WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

ВАРЛАМОВА ЛАРИСА ДМИТРИЕВНА

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЙ

ОРГАНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 06.01.04 – Агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Саранск – 2007

Работа выполнена на кафедре агрохимии и агроэкологии

Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных  наук профессор

  Титова Вера Ивановна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор

  Ивойлов Александр Васильевич 

доктор сельскохозяйственных наук профессор

Касатиков Виктор Александрович

доктор сельскохозяйственных наук профессор

Костин Яков Владимирович

Ведущая организация:  ГНУ Ульяновский научно-исследовательский

  институт сельского хозяйства РАСХН

(п. Тимирязевский)

Защита состоится 5 октября  2007 г. в _______ часов

на заседании диссертационного совета Д 212.117.11 при Мордовском государственном университете имени Н.П. Огарева.

Адрес: 430904, г. Саранск, п. Ялга, ул. Российская, 31, ауд. 223.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке имени М.М. Бахтина Мордовского государственного университета имени  Н.П. Огарева.

  Автореферат разослан «______» _________________________ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета  Г.М. Кононова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований

Среди основных экологических проблем современности важнейшее место занимает проблема отходов, которые в настоящее время образуются в огромных количествах и при их размещении в окружающей среде являются источником ее загрязнения, ухудшают санитарно-эпидемиологические и эстетические качества природы. Одним из возможных путей решения данной проблемы является утилизация отходов, т.е. возвращение их в материальный круговорот, что имеет важное экологическое, экономическое и энергосберегающее значение (Титова В.И. и др., 2006). При этом наиболее привлекательным направлением  использования органосодержащих отходов различных производств является их применение в качестве нетрадиционных удобрений при выращивании сельскохозяйственной продукции, что, в свою очередь, является целесообразным и с агрономической точки зрения. Однако следует учитывать, что применение отходов может сопровождаться рядом серьезных негативных процессов. Так, при утилизации органосодержащих отходов промышленного производства (например, осадков коммунально-бытовых сточных вод) возможно загрязнение почв, растительной продукции и природных вод тяжелыми металлами и органическими поллютантами, а использование в земледелии больших объемов органосодержащих отходов промышленного животноводства (свиного навоза, птичьего помета и т.д.) в ряде случаев сопровождается загрязнением почв патогенной микрофлорой и экологически опасным увеличением содержания в почве биогенных элементов.

Снижение негативного воздействия на окружающую среду может быть достигнуто двумя способами. Первый предполагает разработку безопасных технологий применения нетрадиционных удобрительных материалов (дозы внесения, способы заделки в почву, выбор культур и т.д.). Второй способ основан на улучшении качества органосодержащих отходов путем их переработки с последующей оптимизацией их использования в агроэкосистеме. Наиболее перспективными вариантами переработки отходов производства в ценные удобрительные материалы являются их компостирование (в том числе – вермикомпостирование) и анаэробное сбраживание, которое, к тому же, сопровождается получением биогаза.

Изучение возможности использования нетрадиционных удобрений, разработка оптимальных технологий их применения, учет эффективности переработки отходов и ряд других вопросов, сопряженных с их утилизаций в сельскохозяйственном производстве, должны сопровождаться комплексными исследованиями, которые позволят оценить влияние удобрений на продуктивность фитоценоза, качество и безопасность растениеводческой продукции, агрохимические и биологические свойства почвы и т.д.

Цель и задачи исследования

Целью исследований являлось изучение агрономической и экологической возможностей использования свиного навоза, птичьего помета, осадков сточных вод и продуктов их переработки (продукт метанового сбраживания птичьего помета – «Урожай-С», химически очищенные ОСВ, грунты, компосты и вермикомпосты) в земледелии с разработкой эффективных и безопасных технологий их внесения.

Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:

  • изучение влияния разового и длительного применения свиного навоза и куриного помета на урожайность и кормовую ценность сельскохозяйственных культур, а также агрохимические свойства почвы;
  • оценка продукта переработки птичьего помета – «Урожай-С» как нетрадиционного удобрительного материала и стимулятора роста растений;
  • выявление влияния осадка сточных вод с нормативным содержанием тяжелых металлов на урожайность, качество и безопасность получаемой продукции сельскохозяйственных культур;
  • оценка эффективности химического метода очистки осадков сточных вод (ОСВ) по изменению содержания тяжелых металлов в осадке и влиянию на безопасность полученной продукции;
  • разработка базовой технологии вермикомпостирования ОСВ, изучение эффективности и безопасности использования полученных удобрений в земледелии;
  • выявление возможности использования ОСВ как компонента почвогрунтов для выращивания цветочных культур в оранжерее и в зеленом строительстве;
  • оценка действия изучаемых видов и доз удобрений на биологическую активность почвенной биоты.

Научная новизна

Установлено, что использование отходов промышленного животноводства (жидкий свиной навоз и птичий помет) в качестве удобрений в повышенных и очень высоких дозах не угнетает развитие кормовых культур, но снижает их питательную ценность, в основном, за счет увеличения содержания клетчатки. Систематическое применение этих удобрений на легких дерново-подзолистых почвах приводит к резкому повышению запасов подвижного фосфора и дисбалансу основных элементов питания.

Изучение нового удобрения («Урожай-С»), полученного методом метанового сбраживания куриного помета, показало, что он оказывает положительное влияние на всхожесть семян; существенно повышает урожайность растений; начиная с дозы 5 т/га, стимулирует биологическую активность почвы, увеличивая содержание в ней подвижных форм питательных элементов, что в целом обуславливает его высокую агрономическую эффективность.

Установлено, что использование осадков сточных вод с нормативным содержанием в них тяжелых металлов, а также химически очищенных ОСВ в качестве удобрений под сельскохозяйственные культуры, существенно увеличило урожайность, не оказав при этом влияния на качество и безопасность полученной продукции. Показана возможность использования ОСВ, содержащих повышенное количество тяжелых металлов, в качестве компонентов почвогрунтов  в  зеленом  строительстве  и цветоводстве:  не выявлено угнетающего действия

осадков на выращиваемые растения.

Дана комплексная оценка возможности использования ОСВ, птичьего помета, навоза КРС и соломы в качестве компонентов для вермикомпостирования: установлены состав и соотношения компонентов, которые позволили получить агрономически эффективные и экологически безопасные удобрительные материалы.

Защищаемые положения

  • влияние отходов промышленного птице- и свиноводства на урожайность, качество и безопасность основных сельскохозяйственных культур, а также на агроэкологические свойства почвы;
  • эффективность нового удобрения «Урожай-С» – продукта переработки птичьего помета методом метанового сбраживания;
  • возможность использования неочищенных и химически очищенных осадков сточных вод в качестве нетрадиционных удобрений в земледелии, зеленом строительстве и цветоводстве;
  • вермикомпостирование – один из эффективных приемов снижения опасности применения нетрадиционных удобрительных материалов в качестве органических удобрений.

Практическая значимость

Результаты исследований служат теоретической и практической основой для регламентирования использования осадков сточных вод в качестве удобрений в сельском хозяйстве, зеленом строительстве и цветоводстве.

Установлено, что нормированное применение органосодержащих отходов народного хозяйства в качестве источника минерального питания растений агрономически эффективно и экологически безопасно.

Научные эксперименты по изучению нового удобрения «Урожай-С» позволили рекомендовать его широкое использование для удобрения посевов, что явилось основанием для внедрения данного удобрения в сельскохозяйственное производство южных районов Нижегородской области.

Полученный материал позволяет рассматривать вермикомпостирование как перспективный прием повышения агроэкологической  ценности осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрения.

Основные положения работы используются в учебных курсах Нижегородской ГСХА в процессе преподавания дисциплин: агрохимия, система удобрения, сельскохозяйственная экология, охрана окружающей среды и рациональное природопользование, оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза.

Апробация работы

Результаты исследований были доложены на международных съездах, симпозиумах и конференциях (Горки, 1996; Москва, 1997, 1998; Суздаль, 2000; Ставрополь, 2002; Нижний Новгород, 2003; Новосибирск, 2004; Владимир, 2004, 2006), всероссийских научно-практических конференциях в высших учебных и научно-исследовательских заведениях городов Москвы (1998, 1999, 2005), Нижнего Новгорода (1998),  Йошкар-Олы (2001), Кирова (2001, 2002), а также  на научных конференциях  профессорско-преподавательского  состава

Нижегородской ГСХА.

По теме диссертации автором опубликовано 35 печатных работ, в том числе одна монография (в соавторстве).

Изучаемое в опыте жидкое органическое удобрение «Урожай-С», полученное методом метанового сбраживания, внедрено в производство в двух хозяйствах Нижегородской области на площади 430 га. Грунты на основе ОСВ для выращивания чайно-гибридных роз прошли испытания в оранжерее МУП «Цветы» г. Н. Новгорода.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа содержит 8 глав содержательной части, выводы и рекомендации производству. Она изложена на 345 страницах, содержит 136 таблиц, 19 рисунков и 56 приложений. Список литературы включает 471 наименование, в т.ч. 49 публикаций иностранных авторов.

Выражаю искреннюю благодарность всему коллективу кафедры агрохимии и агроэкологии НГСХА и директору Центра агрохимической службы «Нижегородский» проф. Шафронову Олегу Дмитриевичу за консультативную, организационную и моральную поддержку при проведении исследований и подготовке диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Проблема отходов в современном мире

Оценены возможности и эффективность использования в сельском хозяйстве в качестве удобрения органосодержащих отходов птице- и свинокомплексов, а также осадков сточных вод. Дан обзор технологий по переработке этих отходов с получением более ценных и безопасных удобрений.

2. Объекты и методы проведения исследований

Основными объектами изучения служили жидкий свиной навоз, получаемый при гидравлической системе удаления из животноводческих помещений; птичий помет (отход производства при клеточном содержании птицы с механизированной уборкой помета); удобрение, полученное методом анаэробного сбраживания жидкого помета – «Урожай-С»; осадки сточных вод Нижегородской станции аэрации МУП «Нижегородский водоканал», предназначенной для очистки коммунально-бытовых и промышленных сточных вод; грунты, компосты и вермикомпосты, полученные с использованием ОСВ (рис. 1). Обобщенная агрохимическая и агроэкологическая характеристика отходов и продуктов их переработки приведена в таблицах 1 и 2.

Часть результатов, обсуждаемых в данной работе, получены в коллективных исследованиях: опыты по изучению применения в полеводстве бесподстилочного куриного помета проведены совместно с доктором с.-х. наук, профессором Дабаховой Е.В. и кандидатом с.-х. наук Трифоновым А.Ю., жидкого свиного навоза с кандидатом с.-х. наук, доцентом Гейгер Е.Ю., очищенных осадков сточных вод с кандидатом с.-х. наук, профессором Бусоргиным В.Г., вермикомпостов с кандидатом с.-х. наук, доцентом Короленко И.Д. под общим руководством заведующей кафедрой агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА, доктора с.-х. наук, профессора Титовой В.И. Производственные испытания жидкого органического удобрения «Урожай-С» проведены совместно с сотрудниками центра агрохимической службы «Нижегородский».

Рис. 1. Логическая схема проведения исследований

В работе обобщены результаты 8 модельных лабораторных, 7 вегетационных, 10 микрополевых, 2 полевых и 7 опытов, проведенных в производственных условиях. Опыты проведены на вегетационной площадке кафедры агрохимии и агроэкологии НГСХА, на опытном поле учхоза НГСХА «Новинки», в трех районах Нижегородской области и СМП «Цветы» г. Нижнего Новгорода. Эксперименты выполнены в период 1996–2005 гг. в рамках бюджетных и внебюджетных научных исследований кафедры агрохимии и агроэкологии, ответственным исполнителем которых была автор работы.

Основная часть исследований проведена на светло-серых лесных легко- и среднесуглинистых почвах с содержанием гумуса 1,3-2,0 %, рНkcl 4,6-6,1 ед., подвижных соединений Р2О5 – 120-340 мг/кг, К2О – 66-221 мг/кг; 3 опыта были заложены на серых лесных среднесуглинистых почвах с содержанием гумуса 2,2-3,0 %, рНkcl  5,3-5,8 ед., Р2О5 –124-202 мг/кг, К2О – 109- 154 мг/кг; 3 опыта – на дерново-подзолистых супесчаных и легкосуглинистых почвах с содержанием гумуса 1,3-2,3 %, рНkcl  5,2-6,5 ед., Р2О5 – 990-4 080 мг/кг, К2О – 57-525 мг/кг. Содержание  тяжелых металлов в почвах не превышало  ПДК  (ОДК),  но  в  от-

дельных случаях было выше фона.

