Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Агроэкологическое обоснование почвенного пути утилизации осадков городских сточных вод
ВАК РФ 03.00.16, Экология
Автореферат диссертации по теме "Агроэкологическое обоснование почвенного пути утилизации осадков городских сточных вод"
На правах рукописи
о-
Малахова Светлана Дмитриевна
Агроэкологическое обоснование почвенного пути утилизации осадков городских сточных вод (на примере г. Калуги)
Специальность 03 00 16 - экология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
□ □ЗОВ 1374
Калуга-2007
003061374
Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственной радиологин и экологии Калужского филиала ФГОУ ВПО Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К А Тимирязева
Научный руководитель
кандидат биологических наук, профессор Н К Сюняев
Официальные оппоненты
доктор биологических наук, профессор И Н Лыков
кандидат биологических наук, доцент С А Сафронова
Ведущая организация Калужский научно-исследовательский и проектно-технологический институт АПК (КНИИПТИ АПК)
Защита диссертации состоится 27 июля 2007 г в «11» часов на заседании диссертационного совета К 212 085 01 в Калужском государственном педагогическом университете им К Э Циолковского по адресу 2480023 Калуга, ул Ст Разина, 26, ауд 219
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Калужского государственного педагогического университета им К Э Циолковского (Калуга, ул Ст Разина, 26)
Автореферат разослан «_27_ » июня_2007 г
Ученый секретарь, доктор биологических наук
Стрельцов А Б
Общая характеристика работы Актуальность темы исследования. Современная мировая цивилизация развивается по направлению ускоренной урбанизации Одной из главных экологических проблем существования и развития современных городов является утилизация хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод В связи с постоянным ростом городов за счет концентрации в них населения и промышленности эта проблема становится всё острее А значит, увеличивается и накопление городских сточных вод По своему химическому составу осадки городских сточных вод (ОСВ) с иловых площадок могли бы служить прекрасным удобрением для большинства сельскохозяйственных культур и мелиорантом почв (Касатиков В А, 1989, Сгоняев Н К ,2006)
В настоящее время в многочисленных регионах страны проводятся исследования по изучению осадков городских сточных вод с иловых площадок очистных сооружений канализаций (ОСВ ОСК) крупных городов в качестве удобрения сельскохозяйственных культур При этом необходима комплексная система их оценок по различным критериям, экологическим, агрономическим, почвенно-агрохимическим, санитарно-гигиеническим, микробиологическим, эпидемиологическим и др
Из литературных данных следует, что в большинстве случаев по удобрительной ценности ОСВ не уступают подстилочному навозу
Правильное применение ОСВ в сельском хозяйстве позволяет повысить плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур
Однако, существует ряд ограничителей, сдерживающих применение ОСВ в сельском хозяйстве наличие в них тяжелых металлов (ТМ), радионуклидов (РН), болезнетворных микроорганизмов (БМ) и гельминтов (ГМ) В каждом конкретном случае требуется специфический подход к использованию ОСВ, так как каждый крупный город имеет осадки определенного качества, количества и состава
В связи с достаточно большим объемом накопления ОСВ на городских иловых площадках и отсутствием ясной линии их утилизации на сегодняшний день, перед г Калуга возникла проблема разработки научных основ применения их в качестве органо-минерального удобрения сельскохозяйственных культур и почвоулучшающей композиции
Целью работы явилось агроэкологическое обоснование почвенного пути утилизации осадков городских сточных вод с иловых площадок г Калуги при возделывании овса на дерново-подзолистых супесчаных почвах
Для достижения поставленной цели диссертационной работы решались следующие задачи
дать эколого-агрохимическую, санитарно-гигиеническую и эпидемиологическую характеристику ОСВ г Калуги,
- оценить биометрическую, фенологическую и морфофизиологическую эффективность ОСВ в качестве удобрения овса,
- обосновать эколого-продукционную эффективность различных доз ОСВ при возделывании овса с учетом агрометеорологических условий,
