Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛЕВЫХ ОТСЕВОВ АЛЮМИНИЕВОГО ШЛАКА, ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД И ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ В ЗЕЛЕНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛЕВЫХ ОТСЕВОВ АЛЮМИНИЕВОГО ШЛАКА, ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД И ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ В ЗЕЛЕНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ"

М63%9

ТИХОЙКИНА ИРИНА МИХАЙЛОВНА

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛЕВЫХ ОТСЕВОВ АЛЮМИНИЕВОГО ШЛАКА, ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД И ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ В ЗЕЛЕНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ОРЕЛ - 2006

Работа выполнена на кафедре земледелия ФГОУ ВПО "Орловский государственный аграрный университет" и кафедре почвоведения и прикладной биологии ГОУ ВПО "Орловский государственный университет" в 2002-2005 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Степанова Лидия Павловна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Касатиков Виктор Александрович

кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Лебедев Алексей Николаевич

Ведущее учреждение: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур Рос-сел ьхозакадем ил

Защита диссертации состоится « ^ » 2006 года

в часов на заседании диссертационного совета КМ 220.052.01 при Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ОГАУ (г. Орел, Бульвар Победа, 19)

Просим Вас принять участие в заседании диссертационного совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, д. 69, Орел ГАУ.

Автореферат разослан 2006 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных

наук, доцент Макеева Т.Ф.

Общая характерис тика работы

Актуальность теми. Наблюдающееся усиление антропогенной нагрузки крупных городов на их лесопарковые зоны сопровождается деградацией растительного покрова и почв. Это приводит к уменьшению поступления в атмосферу кислорода, загрязнению воздуха, внутренних помещений зданий, водоемов и грунтовых вод. Развивающиеся процессы снижают фитосанитарную роль лесопарковых угодий, ухудшают фитодизайн и ослабляют положительное эстетическое действие растительного покрова на население. В конечном итоге, указанные прск цессы сопровождаются снижением производительности труда, увеличением заболеваемости людей, уменьшением продолжительности жизни (Алексеенхо В.А., 1990; Дмитриев М.Т. и др.,1939; Берзиня АЛ., 1980).

Важным фактором деградации лесопаркового пояса является сохраненне в нем отходов. Утилизация отходов являлась одной ш наиболее сложных проблем XX века и, очевидно, будет еще более сложной в XXI веке. Теоретически для любых отходов можно разработать способы уменьшения их токсичности, оптимальные способы захоронения и технологии использования, исключающие загрязнение окружающей среды.

Один из способов утилизации вторичных природных ресурсов, в том числе отходов металлургической промышленности — использование их для химической мелиорации и удобрения почв. При этом земледелие обеспечивается относительно дешевыми удобрениями (в ряде случаев почта готовыми известковыми, фосфорноизвесткоными или микроудобрениями) и выполняются задачи охраны окружающей среды — уменьшается загромождение территорий отвалами, предотвращается загрязнение.

Использование шламов металлообрабатывающего производства в качестве удобрений и микродобавок позволит устранить дефицит необходимых растениям микроэлементов на площадях с нарушенным почвенным покровом и снизить степень загрязнения окружающей среды шламами за счет их утилизации.

В связи с этим поиск приемов утилизации отходов производства и целенаправленного использования их удобрительных свойств в зеленом строительстве является актуальным.

Цель и задачи исследований. Цель настоящего исследования состояла в разработке технологии применения удобрительных форм на основе отходов производства (солевых отсевов алюминиевого шлака, Осадка СТОЧНЫХ ВОД) И природдщ ^птттг^^^--»^ '■"■"ргГ^П в

зеленом строительстве.

РГАУ

имени К.А. Тимирязева ЦНБ имени Н И. Железнова Фонд нау^ж^терв^р^^ -

В задачи исследования входило:

- дать агроэкологическую опенку удобрительных свойств шлаковых отходов и эффективности их применения в составе почвогрун-тов при выращивании рассады цветочных культур и газонных трав;

- оценить эффективность удобрительных свойств отходов коммунального хозяйства - осадка сточных вод (ОСВ) при выращивании цветочных культур и газонных трав;

- установить эффективность использования природных цеолитов в составе питательных грунтов при выращивании цветочных культур и их рассады и газонных трав;

- определить влияние удобрительных свойств отходов производства (шлака и ОСВ) и природных цеолитов в отдельных и различных сочетаниях на биологические и химические свойства почвогрунтов;

- оценить сорбцнонные свойства цеолитов в снижении интенсивности загрязнения почвогрунтов тяжелыми металлами;

- установить влияние удобрительных свойств шлаковых отходов, осадка сточных вод и цеолитов в различных сочетаниях в составе почвогрунтов на рост и развитие цветочных культур и газонных трав;

- дать эколого-эхономическую оценку исследуемым направлениям утилизации отходов производства и использованию их в цветоводстве и при выращивании цветочных культур и газонных трав.

Научная новизна исследований. Научной новизной работы является комплексная оценка экологических, физико-химических и биологических аспектов применения почвогрунтов на основе отходов производства и природных цеолитов в зеленом строительстве. Дано научное обоснование приемов применения удобрительных форм на основе солевых алюминиевых шлаковых отсевов, осадка сточных вод и цеолитов в поч во грунтах для выращивания декоративных цветочных культур и газонных трав в условиях открытого грунта, рассады цветов в закрытом грунте и установления экологической безопасности их использования в системе «почва - растение - человек».

Практическая значимость. По результатам исследований дана комплексная эколого-биологическая и физико-химическая оценка приемов использования удобрительных форм отходов производства на основе солевых алюминиевых шлаковых отсевов, осадка сточных вод и природных минералов - цеолигсодержащих агроруд Орловской области в городском фитодизайне. Установлено, что одним из факторов выявления биологической эффективности шлаковых отходов, осадка сточных вод и цеолитов как удобрительных форм является микробио-та, обладающая определенной устойчивостью к полиметаллическому загрязнению почвогрунтов. Доказано влияние органических и минеральных коллоидов ОСВ и цеолитов на подвижность тяжелых метал-

лов и экологически безопасные условия применения шлаковых отходов в системе «почва — удобрительные формы — растения». Установлен видовой состав декоративных растений, адаптированных для выращивания в экологически напряженных зонах* антропогенных ландшафтов. Предлагается способ предпосевной обработки семян декоративных растений отсевами алюминиевого шпака и цеолитами.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях: I Всероссийской научной конференции «Химико-экологические проблемы Центрального региона России», Орел (2003), Международной научно-практической конференции «Природ-норесурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», Пенза (2005), Международной научной конференции «Агро-экологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур», Москва (2005).

Автором по материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, получены 3 патента на изобретения.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из обшей характеристики работы, семи глав, выводов, предложений производству, библиографического списка и приложений. Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, иллюстрирована 28 таблицами и 11 рисунками. Список литературы включает 256 наименований, из них 48 зарубежных. Приложений - 19.