Таблица 1 – Агрохимическая характеристика органических удобрений

Удобрение

Обозначение

рН

Сухое

Вещество, %

Содержание,

% на естественную влажность

N

Р2О5

К2О

Свиной навоз

жидкий

ЖСН

6,7-6,8

2,5-6,6

0,16-0,25

0,10-0,28

0,02-0,17

Помет куриный

бесподстилочный

ПП

7,2-7,4

30-36

0,78-1,63

1,12-2,47

0,35-0,99

Жидкое органическое удобрение «Урожай-С»

«Уро-

жай-С»

7,2-7,8

1,8-3,6

0,17-0,40

0,03-0,24

0,02-0,13

Осадки

сточных вод

ОСВ

6,5-7,6

44-75

0,40-0,63

0,50-4,48

0,14-0,38

Компосты

К

6,5-7,1

50-68

0,97-1,60

0,32-0,66

0,29-0,97

Вермикомпосты

ВК

6,5-7,1

41-61

0,37-1,10

0,16-0,89

0,31-0,79

Навоз КРС

подстилочный

полуперепревший

Навоз

6,4-6,7

27-30

0,56-0,62

0,21-0,24

0,58-0,71

Таблица 2 – Содержание ТМ в органических удобрениях,

мг/кг сухого вещества

Удобрение

Cd

Cu

Pb

Zn

Ni

Cr

ЖСН

0,35

17,97

21,65

168,6

19,30

2,97

ПП

0,27

8,20

1,15

127,9

5,70

3,32

«Урожай-С»

0,10

0,06

1,74

1,2

0,93

0,33

Навоз

0,65

7,22

1,92

61,2

6,36

3,96

ОСВ

12

385

44

789

300

513

ТУ*

2

132

130

220

-

-

Норма**

20

1000

750

2500

300

750

ПДК***

30

1500

500

3500

400

1000

*  - ТУ 9819-238-00008064-98 (навоз подстилочный крупного рогатого скота);

** - требования к нетрадиционным органическим удобрениям (Справочная книга …, 2001);

*** - ГОСТ Р17.4.3.07-2001.

Наиболее благоприятными для развития сельскохозяйственных культур были 1999 и 2003 гг. Дефицит влаги растения испытывали в 2001 и 2002 гг., а избыточным увлажнением характеризовались 1998 и 2000 гг. Хорошие условия перезимовки многолетних трав и озимых культур складывались в 1999-2000 гг.

При анализе растительного материала, удобрений и почв использовали методы, применяемые в современной агрохимической практике.  Аналитические работы проведены в лабораториях кафедры агрохимии и агроэкологии НГСХА, где выполнены анализы по определению агрохимических и биологических показателей почвы, составу удобрений и качеству растений; в лаборатории ФГУ «Центр агрохимической службы «Нижегородский» и МУП «Нижегородский водоканал», где в испытуемых объектах было определено содержание тяжелых металлов. Математическая обработка результатов исследований проведена с использованием методов дисперсионного и корреляционного анализов, а также метода вариационной статистики. 

3. Применение в сельском хозяйстве органосодержащих отходов

  промышленного свино- и птицеводства

Исследования с дозами птичьего помета и свиного навоза

Влияние возрастающих доз удобрений на урожайность и качество кормовых культур. В зоне расположения крупных животноводческих предприятий чаще всего применяют максимально возможные, а иногда и сверхлимитные количества органических удобрений. В таких условиях возникает необходимость определения предельных доз их использования, не оказывающих существенного негативного влияния на состояние агроэкосистемы, прежде всего, на фитоценоз. При этом на первом этапе исследований актуальным являлось проведение исследований по сравнительной оценке действия изучаемых органических удобрений и эквивалентного количества минеральных.

Исследованиями установлено, что в целом действие жидкого свиного навоза (ЖСН) и птичьего помета (ПП) превосходило эффект от эквивалентного количества NРК, внесенных в составе минеральных удобрений (рис. 2,3).

Рис. 2. Сравнительная эффективность ЖСН и эквивалентного количества элементов питания в минеральной форме, опыт № 1, в среднем за 1996-1999 гг.

Рис. 3. Сравнительная эффективность ПП и эквивалентного количества элементов питания в минеральной форме, опыт № 2, в среднем за 1996-1999 гг.

Разовое применение ПП в дозах 1050 т/га и ЖСН в количестве 200  1 000 т/га (в условиях вегетационных опытов) не оказывало угнетающего влияния на урожайность опытных культур ни в прямом действии (викоовес), ни в последействии (последовательно выращиваемые яровой рапс и овес). При внесении минимальной дозы помета суммарная прибавка урожая составила 42 % к контролю, а максимальной дозы – 105 %; для ЖСН эти цифры соответственно равнялись 47 % и 129 %.

Содержание азота и фосфора в продукции растениеводства увеличивалось по мере роста доз, причем органические удобрения в большей степени влияли на накопление культурами азота, а минеральные фосфора. Содержание калия в растениях в меньшей степени зависело от вида удобрения и его дозы. При внесении свиного навоза отмечено снижение содержания сухого вещества в растениях викоовсяной смеси и рапса и увеличение в овсе; использование помета, в основном, увеличило его во всех культурах.

Влияние свиного навоза и помета птиц на агрохимические свойства и баланс элементов питания в почве. Применение ЖСН увеличило содержание подвижных форм фосфора и калия в почве, оказав менее существенное влияние на ее физико-химические свойства. Положительный баланс фосфора в почве проявился с первой опытной дозы (200 т/га), а азота и калия – со второй (400 т/га), причем коэффициент использования азота в сумме по трем культурам составил 22-43 %, калия 27-47 %, а фосфора – 3-8 %. При этом коэффициенты использования азота и фосфора из жидкого свиного навоза, начиная со второй опытной дозы (400 т/га), а калия с третьей (600 т/га), при дальнейшем увеличении количества применяемых удобрений практически не изменялись.

Применение куриного помета даже в минимальной дозе привело к снижению обменной кислотности. Содержание подвижного фосфора по мере возрастания доз помета увеличивалось при неизменном содержании калия. Положительный баланс фосфора в почве проявился с первой опытной дозы  (10 т/га), а азота и калия – с четвертой (40 т/га) при коэффициенте усвоения азота 49-98 %, калия 54-98 %, а фосфора – 10-26 %. В целом использование внесенных элементов культурами снижалось с ростом дозы удобрения.

Таким образом, жидкий свиной навоз и бесподстилочный помет при их разовом внесении даже в высоких и очень высоких дозах не оказали угнетающего влияния на развитие растений, однако, улучшив, в целом, питательный режим почвы, привели к некоторому дисбалансу элементов питания (существенное увеличение содержания фосфора при неизменном количестве калия).

Оценка эффективности систематического внесения

органосодержащих отходов промышленного животноводства

Влияние удобрений на продуктивность кормовых культур. Опыты, проведенные на первом этапе исследования, позволили выявить максимальные разовые дозы органических удобрений, повышение которых с практической и экономической точек зрения нецелесообразно (200 т ЖСН и 20 т ПП в расчете на 1 га). В связи с этим на следующем этапе исследования, задачей которого являлась оценка эффективности систематического внесения органических удобрений, изучались именно эти дозы. Наряду с чистым контролем и вариантом с внесением органического удобрения, в схему опытов был включен вариант с азотно-калийным минеральным удобрением, который позволил сбалансировать питание растений на фоне очень высокого содержания в почве подвижных фосфатов. Исследования были проведены в условиях микрополевых опытов, заложенных на дерново-подзолистых почвах базовых хозяйств (ОАО «Ильиногорское» и ОАО «Агрофирма «Птицефабрика Сеймовская»), длительное время (более 25 лет) удобрявшихся органическими удобрениями в высоких дозах и характеризующихся очень высоким содержанием подвижного фосфора (990- 4 080 мг/кг).

Внесение ЖСН на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве привело к увеличению сбора урожая свербиги восточной на 20 %, а применение минеральных форм азота и калия – на 16 % (рис. 4). При внесении удобрений отмечено увеличение содержания клетчатки и нитратов на 3,7 и 1,9 % и на 131 и 174 мг/кг соответственно. При этом количество клетчатки превысило установленный норматив (Методические указания…, 2002).

 

Рис.4. Динамика урожайности свербиги восточной (опыт № 5)


Рис. 5. Динамика урожайности костреца безостого (опыт № 3)

В опыте, заложенном по аналогичной схеме на дерново-подзолистой супесчаной почве, в первый год исследований (амарант) минеральные формы азота и калия имели неоспоримое преимущество перед ЖСН, затем их действие выровнялось, а на третьей культуре (левзее сафлоровидной) свиной навоз показал большую эффективность. В целом за годы проведения исследований ЖСН увеличил суммарный выход продукции в 2,5, а NК-удобрения – в 2 раза (табл. 3).

Таблица 3 – Суммарная продуктивность культур в микрополевом опыте,

1996-2004 гг. (опыт № 4)

Вариант

Урожайность культур, кг к.ед./м2

В среднем за год

амарант

озимая

рожь

левзея

(6 лет)

в сумме

за 8 лет

кг к. ед./м2

%

Контроль

0,88

0,54

4,53

5,95

0,74

100

ЖСН-200

1,08

0,62

12,82

14,52

1,82

246

N100К200

1,32

0,63

10,14

12,09

1,51

204

Содержание азота и калия в растениях левзеи сафлоровидной сильно варьировало по годам, в то время как концентрация в них фосфора достаточно стабильна. Содержание сухого вещества при внесении удобрений снижалось, а количество клетчатки и нитратов увеличивалось. Наиболее высоким содержание клетчатки было при внесении свиного навоза, а нитратов – при использовании минеральных удобрений, однако количество их не превышало санитарных норм.

Результаты учета урожая костреца безостого в опыте с ПП показали,  что ор-

ганическое удобрение было более эффективным, чем азотно-калийное. В сумме за 4 года помет увеличил урожайность культуры на 45 %, а минеральные формы азота и калия – на 31 %. При этом эффективность удобрений существенно менялась во времени (рис. 5). Внесение удобрений не повлияло на содержание NРК в фитомассе костреца. Вынос элементов питания растениями на фоне применения помета увеличился по сравнению с контролем на 44, 42 и 34 % (N на 38,9, Р2О5 на 6,2, К2О на 19,8 г/м2), а при использовании минеральных удобрений – на 29, 22 и 32 % соответственно, что отражало уровень урожайности культуры.

В целом, систематическое внесение органических удобрений существенно повысило урожайность сельскохозяйственных культур, однако качество полученной продукции, судя по содержанию клетчатки, хотя и отвечало в большинстве случаев установленным требованиям, снижалось по сравнению с контролем без внесения удобрений.

Действие удобрений на агрохимические и биологические свойства почвы. Определение основных агрохимических показателей проведено послойно. Установлено, что внесение ЖСН на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в течение 3 лет (опыт № 5) способствовало повышению содержания гумуса в слое 0-20 см (табл. 4), а также оказало положительное влияние на физико-химические свойства почвы и содержание подвижных форм фосфора и калия.

Таблица 4 – Влияние систематического внесения жидкого свиного навоза

на агрохимические показатели почвы (опыт № 5), 1999 г.

Вариант

Слой

почвы, см

Гумус,

%

рНkcl

Нг

S

Р2О5

К2О

мг-экв./100 г

мг/кг

Контроль

0-20

2,30

6,20

1,45

10,8

707

62

21-50

0,47

6,80

0,53

13,8

700

43

ЖСН-200

0-20

2,63

6,40

1,49

12,1

880

81

21-50

0,60

6,95

0,53

14,0

660

72

N100К200

0-20

2,21

6,10

1,43

11,8

673

60

21-50

0,58

6,80

0,51

13,5

570

51

НСР05

0-20

0,27

0,46

0,14

1,1

68

7

21-50

0,08

0,35

0,04

1,3

71

8

На дерново-подзолистой супесчаной почве (опыт № 4) содержание подвижного фосфора в почве при использовании ЖСН (в течение 6ти лет) к 2002 году увеличилось на 14 % по сравнению с исходным его количеством, а на контроле и при внесении минеральных удобрений снизилось (соответственно на 30 и 37 %), количество калия снизилось во всех вариантах. После прекращения внесения ЖСН (2002 г.) за последующие два года содержание фосфора сократилось при сохранении положительного баланса по этому элементу.

При выращивании костреца безостого (опыт № 3, исследование с птичьим пометом) основные изменения в содержании подвижного фосфора и калия в почве отмечены в подпахотном слое: по сравнению с исходным состоянием содержание Р2О5 в нем снизилось в 2 (регулярное применение помета) – 4,3 раза (контроль), при незначительном увеличении в верхнем (0-20 см) слое на фоне внесения помета.

Применение удобрений на дерново-подзолистой супесчаной почве (опыт  № 4) увеличило ее биологическую активность, при этом свиной навоз имел преимущество перед минеральными удобрениями только по влиянию на интенсивность нитрификации (табл. 5). Все показатели характеризовались высокой вариабельностью (до 215 %), причем минимальные сезонные изменения отмечены для целлюлолитической активности, максимальные – для нитрифицирующей способности: наиболее активно данный процесс протекал в июле и практически затухал к ноябрю. Похожие закономерности выявлены и в опыте со свербигой восточной (дерново-подзолистая легкосуглинистая почва).

Таблица 5 – Динамика показателей биологической активности почвы

при систематическом внесении жидкого свиного навоза

Вариант

Опыт № 4

Опыт № 5

lim

M

lim

M

Интенсивность дыхания, СО2 мг /10 г/сутки

Контроль

0,4-3,5

1,2

0,5-1,8

1,6

ЖСН-200

0,4-3,4

1,4

0,6-5,6

2,8

N100К200

0,3-3,8

1,9

0,9-6,2

2,9

НСР05


0,3


0,5

Целлюлолитическая активность, %

Контроль

12,1-66,6

40,2

11,1-76,5

42,1

ЖСН-200

10,1-71,8

43,9

17,6-72,1

38,8

N100К200

10,1-78,7

45,2

21,1-85,8

52,5

НСР05


3,1


4,9

Нитрифицирующая активность, мг NO3/100 г/14 суток

Контроль

0,2-13,3

3,8

0,6-5,8

3,0

ЖСН-200

0,7-23,8

7,4

1,0-13,1

5,9

N100К200

0,5-21,8

4,1

0,8-7,6

3,6

НСР05


1,6


0,9

Здесь и далее: lim – пределы изменения показателя; M – среднее значение величины.

Внесение помета увеличивало интенсивность выделения углекислого газа, нитрифицирующую способность и целлюлолитическую активность почвы в большей степени, чем минеральные удобрения.

