без удобр.). | 1, 2. | 4, 1. | 0, 6. | 4, 9. | 21, 8. | 41, 0. | 18, 0. |
2. NPK, д-п почва. | 1, 4. | 4, 4. | 0, 7. | 4, 7. | 29, 3. | 56, 0. | 17, 0. |
3. Навоз, д-п почва. | 2, 6. | 7, 8. | 1, 3. | 8, 6. | 38, 4. | 78, 0. | 33, 0. |
4. АИ, д-п почва. | 4, 5. | 18, 4. | 2, 6. | 16, 7. | 112, 0. | 275, 0. | 65, 0. |
5. ОАИ д-п почва. | 8, 3. | 28, 8. | 3, 1. | 22, 4. | 168, 0. | 380, 0. | 79, 0. |
6. Чернозем (эталон). | 20, 0. | 50, 0. | 5, 0. | 35, 0. | 240, 0. | 740, 0. | 320, 0. |
Данные таблицы 1 показывают о крайне низкой биологической активности дерново-подзолистой супесчаной почвы по сравнению с черноземом обыкновенным. Разница по основным показателям составляет в 10 — 18 раза. Особенно низка биологическая активность дерново-подзолистой супесчаной почвы на контрольном варианте и варианте с внесением NPK в 2004 году. Внесение навоза усиливает в 1, 5 — 2 раза биологическую активность почвы. Обычный (АИ) и обезвоженный (ОАИ) многократно повышают биологическую активность дерново-подзолистой супесчаной почвы по всем показателям, но они в 2 — 4, 5 раза ниже таковых в черноземах.
2. Ферментативная активность дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения активного ила и традиционных удобрений.
Вариант опыта. | Фосфатаза, мг фенолфталеина на 100 г почвы. | Инвертаза, мг глюкозы на 100 г почвы. | Уреаза, мг NH3 на 100 г почвы. | Каталаза, выделение О2 за 3 мин в мл на 1 г почвы. |
1. Контроль. | 5, 2. | 270, 0. | 11, 5. | 2, 2. |
2. N P K. | 6, 1. | 300, 0. | 15, 6. | 2, 8. |
3. Навоз. | 6, 5. | 450, 0. | 32, 7. | 8, 1. |
4. АИ. | 18, 0. | 1150, 0. | 90, 0. | 14, 6. |
5. ОАИ. | 28, 0. | 1780, 0. | 112, 0. | 21, 2. |
6. Чернозем (эталон). | 93, 0. | 4100, 0. | 250, 0. | 26, 0. |
Анализ данных таблицы 2 позволяет судить о том, что активность ферментов дерново-подзолистой супесчаной почвы очень слабая, т. е. в этой почве гидролитические и окислительно-восстановительные реакции протекают вяло. Интенсивность ферментативной активности дерново-подзолистой почвы на контрольном варианте и на варианте с внесением в 2004 году рекомендованных доз N60 P30 K60 была в 10 — 20 раз ниже активности ферментов черноземов. Внесение навоза усиливает активность ферментов дерново-подзолистой почвы в 1, 5 — 4 раза. АИ и ОАИ усиливают активность ферментов опытных почв в 3 — 8 раза. Но при этом активность всех изученных ферментов все же ниже в 1, 5 — 3 раза ферментативной активности черноземов. На основании проведенных исследований можно сделать заключение о том, что внесение в дерново-подзолистую супесчаную почву обычного и обезвоженного активного ила в дозе 10 т/га по сухому веществу при возделывании овса усиливает биологическую и ферментативную активность этой почвы, что расширяет эффективное и потенциальное плодородие.
- 1. Жмур Н. С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.: Луч, 1997. — 172с.
- 2. Малышев А. В., Костин В. И. Влияние осадков сточных вод как удобрений на биологическую активность почвы. Оптимизация применения удобрений и обработки почвы в условиях лесостепи Поволжья. Ульяновск, 1995, — с. 21 — 26.
- 3. Сюняев Х. Х., Жмыхова Е. Н., Чудинова С. Д. Методические аспекты утилизации осадков городских сточных вод с иловых площадок. Труды Международного форума по проблемам науки, техники и образования. Том 3. /Под редакцией В. П. Савиных, В. В. Вишневского. — М.: Академия наук о Земле, 2004. — с. 63 — 65.
- 4. Сюняев Х. Х., Жмыхова Е. Н., Чудинова С. Д. Разработка научно-практических основ утилизации осадков сточных вод с иловых площадок г. Калуги. Доклады ТСХА. Выпуск 277. М.: ФГОУ ВПО РГАУ — МСХА, 2005. — с. 678.
- 5. Сюняев Х. Х., Слипец А. А., Тютюнькова М. В., Колонькова АА. Сравнительная оценка кормовой эффективности возделывания ячменя в условиях применения осадков сточных вод. Естествознание и гуманизм. Сборник научных трудов. Том 2. № 5 / Под ред. проф. Н. Н. Ильинских. — Томск: СибГМУ, 2005. — с. 41.
- 6. Сюняев Х. Х., Слипец А. А., Колонькова А. А. Биоэнергетическая эффективность возделывания ячменя в условиях применения осадков сточных вод. Естествознание и гуманизм. Сборник научных трудов. Том 3, № 1 / под ред. проф. Н. Н. Ильинских. — Томск: СибГМУ, 2006. — с.110.