- изучить почвенно-экологическую эффективность различных доз ОСВ,
- выполнить технологическое, экономическое и биоэнергетическое обоснование почвенного пути утилизации ОСВ г Калуги,
- провести производственные испытания ОСВ в сфере АПК Калужской области
Научная иовизна исследований состоит в том, что впервые на региональном уровне дана комплексная эколого-агрохимическая, санитарно-гигиеническая и эпидемиологическая характеристика ОСВ ОСК г Калуги, изучена биометрическая, фенологическая и морфофизиологическая эффективность ОСВ в качестве удобрения овса, исследована эколого-продукционная и почвенная эффективность ОСВ при возделывании овса, оценена эффективность ОСВ в сухие, влажные и нормальные агрометеорологические условия вегетационного периода овса, проведено технологическое, экономическое и биоэнергетическое обоснование почвенного пути утилизации ОСВ г Калуги, проведены производственные испытания ОСВ в сфере АПК Калужской области и установлена оптимальная доза внесения ОСВ в качестве удобрения овса в 5-10 т/га по сухому веществу
Практическая значимость результатов работы заключается в возможности их использования при составлении систем удобрения сельскохозяйственных культур в условиях дефицита дорогостоящих минеральных и острой нехватки органических удобрений в пригородной зоне г Калуги, в целесообразности применения ОСВ ОСК г Калуги в рекомендованной дозе 5-10 т/га по ОСВ для повышения урожайности зерновых культур и плодородия дерново-подзолистых супесчаных почв без экологического риска в агроценозах региона, распространения предложенной комплексной методики агроэкологического обоснования почвенного пути утилизации ОСВ в других регионах, включения в учебный процесс вузов при преподавании дисциплины «Агроэкология», «Экологическая экспертиза», «Экологические риски и безопасность» и др
Положения, выносимые на защиту:
1. Комплексная характеристика ОСВ ОСК г Калуги по классу биоопасности
2 Морфофизиологическое обоснование ОСВ в качестве удобрения
овса
3 Продукционно-экологическая эффективность ОСВ в качестве удобрения овса
4 Обоснование ОСВ в качестве почвоулучшающей композиции
5 Экономико-технологическое и биоэнергетическое обоснование почвенного пути утилизации ОСВ г Калуги
Апробация работы н публикации Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались на заседаниях кафедры сельскохозяйственной радиологии и экологии КФ РГАУ - МСХА (1994, 1996, 1999, 2002, 2006), научно-практической конференции преподавателей и сотрудников КФ РГАУ-МСХА (2004,2006, 2007), Международном форуме
по проблемам науки, техники и образования (Москва, 2004), региональной конференции КОИП (2004), Международной научной конференции МСХА (Москва, 2005), Всероссийских межвузовских научных конференциях (Томск, 2004, 2005, 2006), IV Всероссийской научно-практической конференции (Пенза, 2006), II Международной научно-практической конференции (Пенза, 2006)
По теме диссертации опубликовано 11 работ (в том числе 1 в реферируемом журнале «Плодородие»)
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения, общих выводов и предложений, библиографии, приложения Работа изложена на 185 страницах компьютерного текста, включает 78 таблиц, 11 рисунков 93 страницы приложений Список литературы включает 221 наименование, в том числе 54 - иностранных
Содержание работы.
Во введении обосновывается выбор темы диссертационной работы и ее актуальность Сформулированы цель и задачи работы Проведены основные научные результаты, выносимые на защиту, а также сведения об апробации предложений и выводов диссертационной работы Показана практическая значимость полученных результатов
Глава 1.Современные проблемы утилизации осадков городских сточных вод с иловых площадок очистных сооружений канализаций (обзор литературы)
Приведены результаты исследований по проблеме использования осадков сточных вод в мире и России, проанализированы данные по проблеме использования ОСВ в качестве органо-минерального удобрения в сельском хозяйстве, удобрительной ценности осадков городских сточных вод, экологические и санитарно-гигиенические аспекты применения осадков городских сточных вод