Таким образом, систематическое применение свиного навоза в дозе 200 т/га и помета в дозе 20 т/га не угнетало микробиологические процессы, протекающие в почве. Закономерности изменения анализируемых показателей при внесении жидкого свиного навоза и бесподстилочного куриного помета в целом имеют однонаправленный характер в отношении активности выделения СО2 и нитрифицирующей способности. Разрушение целлюлозы стабильно увеличивалось лишь при внесении помета.

Оценка влияния свиного навоза и птичьего помета на загрязнение почв тяжелыми металлами и безопасность получаемой продукции. Применение органических удобрений (ЖСН в течение 6 лет, ПП 4 лет) не привело к повышению валовых запасов тяжелых металлов в почве, однако количество их подвижных соединений при внесении навоза увеличилось.

Анализ содержания и выноса ТМ левзеей сафлоровидной (табл. 6) показал, что количество Zn и Ni в продукции превышает ПДК, а Pb, Cd и Cr соответствует санитарным требованиям. Наиболее высокое количество ТМ в продукции, за исключением хрома, выявлено на контроле, а относительно низкое – при внесении ЖСН. Эти данные вполне согласуются с результатами определения коэффициентов биоаккумуляции и, отчасти, могут быть объяснены биологическим разбавлением. В то же время, максимальный вынос всех анализируемых металлов отмечен в варианте с внесением свиного навоза.

Таблица 6 – Влияние удобрений на усвоение тяжелых металлов

левзеей сафлоровидной (опыт № 4)

Вариант

Pb

Cd

Zn

Ni

Cr

Содержание, мг/кг

Контроль

1,22

0,15

110

3,93

0,22

ЖСН-200

1,05

0,13

71

3,66

0,27

N100К200

1,14

0,15

88

3,33

0,30

ПДК

5,0

0,3

50

2,0

0,8

Вынос, мг/м2

Контроль

1,2

0,15

108

3,9

0,22

ЖСН-200

4,1

0,51

277

14,3

1,05

N100К200

2,6

0,35

202

7,7 

0,69

Коэффициенты биоаккумуляции, относительные единицы*

Контроль

2,34

1,15

28,0

12,7

0,85

ЖСН-200

1,52

0,87

14,1

8,1

3,00

N100К200

2,20

1,07

27,2

9,8

1,76

* рассчитано по отношению к подвижным запасам элементов в почве.

Потребление ТМ кострецом отличалось от использования их левзеей: содержание свинца и цинка в нем значительно ниже, а кадмия – в два раза выше. При этом систематическое применение куриного помета способствовало увеличению содержания в костреце Pb и Cd, практически не влияя на потребление цинка и меди.

Таким образом, можно констатировать, что при высокой продуктивности возделываемых культур систематическое внесение органических удобрений не привело к загрязнению пахотного слоя почв тяжелыми металлами, но увеличило их подвижность. Содержание ТМ в продукции при внесении ЖСН по сравнению с контролем не возрастало, в то время как применение помета привело к увеличению содержания в костреце Cd и Pb.

4. Изучение удобрительной ценности «Урожая-С» -

продукта биотермической  переработки куриного помета

Результаты ранее проведенных экспериментов показали, что внесение сверхвысоких доз ПП и ЖСН может привести к ухудшению состояния почвенно-биотического комплекса и качества получаемой продукции. Одним из возможных вариантов снижения антропогенной нагрузки, обусловленной утилизацией отходов индустриального животноводства, является частичная или полная переработка данных органосодержащих отходов с получением экологически более ценных продуктов переработки, применение которых в сельском хозяйстве, однако, также должно сопровождаться комплексной оценкой их эффективности и безопасности.

Изучение биологической активности

жидкого органического удобрения «Урожай-С»

При изучении возможности использования ЖОУ «Урожай-С» для предпосевной обработки семян установлено, что эффективность препарата зависела от его концентрации и вида обрабатываемой культуры. Всхожесть семян яровой пшеницы постепенно увеличивалась с ростом концентрации удобрения от 0,1 до 2,0 %, гороха – до 1,0 %, а салата – до 0,5 %. Необходимо отметить, что даже самая высокая концентрация удобрения (4 %) не оказала токсичного действия на семена пшеницы, в то время как всхожесть семян салата снизилась при использовании 1,0 % раствора.

Модельные лабораторные опыты показали, что с возрастанием доз удобрения биологическая активность почвы увеличивалась (табл. 7).

Таблица 7 – Влияние возрастающих доз ЖОУ «Урожай-С» на динамику

показателей биологической активности почвы (опыт № 8)

Вариант

Сроки компостирования

1 неделя

3 месяца

6 месяцев

12 месяцев

Целлюлолитическая активность, %

Контроль

  15,9

  21,6

24,6

25,3

отклонение от контроля

«Урожай-С», 1 г/кг

  + 1,6

  + 1,7

9,9

10,1

«Урожай-С», 5 г/кг

  + 3,7

  + 3,5

1,0

  4,9

«Урожай-С», 15 г/кг

  + 8,4

  + 9,0

+ 1,9

  0,9

«Урожай-С», 25 г/кг

+ 10,4

+ 13,8

+ 3,9

  + 0,6

НСР05

1,6

2,4

  2,1

1,5

Нитрифицирующая активность, мг NO3 /100 г/14 суток

Контроль

  0,09

  3,10

  5,10

  0,50

отклонение от контроля

«Урожай-С», 1 г/кг

+ 0,66

+ 0,42

+ 1,58

+ 0,15

«Урожай-С», 5 г/кг

+ 0,77

+ 0,73

+ 4,25

+ 0,41

«Урожай-С», 15 г/кг

+ 0,64

+ 1,58

+ 6,67

+ 0,64

«Урожай-С», 25 г/кг

+ 0,49

+ 2,99

+ 8,82

+ 0,84

НСР05

0,03

0,40

0,64

0,05

Отмечено стимулирующее действие «Урожая-С» на активность разложения целлюлозы и накопление нитратов. Целлюлолитическая активность нарастала первые три месяца после внесения удобрения, а затем начинала постепенно затухать; интенсивность нитрификации увеличивалась в течение 6 месяцев. Стабильного положительного влияния удобрения на интенсивность дыхания не выявлено.

Наряду с этим, при внесении органического удобрения была отмечена положительная динамика содержания в почве минеральных форм азота (аммонийного и нитратного) и подвижного фосфора на фоне практически неизменной концентрации обменного калия.

Влияние ЖОУ «Урожай-С» на урожайность и качество культур

В вегетационных исследованиях установлено, что в относительно благоприятных условиях (тепло- и влагообеспеченность) изучаемая доза жидкого органического удобрения «Урожай-С» (примерный эквивалент 15 т/га) оказала существенное положительное влияние на урожайность и качество кукурузы (табл. 8, 9). При сравнительной оценке различных видов органических удобрений выявлено, что «Урожай-С» по эффективности существенно превосходил жидкий помет, внесенный в эквивалентном количестве, и уступал лишь подстилочному навозу, используемому в значительно более высоких дозах.

Таблица 8 – Влияние разных форм органических удобрений

на урожайность кукурузы, г/сосуд зеленой массы (опыт № 9)

Вариант

2001 г.

2002 г.

2003 г.

В среднем

Контроль

  327,1

  158,6

  262,5

  249,4

отклонение от контроля

«Урожай-С»-15

  + 34,3

+ 173,0

  + 97,3

+ 101,5

Навоз-40

+ 173,8

+ 430,9

+ 236,3

+ 280,3

Жидкий помет-15

+32,2

  + 97,7

  + 52,5

  + 60,8

ОСВ-40

  + 46,8

+ 172,9

  + 53,9

  + 91,2

НСР05

  32,6

51,3

44,2


По комплексу показателей, характеризующих качество зеленой массы кукурузы, можно отметить, что «Урожай-С» способствовал получению продукции, отличающейся наибольшей кормовой ценностью. 

Таблица 9 – Влияние удобрений на питательную ценность

зеленой массы кукурузы, 2001 г. (опыт № 9)

Вариант

Протеин, %

Сухое вещество, %

Клетчат-

ка, %

Зола, %

ОЭ*, МДж

Корм.

ед.

Контроль

4,75

26,3

26

4,25

10,3

0,86

«Урожай-С»-15

5,19

25,1

24

4,12

10,7

0,93

Навоз-40

6,00

23,7

27

4,10

10,1

0,83

Жидкий помет-15

4,81

22,5

27

4,20

10,1

0,83

ОСВ-40

5,75

25,5

29

4,12

9,8

0,78

НСР05


  2,4

3

0,37



*) – обменная энергия.

Применение ЖОУ «Урожай-С» (15 т/га) на сахарной свекле увеличило урожайность корнеплодов на 21-86 % по сравнению с контролем. Наибольший эффект получен при внесении всей дозы в основное удобрение, по мере ее дробления (выделение одной или двух подкормок) прибавка урожая снижалась (табл. 10). Изучаемое удобрение, вне зависимости от способа его применения, увеличило долю товарной продукции в структуре урожая).

Анализ качества полученной продукции показал, что содержание витами-на С в корнеплодах сахарной свеклы повышалось вне зависимости от способа использования удобрения.

Таблица 10 – Влияние приемов использования ЖОУ «Урожай-С»

  на урожайность корнеплодов сахарной свеклы, г/сосуд (опыт № 10)

Вариант

2001 г.

2002 г.

2003 г.

В среднем

Контроль

101,2

120,8

90,4

104,1

отклонение от контроля

«Урожай-С»-15

+ 86,8

+ 89,2

+ 84,1

+ 86,7

«Урожай-С»-10+5

+ 66,8

+ 38,0

+ 52,3

+ 52,4

«Урожай-С»-5+5+5

+ 56,8

+ 25,6

+ 49,7

+ 43,3

НСР05

19,3

22,7

13,6


Изменение содержания сахара в продукции имело неустойчивую динамику, но общий сбор его при использовании удобрения повышался, достигая максимума при внесении всей дозы в качестве основного удобрения (табл. 11).

Таблица 11 – Влияние приемов внесения ЖОУ «Урожай-С» на качество

корнеплодов сахарной свеклы (в среднем за 3 года, опыт № 10)

Вариант

Содержание

Сбор

сахара,

г/сосуд

сухое

вещество, %

зола, %

витамин С, мг/%

сахар,

%

Контроль

24,6

3,71

1,37

14,9

15,5

«Урожай-С»-15

26,9

3,94

1,65

14,9

28,3

«Урожай-С»-10+5

26,2

3,71

1,40

15,0

23,5

«Урожай-С»-5+5+5

27,2

3,48

1,68

16,3

24,2

Удобрения оказали влияние на содержание азота и калия, увеличив их концентрацию по сравнению с контролем. Наиболее высокой концентрация всех элементов в надземной массе и азота в корнеплодах была в продукции, полученной в варианте с выделением одной подкормки.

Сравнительная оценка нового органического удобрения и эквивалентного (10 т/га) количества питательных веществ, внесенных с нитрофоской под предпосевную культивацию, в условиях полевого опыта показала, что при недостатке влаги они оказали равноценное действие на урожайность яровой пшеницы, при достаточном увлажнении преимущество имело органическое удобрение (табл. 12).

Содержание азота, фосфора и калия в полученной продукции изменялось не существенно, хотя прослеживалась четкая тенденция их увеличения на удобренных вариантах.

Таблица 12 – Влияние ЖОУ «Урожай-С» и нитрофоски

на урожайность яровой пшеницы, т/га (опыт №  12)

Вариант

2001 г.

2002 г.

2003 г.

В среднем

Контроль

1,78

1,86

2,57

2,07

отклонение от контроля

«Урожай-С»-5

+ 0,16

+ 0,15

+ 0,21

+ 0,17

«Урожай-С»-10

+ 0,37

+ 0,31

+ 0,48

+ 0,39

NPK-экв. 10

+ 0,38

+ 0,29

+ 0,29

+ 0,31

НСР05

0,13

0,16

0,18


Производственные опыты, проведенные в Спасском и Княгининском районах Нижегородской области, показали высокую эффективность изучаемого удобрения на ячмене, кукурузе (зеленая масса) и на викоовсяной смеси (зерно), увеличив урожайность соответственно на 5, 57 и 33 %.

Таким образом, удобрение «Урожай-С» существенно повысило урожайность сельскохозяйственных культур, имело преимущество перед исходным продуктом его получения (жидкий помет) и не уступало действию минеральных удобрений, внесенных в эквивалентных по действующему веществу дозах.

Изменение агрохимической характеристики почвы

при внесении жидкого органического удобрения «Урожай-С»

Оценивая влияние изучаемого удобрения на агрохимическую характеристику почвы, отмечаем, что существенных изменений физико-химических показателей не выявлено (табл. 13).

Таблица 13 – Влияние удобрений на агрохимические показатели почвы

Вариант

рНkcl

Нг

S

NН4+

NО3

Р2О5

К2О

мг-экв./100 г

мг/кг

Опыт № 9 , 2001г.

Контроль

5,3

1,4

13,9

19,7

13,1

292

136

«Урожай-С»-15

5,5

1,2

14,2

20,4

16,4

314

149

Навоз-40

5,3

1,2

14,0

23,5

14,7

272

150

Жидкий помет -15

5,4

1,6

13,6

19,8

13,5

304

121

ОСВ-40

5,1

1,6

13,7

24,7

15,9

388

136

НСР05

0,5

0,2

1,3

2,6

1,8

47

18

Опыт № 10, 2001 г.