Выражаю огромную благодарность и признательность научному руковоД1гтелю работы доктору сельскохозяйственных наук, профессору Лидии Павловне Степановой, научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук, заслуженному деятелю науки РФ, директору ГНУ Всероссийский научно-исследовательский конструкторский и проеюно-технологический институт органических удобрений и торфа Анатолию Ивановичу Еськову, коллективам кафедры земледелия Орловского государственного аграрного университета и кафедры почвоведения и прикладной биологии Орловского государственного университета,

условия ii методика проведения экспериментов

Экспериментальная работа проводилась на опытном стационаре кафедры земледелия Орловского государственного аграрного университета и кафедре почвоведения и прикладной биологии Орловского государственного университета в 2002 - 2005 гг. на темно-серых лесных среднесуглинистых почвах, характеризующихся следующими показателями (гор. Ai): содержание физический глины - 40-42%; гумус - 5,45,5%; доступный фосфор - 12,5-15,0 мг/Ю0г; обменный калий - 12,012,6 мг/100 г; рН™ - 5,2-5,5; рНмя - 5,8-6,0; сумма поглощенных осно-

ваниЯ — 35 мг/экв/lOOr и черноземе оподзоленном среднесуглинистом: гумус - 5,6%; рН™ - 5,3; Н™^, - 2,5 м-экв/100 г, PiOj- 7 мг/100 г, КгО -10 мг/100г.

Для выполнения поставленных задач были заложены следующие опыты:

Опыт Ml. Экологическая оценка эффективности применения различных удобрительных форм в озеленительном строительстве.

1. контроль (темно-серая лесная среднесуглинистая почва, гор. А|); 2. почва + шлак (1,5 кг/м); 3. почва + цеолит (0,75 кг/ м2); 4. почва + осадок сточных вод (0,75 кг/ мг); 5, почва + шлак (1,5 кг/мг) + цеолит (0,75 кг/ м2); 6. почва + шлак (1,5 кг/м2) + осадок сточных вод (0,40 кг/ м2); 7. почва + цеолит (0,75 кг/ м2) + осадок сточных вод (0,40 кг/ м2);

8. почва + шлак (1,5 кг/м2) + иеолит (0,75 кг/ м2) + осадок сточных вод (0,40 кг/м2).

В опыте изучались цветочные культуры - бархатцы сорта «Хиро Флейм», «Хиро золотисто-желтый» и «Хиро оранжевый», петуния белая и петуния «Postillion» Красная звезда, агератум мексиканский Fi «Blue Blazer», георгина летняя «Mignon», роза почвопокровная. Удобрительные формы вносили весной перед посадкой рассады цветов.

Опыт № 2. Влияние удобрительных свойств отходов производства и цеолитов на рост и развитие астры.

1. контроль (темно-серая лесная почва, гумусовыИ горизонт); 2. почва + шлак (100 г/м2); 3. почва + шлак (100 г/м ) + цеолит (100 г/м2); 4. почва + цеолит (100 г/м2); 5. почва + цеолит (20Q г/м2); б. почва + осадок сточных вод (100 г/м2) + цеолит (200 г/м2); 7. почва + осадок сточных вод (100 г/м2).

Опыт JVs3. Условия применения и агроэкологическая эффективность различных удобрительных форм на газонных травах.

1. контроль (темно-серая лесная почва, гумусовый горизонт); 2. почва + цеолит (5 т/га) + торф (5 т/га); 3. почва + цеолит (5 т/га); 4. почва + торф (5 т/га); 5. почва + ОСВ (5 т/га); 6. почва + цеолит (5 т/га) + ОСВ (5 т/га); 1. почва + ОСВ (10 т/га); 8. почва + ОСВ (20 т/га);

9. почва + цеолит (5 т/га) + ОСВ (10 т/га); 10. почва + цеолит (5 т/га) + торф (5 т/га) ОСВ (5 т/га); 11. почва + цеолит (5 т/га) + шлак (5 т/га); 12. почва+ цеолит (5 т/га) + шлак (5 т/га) + ОСВ (5 т/га);

Опыт №4. Исследование эффективности применения удобрительных форм шлаковых отходов, осадка сточных вод и цеолита в составе почвотрунтов на укоренение, рост и развитие горшечных растений на примере герани.

1. контроль (темно-серая лесная среднесуглинистая почва, гор. At); 2. почва + шлак (1,5 кг/кг);3. почва + цеолит (0,75 кг/м2); 4. почва +

осадок сточных вод (0,75 кг/ м1); 5. почва + шлак {1,5 кг/м1) + цеолит (0,75 кг/ м2); 6. почва + ишак (1,5 кг/м2) + осадок сточных вод (0,40 кг/ м2); 7. почва + шлак (1,5 кг/м2) + осадок сточных вод (0,50 кг/ м2); 8. почва + цеолит (0,75 кг/ м2) + осадок сточных вод (0,40 кг/ м1); 9. почва + цеолит (0,75 кг/ м2) + осадок сточных вод (0,80 кг/ м2); 10. почва + шлак (1,5 кг/м ) + цеолит (0,75 кг/ м2) + осадок сточных вод (0,40 кг/ м2); 11. почва + шпак (1,5 кг/м2) + цеолит (0,75 кг/ м2) + осадок сточных вод (0,80 кг/ м1); 12. клумбовый грунт.

Опыт №5. Влияние шлаковых отходов производства н цеолитов на посевные качества семян клевера.

1. Контроль. 2, Сухое опудривание семян клевера шлаком 50 кг на 1 т семян. 3. Полувлажный способ обработки семян клевера шлаком 50 кг на 1 т семян. 4. Сухое опудривание семян клевера цеолитом 50 кг на 1 т семян. 5. Полувлажный способ обработки семян клевера иеолн-том 50 кг на 1 т семян.

Повторность опытов четырехкратная, размер опытных делянок 1 м\ Для статистической обработки результатов и их графического представления использовали пакет программ «Ехсе!» и «ЗгаНз^сз».

Характеристика исследуемых удобрительных форм:

1. Солевые отсевы алюминиевого шлака. Химический состав отсева алюминиевого шлака (%): А12Оэ - 16,26; $1 - 4,90; К - 3,74; А1 -2,82; Ыа - 2,42; С1 - 2,00; Мв -1,74; Ре -1,70; Си - 0,66; 7л - 0,64; Б04 -0,28; Са- 0,2; Мп- 0,15; Т1 -0,085; 5п- 0,018; С<1 - 0,004; рН«^ - 8.

2. Цеолиты: 5Ю2 - 72,85, ТЮ2 ~ 0,57, А12Ол- 10,41, Ре2Оэ - 3,64, СаО - 1,52, К20 - 1,70, рНМ11Н, - 8,3.

3. Осадок сточных вод (ОСВ1: органическое вещество - 25-43%; азот общий - 1,5-2,0%; фосфор общий - 2,5-4,5%; калий общий - 0,550,64%; зольность - 56,9-70,4%; влажность - 35,8-61,9%; рН«* - 7,4-7,5.

Содержание тяжелых металлов в ОСВ: Аё - 12-16 мг/кг, С<1 -17-19 мг/кг, Со - 15-17 мг/кг; Сг - 2100-2255 мг/кг; Си - 2000-2200 мг/кг; N1 - 760-825 мг/кг; РЬ- 169-198 мг/кг; 7л - 1100-1210 мг/кг.

4. Торф низинный нормадьнозольныЙ: N - 2,2%; СаО - 2,0%; Р205 - 0,15%; К20 - 0,88%; рНип. - 5,8.

Особенности действия различных доз удобрительных форм на

основе отходов производства и природных цеолитов на

биометрические показатели декоративных культур

Особенности действия различных доз шлаковых отсевов, осадка сточных вод и природных цеолитов представлены для следующих декоративных цветочных культур: бархатцы, агератум, роза, георгина, петуния, астра, герань.

Так, на высоту растений бархатцев сорта «Хиро золотисто-желтый», их прирост, количество побегов, соцветий и их диаметр наиболее значимый эффект оказало применение цеолита в дозе 0,75 кг/м2, осадка сточных вод 0,75 кг/м2, шлаков 1,5 кг/м2 в сочетании с осадком сточных вод 0,40 кг/м2, и комплексное сочетание шлаков, цеолитов и осадков в дозе 1,5:0,75:0,40 кг/м2 соответственно (рис.1). В условиях применения этих удобрительных форм установлены самые высокие биометрические показатели, количественные значения которых превышают контрольные значения на 113,8 — 185,3 %.