Недостаточное использование ОСВ в качестве удобрения объясняется несовершенством технологий обработки ОСВ, трудностями транспортирования и распределения осадка на полях, токсикологическим влиянием на окружающую среду, недостаточным опытом применения, непостоянством химического состава, необходимостью систематического контроля за содержанием большою числа компонентов в осадке, почве, растениях, продукции, отсутствием методов прогнозирования влияния ОСВ на окружающую среду
Глава 2. Объекты, условия и методы исследования
Научно-исследовательская работа по теме диссертации проводились на Опытном поле Калужского филиала Российского государственного университета - МСХА имени К А Тимирязева с 1992 по 2004 годы
Полевые опыты проводились в строгом соответствии с методикой агрономических исследований по Б А Доспехову (1985) Схема опыта
включала варианты 1 контроль (без ОСВ), 2 ОСВ в дозе 1 т/га по сухому веществу (СВ), 3 ОСВ в дозе 5 т/га, 4 ОСВ в дозе 10 т/га, 5 ОСВ в дозе 15 т/га, 6 ОСВ в дозе 20 т/га, 7 ОСВ в дозе 30 т/га Полевой севооборот включал чередование культур картофель - ячмень - овес - яровая пшеница Расположение опытов 4-х ярусное, в трех повторениях Расположение делянок - систематическое ОСВ вносились в 1992,1996,2000 годах
Основными объектами исследований явились 1) осадки сточных вод с иловых площадок очистных сооружений канализации г Калуги, 2) сельскохозяйственная культура - овес сорта Скакун, 3) дерново-слабоподзолистые супесчаные почвы на водноледниковых отложениях, подстилаемые суглинистой мореной на глубине 0,6-0,8 м
Комплексная эколого-агрохимическая, санитарно-гигиеническая и эпидемиологическая характеристика образцов ОСВ проводились в сертифицированных лабораториях центра Госсанэпиднадзора Калужской области, ЗАО Научно-производственной фирмы «БИФАР» при министерстве природных ресурсов РФ, испытательного центра пищевой продукции, продовольственного сырья, кормов, воды и почв ГЦАС «Московский», Калужского филиала «Специализированной инспекции аналитического контроля по центральному региону», испытательного центра ГЦСЭН МОРФ Почвы опытного поля характеризуются низким содержанием гумуса в пахотном горизонте (0,7-1,2 %), невысокой емкостью поглощения (от 4,2 до 6,2 мгэкв на 100 г почвы) Реакция почвенной среды близка к нейтральной (6,0-6,5), содержание подвижного фосфора от повышенного до очень высокого (250-400 мг/кг), обменного калия от низкого до очень низкого уровня (80-40 мг/кг) Мощность пахотного горизонта составляет 20-25 см
Разделение вегетационного периода роста и развития овса на нормальные, влажные и сухие агрометеорологические условия проводили по значениям гидротермического коэффициента (ГТК) и среднемноголетних данных по суммам осадков и эффективных температур
Основные морфофизиологические показатели фотосинтетической деятельности растений овса изучали по методике В П Беденко (2000)
Учет урожая проводили сплошным методом с учетной площади делянок по всем повторениям с последующим пересчетом на стандартную 14 % влажность зерна овса, а также расчетом НСР05 на ПК по стандартной программе
Показатели качества зерна овса (белок, жир, углеводы, клетчатка, крахмал, зола и лизин), содержание тяжелых металлов и нитратов в зерне определялись общепринятыми тестированными методами в сертифицированных лабораюриях центра химизации и радиологии «Калужский», ИЛКППЭ, испытательного центра почвенно-экологических исследований при РГАУ-МСХА
Кормовая ценность зернофуража овса определялась с использованием справочных данных но питательности 1 кг зерна овса по 29 показателям с использованием расчётной формулы
Агрогенные параметры плодородия почв определялись в лаборатории массовых анализов Калужского центра химизации и сельскохозяйственной радиологии, имеющего соответствующую лицензию и сертификат качества-
1) общее содержание гумуса определяли по Тюрину в модификации ЦИАНО по ГОСТу 26123-84, 2) подвижный фосфор и обменный калий определяли по методу Кирсанова из вытяжки 0,2 н НС1 по ГОСТу 26207-84,
3) рН солевой вытяжки определяли по методике ЦИНАО на иономере с использованием 1 н раствора хлористого калия по ГОСТу 26483-85,
4) валовое содержание тяжелых металлов в почве определялось в вытяжке 1 н НЫО, атомно-адсорбционным методом па спектрофотометре ААБ - 30 по ГОСТу 30178-96, 5) подвижные формы ТМ извлекались ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН = 4,8 с последующим анализом выгяжки на атомно-адсорбционном спектрофотометре, 6) защитные свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы рассчитывались по формуле К, = (1 - С„оДВИХ 1х 100 %, где