Контроль

5,7

1,4

13,0

25,0

14,5

345

129

«Урожай-С»-15

5,9

1,7

13,6

29,5

13,8

297

100

«Урожай-С»-10+5

5,8

1,5

14,3

27,9

14,8

310

110

«Урожай-С»-5+5+5

6,0

1,7

13,4

27,5

15,1

320

118

НСР05

0,5

0,3

1,6

3,2

1,6

34

14

Следует отметить, что увеличение урожайности культур при внесении ЖОУ «Урожай-С» и повышение содержания в продукции азота, фосфора и калия существенно повлияли на вынос их растениями, который не компенсировался внесенным удобрением, увеличивая дефицит элементов питания в почве по сравнению с контролем. Фактическое же изменение содержания подвижных форм элементов (фосфора и калия) питания в почве не соответствовало расчетному балансу, более того, содержание минерального азота, в целом, возрастало. Подобное несоответствие может быть связано с усилением биологической активности почвы при внесении органического удобрения и переводом ранее недоступных форм NPK в усвояемые формы соединений.

5. Оценка возможности использования осадков сточных вод

  в земледелии

Изучение удобрительной ценности исходного продукта –

отхода очистки сточных вод

Влияние ОСВ на продуктивность растений. Вне зависимости от качественного состояния ОСВ, наиболее рационально их использование под растения, не используемые в пищу человека или на корм скоту – например, под технические культуры. К таковым в Нечерноземной зоне относится, прежде всего, лен-долгунец, являющийся объектом наших исследований. Применение ОСВ под лен в среднем за годы исследований увеличило выход семян на 18 %, соломы – на 14 % при дозе 40 т/га, а при 60 т/га на 42 % и 18 % соответственно. Дополнение осадков азотно-калийными минеральными удобрениями привело к дальнейшему увеличению выхода продукции (в среднем на 30 %). Содержание волокна в льно-соломе при внесении ОСВ возрастало, в то время как эффект от NК-удобрений был менее устойчивым во времени (табл. 14).

Таблица 14 – Влияние удобрений на урожайность и качество

льна-долгунца (в среднем по опыту № 16)

Вариант

Урожайность, г/сосуд

Волокно

семена

солома

%

г/сосуд

Контроль

3,3

11,6

31,8

3,7

отклонение от контроля

ОСВ-40

+ 0,6

+ 1,6

+ 9,2

+ 1,8

ОСВ-60

+ 1,4

+ 3,4

+ 13,4

+ 2,8

ОСВ-40+N01К02

+ 1,7

+ 5,2

+ 9,7

+ 3,6

ОСВ-40+N01К02

+ 2,4

+ 6,3

+ 9,8

+ 4,3

НСР05

0,7

1,4

  4,2


Перспективным способом утилизации ОСВ считается также использование их для удобрения многолетних злаковых трав (используемых как для озеленения территорий, так и на кормовые цели), при условии соблюдения санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к осадкам. Исследования, проведенные в 4х летнем опыте с овсяницей луговой, выявили положительное влияние ОСВ на ее урожайность (рис. 6).

Установлено, что эффективность действия осадков сточных вод возрастала во времени, достигая максимума к третьему году исследований. Отмечена тенденция увеличения урожайности овсяницы с увеличением дозы ОСВ, однако, существенных различий между максимальной (60 т/га) и минимальной (20 т/га) дозами не выявлено. Исходя из этого и учитывая потенциальную опасность ОСВ, рациональной целесообразно признать минимальную дозу (20 т/га при фактической влажности удобрения, или 10 т/га по сухому веществу). В целом, ОСВ и навоз в эквивалентной ему дозе практически равноценны (прибавки урожая по отношению к контролю соответственно составили 20 и 24 %).

Качество фитомассы овсяницы луговой (табл. 16) с увеличением срока использования трав постепенно ухудшалось за счет снижения содержания сухого вещества и повышения количества клетчатки (влияние ОСВ на данный показатель минимально). Осадки сточных вод, вне зависимости от дозы их применения, увеличили содержание в растительной продукции фосфора и калия, не оказав влияния на количество в ней азота.

Рис. 6. Влияние возрастающих доз ОСВ на урожайность овсяницы луговой

Использование ОСВ, соответствующих нормативным требованиям по содержанию тяжелых металлов, позволило получить растительную продукцию, удовлетворяющую санитарно-гигиеническим требованиям, причем содержание ТМ в продукции при внесении ОСВ, вне зависимости от дозы, было не выше, чем при использовании подстилочного навоза (табл. 17).

Таким образом, ОСВ, применяемые в опытах, существенно увеличили урожайность полевых культур, не снижая их качества и безопасности для возможных потребителей продукции.

Влияние ОСВ на свойства почвы. Контроль качества почвы в условиях многолетнего опыта с овсяницей луговой показал, что физико-химические показатели данной почвы изменились незначительно. Наблюдался существенный рост содержания подвижного фосфора с максимумом при внесении третьей опытной дозы ОСВ (60 т/га). Количество калия также возрастало, но эти изменения менее устойчивы и отмечены лишь при использовании максимальной дозы осадка. На активность микробиологических процессов ОСВ оказали неоднозначное влияние, интенсивность их существенно изменялась во времени.

Результаты расчетов свидетельствуют, что по истечении четырех лет выращивания овсяницы луговой во всех вариантах с внесением ОСВ сложился дефицитный баланс азота и калия и интенсивный фосфора. Таким образом, для сохранения плодородия почвы и повышения продуктивности многолетних трав необходимо предусматривать внесение азотных и калийных подкормок.

Оценка эффективности использования осадков сточных вод,

очищенных от тяжелых металлов

Агроэкологическая характеристика очищенных осадков сточных вод. Химически очищенные от тяжелых металлов осадки (ООСВ) существенно отличаются от исходных (ОСВ) по агрохимической характеристике, в большинстве случаев – в лучшую сторону,  поскольку  для нейтрализации  избыточных

Таблица 15 – Влияние удобрений на качество овсяницы луговой

Варианты

опыта

2000 г.

2001 г.

2002 г.

2003 г,

сух.

в-во, %

зола

%

клет-

чат-

ка,

%

про-теин

%

сух.

в-во, %

зола

%

клет-

чат-

ка,

%

про-теин

%

сух.

в-во, %

зола

%

клет-

чат-

ка,

%

про-теин

%

сух.

в-во, %

зола

%

клет-

чат-

ка,

%

про-теин

%

1

Контроль

33,7

4,97

29

  9,6

34,2

5,13

30

9,2

25,9

5,21

28

  9,4

22,5

5,00

32

7,5

2

Навоз-40

31,9

5,03

29

11,9

32,4

4,78

33

9,0

25,3

5,32

29

  9,4

22,7

5,11

31

8,8

3

N60P60K60

34,4

5,88

34

12,1

32,8

5,91

31

8,9

23,7

5,54

29

  6,9

23,8

5,33

31

6,3

4

ОСВ-20

31,3

4,86

27

11,8

31,3

4,87

30

8,4

23,9

5,21

28

  9,4

22,9

5,10

33

8,8

5

ОСВ-40

32,4

4,75

27

10,5

31,1

5,11

31

8,7

22,5

5,40

29

  8,9

24,1

5,12

30

8,8

6

ОСВ-60

34,6

4,81

30

  9,6

31,8

5,17

31

8,5

25,9

5,33

29

10,0

24,0

5,06

31

8,1

НСР05

3,7

0,52

3


4,1

0,47

3


2,2

0,59

2


2,4

0,28

4


Таблица 16 – Содержание тяжелых металлов в овсянице луговой, мг/кг сухой массы, опыт № 17

Варианты

опыта

2000 г.

2001 г.

2002 г.

Cu

Zn

Cd

Pb

Cu

Zn

Cd

Pb

Cu

Zn

Cd

Pb

1

Контроль

6,63

25,0

0,10

0,95

4,50

27,0

0,08

0,81

3,50

7,0

0,08

0,90

содержание, в % к контролю

2

Навоз-40

100

168

100

  77

102

  96

133

  96

121

100

133

  90

3

N60P60K60

  98

136

100

111

  67

133

117

  96

114

243

117

103

4

ОСВ-20

  96

136

  90

117

100

  93

100

  81

  50

  57

  51

  82

5

ОСВ-40

  96

140

100

121

  94

126

100

  94

100

129

133

116

6

ОСВ-60

  92

168

100

111

  89

107

109

102

100

157

100

127

ПДК

30,0

50,0

0,3

5,0

30,0

50,0

0,3

5,0

30,0

50,0

0,3

5,0

количеств кислот, применяемых для выщелачивания ТМ, используют аммиак или едкий калий. Содержание ТМ в осадках приведено в таблице 18.

Таблица 18 – Содержание тяжелых металлов в осадках сточных вод

Вид органического удобрения

Содержание, мг/кг сухого вещества

Fe

Zn

Cu

Ni

Cd

Cr

Pb

Опыт  № 17

ОСВ

41 000

2 000

540

140

330

1 300

270

ООСВ

  3 000

  40

100

  30

  17

150

100

Опыт № 16

ОСВ

41 000

2 000

  540

140

330

1 300

147

ООСВ-1

  3 200

370

  261

  30

  4

460

  97

ООСВ-2

  3 000

260

  197

  32

  3

467

  90

ПДК*

-

3 000

1 500

400

  30

750

500

Концентрация кадмия и хрома в ОСВ превышала существующие нормативы, регламентирующие применение их в сельском хозяйстве. Выщелачивание металлов позволило значительно снизить их содержание, доведя до допустимого уровня. При этом замена серной кислоты на соляную при извлечении ТМ из осадков (конечный продукт – ООСВ-1 и ООСВ-2) соответственно позволила повысить эффективность очистки ОСВ от кадмия в 4-6 раз.

Влияние очищенных и неочищенных осадков сточных вод на урожайность сельскохозяйственных культур и безопасность получаемой продукции. В условиях вегетационных опытов на салате применение очищенных от ТМ осадков было в среднем в 1,3-2,0 раза эффективнее, чем неочищенных. Содержание нитратов в полученной продукции существенно варьировало по годам, не превышая при этом ПДК. В целом по влиянию на качество зеленной продукции ООСВ не имели преимущества перед исходными осадками, в то время как содержание тяжелых металлов в салате при их внесении существенно снижалось, отвечая установленным нормативным требованиям (табл.19).

Таблица 19 – Влияние осадков сточных вод на содержание

тяжелых металлов в салате, опыт № 16

Вариант

Содержание, мг/кг сухого вещества

Fe

Zn

Cu

Ni

Cd

Cr

2003 г.

Контроль

17

3,7

1,7

1,8

0,01

0,5

ОСВ-50

27

12,4

2,0

2,4

0,04

1,4

ООСВ-1-50

14

5,6

0,5

0,7

0,02

0,4

ООСВ-2-50

11

4,9

0,5

0,3

0,01

0,3

2004 г.

Контроль

80

3,2

1,5

2,2

0,02

0,3

ОСВ-50

60

5,9

1,1

0,9

0,03

0,4

ООСВ-1-50

56

4,1

0,3

0,4

0,01

0,1

ПДК


10

5


0,03


Исследования, проведенные в полевых условиях, показали (табл. 20), что однократное внесение осадков (в 1998 году под ячмень) увеличило продуктивность севооборота на 10-21 %, а очищенные осадки по своей агрономической эффективности превосходили неочищенные. Применение осадков в условиях полевых опытов оказало значительно меньшее влияние на содержание ТМ в растениях. Вся продукция, за исключением ячменя, характеризовалась избыточным накоплением никеля, что, однако, нельзя отнести только на счет действия удобрений, так как превышение ПДК отмечено и на контроле.

Таблица 20 – Влияние осадков сточных вод на продуктивность культур

в севообороте, ц кормовых единиц, опыт № 17

Вариант

Ячмень

Овес

Вика+овес

Люцерна +

тимофеевка

В сумме за 5 лет

1998 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.

Контроль

16,1

13,0

12,4

15,3

11,3

68,1

отклонение от контроля

ОСВ-5

+ 3,3

+ 4,0

+ 0,2

- 1,4

+ 0,9

+ 7,0

ОСВ-10

+ 3,5

+ 4,4

+ 1,1

0

+ 0,8

+ 9,8

ООСВ-5

+ 3,3

+ 4,1

+ 1,8

- 0,2

+ 0,7

+ 9,7

ООСВ-10

+ 5,8

+ 5,2

+ 2,5

0

+ 1,0

+ 14,5

НСР05

1,7

1,2

1,4

1,5

0,9


Таким образом, применение осадков сточных вод под полевые культуры позволило достоверно увеличить урожайность культур. Очищение осадков от тяжелых металлов не только не снижает удобрительной ценности, но и пролонгирует срок их действия. ООСВ могут с успехом быть использованы в растениеводстве, что, однако, не снимает необходимости жесткого контроля безопасности получаемой продукции и агроэкологического состояния почв.

6. Оценка эффективности вермикомпостирования

  органосодержащих отходов производства

Агрономическая оценка вермикомпоста

на основе подстилочного навоза КРС

Сравнительная оценка эффективности различных доз (3-9 т/га) вермикомпостов на основе подстилочного навоза КРС и традиционных органических удобрений (навоз, помет) показала, что в прямом действии на амаранте вермикомпост (9 т/га) действовал на уровне навоза (50 т/га); в последействии на столовой свекле лучшим был вариант с дозой вермиудобрения 6 т/га, а на столовой моркови наиболее эффективным был помет. В то же время, вермиудобрение не имело существенного преимущества перед навозом по влиянию на качество полученной продукции: из испытуемых доз на амаранте лучшей была средняя (6 т/га), на корнеплодах – максимальная (9 т/га) доза.

Применение вермикомпоста в дозе 9 т/га существенно увеличило интенсивность дыхания, нитрифицирующую активность и целлюлозоразлагающую способность почвы, имея преимущество как перед меньшими дозами (3 и 6 т/га), так и перед традиционными удобрениями (подстилочный навоз КРС 50 т/га и куриный помет 10 т/га). Физико-химические показатели почвы изменились незначительно, а наиболее высокое содержание органического вещества отмечено при внесении вермикомпоста в дозе 6 т/га. К завершению эксперимента (через 3 года после внесения) содержание подвижного фосфора было более высоким при внесении вермикомпоста (6 и 9 т/га), в то время как количество обменного калия было максимальным при внесении навоза, а вермиудобрение положительного влияния на него не оказало. Было отмечено, что между динамикой содержания питательных элементов в почве и дозой внесенных удобрений прямой зависимости не установлено.