Рисунок 1 - Действие различных удобрительных форм на прирост цветочных культур

1 ~ контроль; 2 - шлак (1,5 mVm!); 3 - цеолит (0,75 кг/ м3), 4 - ОСВ (0,75 кг/м1); 5 -шлак (1,5 кг/м1) + цеолит (0,75 кг/м!); 6 - шлак <1,5 кг/м1) + ОСВ (0,40 кг/м5), 7 - цеолит (0,75 кг/м5) + ОСВ (0,40 кг/м2); 8- шлак (1,5 кг/м1) + цеолит(0,75 кг/м1) + ОСВ (0,40 кг/м1).

Действие удобрительных форм - цеолита, осадка сточных вод, шлака в сочетании с осадком, шлака с цеолитом и осадком было высоким и на других разновидностях бархатцев. При этом, на биометрические показатели растений бархатцев сорта «Хиро Флейм» наибольшее действие оказало внесение в почву шлаков в дозе 1,5 кг/м1 (115,9 -237,8 %}, а также шлаков в сочетании с цеолитом (102,5 - 149,2 %) и цеолита с осадком сточных вод (105,9- 191,9 %).

При этом бархатцы сортов «Хиро золотисто-желтый» и «Хиро оранжевый» были менее устойчивыми в условиях применения шлаков в дозе 1,5 кг/м2 и шлаков в сочетании с цеолитом 1,5:0,75 кг/м1 (117,7121,2%).

Установленные закономерности действия испытуемых удобрительных форм на биометрические показатели бархатцев проявляются по-разному и на других декоративных цветочных культурах. Так, по данным, представленным в рисунке 1, можно отметить, что растения петунии белой и петунии «Postillion» Красная звезда показали разную

отзывчивость на применяемые удобрительные формы.

Если растения петунии белой значительно увеличивали прирост от 238,7 до 369,4% в сравнении с контролем при внесении исследуемых удобрительных форм (варианты 3,4, 5, б, 7, 8), то растения петунии «Postillion» Красная звезда показали положительный прирост только в вариантах 3, 4 и 7, однако интенсивность прироста даже в этих условиях уступала интенсивности прироста растений белой петунии. Прирост растений в этих вариантах достигал 107,09-139,72% относительно растений в контрольном варианте.

Наилучшие условия роста и развития петунии «Postillion» Красная звезда складывались в вариантах с вынесением цеолита 0,75 кг/м2, осадка сточных вод - 0,75 кг/м2 и сочетания цеолита с осадком сточных вод 0,75.0,40 кг/м1 соответственно. При использовании этих удобрительных форм прирост растений петунии достигал 128,37% при внесении цеолита и 139,72% при сочетании цеолита с осадком сточных вод.

Однако, внесение шлака в почву 1,5 кг/м2 и его парное сочетание с цеолитом и осадком сточных вод, а также комплексное сочетание всех трех исследуемых удобрительных форм не оказало действия на рост растений, но в значительной степени активизировало цветение растений петуний - это образование соцветий и увеличение размеров цветка.

На территориях с высоким уровнем экологического напряжения растения петунии «Postillion» Красная звезда менее устойчивы для использования их в декоративном строительстве, так как они наиболее чувствительны к концентрации элементов в почвенном растворе.

Одной из наиболее распространенных клумбовых декоративных культур является агератум. Как свидетельствуют наши исследования растения агератума мексиканского F| «Blue Blazer», показали высокую отзывчивость на уровни применения в грунтах различных удобрительных форм. Так в условиях внесения в почву шлаков 1,5 кг/м2 и цеолита 0,75 кг/м1 прирост растений замедлялся и снижение прироста составило 57,5 и 53,8% от прироста растений в контрольном варианте (рисЛ). Однако во всех остальных условиях органо-минерального питания прирост растений агератума увеличивался и был самым максимальным - 11,2 см или 140% в сравнении с контролем при комплексном внесении шлака, цеолита и осадка сточных вод (1,5:0,75:0,40 кг/м2). Под действием всех исследуемых удобрительных форм отмечается усиление побегообразования, соцветий и их размеров. Так, наибольшее количество побегов обеспечивало внесение в почву шлака в дозе 1,5 кг/м1- 190% в сравнении с контролем; осадка сточных вод 0,75 кг/м2-220% относительно количества побегов в контрольном варианте и 170-180% побегов при сочетании шлака с осадком сточных вод и цеолитом соответственно. Количество соцветий в опытных вариантах из-

менялось от 21 шт. на 1 растении при внесении шлака (131,25%) до 48 шт. (300%) при внесении осадка сточных вод.

Отзывчивость декоративных растений на различные удобрительные формы исследовали на растениях розы и георгины. Исследования показали, что растения георгины «Mignon» проявили высокую отзывчивость на внесение исследуемых удобрительных форм (рис.2). Наибольший прирост и количество побегов установлены в вариантах с внесением шлака в почвогрунт в дозе 1,5 кг/м1, прирост растений георгинов достигал 30,7 см или 142,8% в сравнении с контролем. Наибольшее действие шлака проявилось при его сочетании с цеолитами (1,5:0,75 кг/мг), в этих условиях прирост побегов составил 37,1 см или 172,6%. При этом установлено, что действие удобрительных форм проявилось не только в усилении роста побегов, но и увеличении размеров соцветий. Сочетание шлака с осадком сточных вод в дозе 1,5:0,40 кг/м1 соответственно, незначительно повлияло на прирост растений в высоту, но при этом увеличивало количество побегов и размер соцветий.

В условиях комплексного сочетания шлака, цеолита и осадка сточных вод (2:1:0,5) прирост растений георгины составил 133,9% или 28,8 см, количество побегов увеличивалось на 75%, а соцветий на 50% в сравнении с контролем, диаметр соцветий достигал 64,2 мм или 126,9%,

При этом во всех условиях опыта отмечены положительное изменение в показателях декоративных свойств растений - увел1гчение диаметра соцветий и их количества.

Для розы наиболее благоприятные условия создаются при применении цеолита и его сочетании с осадком сточных вод и шлаком (вариант 8).

Так, наибольший прирост растений установлен при внесении в почву цеолита 750 г. на 1 м ; он составил 354,2% в сравнении с контролем, а также при сочетании цеолита с осадком сточных вод -256,1% и комплексного применения шлака, цеолита и осадка сточных вод — прирост растений достигал 224,1% в сравнении с контролем.

Внесение шлака под георгины и розы заметных изменений в росте и развитии растений не оказало (рис. 2).

Интерес представляют данные о влиянии изучаемых удобрительных форм в составе питательных фунтов на укоренение черенков герани.