С
К3 - коэффициент защитных свойств, СП0дв - содержание подвижных форм, мг/кг почвы, Сии, — содержание валовых форм, мг/кг почвы
Биологические и ферментативные анализы почвенных образцов с опытных делянок проводились в лаборатории микробиологии НИИСХ ЦЧП имени В В Докучаева стандартизованными методами' общее количество микроорганизмов на МПА и КАА; актиномицеты па КАА, грибы на сусло-агаре, клетчатковые на среде Вино градского, нитрофикаторы на головном агаре, азотбактер па почвенных пластинках, гидролитические (инвертаза, фоосфотаза, уреаза) и окислительно-восстановительные (каталаза) ферменты по Ф X Хазиеву
Экономические показатели были рассчитаны по общеизвестным формулам с установлением производственных затрат на основе технологических карт, расценок, тарифов, норм выработок, нормативов и соошс 1 ствующих коэффициентов
Коэффициент энергетической эффективности (Кс) возделывания овса опредепяли по формуле
Кс = _Н>_, где
Ес
Ну - энергосодержание урожая овса, МДж/га, Ес - суммарные затраты (прямые и косвенные) на производство овса, МДж/га
Статистическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализа по Б А Доспехову (1985) на ПК со стандартными программами Кроме того, использовались общепринятые в почвоведении и экологии сравнительно-аналитические, аналого-графические и профильно-почвенные методы исследований, а также метод анализа исходно-конечных состояний объекта изучения
Глава 3. Эколого-агрохимическая, санитарно-гнгиеническая и эпидемиологическая характеристика осадков сточных вод (ОСВ)
В таблице 1 представлена комплексная эколого-агрохимическая, санитарно-гигиеническая и эпидемиоло1Нческая характеристика различных видов осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г Калуги, а также расчеты класса биоопасности этих отходов
1. Комплексная характеристика осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г. Калуги (2001- 2004 гг.)_____
Показатель Единица измерения Механически обезвоженный осадок (КЕК или ООСВ) (2004 г.) Естественно подсушенные осадки (ОСВ)
2001 Г (1-ая очередь) 2004 г (2-ая очередь)
1 Влажность % 60 70 80
2 Кислотность рНкс| 79 82 78
3 Органическое вещество в % на сухое вещее гво 56 45 46
4 Азот общий в % на сухое вещество 3,4 3,0 3,9
5 Фосфор общий (РгО,) в % на сухое вещество 5,0 5,5 3,3
6 Калий общий (К20) в % на сухое вещество 0,42 0,4 0,3
7 Свинец (РЬ) м[/кг сухого вещества 103 220 100
8.Кадмий (Сс)) м1/кг сухого вещества 16 135 39
9 Никель (N1) мг/кг сухого вещества 74 380 145
10 Медь (Си) мг/ю сухого вещества 670 2500 1200
П Цинк (7л) мг/кг сухого вещества 2600 4600 2550
12 Хром (Сгобщ) мг/кг сухого вещества 950 4400 1500
13 Марганец (Мп) мг/кг сухого вещества 930 500 608
14 Ртуть мг/кг сухого вещества 0,04 0,16 0,1
15 Мышьяк (Ав) мг/кг сухого вещества 7,7 27,0 10,3
16 Сухое вещество % 40 30 20
17 Коли-титр г не обнаружены не обнаружены не обнаружены
18 ГГато1енные микроорганизмы, в тч сальмонеллы в 50 г не обнаружены не обнаружены не обнаружены
19 Яйца гельминтов в 50 г не обнаружены не обнаружены не обнаружены
20 Удельная активность Ьк/кгСВ 6,8 не превышает 8,2 не превышает фон 7,1 не превышает фон
фон
21 Класс опасности
1) по расчету 4 3 4
2) по
биотсстированию 4 4 4
3)иринято 4 4 4
На основании комплексной экологической оценки осадки сточных вод с иловых площадок ОСК г Калуги соответствуют требованиям следующих нормативных документов- 1) Критерии отнесения опасных отходов к классам опасности для окружающей природной среды, - утвержден приказом МПР России от 15 06 01 г № 511 - 4 класс опасности, 2) ГОСТ Р 17 4 3 07-2001 «Охрана природы Почвы Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений», 3) СанПиН 2 1 7 473-96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения», 4) СП 2 1.7 1038-01 «Гигиенические требования к >стройс 1ву и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов»
Глава 4. Биометрическая, фенологическая и морфофизиологическая оценка эффективности ОСВ в качестве удобрения овса