Влияние субстрата на развитие дождевых червей (Eisenia fetida)

и качество получаемых удобрений

В настоящее время все чаще рассматривается вопрос о возможности использования червей для улучшения агроэкологических показателей потенциально опасных органосодержащих отходов, например, осадков сточных вод. В наших исследованиях изучались компосты на основе ОСВ с добавлением соломы, помета и навоза. В готовые компосты заселяли червей (из расчета 30 тыс. особей/м3) со средней массой особи 0,3 г. Температура субстрата поддерживалась на уровне 17-19 0С, влажность – 70-80 %. Установлено, что ОСВ и куриный помет оказались летальными средами – к концу эксперимента не выжил ни один червь. Субстрат на основе ОСВ и подстилочного навоза оказался лучшим для развития червей: в нем быстрее происходила откладка коконов, развитие зародышей, общий прирост вермипопуляции и переработка исходного компоста. Выход вермиудобрения по вариантам составил 38 (ОСВ и помет) – 51 % (ОСВ и навоз).

Вермикомпостирование привело к существенному увеличению зольности удобрений. Количество азота, по сравнению с исходным субстратом, снизилось во всех вариантах, а содержание фосфора и калия изменялось неоднозначно. В результате вермипереработки исходных компостов наблюдалось снижение содержания свинца, кадмия, меди и никеля (табл. 21). Концентрация цинка и хрома в вермикомпосте на основе ОСВ и соломы была соответственно на 18 и 28 % выше, чем в исходном компосте. Всем нормативным требованиям соответствовал лишь вермикомпост из ОСВ и навоза. Соответственно при подготовке исходных субстратов необходимо применять более широкое соотношение между компостируемыми компонентами, снижая долю ОСВ.

Таблица 21 – Содержание ТМ в удобрениях, мг на 1 кг сухого вещества 

Компоненты

Удобрение

Pb

Cd

Cu

Zn

Ni

Cr

ОСВ + навоз

К

129

134

332

1 865

234

  888

ВК

109

  10

127

1 512

100

  747

ОСВ + помет

К

135

140

341

1 882

243

  894

ВК

  81

  78

138

1 520

108

  578

ОСВ + солома

К

141

131

309

1 787

229

  820

ВК

135

119

102

2 107

  42

1 050

НСР05

  18

  13

  35

  204

  29

  143

Норматив*)

750

  20

1 000

2 500

300

  750

*) – требования к нетрадиционным органическим удобрениям (Справочная книга …, 2001).

Агроэкологическая оценка вермикомпостов,

полученных на основе осадков сточных вод

Влияние вермикомпостов на урожайность и качество удобряемых культур. Обобщенные данные показывают, что повышение урожайности культур от применения вермикомпостов (ВК) достигало 160 % (рис. 7).

Рис. 7. Влияние вермикомпостов на изменение урожайности культур

В прямом действии на свекле и озимой пшенице преимущество по отношению к другим ВК имело удобрение на основе ОСВ и помета (соответственно 158 и 46 % против 124 и 36 % от вермикомпоста на основе ОСВ и навоза). В первый год последействия столовая морковь реагировала на эти удобрения одинаково, на ячмене преимущество сохранилось за ВК-помет. В прямом действии минимальное влияние на урожайность культур оказал вермикомпост на основе ОСВ и соломы, ко второму году исследований разрыв между удобрениями несколько сократился, а к третьему году это удобрение уже имело незначительное преимущество. То есть, вермикомпосты на основе разных субстратов с одинаковой долей ОСВ по влиянию на урожайность культур неравноценны: при выращивании столовых корнеплодов и зерновых культур некоторое преимущество имеет удобрение, полученное на основе ОСВ и помета.

Сопоставляя изменение урожайности от применения вермикомпостов и ОСВ, отмечаем однозначное преимущество первых в прямом действии (23-  177 %): минимальные различия отмечены на пшенице, максимальные – на свекле при внесении ВК-помет. В последействии различия между этими удобрениями уже менее значимы, причем в отдельных случаях осадки были более эффективны. Однако суммарный сбор продукции во всех опытах при внесении ВК выше, чем при использовании ОСВ, на 7-56 %.

Сравнивая эффективность вермикомпостов и компостов, полученных из одинакового исходного материала, отмечаем, что первые имели значительное преимущество при выращивании озимой пшеницы (табл. 22). В последействии на ячмене сохранилось явное преимущество вермикомпоста на основе ОСВ и помета, в то время как на викоовсяной травосмеси эффективность этих удобрений выравнивается. При этом достоверное увеличение  урожайности третьей культуры отмечено при внесении ОСВ и навоза – в опыте № 32, ОСВ и вермикомпоста (ВК-помет) – в опыте № 33.

Таблица 22 – Влияние удобрений на урожайность полевых культур, т/га

Вариант*

Прямое действие

Последействие

озимая пшеница

ячмень

вика+овес

в средн.

отношен.**

в средн.

отношен.**

в средн.

Опыт № 32

Контроль

2,76

1: 1,7

1,14

1: 1,9

11,8

отклонение от контроля

Навоз-10

+ 0,60

1: 1,6

+ 0,54

1: 1,8

+ 2,5

ОСВ-10

+ 0,29

1: 1,7

+ 0,30

1: 1,8

+ 1,4

К-навоз-10

+ 0,27

1: 1,6

+ 0,04

1: 1,8

+ 0,8

ВК-навоз-10

+ 0,99

1: 1,5

+ 0,08

1: 1,8

+ 1,1

НСР05

0,12


  0,16


1,3

Опыт № 33

Контроль

  2,69

1: 1,7

1,07

1: 1,9

10,9

отклонение от контроля

Помет-10

+ 1,04

1: 1,7

+ 0,10

1: 1,8

+ 1,0

ОСВ-10

+ 0,51

1: 1,7

+ 0,51

1: 1,7

+ 1,6

К-помет-10

+ 0,08

1: 1,7

+ 0,53

1: 1,8

+ 1,1

ВК-помет-10

+ 1,24

1: 1,5

+ 0,22

1: 1,7

+ 1,4

НСР05

0,18


0,17


1,2

* здесь и далее дозы органических удобрений приведены в т/га сухого вещества;

** – отношение зерна к соломе.

Установлено, что вермикомпосты оказали влияние не только на урожайность. Качество продукции под влиянием вермикомпостов в целом улучшалось, однако количественный эффект и направленность проявления действия удобрений определялись не только исходной характеристикой удобрения, но и биологическими особенностями удобряемой культуры.

Оценка влияния вермикомпостов на агрохимические свойства и биологическую активность почвы. Разовое внесение органических удобрений под овощные культуры (столовая свекла, морковь, салат) в эквивалентных по сухому веществу дозах (10 т/га), оказало слабое положительное влияние на физико-химические свойства почвы, не имеющее последействия, содержание подвижного фосфора увеличилось, а калия – снизилось.

В полевых исследованиях (озимая пшеница, ячмень, викоовес) тенденции изменения агрохимических показателей имели схожий характер (табл. 23). При этом содержание фосфора в почве, удобряемой компостами, было более сопоставимо с данными, полученными при внесении ОСВ, а при удобрении вермикомпостами – второго компостируемого материала (соответственно навоза или помета). Содержание калия также несколько увеличивалось, варьируя в рамках одной группы (низкая обеспеченность). Содержание аммонийного азота в почве удобренных вариантов весной было ниже, чем на контроле, а к окончанию вегетации отмечено его увеличение на удобренных вариантах.

Таблица 23 – Влияние удобрений на динамику содержания в почве

подвижных форм питательных элементов (август)

Вариант

опыта

N – NH4 мг/кг

Р2О5 мг/кг

К2О мг/кг

2001

2002

2003

2001

2002

2003

2001

2002

2003

Опыт № 32

Контроль

  9,3

10,0

  9,1

190

168

160

54

58

66

Навоз-10

21,2

15,6

10,3

256

216

201

77

74

71

ОСВ-10

13,5

13,9

10,7

278

234

215

74

69

63

К-навоз-10

11,1

11,3

11,2

280

240

220

76

67

72

ВК-навоз-10

17,6

14,2

11,0

202

186

185

72

73

68

НСР05

2,7

  1,8

  1,4

21

25

23

5

5

7

Опыт № 33

Контроль

  9,4

10,1

  9,7

182

162

151

63

67

70

Помет-10

18,4

16,7

10,3

244

214

198

85

64

73

ОСВ-10

13,4

14,0

11,0

256

225

206

81

72

64

К-помет-10

11,4

11,5

10,2

223

175

173

74

74

68

ВК-помет-10

19,9

15,6

10,6

203

186

178

66

66

72

НСР05

  1,9

  1,7

  1,7

  30

  17

  19

  8

  5

  8

Таким образом, доза удобрений в 10 т/га была достаточной для существенного увеличения содержания в почве фосфора, но недостаточна для изменения количества калия. Максимальное накопление фосфора отмечено при внесении ОСВ, среди вермикомпостов в этом отношении наиболее эффективным был вермикомпост, полученный на основе ОСВ и навоза (ВК-навоз).

Наблюдения за динамикой показателей, характеризующих биологическую активность почвы при выращивании корнеплодов, свидетельствовали, что количественные ее параметры в значительной степени подвержены погодным условиям. При этом практически на протяжении всего периода наблюдений удобрения оказывали однонаправленное влияние на анализируемые показатели. Так, навоз и вермикомпост на его основе показали существенное положительное влияние на целлюлолитическую активность (в среднем увеличение составило 22 и 26 %), а при внесении ОСВ отмечено некоторое ее снижение (на 3 %). Наиболее активно процесс нитрификации, а также выделение диоксида углерода, протекали при внесении ВК-навоза, что увеличивало выделение СО2 по сравнению с контролем в среднем на 240 кг/га в сутки, а накопление нитратного азота на 46 кг/га за вегетационный период (табл. 24).

При внесении под зерновые культуры удобрения оказали положительное действие на интенсивность дыхания почвы и активность нитрификации. Позитивные изменения целлюлолитической активности почвы на удобренных вариантах выявлены лишь в последействии. Наиболее существенное увеличение показателей биологической активности почвы, как и в опыте с овощными культурами, отмечено при внесении вермикомпоста на основе ОСВ и навоза.

Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в почве и растительной продукции. Несмотря на высокое содержание ТМ в полученных удобрениях, они не угнетали развитие растений и жизнедеятельность микрофлоры. Вместе с тем, при внесении ОСВ отмечено достоверное увеличение валового содержания Pb, Cd, Zn и Cu, а вермикомпосты оказали влияние на накопление Zn и Cu. Содержание подвижных форм металлов изменялось аналогично. Превышений ПДК выявлено не было.

Таблица 24 – Влияние удобрений на биологическую активность почвы

  (опыт № 31)

Вариант

Интенсивность

дыхания,

СО2 мг/10г/сутки

Целлюлолитическая

активность,

%

Нитрифицирующая активность, NO3

мг/100г/14 суток

lim

M

lim

M

lim

M

Контроль

1,92-2,07

1,31

15,5-24,3

19,2

3,15-6,14

4,32

Навоз-10

1,21-3,56

2,26

20,7-58,5

40,9

2,61-6,00

4,18

ОСВ-10

0,99-2,45

1,40

12,2-20,3

16,6

3,20-10,56

5,65

ВК-навоз-10

0,93-2,90

2,06

26,6-62,1

46,0

3,41-9,83

5,87

ВК-помет-10

0,93-2,20

1,72

21,1-51,8

38,6

3,05-8,35

5,33

ВК-солома-10

0,94-2,19

1,52

19,8-34,9

28,8

3,12-8,40

5,15

НСР05

0,17

7,1

0,32

Содержание ТМ в овощных культурах приведено в таблице 25.

Таблица 25 – Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов

в продукции растениеводства, мг/кг сухой массы (опыт № 31)

Вариант

Pb

Cd

Cu

Zn

мг/кг

КБП*

мг/кг

КБП

мг/кг

КБП

мг/кг

КБП

Столовая свекла, 2000 г.

Контроль

0,24

0,027

0,026

0,058

  9,16

1,13

34,11

0,94

Навоз

0,17

0,014

0,022

0,049

  9,37

1,15

27,98

0,77

ОСВ

0,24

0,028

0,047

0,045

  9,11

0,99

48,44

0,98

ВК-навоз

0,20

0,026

0,042

0,079

11,39

1,34

34,63

0,82

ВК-помет

0,13

0,017

0,048

0,100

10,30

1,20

33,59

0,83

ВК-солома

0,10

0,012

0,044

0,092

10,44

1,21

35,13

0,82

Столовая морковь, 2001 г.

Контроль

0,04

0,005

0,025

0,056

3,69

0,45

11,00

0,30

Навоз

0,05

0,007

0,023

0,051

3,17

0,39

18,47

0,51

ОСВ

0,04

0,005

0,031

0,030

3,67

0,40

12,42

0,25

ВК-навоз

0,17

0,014

0,015

0,028

3,53

0,41

11,56

0,27

ВК-помет

0,05

0,006

0,026

0,053

3,57

0,42

11,47

0,28

ВК-солома

0,05

0,006

0,034

0,071

4,19

0,48

10,79

0,25

Пекинская капуста, 2002 г.