Исследованиями установлено, что интенсивность развития корневой системы значительно возрастала в условиях сочетания шлака с цеолитом и осадком сточных вод в соотношении 2:1:1, где количество корней увеличилось в 3 раза, а также при внесении в грунт цеолита и осадка сточных вод 1:1 — количество корней возрастало на 16 шт., а длина главного корня увеличилась на 2,9 см. В грунтах с использованием шлака количество корней достигало 42 шт., что на 21 шт. превышало показатели черенков в контрольном варианте (табл. 1 ).

i №

~ 1 - .1 3 > г ■ > а 1—

i a ï à • t т •

НМ1Ч1

Q Г+0ргикй ютнпи «Uçr>on» ■ Pow л0ч»0П1>£Свн»р»

Рисунок 2 - Действие различных удобрительных свойств на прирост декоративно цветочных культур

1 - контроль; 2 - итак (1,5 кг/м1); 3 - цеолит (0,75 кг/ м1); 4 - ОСВ (0,75 кг/ м'); S -шлак (1,5 кг/ч2) + цеолит (0,75 кг/ м1); 6 - шлак (1,5 кг/м5) + ОСВ (0,40 кг/ м2); 7 - ueojurr (0,75 кг/ м?) +■ ОСВ (0,40 кг/ м3); 8 - шлак (1,5 кг/м*) +■ цеолит (0,75 кг/ м1) + ОСВ (0,40 кг/ MJ>-

В грунтах с внесением осадка сточных вод процессы корнеобра-зования замедлялись в сравнении с другими удобрительными форма* ми, однако спустя четыре месяца количество корней увеличилось на 19 шт. в сравнении с предыдущим сроком наблюдения.

Самая наибольшая длина корня была достигнута в растениях, выращенных на грунтах с внесением цеолита и осадка сточных вод в соотношении 1:0,5 - 10,1 см. Приживаемость черенков была высокой и достигала 88-100% в опытных вариантах с использованием удобрительных форм, в контроле она составила 80%.

При этом эффективность действия различных удобрительных форм проявлялась по-разному в связи с развитием корневой системы. В удобрительных формах с использованием цеолита развитие корневой системы происходило интенсивнее в сравнении с действием тех форм, где цеолит как удобрительный компонент не использовался.

При внесении в грунтах удобрительных форм со шлаком и осадком сточных вод корнеобразование в первые декады шло медленно, но с течением времени значительно возрастало.

Замедленные темпы развития корневой системы в черенках герани на грунтах, взятых из придорожной клумбы, обусловили низкую приживаемость черенков растений и на 42-Й день наблюдений эти растения погибли, то есть приживаемость составила 15% (вариант 12).

Действие испытуемых удобрительных форм в составе почвог-рунтов проявилось в увеличении количества стеблей, бутонов, улучшении декоративных свойств растений астры и ускорении сроков зацветания. Наиболее благоприятно условия роста и развития растений складывались при внесении в почвогрунт цеолитов и осадка сточных вод, а также шлаковых отходов.

Таблица 1 - Влияние шлака, (кадка сточных вод и цеолита в состав? почюгрунтсв на укоренениечеренков герани

Варианты опыта На 14 день На лень ^а 111 день приживаемость, %

Количество корней, щт, Длина среднего корня, см Количество корней, шт. Длина среднего корня, см Количество корней, шт. Длина среднего корня, см

1. контроль (темно-серая лесная срсдиесушшистая почва, гор. А|>; ■ 0,1 14 1.6 21 3,1 80

2. ишакО.^ кг/м*); " ГС' ™ 125----- 5,2 ~ 42 " '3,5 " " М

3. цеолит (и,У ^ кг/ м"1; 29 1,3 1,8 -35- -5В

4,осадок сточнмк вол 111,75 кг/ Л 4 и 7 1,6 26 3,5 85

5. шлак (1,5 кг/и1) + цеолит (0,75 кг/АГ); (2:1) 18 и 40 2,5 48 3,4 92

6 шлак (1,5 кг/мч + осадок сточных вод <0,40 кг/ м1); (2:0,5) 3 1,1 35 2,8 37 АЛ %

7, шлак (1,5 кг/м*1 + осадок сточных вод (0,80 кг/ м7); (2:1) 0,7 38 2,3 40 3,8 98

8. цеолит (0,7 5 кг/ м1) + осащж сточных вод <0,40 ю м ), (1:0,5) 21 1,3 21 1,9 35 10,1 97

9. цеолит (0,75 кг/ и1) + осадок сточных вод (0,80 кг/ м3); (1:1) 10 1,4 19 1,6 35 4,5 97

10. шлак (1,5 кг/м1) + цеоиит (0,75 кг/ м ) + осадок сточных ВОД(0,40кг/М*):(2;1:0,5) 2 0,1 42 2,9 45 4,2 99

11. шлак (1,5 кг/м*) + цеолит (0,75 кг/ м ) + осадок сточных вод (0,80 кг/»о; (2:1:1) 6 1,4 18 1,9 48 3,4 100

12. клучбовый фунт 7 0,9 9 0,9 Растения погибли на 42 день 15

В контрольном варианте высота растений в конце августа достигала 46 см, при внесении шлака (100 г/м2) высота растений астры составила 50,5 см. Наибольшая высота растений установлена в грушах с добавлением 200 r/м2 цеолита и 100 r/м2 осадка сточных вод, высота растений достигала 58,7-58,9 см. Растения астры раньше зацвели и имели соцветия большего диаметра в грунтах с внесением цеолита и осадка сточных вод, диаметр цветка достигал 12,5-13,8 см, а дата зацветания наступила 2 августа, в то время как в контрольном варианте 11 августа.

В целом можно сделать вывод о том, что исследуемые декоративные растения проявляют разный характер реакций на геохимические факторы условий произрастания. Так, к растениям, адаптированным к измененным концентрациям химических элементов можно отнести аге-ратум мексиканский F1 «Blue Blazer», бархатны «Хиро Флейм», петунию белую, герань.

Растения петунии «Postillion» Красная звезда, бархатцев «Хиро золотисто-желтый» и «Хиро оранжевый)», георгинов «Mignon» и розы почвопокровной слабоадапгированы к измененным концентрациям химических элементов, создаваемых внесением шлаковых отходов, для них характерны морфологические изменения в состоянии растений, что может приводить к заболеваниям, нарушению генеративных функций и угнетению развития.

агроэколошческая эффективность применения отходов

производства и цеолитов на газонном травостое

Исследованиями установлены закономерности формирования урожая сеяных трав третьего-пятого годов жизни при использовании ОСВ, шлаковых отходов, природных цеолитов, торфа в широком диапазоне доз, особенности трансформации ботанического состава травостоя и качества сена многолетних трав в зависимости от доз и сочетаний удобрений.

Наибольшие прибавки в приросте газонного травостоя получены при сочетании цеолитов с осадком сточных вод и шлаком. Так при сочетании цеолита и шлака по 5 т/га каждого прирост травостоя составил 30,2 см, а прибавка относительно контроля 21,8%. Сочетание цеолита, торфа и осадка сточных вод по 5 т/га каждого обеспечили прибавку в приросте травостоя к контролю 27,2% (табл. 2).

Наилучшие условия для роста травостоя складывались в условиях опыта при совместном внесении цеолита, шлака и осадка сточных вод no S т/га каждого, средний прирост трав достигал 36,4 см, а прирост к контролю составил 46,77%.

Следует отметить, что прибавление к осадку сточных вод 5 т/га цеолита в соотношении 1:1, по эффективности уступало действию осадка в той же дозе почти на 5,5% но с увеличением дозы осадка в

2 раза в сочетании с цеолитом 5 т/га действие удобрительной формы возрастало, прибавка к контролю в приросте растений, составила 22,58%, что превышало эффективность той же дозы осадка сточных вод, внесенных отдельно на 2,1%, а цеолита на 12%.