Изучены динамики линейного роста растений овса в условиях применения возрастающих доз осадков сточных вод в нормальные, во влажные и сухие агрометеорологические условия вегетационного периода Установлено, что с увеличением дозы вносимых ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ наблюдается усиление линейного роста овса во все его фазы развития по сравнению с контрольным вариантом В сухие годы отличается снижение роста растений овса по сравнению с влажными и нормальными по АМУ годами Темпы роста растений овса усиливаются по мере возрастания доз вносимых ОСВ Возрастающие дозы ОСВ вызывают пропорциональное увеличение линейного роста овса в любой по АМУ год (таблица 2)
2. Высота растений овса в условиях применения возрастающих доз
осадков сточных вод с учетом агрометеорологических условий _(Опытное поле КФ РГАУ-МСХА, 1992-2004 годы, см)_
Доза ОСВ, Агрометеорологические условия (АМУ)
ч/га СВ 11ормальный (Н) Влажный (В) Сухой (С)
Высота Разница Высота Разница Высота Разница
Ьтах (А) Ьщах (А) Ьщах (А)
0 43,5 - 39,1 - 22,0
1 46,9 + 3,4 42,2 + 3,1 24,6 + 2,6
5 57,5 + 14,0 50,4 + 11,3 28,4 + 6,4
10 68,4 + 24,9 59,7 + 20,6 31,3 + 9,3
15 77,0 + 33,5 68,2 + 29,1 38,4 + 16,4
20 83,4 + 39,9 72,9 + 33,8 46,1 + 24,1
30 88,0 + 44,5 81,2 + 42,1 51,3 + 29,3
НСРо5 = 1,34 НСР05 = =1,38 НСР05 =1,40 9
Внесение возрастающих доз ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ приводит к усилению линейного роста овса соответственно 3,4 - 44,5 см в нормальный, на 3,1 - 42,1 см во влажный, на 2,6 - 29,3 см в сухой год по сравнению с контролем Доля агрометеорологических условий в усилении линейного роста овса по вариантам опыта составляет 39 — 51% Оплата 1 тонны СВ ОСВ-удобрений в дозах 1 - 30 т/га прибавкой линейного роста составляет соответственно 3,04 - 1,30 см/т Коэффициент корреляционной зависимости (г ) между линейным ростом овса и дозами ОСВ составляет 0,96 - 0,99 в зависимости от условий года
Полученные уравнения линейной регрессии между высотой растений овса и дозами ОСВ могут быть использованы при программированном выращивании урожаев овса, а также при прогностических расчетах возможного ожидаемого урожая зерна данной культуры с учетом агрометеорологических условий вегетационного периода
Обобщая и анализируя данные по влиянию доз ОСВ на фенологию овса, можно сделать вывод, что в среднем вегетационный период овса в зависимости от внесения различных доз ОСВ составляет от 97 до 110 дней (внесение ОСВ от 1 т/га до 30 т/га) (таблица 3)
3. Продолжительность вегетационного периода (ПВП) овса с учетом агрометеорологических условий (Опытное поле КФ РГАУ-МСХА, 1992-2004 годы, дни)
Доза Агрометеорологические условия (АМУ) ПВГ1, Разница,
ОСВ, Нормальный (Н) Влажный (В) Сухой (С) средний А
т/га СВ ПВП Разница, Д ПВП Разница, Д ПВП Разница, Д
0 98 - 105 - 86 - 96 -
1 99 + 1 105 0 88 + 2 97 + 1
5 102 + 4 107 + 2 89 + 3 99 + 3
10 104 + 6 108 + 3 90 + 4 101 ¥5
15 106 + 8 109 + 4 91 + 5 102 + 6
20 108 + 10 110 + 5 91 + 5 103 + 7
30 109 + 11 110 + 5 92 + 6 104 + 8
Средняя продолжительность вегетационного периода овса существенно отличается по годам в зависимости от агрометеорологических условий В сухие годы ПВП составляет в среднем 90 дней, что короче на 18 и 14 дней, чем во влажные и нормальные годы соответственно Наиболее продолжительными оказались вегетационные периоды в вариантах с внесением 20 и 30 т/га ОСВ В этих вариантах отмечена так же наибольшая средняя доля влияния АМУ (0,17) на продолжительность вегетационного периода овса
Таким образом, условия питания и увлажнения оказывают влияние на периоды наступления фенологических фаз овса их продолжительность, и в целом, на вегетационный период растений
На основе оценки влияния применения ОСВ на продолжительность вегетационного периода овса, была установлена следующая закономерность по всем годам с увеличением дозы ОСВ снижается оплата 1 тонны вносимых удобрений Так при внесении 1 т/га СВ ОСВ увеличивается вегетационный период в среднем на 1 день, а при внесении 30 т/а всего на 0,3 дня
Условия увлажнения года оказывают влияние на величину оплаты 1 тонны сухого вещества ОСВ Так в нормальные годы отмечается наибольшая величина оплаты 1 т/га СВ ОСВ по всем вариантам опыта, исключая вариант с внесением 1 т/га ОСВ, для которого характерна наибольшая оплата (2,0 дня/т) в сухие годы