Контроль

0,44

0,057

0,088

0,196

3,04

0,37

30,21

0,83

Навоз

0,47

0,063

0,090

0,200

3,56

0,44

30,27

0,83

ОСВ

0,21

0,023

0,084

0,080

5,21

0,57

48,28

0,98

ВК-навоз

0,23

0,030

0,095

0,236

4,58

0,54

34,89

0,83

ВК-помет

0,27

0,035

0,076

0,155

3,65

0,42

35,51

0,88

ВК-солома

0,23

0,028

0,084

0,175

4,12

0,48

38,25

0,89

ПДК

  0,50

  0,03

* - коэффициент биологического поглощения.

Вся продукция, полученная с использованием удобрений на основе ОСВ, соответствовала санитарно-гигиеническим требованиям по содержанию свинца, меди и цинка, но превышала их по кадмию (исключение ВК-навоз, ВК-помет на столовой моркови). Причем, если в моркови и свекле норматив на контроле не превышен, то в пекинской капусте содержание этого элемента составило около 3 ПДК, а удобрения, в большинстве случаев, негативного влияния на растения не оказали. Приведенные данные в целом согласуются с результатами определения биологических коэффициентов поглощения этих элементов опытными культурами.

Отмечено, что морковь характеризовалась максимальной среди анализируемых культур устойчивостью к накоплению ТМ, пекинская капуста накапливала их в наибольших количествах. Исходя из этого, следует уделять должное внимание выбору культур при выращивании на загрязненных тяжелыми металлами почвах и при использовании органических удобрений (органосодержащих отходов или продуктов их переработки) с высоким содержанием токсичных элементов. Для удобрения овощных культур не приемлемы не только сами осадки сточных вод, но в большинстве случаев и вермикомпосты, полученные на их основе.

7. Оценка возможности использования ОСВ

  в цветоводстве и в зеленом строительстве

Агроэкологическая характеристика грунтов,

полученных на основе осадков сточных вод

Агрохимическая ценность и санитарно-гигиеническая характеристика осадков и грунтов на их основе. Объектами изучения являлись грунты на основе ОСВ. В качестве сокомпонентов использованы почва, тепличный грунт и торф, взятые в различных соотношениях.

Полученные грунты характеризовались малосбалансированным, но достаточно высоким содержанием условно доступных элементов питания (табл. 26).

Таблица 26 – Содержание подвижных форм питательных элементов

в грунтах, используемых в оранжерее

Вариант

NO3

NH4+

Р2О5

К2О

Са

Мg

мг/кг

мг/л

мг/кг

мг/л

мг/кг

мг/л

мг/кг

мг/л

мг/л

мг/л

ОСВ : торф : грунт (используется  для выращивания

горшечной рассады и «зеленого ковра»)

2: 1: 1

239

81

26

7

  158

0

294

100

720

  8

1: 2: 1

86

56

21

12

  195

0

794

120

704

24

1: 1: 2

215

68

21

12

  216

0

717

80

672

60

НСР05

22

7

3

2

19


69

10

74

7

ОСВ : торф : почва (используется  для выращивания роз)

2: 1: 1

197

186

36

26

1 130

5

179

72

920

96

1: 2: 1

102

93

27

26

1 096

6

258

80

896

36

1: 1: 2

217

135

44

39

1 096

5

211

72

678

48

НСР05

29

11

2

4

117

1

21

8

90

10

Реакция (кислотность) грунтов вполне благоприятна для выращивания большинства культурных растений.

При определении фитотоксичности выявлено, что водные вытяжки из грунтов на основе ОСВ в большинстве случаев были безопасны для растений, а в отдельных вариантах проявлялся даже их стимулирующий эффект. Смешивание ОСВ с другими компонентами привело к снижению концентрации ТМ в грунтах, однако даже при этом многие из них не соответствовали нормативным требованиям по показателям безопасности. Наиболее критичным оставалось содержание кадмия (табл. 27).

Таблица 27 – Содержание тяжелых металлов  в грунтах на основе ОСВ

Показатели

Валовые формы ТМ, мг/кг

Подвижные формы ТМ, мг/кг

lim

M

V, %

lim

M

V, %

Cd

11-152

51

76

5,6-87

24,2

88

Co

1,2-4,1

2,8

42

0,6-3,1

1,4

61

Mn

79-871

343

77

59-418

193

64

Cu

76-918

348

61

24-147

76

48

Ni

41-398

164

54

19-144

60

51

Hg

0,24-2,00

0,66

83

Pb

28-356

122

65

6-22

11

39

Zn

351-4 728

1 698

64

222-2 366

846

58

Fe

6 609-38 580

15 683

62

164-277

182

19

Таким образом, используемая схема разбавления осадков компостируемыми материалами (почва, торф, песок, почвогрунт) недостаточна для получения грунтов с безопасным содержанием кадмия и они однозначно не могут быть использованы для выращивания культур, применяемых в пищу человека или животных.

Оценка возможности использования грунтов на основе ОСВ  при выращивании роз. Розы сортов Кардинал (темно-красные) и Голден Гейтс (желтые), используемые в наших опытах, относятся к группе чайно-гибридных роз. Изучаемые грунты были приготовлены на основе ОСВ, торфа и почвы при соотношении компонентов соответственно 2:1:1; 1:2:1; 1:1:2. В качестве контроля использовали пропаренный почвогрунт, используемый в СМП «Цветы».

Анализируя агрохимическую характеристику грунтов и динамику показателей по периодам развития растений (укоренение, формирование волны цветения, цветение), отмечаем, что почвогрунты, полученные с использованием ОСВ, уступали оранжерейному грунту (контроль) лишь по обеспеченности водорастворимым калием. В период вегетации проявлялись сортовые особенности питания роз, что отразилось на агрохимическом состоянии грунтов: содержание водорастворимых форм элементов питания выше под розами сорта Голден Гейтс. Питательная ценность грунтов существенно менялась во времени, что связано с неодинаковой интенсивностью минерализации элементов в грунтах с разным соотношением компонентов, при этом лучшая обеспеченность минеральным азотом на протяжении всего анализируемого периода отмечена в грунте с максимальной долей почвы (соотношением ОСВ: торф: почва  как 1:1:2). В целом для роз сорта Кардинал лучшим по агрохимическим показателям был грунт с соотношением компонентов (ОСВ:торф:почва) 1:1:2, а для сорта Голден Гейтс – 2:1:1. Несмотря на относительно хорошую обеспеченность грунтов азотом, содержание его в листьях розы ниже оптимума. В то же время количество фосфора и калия в фитомассе достаточно высоко (а в отдельных случаях даже выше оптимума), хотя содержание водорастворимых форм этих элементов в грунтах низкое.

С учетом общего количества восстановительных побегов и выхода товарной продукции, для выращивания обоих сортов розы лучшим был вариант с преобладанием почвы (1:1:2), имевший преимущество и перед контролем, и перед другими опытными грунтами (табл. 28).

Таблица 28 – Влияние почвогрунтов на продуктивность роз (опыт № 25)

Вариант

Количество восстановительных побегов

Кардинал

Голден Гейтс±

шт./делянку

доля

товарных побегов, %

шт./делянку

доля

товарных побегов, %

в сред-

нем

± к контролю

в сред-

нем

± к контролю

В среднем за период наблюдений

Контроль

63

80

62

89

2: 1: 1

34

29

90

52

20

82

1: 2: 1

39

24

80

56

11

82

1: 1: 2

73

+ 10

82

68

+ 13

90

НСР05

12


11


Максимальное количество цветочных побегов розы в период первой волны цветения отмечено на грунте с преобладанием почвы, причем на Кардинале оно достоверно выше, чем на контроле. Минимальное количество цветоносов обоих сортов было в варианте с максимальной долей ОСВ. В период второй волны цветения общее количество восстановительных побегов было невысоким, причем изменение их количества на опытных вариантах имело тенденцию, противоположную наблюдаемой в первую волну цветения. Оценивая структуру товарных побегов, следует отметить, что розы сорта Кардинал были более высокорослыми.

Так, в структуре товарных побегов сорта Кардинал преобладали стебли длиной от 40 до 50 см, в то время как у роз сорта Голден Гейтс высота товарного цветоноса, в основном, не превышала 40 см (табл. 29). Полученные данные свидетельствуют, что максимальное количество наиболее качественной продукции получено на грунте с преобладанием почвы. На данном варианте доля наиболее высоких побегов (выше 60 см для роз сорта Кардинал и выше 50 см для сорта Голден Гейтс) составила соответственно 16 и 14 %.

Таким образом, можно отметить, что в целом грунты на основе осадков сточных вод могут быть использованы для выращивания розы в оранжереях. Максимальное число восстановительных побегов при увеличении доли товарных стеблей и высокорослых цветоносов получено при использовании грунта с соотношением компонентов 1:1:2 (преобладает почва). В этом же варианте получены наиболее крупные бутоны роз. При использовании грунтов с другим соотношением компонентов (2:1:1 и 1:2:1), то есть в вариантах с более высокой долей ОСВ или торфа, отмечено снижение продуктивности культуры по сравнению с контролем.

Таблица 29 – Структура товарных побегов розы, % от общего количества

Структура

Кардинал

Голден Гейтс

контр.

2:1:1

1:2:1

1:1:2

контр.

2:1:1

1:2:1

1:1:2

Первая волна цветения

Нестандарт

7

15

10

18

35

30

41

30

> 30 см

17

23

21

22

38

25

40

39

> 40 см

50

23

43

45

24

42

16

26

> 50 см

21

26

23

12

3

3

2

3

> 60 см

5

13

3

3

-

-

1

2

Вторая волна цветения

Нестандарт

3

17

-

8

18

26

31

14

> 30 см

28

19

18

30

38

40

31

36

> 40 см

35

38

36

23

19

28

33

36

> 50 см

25

19

32

23

24

6

3

14

> 60 см

9

7

11

8

-

-

2

-

> 70 см

-

-

3

8

-

-

-

-

Оценка возможности использования грунтов на основе ОСВ

в оранжерейном хозяйстве

Неотъемлемая часть промышленно-оранжерейного производства – это выращивание рассады для озеленения города. Наиболее востребованные культуры этого предназначения: бархатцы, бегония, сальвия и другие.

Влияние грунтов на развитие рассады сальвии. Визуальные наблюдения за растениями показали, что в период укоренения развитие сальвии на контрольном варианте (пропаренный оранжерейный грунт) шло медленнее, чем на изучаемых грунтах, где отмечено увеличение и массы рассады, и ее листовой поверхности (табл. 30). Оценка сортовой отзывчивости на грунты свидетельствует, что в период укоренения для сорта Эрли Берд предпочтительным был грунт с преобладанием торфа, а для сорта Скарлетт Пиколь – грунт на основе ОСВ и пропаренного почвогрунта. На этапе цветения рассады прирост надземной массы сальвии сорта Эрли Бёрд, по сравнению с контролем, получен лишь в варианте с соотношением компонентов 2:1:1, при снижении массы корней. Для сорта Скарлетт Пиколь в этом же варианте достоверное увеличение отмечено для корневой системы. Наиболее приемлемым для обоих сортов сальвии был почвогрунт с соотношением компонентов 2:1:1.

Влияние грунтов на развитие рассады бегонии. Использование ОСВ в составе почвогрунтов позволило получить более развитые растения бегонии, чем на контроле. В варианте с максимальной долей торфа удельное количество корней у сальвии сорта Лайт Пинк было наиболее высоким (1:0,38), а у сорта Водка – низким (1:0,14). В период цветения максимальный прирост общей площади листовой поверхности и надземной фитомассы у сорта Лайт Пинк получен на грунте с преобладанием ОСВ, вариант с большей долей торфа действовал на уровне контроля. Для сальвии сорта Водка отмечена прямо противоположная тенденция. При этом была выявлена тесная связь между нарастанием массы растений и развитием листовой поверхности (r=0,8470,971 в зависимости от сорта и фазы развития рассады бегонии). Для сорта Лайт Пинк на протяжении всего периода наблюдений предпочтительным был грунт с соотношением компонентов 1:2:1, а для Водки - 2:1:1.

Таблица 30 – Влияние грунтов на развитие рассады сальвии, опыт № 26

Вариант

Эрли Бёрд

Скарлетт Пиколь

Масса, г

Площадь листьев,

см2

Масса, г

Площадь листьев,

см2

надземная

корни

надземная

корни

Период укоренения

Контроль

  55,7

  28,9

  1 084

  47,5

27,8

737

отклонение от контроля

2: 1: 1

+ 3,5

  + 2,6

+ 3

+ 26,8

+ 39,7

  + 529

1: 2: 1

  + 22,6

+ 19,1

+ 889

  + 4,6

  + 6,4

  + 626

1: 1: 2

  - 0,1

  + 8,3

+ 507

+ 25,8

+ 35,0

  + 788

НСР05

  8,6

  2,9

  248

  6,2

  5,1

160

Период цветения

Контроль

226,7

189,4

3 653

235,3

178,2

  3 230

отклонение от контроля

2: 1: 1

+ 93,6

- 35,8

+1 184

  + 6,7

+19,8

  + 427

1: 2: 1

  + 4,8

- 90,3

+1 576

- 44,7

- 77,8

+2 144

1: 1: 2

- 78,3

- 40,0

  + 675

- 41,1

- 17,5

+1 240

НСР05

  60,6

  29,2

248

9,5

  15,1

168

Таким образом, использование почвогрунтов с высокой долей ОСВ приемлемо для выращивания горшечной рассады бегонии и сальвии.