Таблиц* 2 - Влияние различных удобрительных форм на прирост и урожайность газонных трав (100^-2004 гг.) __

Варианты опыта Средний прирост, см Прибавка к контролю Урожайность сена, ц/га Прибавка к контролю

см % ц/га

1, Контроль (без удобрений) 24.80 — — " 1з;$з - - —

2. Цеолит 5 т/га + торф 5 т/га 26,45 1,65 6,65 14,40 0,45 3,22

3. Цеолит 5 т/га 27.45 2,65 10,69 15.23 1,23 9,18

4. Торф 5 т/га 25,95 1,15 4,64 14,03 " МЫ" '

5. ОСВ 5 т/га 28,95 4,15 16,73 15,85 1,90 13,62

6. Цеолит 5 т/га + ОСВ 5 т/га 27,60 2,80 11,29 15,20 1,25 8,96

7.6СВ Ют/га 29,88 5,08 20,48 18,08 4,13 29,61

8. ОСВ 20 т/га ^2,38 7,58 30.56 21,15 7,20 51.61

9. Цеолит 5 т/га + ОСВ Юг/га 30,40 5,60 22,58 18,00 4,05 29,03

10. Цеолит 5 т/га + торф 5 т/га + ОСВ 5 т/га 31,55 6,75 27,22 20,45 6,50 46,59

11. Цеолит 5 т/га + шлак 5 т/га 30,20 5,40 21,77 1843 4,58 32,83

1 ¿. Цеолит 5 т/га + шлак 5 т/га + ОСВ 5 т/га 36,40 11,60 46,77 24,00 10,05 72,04

НСР« 0,31 0,23

Наибольшие прибавки урожая в опыте получены при сочетании

трех доз цеолита, шлака и осадка сточных вод — 24,0 ц/га и при сочетании цеолита, торфа VI осадка сточных вод —20,45 ц/га.

Раздельное внесение осадка сточных вод в возрастающих дозах 5; 10; 20 т/га достоверно увеличивало урожайность сухой массы по годам исследований соответственно на 13,62; 29,61 и 51,61% по сравнению с вариантом без удобрений.

Внесение высокозольного торфа в дозе 5 т/га не обеспечило достоверной прибавки урожая, но следует отметить, что прибавка в урожае сухой массы в 2004 году была выше, чем в 2003 году, характеризовавшимся более засушливыми условиями.

Таким образом, сочетание цеолита м осадка сточных вод со шлаком в дозе 5 т/га каждого позволило получить дополнительно по 1 т сухой массы трав с 1 га, повышение дозы осадка сточных вод до 10 и 20 т/га повышало урожайность травостоя по сравнению с контролем на 4,1 и 7,2 ц/га.

Качество сухой массы скошенных трав, полученной при внесении цеолита, шлака и осадка сточных вод, отвечало зоотехническим нормам кормления сельскохозяйственных животных, содержание меда составило 3,3 мг/кг, цинка 15,3 мг/кг, нитратов 252 мг/кг.

Влияние шлаковых отходов производства и цеолитов на

посевные качества семян клевера

Согласно проведенным исследованиям в качестве вещества, повышающего качество семян клевера, используются отсевы алюминиевого шлака и цеолиты.

Эффективность применения шлаковых отходов и цеолитов на семенах клевера оценивали по энергии' прорастания, всхожести, биометрическим показателям проростков, коэффициенту надежности.

Как видно из данных таблицы 3 энергия прорастания семян клевера в контрольном варйанте составила 62,37% за два года наблюдений. Предпосевная обработка шлаком сухим способом обуславливает повышение посевных качеств семян клевера. Так, энергия прорастания увеличилась на 3,63% в сравнении с контролем. Также' изменялась величина всхожести семян. Бели в контрольном варианте она составила 72,37%, то в варианте с сухим опудриванием семян шлаком, всхожесть возрастала на 6,25%.

Эффективность действия сухого опудривания семян клевера цеолитом на энергию прорастания была одинаковой с действием шлака на качество семян, энергия прорастания составляла 66,88%, что на 4,01% превышало показатели контрольного варианта. Однако всхожесть семян в этом варианте составляла 81,9%, что на 9,53% превышало всхожесть необработанных семян и на 3,28% превышало всхожесть семян клевера, опудренных шлаком.

Таблица 3~ Влияние различных ел особое обработки семян клевера отсева-ии алюминиевого шлака на показатели посевных качеств (среднее за 2 года)_

Варианты опыта Энергия п »срастания Всхожесть

% к контролю к контролю

1. Контроль 62,87 - 72,37 -

2. Сухое опудривание семян шлаком 66,50 3,63 78,62 6.23

3. Полу в лажная обработка семян шлаком 69,50 6,63 82,75 10,38

4. Сухое опудрийание семян неолитом 66,88 4,01 81,90 9,53

5. Иолу влажная обработка семян цеолитом 65,&3 2,76 75,50 3,13

MCP« 3,15 2,87

Полувлажная предпосевная обработка семян клевера шлаком также способствовала повышению качества посевного материала.

Энергия прорастания семян клевера в этом варианте увеличилась на 6,63% в сравнением с контролем. Всхожесть семян клевера при этом способе обработки семян возрастала на 10,38% и составила 82,75%.

Полувлажный способ обработки семян клевера цеолитом по эффективности действия уступал действию шлака в этом способе обработки семян. Так, энергия прорастания семян составила 65,63%, что на 2,76% превышало качество семян в контрольном варианте и на 3,87% уступало эффективности действия шлака при полувяажном способе обработки семян. Следует заметить, что полувлажный способ обработки семян клевера несколько замедляет энергию прорастания семян в сравнении с сухим опудриванием семян цеолитом на 1,25%.

Установленные закономерности действия шлака и цеолита на энергию прорастания семян отмечены и в показателях всхожести семян. Так, всхожесть семян, обработанных цеолитом полувлажным способом, достигала 75,5%, что на 3,13% превышало показатели всхожести семян в контроле, но на 7,25% было ниже всхожести семян клевера, обработанных шлаком тем же способом.

Использование различных оценочных показателей доказало эффективность обработки семян клевера перед посевом шлаком как сухим, так и полувлажкым способом и ее влияние на морфофизиалогическую структуру проростков, что позволяет прогнозировать будущую урожайность. Влияние удобрительных форм на основе отходов

производства и природных цеолитов на свойства

темно-серой лесной почвы Изучено влияние осадка сточных вод, шлаковых алюминиевых отсевов и природных цеолитов на состав и свойства питательных грунтов в цветоводстве на основе гумусового горизонта темно-серой лесной среднесуглинистой почвы.

Содержание различных форм азота изменялось в зависимости от состава почвогрунтов. Так, в контроле количество ионов аммония составило в водной вытяжке 0,182 мг/дм3 количество нитрит-ионов - 0,0074 мг/дм\ а нитрат-ионов - 6,946 мг/дм3. Внесение в почву шлаковых отходов в дозе 1,5 кг на 1м1 способствовало увеличению содержания ионов аммония почти в 1,3 раза, нитрит-ионов - в 1,6 раза (табл. 4). Количество нитрат - ионов не изменялось в сравнении с контролем. Содержание водорастворимых фосфат — ионов снижалось на 0,22 мг/дм3. Ионный состав водных вытяжек в значительной степени изменялся при применении цеолита 0,75 кг/м1, количество нитрит-ионов возрастало в 20 раз в сравнении с водной вытяжкой из грунтов с внесением шлаковых отходов, при этом количество ионов аммония увеличилось в 4,4 раза в сравнении с контролем.