Между дозами ОСВ и продолжительностью вегетационного периода наблюдается прямая корреляционная связь В любые агрометеорологические условия вегетационною периода связь между дозами ОСВ и ПВП овса достаточно высокая (г = 0,90 - 0,96) Изменения в ПВП, обусловленные дозами ОСВ, составляют в пределах 82 - 92 % (с1ух = 0,82 -0,92) Полученные уравнения линейной регрессии можно использовать при прогнозировании сроков уборки овса в различные по агрометеорологическим условиям годы в условиях применения различных доз ОСВ в качестве удобрения овса
Основные результаты по определению морфофизиологических показателей фотосинтетической деятельности овса в условиях применения возрастающих доз ОСВ в нормальные по агрометеорологическим условиям I одам представлены в таблице 4
4. Морфофнзиологнческис показатели фотосннтетическон деятельности растении овса в условиях применения возрастающих доз ОСВ в нормальные АМУ вегетационного периода
Морфофнзиологнческис показатели Дозы ОСВ т/га по СВ
0 1 5 10 15 20 30
1 Ух(п, |/раст 2,75 2,95 3,83 4,58 5,36 5,86 6,77
2 Убио. < г/раст 11,56 11,97 12,33 13,45 14,87 15,41 16,82
3 К«,, 0,24 0,25 0,31 0,34 0,36 0,38 0,40
4 ПЛ„,„, дм2/раст 3,08 3,15 3,54 3,78 4,05 4,15 4,30
5 ФИЛ, дч2/сут раст 120,4 130,2 149,6 161,7 169,4 171,9 178,5
6 ФПР, дм2/сут раст 274,8 301,3 407,8 489,7 530,0 540,2 558,4
7 Стах, г/раст сут 0,38 0,38 0,40 0,41 0,41 0,42 0,42
8 Фч „Р, |/м2сут 8,85 8,91 9,08 9,18 9,29 9,38 9,44
9 ППЛ, г/дм2 0,35 0,36 0,43 0,47 0,51 0,53 0,55
10 Отношение Мж-Мот„ 3,99 4,12 4,29 4,55 4,74 4,91 5,02
11 Интенсивность фотосинтеза, мг СОг/дм2 ч 10,5 11,0 12,4 13,1 13,8 14,1 14,4
12 Продуктивность фотосинтеза, г СО?/раст 19,4 21,1 27,2 32,1 34,7 37,0 38,1
13 Отношение 6,3 6,7 7,7 8,5 8,6 8,9 8,9
продуктивности фотосинтеза к ПЛт,„
14 Коэффициент общей продуктивности фотосинтеза 0,6 0,57 0,46 0,42 0,43 0,42 0,45
15 Кэф ХОЗ. 0,15 0,14 0,14 0,15 0,16 0,16 0,18
16 Отношение М3 к М, в фазе цветения 0,65 0,68 0,72 0,75 0,76 0,79 0,81
17 Отношение Мк к Мл в фазе цветения 0,84 0,85 0,89 0,92 0,95 0,97 1,04
18 УЗГ1Р, г/дм2 0,90 0,94 1,09 1,22 1,33 1,42 1,58
19 Доля колоса в общей массе побега в фазе цветения ,% 21,2 22,8 26,9 31,2 33,1 36,2 38,3
20 Кпр к (коэффициент прироста массы колоса в период цветения до восковой спелости) 3,46 3,53 3,94 4,23 4,51 4,81 5,20
21 Ск (абсолютный прирост массы колоса), г/раст 2,31 2,48 3,21 3,48 3,63 3,75 3,92
22 Отношение прироста М, к Мл в фазе цветения 2,12 2,20 2,61 2,75 2,92 3,21 3,43
23 И„к (интенсивноегь налива колоса), г/сут 0,08 0,10 0,15 0,19 0,21 0,22 0,23
24 1'с (убыль массы стебля в период от цветения до восковой спелости), г/раст 1,38 1,43 1,92 2,15 2,38 2,59 2,68
Дозы ОСВ в интервале от 1 до 30 т/га по СВ приводит к улучшению всех 24 изученных морфофизиологических показателей овса Так, значение Кхш увеличивается от 0,24 до 0,40 в нормальный, от 0,22 до 0,39 во влажный, от 0,21 до 0,30 в сухой год Наиболее высокие темпы улучшения морфофизиологических показателей отмечается в интервале доз ОСВ от 1 до 10 т/га по СВ, положительное действие ОСВ проявляется наилучшим образом в нормальные, а в меньшей степени отмечаются в сухие годы
Глава 5. Продукционно-экологическое обоснование эффективности различных доз ОСВ в качестве удобрения овса
Осадок сточных вод - это сложная органо-минеральная композиция, которая при внесении в почву в качестве удобрения овса может оказать разностороннее влияние на продуктивность, качество, накопление тяжелых металлов и кормовую ценность данной зернофуражной культуры
При этом интенсивность такого воздействия ОСВ зависит как от качества и количества самого этого удобрения, так и от почвенного таксона, вида сельскохозяйственной культуры, агрометеорологических условий и технологии возделывания культуры
5 Продуктивность овса в зависимости от различных доз осадков сгонных вод (Опытное поле КФ РГАУ-МСХА, 1992-2004 годы, ц/га)
Доза ОСВ, i/ra Св Агромстео роло! ическис условия года (АМУ) Средняя урожайность
Н В С
У 11 У П У 11
ц/ га % ц/га % ц/га %
0 15,5 - - 14,0 - - 8,0 - - 13,1
1 19,5 +2,0 j 11,4 15,5 +1,5 10,7 8,5 +0,5 6,3 14,5
"5 26,0 +8,5 48,6 21,0 +7,0 50,0 12,0 +4,0 12,5 19,7
10 36,5 +49,0 108,6 27,5 +13,5 96,4 17,5 +9,5 118,8 27,2
15 41,0 +23,5 134,3 33,0 +19,0 135,7 21,5 +13,5 168,8 31,8
20 45,5 +28,0 160,0 36,5 +22,5 160,7 25,0 +17,0 212,5 35,7
30 47,0 +29,5 166,7 37,5 +23,5 167,9 27,5 +19,5 243,8 37,3
HCPps = 0,82 ц/га НСР05 = 0,54 ц/га НСР05Ю,56 ц/га
