Residuos metalúrgicos para la agricultura sostenible: la escoria de convertidor y el lodo de alto horno aumentan el rendimiento de avena en suelos ácidos
Autores: Zakharova, Olga V.; Baranchikov, Peter A.; Chebotaryova, Svetlana P.; Grigoriev, Gregory V.; Strekalova, Nataliya S.; Grodetskaya, Tatiana A.; Burmistrov, Igor N.; Volokhov, Sergey V.; Kuznetsov, Denis V.; Gusev, Alexander A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Residuos metalúrgicos para la agricultura sostenible: la escoria de convertidor y el lodo de alto horno aumentan el rendimiento de avena en suelos ácidos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Estudio
Lodo de alto horno
Escoria de convertidor
Agente desoxidante del suelo
Cultivo de avena
Residuos metalúrgicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El estudio es el primero en examinar el uso combinado de lodos de alto horno como fuente de microelementos y escoria de convertidor como agente desoxidante del suelo en el cultivo de avena (L.) en suelos podzólicos. Se ha establecido que los lodos de alto horno son desechos altamente dispersos, que contienen alrededor del 50% de hierro, 7% de zinc y una pequeña cantidad de calcio, silicio, magnesio, aluminio y azufre. Componentes peligrosos como plomo, arsénico, etc., no son detectados. La escoria de convertidor consta de gránulos porosos de hasta 3 mm de tamaño, compuestos principalmente por compuestos de calcio (CaO, Ca(CO), CaSiO, CaFeO) y una pequeña cantidad de oligoelementos Mn, Al y Mg. En un experimento de laboratorio, los lodos de alto horno aumentaron la germinación de la avena en un 5-10%, independientemente de la adición de un desoxidante (escoria), pero al mismo tiempo suprimieron el crecimiento de la longitud del tallo en un máximo del 18% a 1 g/kg. La adición de escoria elevó el pH del sustrato e incrementó el índice en un 8% con una concentración de lodos de 0.1 g/kg. La longitud de la raíz en las variantes sin desoxidante aumentó en un 50-60% y con la adición de escoria en un 27-47%. La masa seca de la raíz también aumentó con la adición de lodos en un 85-98%; sin embargo, la adición de escoria redujo el indicador al nivel de control. En un experimento de campo con la aplicación combinada de desechos, se mostró un aumento en el rendimiento de más del 30%. Cuando el suelo fue tratado con escoria y lodos, la altura de las plantas aumentó en un promedio del 18%. Cabe destacar que la introducción de desechos no afectó la calidad del grano. El uso de escoria aumentó el contenido de plomo en el suelo, lo que probablemente se deba a las propiedades de sorción de los compuestos de calcio en la escoria, ya que no se encontró plomo en los desechos analizados. Presumiblemente, el plomo es sorbido por la escoria de los horizontes inferiores del suelo, concentrándolo e inmovilizándolo en la capa superior. Esta versión está respaldada por la ausencia de acumulación de plomo en la paja y el grano de avena. Los lodos que contienen zinc aumentaron el contenido de este elemento en un 33% en el suelo, así como en un 6% en la paja y un 14% en el grano. Por lo tanto, encontramos que los desechos metalúrgicos estudiados pueden ser utilizados como nutrientes para la agricultura, tanto de forma individual como conjunta. En general, el enfoque propuesto contribuirá tanto a reducir la cantidad de desechos acumulados como a mejorar la eficiencia y sostenibilidad de la producción agrícola y la captura de CO. Sin embargo, las características de la acumulación de metales pesados en el suelo y las plantas bajo la influencia de los tipos de desechos analizados requieren un estudio más profundo, incluido en el marco de experimentos de campo a largo plazo.
Descripción
El estudio es el primero en examinar el uso combinado de lodos de alto horno como fuente de microelementos y escoria de convertidor como agente desoxidante del suelo en el cultivo de avena (L.) en suelos podzólicos. Se ha establecido que los lodos de alto horno son desechos altamente dispersos, que contienen alrededor del 50% de hierro, 7% de zinc y una pequeña cantidad de calcio, silicio, magnesio, aluminio y azufre. Componentes peligrosos como plomo, arsénico, etc., no son detectados. La escoria de convertidor consta de gránulos porosos de hasta 3 mm de tamaño, compuestos principalmente por compuestos de calcio (CaO, Ca(CO), CaSiO, CaFeO) y una pequeña cantidad de oligoelementos Mn, Al y Mg. En un experimento de laboratorio, los lodos de alto horno aumentaron la germinación de la avena en un 5-10%, independientemente de la adición de un desoxidante (escoria), pero al mismo tiempo suprimieron el crecimiento de la longitud del tallo en un máximo del 18% a 1 g/kg. La adición de escoria elevó el pH del sustrato e incrementó el índice en un 8% con una concentración de lodos de 0.1 g/kg. La longitud de la raíz en las variantes sin desoxidante aumentó en un 50-60% y con la adición de escoria en un 27-47%. La masa seca de la raíz también aumentó con la adición de lodos en un 85-98%; sin embargo, la adición de escoria redujo el indicador al nivel de control. En un experimento de campo con la aplicación combinada de desechos, se mostró un aumento en el rendimiento de más del 30%. Cuando el suelo fue tratado con escoria y lodos, la altura de las plantas aumentó en un promedio del 18%. Cabe destacar que la introducción de desechos no afectó la calidad del grano. El uso de escoria aumentó el contenido de plomo en el suelo, lo que probablemente se deba a las propiedades de sorción de los compuestos de calcio en la escoria, ya que no se encontró plomo en los desechos analizados. Presumiblemente, el plomo es sorbido por la escoria de los horizontes inferiores del suelo, concentrándolo e inmovilizándolo en la capa superior. Esta versión está respaldada por la ausencia de acumulación de plomo en la paja y el grano de avena. Los lodos que contienen zinc aumentaron el contenido de este elemento en un 33% en el suelo, así como en un 6% en la paja y un 14% en el grano. Por lo tanto, encontramos que los desechos metalúrgicos estudiados pueden ser utilizados como nutrientes para la agricultura, tanto de forma individual como conjunta. En general, el enfoque propuesto contribuirá tanto a reducir la cantidad de desechos acumulados como a mejorar la eficiencia y sostenibilidad de la producción agrícola y la captura de CO. Sin embargo, las características de la acumulación de metales pesados en el suelo y las plantas bajo la influencia de los tipos de desechos analizados requieren un estudio más profundo, incluido en el marco de experimentos de campo a largo plazo.