Таблица 4 -Действие отходов пртпводстра »а содержание и состав ионлр и водных вытяжка* «1 лочоогрунтов

I. ..I ..— I . Ы 1.« Ч—11Ти I Г — ~■--. _ I1 . . ..' 11 I - 1 I ■ . . ■ 1141 I ' ' ' ■

№ п/и Варианты опытов рН N11/ I N0," ! N0," [ ГО/ мг/лм1 Микроскопиро-■шю1:10, к л/ем' Степень токсичности

кожроль (тем)Ю-ссрая лесная срсдне-суглинистая почва, гор. А(); 7,05 0,182 0,0074 6,946 0,764 540x106 малотоксич-пне

2 шлак (1,5 кг/м1); 7,05 0,234 0,0122 7,084 0.544 410x10'' И1ЛОТОКСИЧ- ные

3 цеолит (0,75 кг/ м1); 6,85 0,363 0,153 7,268 0,81 565 x10е малотоксичные

4 осадок сточных вод (0,75 кг/ мг); 6,95 0,324 0,0175 7,82 0,65 450x10'' малотокеич-ные

шлак (1,5 кг/м') + цеолит (0,75 кг/ м'); (2:1) 7,0 0,1)7 0,0065 7,36 0,509 980 х10* малотоксич-лые

6 шлак (1,5 кг/мг') + осадок сточных вод (0,40 кг/м1); (2:0,5) 7,15 0,299 0,02 1,15 0,83 865 хЮ6 малотоксичные

7 шлак (1,5 кг/м') + осадок сточных вод (0,80 кг/м1);(2:1) 7,2 0,065 Следы 0,0045 1,61 0,69 475 x10й малотоксичные

К неолит (0,75 кг/м')+осадок сточных вод (0,40 кг/ мг);(Г.0,5) 7,05 0,169 0,0096 1,38 0,83 285x10* малотоксичные

9 цеолит (0,75 кг/ + осадок сточных вод(0,80 кг/ м^); (1:1) 6,95 0,039 Следы 0,0045 0,92 1,02 285 хЮ" малотоксич-цые

10 шлак(1,5 кг/м') + цеолит (0,75 кг/м') + осадок сточных вод (0,40 кг/ м!>; (2:1:0,5) 7,25 0,766 0,034 1,15 0,65 265x10* малогоксич-иые

II шлак (1,5 кг/м') + цеолит (0,75 кг/ м') осадок сточных вод (0,80 кг/ м1): (2:1:1) 6,85 0,23 Следы 2,07 0,786 1025x10' мапотокенч-ные

12 клумбовый фУКТ 6,8 0,65 Следы 1,955 3,605 790x106 гнперток-енчнме

Под действием удобрительных свойств осадка сточных вод ионный состав водных вытяжек изменяется незначительно в сравнении с грунтами, где вносили шлаки и цеолиты.

Сочетание шлака и осадка сточных вод в почвогрунтах (2:0,5), шлака и цеолита в соотношении (2:1) способствует повышению численности одноклеточных микроорганизмов в 1 см1 до 365x104 и 980x106 клеток соответственно.

Сочетание шлака, цеолита и ОСВ (2:1:0,5) способствует накоплению ионов аммония 0,766 мг/дм\ но резкому снижению нитрат-ионов 1,15 мг/дм3, при этом резко снижается численность микроорганизмов до 265*106 клеток в 1 см*. При этом отмечается влияние цеолитов в составе почвогрунтов на поглощение и снижение нитрат-ионов в почвенном растворе.

Степень токсичности исследуемых водных вытяжек из питательных грунтов оценивали по жизнеспособности дафний в устанавливаемых пределах разбавлений, определение проводили в 10 кратной повторности.

Высокая степень токсичности, установленная методом биотестирования с использованием дафний, характерна для водной вытяжки из клумбового грунта. Дафнии сохраняли жизнеспособность только при разбавлении исходной водной вытяжки в 128 раз, что составляло 0,78% раствор, в то время, как в остальных вариантах испытуемых почвогрунтов жизнеспособность дафний установлена была при разбавлении водных вытяжек в 1-16 раз, что оценивается как малотоксичное действие исследуемых удобрительных форм на состав и свойства питательных грунтов для декоративного цветоводства.

Микробные сообщества обладают высокой чувствительностью к антропогенному вмешательству и служат индикаторами экологического состояния почвы. Проведенные нами исследования по установлении влияния шлаков, осадка сточных вод и цеолитов в составе почвогрунтов на численность и состав почвенных микроорганизмов показали, что численность бактерий — аммонификаторов, участвующих в аммонификации белков и полипептидов, возрастает во всех испытуемых вариантах. В почвогрунтах с внесением шлаков общая численность микроорганизмов снижалась на 4631,3 тысУг, но доля аммонификаторов в их составе увеличивалась на 6,1% в сравнении с контролем; также увеличивалась численность целлюлозоразлагающих микроорганизмов почти в 2 раза и микроскопических грибов (табл. 5).

При внесении в грунт цеолитов общая численность микроорганизмов возрастает до 68888 тыс-/г, что на 17681,1 тыс^г выше численности организмов в контроле и на 22312,4 тыс. превышает количество микроорганизмов в грунте с внесением шлака. При этом изменение в

К» - Варианты опыте

в «-Л к» да 8 ГО § и» & -о к> ы о О к> а о У 1 X л Л 3 0 г 2 54 1 С X я и Г О р с X О ?

у* "-л ¿к «в Ъ» у* оо ^ оо и» "м

^ 1Л «о О ^ £ ъ к» 4» О •о и V» А* Ъ §5 п „ ш з! г

р ** Р к> р и о О Ъ € О

и* 1Л & £ 8 1 и> О ы кж) с- В - 1 г % * I з э» VI г С X ш >

с* и* V О-у> 00 £ ^ "•■О О VI VI ^

К) § £ 3 8 м & м 4* бактерии (Я 2 л О <9

1 »3600 1 Р 1 и* и» о-8 ^ & V» антиков нцеты

I 192,7 1 ь* Ъ ю ос ъ К> О —1 о а "и* се кл V 1 ЕГ Л I Л ? а | о

р ш О и о о о и* р ©

V Я4 £ о ¿1 <> 'а ы о и ■о "о бактерии 9 Г Л §

ос V о &> К1 О — -о ъ О «0 о «о о N и* грибы

Ъ « О Ъ £ ъ £ о О оо О актиио-мицеты

оо м о ъ Ъв Коэффициент минерализации, %

к» А» О о «у* л. ОО —1 ъ и» о-оо О «« оо оо О £ VI V» ё ^оШ

2

5?

(Л I

&

л к

г;

X

в §

структуре микроорганизмов происходят за счет форм, использующих минеральные соединения азота (65,6%).

Внесение в питательные фунты осадка сточных вод приводит не только к резкому увеличению общей численности 83368 тысУг, но и абсолютному увеличению количества форм микроорганизмов, использующих органические формы азота 29600 тыс./г, и форм, использующих минеральный азот (63,9%).

Сочетания шлака и цеолита, а также шлака и осадка сточных вод в соотношениях 2:1 в составе почвогрунтов способствуют увеличению численности микроорганизмов на 2171,4 тыс./г и 29980,1 тыс./г в сравнении с общей численностью микроорганизмов в питательном грунте с внесением шлака.

В вариантах с внесением в поч во грунт шлака, цеолита и осадка сточных вод в соотношении (2:1:0,5) общее количество микроорганизмов составляет 55924 тысУг, а в структуре микроорганизмов численность ак-тиномицетов составляет 35,9%, это формы, участвующие в аммонификации белков и полипептидов. Численность бактерий и актиномицетов, использующих минеральные формы азота, составила 35467 тысУг или 63,4%, коэффициент минерализации составил 1,8, что свидетельствует об улучшении обеспеченности растений минеральным питанием.

Таким образом, использование удобрительных свойств цеолитов, осадка сточных вод и шлаков создает благоприятные условия для увеличения численности бактерий на КАА и МПА и роста общей численности микроорганизмов, что приводит к увеличению коэффициента минерализации и улучшению условий роста и развития растений.