Продуктивность овса при внесении доз ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ увеличивается соответственно на 2,0 - 29,5 ц/га (11,4 - 166,7 %) в нормальные, на 1,5 - 23,5 ц/га (10,7 - 167,9 %) во влажные годы, на 0,5 - 19,5 ц/га (6,3 - 243,8 %) сухие годы Эффективность действия и последействия ОСВ на урожайность зерна овса с учетом АМУ выстраивается в следующий убывающий ряд Н > В > С С увеличением дозы ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ средняя оплата 1 т СВ ОСВ прибавкой урожая зерна уменьшается от 1,34 до 0,82 и/т Корреляционная связь между урожаем зерна овса и дозами ОСВ сильная (г = 0,93 - 0,97)
Полученные уравнения линейной регрессии можно использовать как математические модели продуктивности овса в зависимости от «взрастающих доз ОСВ в различные по АМУ годы
Эффективность любых удобрений, в том числе и ОСВ следует оценивать не только по количественным, но и по качественным показателям
Результаты наших исследований показателей качества зерна в зависимости от возрастающих доз ОСВ представлены в таблице 6
6. Зависимость качества зерна овса от возрастающих доз ОСВ в _нормальные АМУ годы (Н)_
Доза ОСВ Показатель качества зерна
в т/га по Белок Жир Углеводы Клетчатка Крахмал Зола Лизин
С В % мг/100г
0 10,9 4,2 60,5 10,9 40,0 3,0 315
1 ИЛ 4,4 62,3 11,0 41,2 3,1 326
5 11,8 5,2 67,2 11,1 43,3 3,4 366
10 12,2 5,7 68,1 11,3 43,8 3,6 370
15 12,4 5,9 69,3 11,5 44,2 3,7 375
20 12,6 6,1 71,2 11,6 44,4 3,9 380
30 12,7 6,3 72,1 11,7 45,0 4,1 390
Показатели качества зерна овса по мере возрастания доз ОСВ от 0 до 30 т/га по СВ улучшаются Так, содержание белка повышается от 10,9 дл 12,7
%, жира - от 4,2 до 6,3 %, углеводов - от 60,5 до 72,1 %, крахмала - от 40,0 до 45,0 %, золы - от 3,0 до 4,1 %, лизина от 315 до 390 мг/100г в нормальные годы Такая же тенденция наблюдается во влажные и сухие годы Корреляционная связь между показателями зерна овса и дозами ОСВ сильная (г = 0,86 т 0,99)
Нами построены следующие убывающие ряды для различных показателей качества зерна 1) по белку - Н > С > В, 2) по жирам - Н > В > С, 3) по углеводам - Н > В > С, 4) по клетчатке - В > Н > С, 5) по крахмалу - С > В > Н, 6) по золе - В > Н > С, 7) по лизину - Н > В > С
Уравнения линейной регрессии можно использовать в прогностических расчетах качества зернофуража в различные по агрометеорологическим условиям годы при составлении рационов кормления сельскохозяйственных животных
Наблюдается общая тенденция увеличения накопления ТМ и N0^ в зерне овса с возрастанием доз вносимых ОСВ - удобрений Во влажные годы темпы фиторемедиации ТМ в зерне овса выше, чем в нормальные и сухие юды Однако, максимальные накопления ТМ и N0, в зерне овса при дозе ОСВ в 30 т/га по СВ не превышают значения ПДК Корреляционная зависимость между накоплением ТМ и NО{ и дозами ОСВ сильная (г = 0,94 -0,99)
7. Накопление тяжелых металлов и N03в зерне овса во влажные АМУ _годы_
Доза ОСВ в "ГМ и N01 в зерне овса, м!/кг
т/га по СВ Сй Си Хп РЬ N1 Сг N03
0 0,015 1,9 18,8 0,062 0,14 0,019 75
1 0,016 2,0 19,2 0,062 0,14 0,019 89
5 0,018 2,4 23,4 0,084 0,17 0,026 105
10 0,019 2,5 25,8 0,099 0,19 0,031 112
15 0,020 2,8 27,3 0,110 0,22 0,034 129
20 0,022 3,0 28,8 0,118 0,25 0,040 142
30 0,025 3,6 30,1 0,125 0,28 0,054 175
пдк 0,1 10 50 0,2 - 0,5 0,5 0,2-0,3 300
По влиянию агрометеорологических условий на накопление N03 в зерне овса можно построить следующий убывающий ряд В > Н > С
Полеченные уравнения линейной регрессии можно использовать как математические модели зависимостей уровней накопления ТМ, N03 ~ в зерне овса при внесении различных доз ОСВ с учетом АМУ года
Комплексная оценка питательности зернофуража овса показывает улучшение его кормовой ценности по мере возрастания доз вносимых ОСВ от 0 до 15 т/га по СВ (таблица 8)
8. Кормовая ценность зерна овса при возделывании с применением
различных доз ОСВ
—~~^Цозы ОСВ, т/га Показатели " ——-___ 0 5 10 15
1 Урожайность, ц/| а 15,5 26,0 36,5 41,0
2 Кормовые единицы 1550 2600 3650 4100
3 Обменная энер! ия, КРС, МДж 14260 23920 33580 37720
4 Обменная энергия, С, МДж 16740 28080 39420 44280
5 Обменная энергия, О, МДж 14725 24700 34675 38950
6 Сухое вещество, кг 1275 2210 3103 3485
7 Сырой протеин, кг в т ч нереваримыи,кг 260,4 436,8 613,2 688,8
122,5 205,4 288,4 323,9
8 Сырой жир, К1 60,0 104,0 146,0 164,0