Влияние грунтов на развитие «зеленого ковра» и накопление тяжелых металлов растениями. В настоящее время в городском зеленом строительстве большое внимание уделяется формированию газонов, в том числе и особой их форме – «зеленому ковру». Учитывая высокую плотность растений в «зеленом ковре», использование ОСВ в составе смесей или грунтов для его выращивания можно считать наиболее оптимальным, поскольку опасность выдувания и, соответственно, загрязнения приземного слоя воздуха токсичными соединениями, содержащимися в осадках, в этом случае минимальна. В наших исследованиях для посева использовали овсяницу красную (60 % по массе) и мятлик луговой (40 %) при норме расхода семян 40 г/м2. В опыте проведено два укоса растений: через месяц после появления всходов и через 18 дней после первого укоса.

К моменту первого укоса в опытных вариантах количество растений было на 2-14 % больше, а масса их на 79-90 % выше, чем на контроле. Лучший результат получен в варианте с максимальной долей ОСВ (табл. 31).

Ко второму укосу в «ковре» имелись отмершие растения, что связано с постепенным его выгоранием и естественным регулированием травостоя. Наиболее существенно сократилось количество растений на контроле, минимальные изменения произошли в вариантах с максимальной долей грунта и торфа. При этом общая масса растений в опытных вариантах, за исключением грунта с соотношением компонентов 1:1:2 (преобладание оранжерейного грунта), была ниже, чем на контроле.

Таблица 31 – Оценка влияния грунтов на развитие растений

«зеленого ковра», опыт № 28

Вариант

Количество растений

Масса растений

в среднем

± к контролю

в среднем

± к контролю

шт./100 см2

%

г/м2

%

Первый укос

Контроль

237,6

147,3


2: 1: 1

271,2

+ 33,6

14

280,6

+ 133,3

90

1: 2: 1

244,8

  + 7,2

3

276,9

+ 129,6

88

1: 1: 2

243,2

  +5,6

2

263,8

+ 116,5

79

НСР05


  28,7

13


  21,4

  9

Второй укос

Контроль

137,6

402,1

2: 1: 1

229,6

  + 92,0

67

196,0

- 206,1

- 51

1: 2: 1

267,2

+ 129,6

94

325,3

  - 76,8

- 19

1: 1: 2

224,8

  + 87,2

63

447,6

+ 45,5

+ 11

НСР05


19,7

11


39,2

10

Содержание ТМ в растительной продукции значительно выше ПДК. В период первого укоса минимальная концентрация тяжелых металлов в траве, выращенной на грунтах с использованием ОСВ, получена в варианте с максимальной долей оранжерейного грунта (1:1:2), а второго укоса – с максимальной долей торфа (1:2:1). В целом, использование осадка сточных вод в качестве основного компонента грунта для выращивания «зеленого ковра» принципиально возможно, поскольку токсичные примеси не угнетали его развития. При этом необходим строгий контроль состояния целостности «ковра» во избежание процессов выдувания грунтов и загрязнения сопредельных сред тяжелыми металлами. Учитывая комплекс факторов (содержание ТМ в грунте и биоаккумуляцию их растениями, плотность «ковра» и устойчивость его во времени) наиболее приемлемым для выращивания злаковых трав (овсяница красная, мятлик луговой) является грунт с преобладанием в его составе торфа.

Использование грунтов на основе ОСВ в зеленом строительстве

Основной целью нижепредставленного опыта являлась оценка влияния режима эксплуатации газонов (с отчуждением или без отчуждения растительной массы) на продуктивность и состояние экосистемы. Для исследования приготовлены почвогрунты на основе ОСВ и опилок с добавлением в качестве дополнительного компонента грунтов почвы или торфа в разных соотношениях.

Грунты, полученные на основе ОСВ, по своей агрохимической характеристике не уступали контролю (стандартный грунт). Несколько лучшими свойствами (содержание органического вещества, подвижного калия, емкость поглощения) отличались грунты с использованием торфа, однако более высокое  количество доступного фосфора отмечено в грунтах с почвой. Существенного влияния на агрохимические показатели режим содержания газона  и  соотноше-

ние компонентов в грунтах за анализируемый период (4 года) не оказали.

Использование грунтов на основе ОСВ позволило получить массу растений, не уступающую стандартному почвогрунту (табл. 32). В сумме за 4 года наблюдений лучший результат получен в вариантах 0,5:1:1, где прирост составил 81 % к контролю, и 1:1:1 – 74 % прибавки. Замкнутый цикл  утилизации  травостоя позволил поддерживать более высокую его продуктивность. Качественный состав растений изменялся в зависимости от состава грунта и от способа содержания газона. Содержание сухого вещества и клетчатки в траве выше в вариантах без отчуждения биомассы, а золы и нитратов – с отчуждением растительной биомассы.

Таблица 32 – Сравнение режимов содержания газона при средней

продуктивности фитоценоза (в среднем за год) (опыт № 24)

Вариант

Режим «а» - возврат биомассы в систему, кг/м2

Режим «б» – отчуждение биомассы из системы, кг/м2

Режим «а» в сравнении с режимом «б», ±

кг/м2

%

Контроль

2,19

2,22

0,03

1

ОСВ: опилки: торф

0,5: 1: 1

3,43

3,14

0,29

8

0,5: 2: 1

3,22

2,82

0,40

12

0,5: 1: 2

2,95

2,92

0,03

1

1: 1: 1

3,47

3,46

0,01

0

ОСВ: опилки: почва

0,5: 1: 1

3,96

3,71

0,25

6

0,5: 2: 1

3,75

3,39

0,36

10

0,5: 1: 2

2,89

2,94

0,05

2

1: 1: 1

3,79

3,75

0,04

1

НСР05

0,16

4

Содержание ТМ во всех грунтах, полученных на основе ОСВ, значительно превышает ОДК, установленные для почв, причем в грунтах с использованием торфа концентрация их в среднем в 2 раза выше, чем в грунтах с использованием почвы. Режим содержания газона не оказал однозначного влияния на содержание ТМ в грунте, хотя в грунтах с использованием ОСВ, опилок и торфа прослеживается достаточно четкая тенденция к некоторому снижению их количества при постоянном отчуждении биомассы.

Вместе с тем, концентрация ТМ в траве не превышала ПДК, установленных для сена, а их содержание и коэффициент биологического поглощения были ниже при выращивании культуры на грунтах с использованием торфа. Таким образом, увеличение содержания органического вещества и емкости поглощения в грунтах с использованием торфа, с одной стороны, способствует накоплению (сохранению) тяжелых металлов в верхнем слое, но с другой –  снижает их доступность растениям.

8. Оценка эффективности использования

  разных форм органосодержащих отходов

Утилизация отходов промышленного птице- и свиноводства в качестве удобрения в целом выгодна для хозяйства, поскольку при наличии согласованной с природоохранными службами технологии образования, хранения и использования их в земледелии в качестве удобрений полностью или частично освобождает предприятие от платежей за размещение отходов в окружающей среде. Экономия средств за счет этого для ОАО «Агрофирма «Птицефабрика Сеймовская» может достигать 1 296 000 рублей, а для ОАО «Ильиногорское» – 12 636 000 руб. Систематическое применение ЖСН в дозе 200 т/га в зависимости от культуры позволяет получать от 2,8 до 14,6 кг к.ед./кг д.в., а птичий помет (20 т/га) – 2,1 кг к.ед./кг д.в, однако энергетически их использование невыгодно (0,3-0,8 ед.), из чего следует необходимость проведения мероприятий по снижению энергоемкости данных процессов, прежде всего, за счет сокращения периодичности и доз внесения. Одним из способов сокращения энергоемкости является переработка отходов методом метанового сбраживания, что позволяет сократить объемы отходов и получить дополнительное количество энергии.

Окупаемость жидкого органического удобрения «Урожай-С» в зависимости от дозы и удобряемой культуры варьирует от 5,7 до 56 кг з.ед./кг д.в. Наиболее отзывчивыми на внесение этого удобрения культурами были вико-овсяная смесь, выращиваемая на зерно, и яровая пшеница. В целом, удобрение, полученное методом метанового сбраживания, агрономически высокоэффективно. Учитывая же, что оно получается как побочный продукт при производстве биогаза из помета, ценность его возрастает и в экологическом аспекте рассматриваемых вопросов. Экономически использование биологической установки эффективно: при выходе 6 000 м3 биогаза и 100 т удобрения в сутки с учетом ориентировочной стоимости 1 т ЖОУ «Урожай-С» 600 руб. и 1 Гкал. –  100 руб., установка окупается в течение 1 года.

Оценивая возможность использования осадков сточных вод в качестве удобрения, в первую очередь следует учитывать потенциальную их опасность, связанную с возможным загрязнением почв и получаемой продукции тяжелыми металлами. Результаты определения предельных доз осадков, которые могут быть использованы в конкретных условиях, показали, что применяемые нами дозы не превышают требований ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. Расчеты свидетельствуют, что осадки могут увеличить содержание валовых форм ТМ в почве на 2 (свинец при максимальной дозе внесения) – 12 % (кадмий при внесении 60 т/га) без превышения ПДК (ОДК). Оценка агрономической эффективности внесения ОСВ под многолетнюю злаковую культуру (овсяницу луговую) показала, что окупаемость единицы NPK осадков ниже, чем навоза. В севообороте (ячмень, овес, вико-овсяная травосмесь и два года возделывания люцерны с тимофеевкой) в зависимости от дозы и вида осадка, 1 кг NРК с составе ОСВ обеспечил дополнительное получение от 4,1 до 8,0 кг кормовых единиц. При этом агрономическая ценность очищенных от тяжелых металлов осадков сточных вод была в 1,3-1,4 раза выше, чем ОСВ.

Окупаемость вермикомпостов прибавкой урожая овощных культур (корнеплоды столовой свеклы и моркови, пекинская капуста) высока (23,5-40,8 кг к.ед./кг д.в.), а зерновыми культурами – значительно ниже (1,2-6,3 кг з.ед./кг д.в.). Компосты (исходные субстраты для вермикомпостирования) по своей эффективности уступают как конечному продукту (вермикомпосту), так и исходным составляющим (ОСВ, навозу, помету). Применение вермикомпостов энергетически эффективно (2,7-2,8 ед.), причем удобрение на основе ОСВ и помета явно превосходило помет. Энергоэффективность вермикомпостов была большей, чем у ОСВ и исходных компостов, несмотря на более высокие энергозатраты, связанные с их производством и применением.

Таким образом, в агрономическом и  энергетическом отношениях вермикомпосты на основе ОСВ не уступают таким удобрениям, как подстилочный навоз и помет кур.