В составе почвогрунтов под действием шлаковых отходов, осадка сточных вод и цеолитов происходит изменение в содержании практически всех исследуемых тяжелых металлов в сравнении с контролем (фон) {рис. 3).

Отмечается накопление в почвогрунтах таких биофильных микроэлементов как медь, шшк в 1,3-2,11 раза.

Исходя из величины 2с по вариантам и соотнося их с критериями загрязненности почвы, можно заключить, что слой 0-20 см по степени загрязнения относится к слабозагрязненному (рис. 4),

По величине 7с относительно контроля варианты опыта с удобрительными формами располагаются в следующий ряд: фон +• шлак > фон + шлак + ОСВ > фон + шлак + цеолит + ОСВ > фон + шлак цеолит.

Рассматривая действие сорбцконных свойств цеолитов и органических веществ осадка сточных вод на подвижность тяжелых металлов, следует отметить, что действие цеолита наиболее сильно

Рисунок 3 - Влияние различных сочетаний удобрительных форм на основе отходов производства и природных цеолитов на валовое содержание и концентрацию подвижных форм тяжелых металлов (мг/кг) (Д- валовые формы; И- подвижные формы)

1 - котроль; 2 - шлак (1,5 кг/м!); 3 -шлак (1,5 кг/м*) + цеолит (0,75 кг/ м*>; 4 -шлак (1,5 кгУм'НОСВ (0,40 кг/м1); 5 - шлак (1,5 кг/мг)+цеаигт(0,75 кг/мУОСВ (0,40 кг/м');

РЬ Сй Си 2л N1 Сг Со Мп

ОДК (валовых форм) ш 1 132 220 ВО 90 24 1500

ПДК (подвижных форм) 6 0 3 23 4 6 5 140

проявляется в снижении подвижности свинца, меди, кадмия. Действие органических веществ осадка сточных вод заметно в снижении подвижности кадмия, меди, хрома, марганца, но одновременно приводит к увеличению подвижных форм цинка, никеля (рис. 3).

Рисунок 4 - Влияние различных сочетаний удобрительных форм на основе отходов производства и природных цеолитов на величину коэффициента суммарного накопления валовых и подвижных форм тяжелых металлов (¿с).

2 - шлак (1,5 кг/м1); 3 - шлак (1,5 кг/мг)+цеолит (0,75 кг/ м1); 4 - шлак (1,5 кг/м1) •ЮСВ (0,40 кг/м5); 5 - шлак (1.5 кг/«У цеолит (0,75 кг/м!)+ОСВ (0,40 кг/м2);

В снижении подвижности меди и цинка в почвогрунтах в большей степени проявляется действие цеолита и его сочетание с органическими веществами осадка сточных вод.

Оценивая последействие цеолитов, осадка сточных вод и шлаковых отсевов следует отметить их преимущественное влияние на миграционную способность свинца, кадмия, хрома, цинка и меди. Применение органических веществ осадка сточных вод снизило количество подвижного свиниа до 12,2%, что на 3% было меньше концентрации свинца от внесения шлака в почву. Наибольшее действие на закрепление свинца в малоподвижные формы оказывает цеолит, концентрация его подвижных форм снизилась до 8,3%. При совместном действии осадка сточных вод и цеолита при применении шлаков количество подвижного свинца снижалось на 4,2%. На закрепление кадмия положительное действие оказывал как цеолит, так и осадок сточных вод.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что в зонах высокого экологического напряжения, для обеспечения нормального развития декоративных растений и снижения возникновения экологического риска в мегаполисах необходимо использование сорбционных свойств цеолитов, органических и минеральных соединений осадка сточных вод.

Использование шлаковых алюминиевых отсевов, осадка сточных вод и природных цеолитов в декоративном цветоводстве является, как показали наши исследования, не только экологически безопасным приемом, но и экономически выгодным. Рентабельность выращивания цветочной рассады с применением шлаков, осадка сточных вод и природных цеолитов составила 24,9%, а от выращивания газонных трав -13,3% в сравнении с контролем.

Расчеты окупаемости дополнительных затрат показали, что применение отходов производства на лесопарковом травостое приводит к годовой экономии производственных затрат на сумму 48,5 тыс. рублей, а срок окупаемости дополнительных затрат составит 1,4 года.

Таким образом, применение удобрительных свойств отходов производства и природных цеолитов в зеленом строительстве повышает не только устойчивость растительности и ее продуктивность, но делает этот прием экономически выгодным и экологически безопасным, а также обеспечивает комфортность проживания населения и его здоровье.

Выводы

1. Удобрительные формы на основе отходов производства — алюминиевых солевых шлаковых отсевов, осадка сточных вод и природных цеолитов оказывают положительное действие на биометрические показатели декоративных цветочных растений: высота, количество побегов, диаметр соцветий, диаметр побега, количество репродуктивных соцветий.

2. Установлено, что эффективность действия и последействия от внесения в почву шлаков в дозе 1,5 кг/м2, цеолита 0,75 кг/м2 и осадка сточных вод 0,40-0,75 кг/м2 как отдельно, так и в различных их сочетаниях зависела как от вида выращиваемых цветочных культур, так и соотношений исследуемых удобрительных форм.

3. Доказано, что исследуемые декоративные растения проявляют разный характер реакций на геохимические факторы условий произрастания. Так, к растениям, адаптированным к измененным концентрациям химических элементов можно отнести агератум мексиканский Ft «Blue Blazer», бархатцы сорта «Хиро Флейм» и петунию белую, а также бобово-разнотравно-злаковые травосмеси. Растения петунии «Postillion» Красная звезда, бархатцев сорта «Хиро золотисто-желтый» и «Хиро оранжевый», георгины летней «Mignon» и розы почвопокров-ной слабоадаптированы к измененным концентрациям химических элементов, создаваемых внесением шлаковых отходов, осадка сточных вод и цеолитов. Для них характерны морфологические изменения в состоянии растений, что может приводить к заболеваниям, нарушению генеративных функций н угнетению развития.

4. Доказано положительное действие всех удобрительных форм на основе отходов производства на приживаемость и укоренение черенков герани. При этом эффективность действия различных удобрительных форм проявлялась по-разному в связи с развитием корневой системы- В удобрительных формах с использованием цеолита развитие корневой системы происходило интенсивнее в сравнении с действием тех форм, где цеолит как удобрительный компонент не использовался.

5. Наилучшее развитие растений астры установлено в грунтах с совместным внесением цеолитов и осадка сточных вод. В этом варианте растения астры отличались наибольшей облиственностъю и общей высотой.

При совместном внесении 200 г/м2 цеолита и 100 г/м2 осадка сточных вод растения астры в высоту достигали 59,4 см. На растениях этих вариантов установлено наибольшее количество стеблей 13,413,75 шт., в то время как в контрольном варианте количество стеблей в среднем составило 8,3 шт., а при внесении шлака - 12,2 шт. стеблей. Растения астры раньше зацвели и имели соцветия большего диаметра в грунтах с внесением цеолита и осадка сточных вод, диаметр цветка достигал 12,5-13,8 см, а дата зацветания наступила 2 августа, в то время как в контрольном варианте 11 августа.

6. Комплексное сочетание природных цеолитов и отходов производства на газонном травостое было эффективным н экологически безопасным приемом, способствующим созданию устойчивого высокоурожайного травостоя по годам использования (24 ц/га). Качество сухой массы скошенных трав, полученной при внесении цеолита, шлака и осадка сточных вод, отвечало зоотехническим нормам кормления сельскохозяйственных животных, содержание меди составило 3,3 мг/кг, цинка 15,3 мг/кг, нитратов 252 мг/кг.

7. Использование различных оценочных показателей доказало эффективность обработки семян клевера перед посевом шлаком как сухим, так и полувлажным способом и ее влияние иа морфофизиоло-гическую структуру проростков, что позволяет прогнозировать будущую урожайность. Предлагаемый способ предпосевной обработки семян клевера отсевами алюминиевого шлака позволяет повысить энергию прорастания на 3,63-6,63% и всхожесть семян на 6,2510,38%, которые влияют на полевую всхожесть и являются решающим фактором надежности в формировании высокой урожайности культур. Исследованиями установлено, что семена, обработанные шлаком, обеспечивают прибавку урожайности на 5-12%.

8. Ионный состав водных вытяжек из почвогрунтов с внесением удобрительных форм на основе шлаков, осадка сточных вод и цеолитов характеризуется нейтральной средой рН 6,8-7,25; содержанием ионов аммония - 0,23-0,77; нитрит-ионов — 0,03; нитрат-ионов — 1,2-

2,1; фосфат-ионов — 0,8-3,6 мг/л. Сочетание шлака и осадка сточных вод в почвогрунтах (2:0,5), шлака и цеолита в соотношении (2:1) способствует повышению численности одноклеточных микроорганизмов в 1 см3 до 865x10е и 980x10® клеток соответственно.

9. Высокая степень токсичности, установленная методом биотестирования с использованием дафний, характерна для водной вытяжки из клумбового грунта. Дафнии сохраняли жизнеспособность только при разбавлении исходной водной вытяжки в 128 раз, что составляло 0,78% раствор, в то время, как в остальных вариантах испытуемых поч во грунтов жизнеспособность дафний установлена была при разбавлении водных вытяжек в 1-16 раз, что оценивается как малотоксичное действие исследуемых удобрительных форм на состав и свойства питательных грунтов для декоративного цветоводства.

10. Использование удобрительных свойств цеолитов, осадка сточных вод и шлаков создает благоприятные условия для увеличения численности бактерий на КАЛ и МПА и роста общей численности микроорганизмов, что приводит к увеличению коэффициента минерализации и ул),чшению условий роста и развития растений. Отрицательное воздействие высокой концентрации почвенного раствора, создаваемого шлаковыми атомнниевыми отсевами в составе почвотрунтов можно снизить добавлением в грунты цеолитов и осадка сточных вод.

11. Под действием шлаковых отходов, осадка сточных, вод и цеолитов происходит изменение в содержании практически всех исследуемых тяжелых металлов в сравнении с контролем (фон). По величине Ъс относительно контроля варианты опыта с удобрительными формами располагаются в следующий ряд: фон +- шлак > фон + шлак + ОСВ> фон + ишак + цеолит + ОСВ > фон + шлак + цеолит. Рассматривая действие сорбционных свойств цеолитов и органических веществ осадка сточных вод на подвижность тяжелых металлов, следует отметить, что действие цеолита наиболее сильно проявляется в снижении подвижности свинца, меди, кадмия. Действие органических веществ осадка сточных вод заметно в снижении подвижности кадмия, меди, хрома, марганца, но одновременно приводит к увеличению подвижных форм цинка, никеля. При совместном действии осадка сточных вод и цеолита при применении шлаков количество подвижного свинца снижалось на 4,2%, На закрепление кадмия положительное действие оказывал как цеолит, так и осадок сточных вод. В снижении подвижности меди и цинка в почвогрунтах в большей степени проявляется действие цеолита и его сочетание с органическими веществами осадка сточных вод. Органическое вещество осадка сточных вод способствует повышению подвижности таких металлов как никель и марганец.

12. Использование шлаковых алюминиевых отсевов, осадка сточных вод и природных цеолитов в декоративном цветоводстве является, ках показали наши исследования, не только экологически безопасным приемом, но и экономически выгодным; Рентабельность выращивания цветочной рассады с применением шлаков, осадка сточных вод и природных цеолитов составила 24,9%, а от выращивания газонных трав—13,3% в сравнении с контролем.

Рекомендации производству

1. Использовать для приготовления питательных грунтов, предназначенных для выращивания рассады цветочных культур, шлаковые отходы в дозе 1,5 кг/м2.

2. В зонах высокого экологического напряжения, для обеспечения нормального развития декоративных растений и снижения возникновения экологического риска в мегаполисах необходимо использование сорбционных свойств цеолитов, органических и минеральных соединений осадка сточных вод.

3. Для повышения посевных качеств семян клевера применять обработку семян шлаком (30 кг/1т) сухим и полувлажным способом.

4. Использовать для декоративного озеленения экологически напряженных районов такие декоративные растения, как: агератум мексиканский F| «Blue Blazer», бархатцы сорта «Хиро ФлеЙм» и петунию белую.

5. Рекомендовать удобрение многолетних трав внесением по 5 т/га шлака, осадка сточных вод и цеолита (каждого компонента).

6. Рекомендовать широкое использование метода биотестирования для установления токсичности различных удобрительных форм.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Тихойкина И.М. «Агроэкологические аспекты применения цеолитов как почвоулучшателей серых лесных почв Орловской области» // научно-популярное издание «Природные ресурсы — основа экономической стратегии развития региона», Орел, 2002. - С. 41 - 43.

2. Степанова Л.П., Тихойкина И.М. «Химико-экологические проблемы загрязнения почв тяжелыми металлами и производство на них экологически чистой продукции» It I Всероссийская научная конференция «Химико-экологические проблемы Центрального региона России», Орел, 2003,-С. 141 - 143.

3. Тихойкина И.М., Бахтина О.И. «Экологическая устойчивость растений астры на различных типах почвогрунтов» // Экология Центрально-Черноземной области РФ, Липецк, 2004. - №2. - С. 81 - 83.

4. Черный Е.С., Тихойкина И.М., Самарина А.А., Кононов Е.А. «Агроэкологическая оценка факторов повышения посевных качеств семян сельскохозяйственных культур» // Экология ЦентральноЧерноземной области РФ, Липецк, 2004. - №2. - С. 89 - 90.

5. Тихойкина И.М. «Экологическая оценка эффективности применения различных удобрительных форм в озеленительном строительстве» // Международная научно-практическая конференция «Природ* норесурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», Пенза, 2005. - С.247 - 250.

6. Тихойкина И.М. «Экологическая устойчивость растений астры и газонных трав на различных типах почвогрунтов» 11 Международная научная конференция «Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур», Москва, 2005. - С.326 — 329.

7. Тихойкина И.М., Черный Е.С. «Агроэкологическая оценка факторов повышения посевных качеств семян сельскохозяйственных культур и урожайности ячменя в условиях серых лесных почв» // Международная научная конференция «Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур», Москва, 2005-С.З29-332.

8. Тихойкина И.М., Степанова Л.П., Половитсков В.А., Черный Е.С. «Способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур и декоративных растений», дата приоритета 22.08,05, регистрационный номер 2005126485.

9. Тихойкина И.М., Степанова Л.П., Степанова Е.И. «Состав дня повышения плодородия почвы», дата приоритета 31.08.05, регистрационный номер 2005127403.

10. Тихойкина И.М., Степанова Л.П., Коренькова Е.А., Черный Е.С. «Состав для повышения плодородия почвы», дата приоритета 31,08.05, регистрационный номер 2005127401.

Издательство ОрелГАУ, 2006, Орел, Бульвар Победы, 19. Заказ 12/1. Тираж 100 экз.