ВЫВОДЫ

  1. Внесение очень высоких доз жидкого свиного навоза (200-1000 т/га) и бесподстилочного куриного помета (10-50 т/га) на светло-серой лесной легкосуглинистой почве, с учетом их последействия (викоовсяная смесь и яровой рапс на зеленую массу, овес на зерно), увеличили выход товарной продукции на 47-129 % и 43-105 % соответственно по отношению к неудобряемому контролю, превосходя по эффективности минеральные удобрения, превосходя по эффективности минеральные удобрения, которые были внесены в эквивалентном по содержанию элементов питания, количестве.
  2. Систематическое применение отходов промышленного птице- и свиноводства (бесподстилочный помет в дозе 20 т/га, жидкий свиной навоз – 200 т/га) на дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава с очень высоким содержанием подвижного фосфора способствовало увеличению продуктивности кормовых культур на 20 (свербига восточная) 250 (левзея сафлоровидная) %, при этом содержание нитратов в полученной растительной продукции было ниже ПДУ (500 мг/кг), а клетчатки – выше установленного норматива.
  3. Использование нового жидкого органического удобрения «Урожай-С», полученного методом метанового сбраживания жидкого куриного помета, под предпосевную культивацию в дозе 5 т/га увеличило урожайность полевых культур на 0,12-1,00 т з.ед./га; при дозе 10 т/га выход зерна яровой пшеницы увеличился на 19 % (0,39 т/га), не уступая действию эквивалентного количества NPK в составе минеральных удобрений; при внесении 15 т/га урожайность зеленой массы кукурузы увеличилась на 40 %, что на 13 % превышало эффект от использования исходного для его получения продукта (жидкого птичьего помета).
  4. Осадки сточных вод с нормативным содержанием тяжелых металлов (не превышающим требований ГОСТ Р17.4.3.07-2001) при использовании их в земледелии повышали урожайность кормовых (сена овсяницы – на 17-30 % по отношению к неудобренному контролю в зависимости от дозы внесения) и технических (прибавка соломы льна-долгунца – 14-18 %) культур. Полученная продукция по основным показателям качества и безопасности соответствовала нормативным требованиям.
  5. Использование химически очищенных осадков сточных вод позволило существенно повысить продуктивность зерно-кормового севооборота (на 0,3-  0,5 т кормовых единиц с 1 га) и урожайность салата (вдвое по сравнению с неочищенными ОСВ). Оценка овощной продукции по санитарно-гигиеническим показателям позволяет отнести ее к экологически безопасным: содержание нитратов, кадмия, хрома, никеля, меди, цинка и железа в зеленой массе салата в 2-4 раза ниже, чем при внесении исходных осадков и не превышало ПДК.
  6. Эффективность применения ОСВ в цветоводстве определяется долей осадков в почвогрунтах и выращиваемой культурой. Для чайно-гибридных роз оптимальным являлся почвогрунт с соотношением «ОСВ:торф:почва» как 1:1:2, где получены самые крупные бутоны и максимальное количество товарных побегов (81 % для сорта Кардинал и 90 % для Голден Гейтс от общего количества продуктивных побегов). Увеличение доли ОСВ для выращивания горшечной рассады более приемлемо для бегонии, чем для сальвии, о чем свидетельствуют соотношение надземной и корневой массы, площадь листовой поверхности и способность к укоренению. Для сохранения надземной фитомассы («зеленый ковер») определяющим является наличие качественного органического субстрата (торфа) при минимальном количестве осадка сточных вод (соотношение «ОСВ:торф:почвогрунт» как 1:2:1).
  7. Исследования показали, что осадки сточных вод можно использовать в качестве компонента почвогрунтов в зеленом строительстве. Установлено, что режим содержания газона оказал влияние на продуктивность травостоя: она снижалась при отчуждении фитомассы, особенно в вариантах с минимальной долей ОСВ и максимальной долей опилок (на 10-12 %) (отношение «ОСВ:опилки:торф:» и «ОСВ:опилки:почва» как 0,5:2:1). Замена почвы на торф в грунтах, несмотря на очень высокое содержание тяжелых металлов в полученных грунтах, способствовало получению качественной и экологически безопасной растительной продукции (содержание нитратов и ТМ – ниже ПДК), которую можно использовать на кормовые цели.
  8. Установлено, что ОСВ были летальной средой для вермикультуры, а предварительное компостирование их с экологически чистыми органосодержащими материалами обеспечило нормальные условия для развития червей. Содержание азота и органического вещества в вермикомпостах было ниже, чем в исходных субстратах, концентрация тяжелых металлов в них также снижалась, но соответствовала установленным требованиям лишь в удобрении, полученном на основе ОСВ и подстилочного навоза (соотношение компонентов 1:1). В агрономическом отношении более эффективным являлся вермикомпост на основе ОСВ и птичьего помета (прибавки урожая зерновых культур достигали 40 %, овощных – 160 % по отношению к абсолютному контролю), а в экологическом плане – вермикомпост на основе ОСВ и подстилочного навоза КРС (содержание тяжелых металлов в нем не превышало установленных нормативов).
  9. Использование нетрадиционных удобрительных материалов в сельском хозяйстве оказало положительное влияние на плодородие почвы: значительно увеличивалось содержание подвижных соединений фосфора (на 10-  110 мг/кг в зависимости от формы и дозы удобрения) и минеральных форм азота (на 5-10 мг/кг); стабилизировались физико-химические показатели почвы; при использовании качественных удобрений (вермикомпосты) повышалось содержание в почве органического вещества (на 8-10 % в сравнении с неудобренным контролем). Проблемным элементом в земледелии при внесении изучаемых удобрений является содержание в почве обменного калия: интенсивность баланса по элементу при внесении ОСВ и «Урожая-С» составила 1-36 %.
  10. Внесение органосодержащих отходов народного хозяйства, как энергетического материала, обогащенного собственной специфической микрофлорой, отразилось на биологической характеристике почвы, о чем свидетельствуют комплексные показатели активности почвенной биоты. Существенное и стабильно положительное влияние удобрения оказали на нитрифицирующую способность (при внесении ЖОУ «Урожай-С» она увеличивалась в 1,5-2,0 раза по сравнению с неудобренным контролем). Наиболее адекватно изменения микробиологического состояния почв отражала целлюлозоразлагающая способность (при внесении ОСВ в 90 % случаев наблюдалось ее явное снижение), наименее устойчивое действие удобрения оказали на интенсивность дыхания.
  11. Агроэкономическая эффективность жидкого свиного навоза в зависимости от культуры достигала 14,6 (левзея сафлоровидная), птичьего помета – 2,0 (кострец безостый), осадков сточных вод в зависимости от дозы и культуры – 8,0, вермикомпостов (в зависимости от вида) в полевом севообороте – 3,6, в овощном – 40,8 (вермикомпост на основе ОСВ и помета) кг к.ед./кг д.в. Окупаемость 1 кг действующего вещества жидкого органического удобрения «Урожай-С» в зависимости от культуры и дозы изменялась от 5,7 (ячмень на зерно) до 56,0 (викоовсяная смесь на зерно) кг з.ед.
  12. Экономия предприятий индустриального птице- и свиноводства за счет снижения экологических платежей за размещение органосодержащих отходов производства (птичьего помета и жидкого свиного навоза) в окружающей среде в результате их утилизации в агроэкосистеме составляет более 1,2 и 12,6 млн. рублей соответственно. Однако энергетически их длительное использование в земледелии неэффективно: энергоотдача не превышает 0,4 единиц. Разовое внесение осадков сточных вод окупается энергией в 1,8-3,3 раза; энергоэффективность вермикомпостов достигает 2,7-2,8 единиц (соответственно вермикомпост на основе навоза КРС и вермикомпост на основе птичьего помета).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

  1. Жидкое органическое удобрение «Урожай-С» следует использовать под предпосевную культивацию почвы в дозах от 5 до 10 т/га под яровую пшеницу, ячмень, кукурузу, викоовсяную смесь.
  2. Увеличить производство удобрений на основе метанового сбраживания органососержащих отходов птицеводства, позволяющее улучшить экологическую ситуацию в районах функционирования животноводческих комплексов и снизить расход энергоносителей.
  3. Рекомендовать применение осадков сточных вод в оранжереях и зеленом строительстве, что позволит более рационально использовать традиционные органические удобрения, прежде всего, навоз и помет. Доля осадка в грунте должна определяться агроэкологической характеристикой ОСВ и других составляющих грунта и не превышать 20 % общего объема.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

  1. Титова В.И., Варламова Л.Д., Фишман В.Я.,Седов Л.К. Гумусное состояние дерново-подзолистых почв при систематическом использовании птичьего помета // Резервы повышения плодородия почв и эффективности удобрений: Матер. межд. науч.-практ. конф. – Горки, БСХА, 1996. – С. 125-127.
  2. Ефимов В.Н., Титова В.И., Варламова Л.Д., Седов Л.К. Фосфатное состояние дерново-подзолистых почв при удобрении высокими дозами птичьего помета // Повышение плодородия почв в современном земледелии с использованием удобрений и ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур: Первая  Междунар. конф. Географ. Сети опытов с удобр. ..., Часть вторая: РАСХН, ВИУА. – М., 1998. – С. 17-22
  3. Титова В.И., Варламова Л.Д., Фишман В.Я., Гуров А.Е. Состояние дерново-подзолистой почвы при внесении жидкого свиного навоза // Агрохимический вестник. – 1998. – № 3. – С. 37-39.
  4. Титова В.И., Варламова Л.Д., Трифонов А.Ю. Эффективность и последствия применения птичьего помета в качестве удобрения // Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах: Матер. V научн.-практ. конф. – М.: МГУ, 1998.  С. 2 –23-228.
  5. Элькинд К.М., Тишков К.Н,. Варламова Л.Д. Эффективность использования в качестве удобрения осадков сточных вод, очищенных от тяжелых металлов // Современные проблемы оптимизации минерального питания растений: Матер. научно-практ. конф. – Н. Новгород: НГСХА, 1998. - С. 80-85.
  6. Бусоргин В.Г., Титова В.И., Варламова Л.Д.,  Тюрникова Е.Г. и др. Эффективность применения осадков сточных вод, очищенных от тяжелых металлов, в качестве удобрений под яровые культуры //Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах: Матер. V научн.-практ. конф. – М.: МГУ, 1998. – С. 191-194.
  7. Титова В.И., Варламова Л.Д., Дабахова Е.В. Влияние многолетнего систематического применения удобрений на продуктивность севооборота// Современные проблемы оптимизации минерального питания растений: Матер. научн.-практ. конф.  Н. – Новгород: НГСХА, 1998. – С. 264-267.
  8. Титова В.И., Варламова Л.Д., Дабахова Е.В Фосфатный режим почв на высоком естественном и искусственном фонах фосфора // Пути повышения продуктивности посевов в современных условиях: Сб. науч. тр. – Н. Новгород: НГСХА, 1998. – С. 142-152.
  9. Титова В.И., Варламова Л.Д. О возможности использования 0,2н НС1 для определения подвижных форм фосфора в длительно удобрявшихся почвах // Совершенствование методологии исследований фосфатного режима почв, оптимизация фосфорного питания растений и баланс фосфора в агроэкосистемах: Матер. симпозиума. –  М.: ВНИПТИХИМ, 1999. – С. 156-166.
  10. Зеленкина И.Д, Варламова Л.Д., Титова В.И. Влияние биогумуса на качество товарной продукции редиса // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Матер. регион. научн.-практ. конф. – Вып. 3. – Йошкар-Ола, 2001. – С. 96-97.
  11. Титова В.И., Варламова Л.Д. Эколого-агрохимические особенности дерново-подзолистых и светло-серых лесных почв с очень высоким содержанием подвижных соединений фосфора // Агрохимия. – № 3. – 2002. – С. 47-54.
  12. Зеленкина И.Д., Варламова Л.Д., Титова В.И. Эффективность разных доз и приемов использования вермикомпоста // Актуальные проблемы лесного хозяйства и рациональное использование природных ресурсов Нижегородской области: Сб. научн. тр. Матер. научн. конф. / НГСХА. – Н. Новгород, 2002. – С. 242-245.
  13. Титова В.И., Варламова Л.Д., Трифонов А.Ю. Сравнительная оценка применения птичьего помета и минеральных удобрений на светло-серой лесной почве // Здоровье, питание – биологические ресурсы: Матер. научн. практ. конф., посв. 125-летию со дня рожд. Н.В. Рубинского. Киров: НИИСХ Северо-Востока , 2002. – Т. 1. – С. 409-417.
  14. Титова В.И., Варламова Л.Д. Роль удобрений в повышении продуктивности культур и плодородия светло-серой лесной почвы // Проблемы воспроизводства плодородия почвы при адаптивной интенсификации сельскохозяйственного производства Евро-Северо-Востока России: Матер. научн.-практ. конф., 21-22 июня 2001 г. – Киров, 2002. – С. 13-15.
  15. Титова В.И., Варламова Л.Д. ,Асташина Е.В. К вопросу о возможности использования осадков сточных вод в зеленом строительстве // Лесоэкологические проблемы Поволжья: Сб. научн. тр. – Н. Новгород: НГСХА, 2003. – С. 289-296.
  16. Титова В.И., Варламова Л.Д., Парфенова О.А., Смирнова М.Н. К вопросу использования осадков сточных вод в луговом кормопроизводстве // Стратегия развития сельского, лесного хозяйства и сферы услуг в Российской Федерации и в мире: Матер.  междунар. Симпозиума  – Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2003. – С. 235-238.
  17. Титова В.И., Варламова Л.Д., Новикова Т.Н. Агроэкологическая оценка органического удобрения «Урожай С», полученного методом сбраживания птичьего помета // Агротехнические приемы повышения продуктивности сельскохозяйственных растений в современных условиях: Сб. научн. тр.– Н. Новгород: НГСХА, 2003. – С. 161-167.
  18. Титова В.И., Варламова Л.Д., Короленко И.Д. К вопросу о возможности использования вермикомпостов на основе осадков сточных вод в овощеводстве // Дождевые черви и плодородие почв: Матер. 2-й Междунар.  научн.-практ. конф. –  Владимир. – С. 186-187.
  19. Варламова Л.Д., Зеленкина И.Д. Эффективность удобрений, полученных с использованием ОСВ, в звене полевого севооборота // Почвы – национальное достояние  России: Матер. IV съезда Докучаевского общества почвоведов – Новосибирск: Наука-Центр, 2004. – Кн. 2. – С. 38.
  20. Титова В.И., Варламова Л.Д., Митянин И.О. К вопросу о возможности использования осадков сточных вод в земледелии //Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии: Сб. докл. Междунар. научн.-практ. конф. /  ВНИПТИОУ. –  Владимир, 2004. – С. 456-463.
  21. Титова В.И., Варламова Л.Д. Изучение возможности использования осадков сточных вод в цветоводстве // Почвы – национальное достояние  России: Матер. IV съезда Докучаевского общества почвоведов – Новосибирск: Наука-Центр, 2004. – Кн. 2. – С. 112.
  22. Трусова Н.А., Варламова Л.Д. Сравнительное изучение эффективности возрастающих доз жидкого органического удобрения «Урожай-С» и минеральных удобрений // Новое в науке ХХI века (Межвуз. научный сборник) Н. Новгород, 2004. – С. 29-34.
  23. Волосенкова И.А., Варламова Л.Д., Тюрникова Е.Г. Эффективность минеральных удобрений и мелиорантов в многолетнем опыте // Плодородие. – № 4. – 2004 . – С. 14-15.
  24. Титова В.И., Шафронов О.Д., Варламова Л.Д. Фосфор в земледелии Нижегородской области (монография) // Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2005. – 219 с.
  25. Титова В.И., Варламова Л.Д. Изучение возможности использования осадков сточных вод при культивировании газонного покрытия // Природообустройство и рациональное природопользование – необходимые условия социально-экономического развития России: Сб. научн. тр. Часть 1. –  М.: МГУ природообустройства. – 2005. – С. 447-450.
  26. Варламова Л.Д. Агрохимические показатели почвогрунтов с различным содержанием ОСВ при выращивании роз // Плодородие. – №2. – 2005. – С. 21-22.
  27. Варламова Л.Д. Агрономическая оценка применения вермикомпоста // Плодородие. –  № 3. – 2005. – С. 19-20.
  28. Титова В.И., Варламова Л.Д. Эколого-агрохимические аспекты использования осадков промышленно-бытовых  сточных вод в почвогрунтах для зеленого строительства // Агрохимия. – № 2. – 2006. – С. 44-50.
  29. Варламова Л.Д. Влияние возрастающих доз жидкого свиного навоза на урожайность и качество кукурузы // Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства: Сб. докл. Междунар. научн.-практ. конф. – М.: Россельхозакадмеия – ГНУ ВНИПТИОУ, 2006. – С. 163-165.
  30. Варламова Л.Д., Сонина Н. А. Оценка агрономической эффективности жидкого органического удобрения «Урожай-С» // Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства: Сб. докл. Междунар. научн.-практ.. конф. – М.: Россельхозакадемия – ГНУ ВНИПТИОУ, 2006. – С. 161-163.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.