9 Сырая кле1чагка, кг 150,4 252,2 354,1 397,7
10 ЬЭВ, кг в т ч крахмал,кг в т ч сахар, кг 880,2 1489,8 2091,5 2349,3
496,0 832,0 1168 1312
38,8 65,0 91,3 102,5
По влиянию АМУ на кормовую ценность зерна овса в условиях возрастания вносимых доз ОСВ от 0 до 15 т/га по СВ можно построить следующий убывающий ряд Н > В > С
Глава 6 Почвенно-экологнческий анализ эффективности различных доз ОСВ
Почва - интегральный результат многочисленных почвообразовательных процессов различного уровня Интенсивность протекания этих процессов определяется условиями почвообразования. Правильное и научно-обоснованное сельскохозяйственное использование почв приводит к окультуриванию и повышению их плодородия Немало важную роль при этом играет система применения органических и минеральных удобрений ОСВ являются сложными органо-минеральными комплексами При внесении их в почву могут возникнуть различные сложные взаимодействия с почвенными компонентами, что может по-разному отразиться на их производительной способности Поэтому необходимо вести постоянный мониторинг за основными параметрами плодородия почв
9. Сдвиг показателей плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения возрастающих доз ОСВ
Доза ОСВ Гумус % К20 мг/кг Р2О5 мг/кг рИсол
1 (3) +0,01 +2,0 +20 +0,07
5(15) +0,01 +1,0 +5,6 +0,03
10 (30) +0,007 +0,7 +3,0 +0,02
15 (45) +0,006 +0,5 +2,0 +0,01
20 (60) +0,005 +0,4 +1,8 +0,01
30 (90) +0,004 +0,3 +1,3 +0,007
В среднем +0,007 +0,8 +5,7 +0,02
Норматив 1т ОСВ 0,007% +0,8 мг/кг 5,7 мг/кг +0,02 ед
В таблице 9 показаны расчеты сдвига показателей плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы при внесении возрастающих доз ОВС за три цикла внесения осадков В среднем внесение 1 тонны ОС В приводит к повышению содержания гумуса на 0,007 %, подвижного фосфора на 5,7 мг/кг, обменного калия на 0,8 мг/кг и значения рНСШ1 на 0,02 единицы Эти значения сдвигов можно принять за нормативы, которые можно использовать при прогностических расчетах изменения параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы в условиях применения различных доз ОСВ
Внесение доз ОСВ от 5 до 30 т/га по СВ в качестве удобрения овса приводит соответственно увеличению содержания в почве гумуса от 0,01 до 0,22 %, подвижного фосфора от 9 до 44 мг/кг, обменного калия от 3 до 12 мг/кг, почвенной кислотности (значения рНсол) от 0,1 до 0,2 по сравнению с исходным значением или соответственно от 0,14 до 0,35 % по гумусу, от 84 до 119 мг/кг по фосфору, от 15 до 29 мг/кг по калию и от 0,4 до 0,6 по рНСС1 по сравнению с контролем за 15-летний период внесения указанных доз осадков в три цикла Внесение возрастающих доз ОСВ приводит к заметному повышению биологической и ферментативной активности пахотного слоя дерново-подзолистой супесчаной почвы (таблица 10)
10. Биологическая активность дерново-подзолистой супесчаной почвы в ___условиях применения различных доз ОСВ__
Вариант опыта Микроорган Микроорга Лкпяюми Грибы на Клетчат Нитрифи Азотоб
измы на низмыиа цетына сусло- ковые, кагоры, актер,
МГ1Л, млн КАА,млн КЛЛ,млн агаре, тыс тыскле ипукв 1г ипукв
клегокв 1 г клегокв 1г клеток в 1 г клеток в1 г ток в 1 г 501
1 Контроль 1,2 4,1 0,6 4,9 21,8 41,0 18,0
(безудобр)
2 1 т/га ОСВ 1,4 4,4 0,7 4,7 293 56,0 17,0
3 5 т/га ОСВ 2,6 7,8 U 8,6 38,4 78,0 33,0
4 Ют/гаОСВ 4,5 18,4 2,6 16,7 112,0 65,0
5 15 т/га ОСВ 83 28,8 3,1 22,4 168,0 380,0 79,0
6 Чернозем 20,0 50,0 5,0 35,0 240,0 740,0 320,0
(эталон)
При использовании в качестве удобрений сельскохозяйственных культур очень важно знать масштабы накопления ТМ в почве для того, чтобы не допустить их концентрацию выше ПДК Результаты исследований накопления ТМ в дерново-подзолистой супесчаной почве представлены в таблице 11
В почве контрольного варианта без внесения ОСВ наблюдается снижение содержания всех изученных ТМ С увеличением дозе ОСВ от 1 до
11. Изменение содержания валовых форм ТМ в дерново-подзолистой супесчаной почве в условиях возрастающих доз ОСВ
Варна от опыта Внесен ная доза за 3 цикла ОСВ т/гаСВ РЬмг/кг | Сс1 мг/кг № мг/кг Си мг/кг 7л мг/кг Сг мг/кг
Исходное Конечное Разница Исходное Конечное 3 3 § си Исходное Конечное 1 3 § 1 а. Исходное Конечное Разница ! Исходное Конечное 1 1 Исходное Конечное Разница и
0 0 5,0 4,7 -0,3 0,05 0,04 -0,01 1,0 0,88 -0Д2 3,0 2,4 -0,6 6,0 4,9 -1,1 0,7 0,66 -0,34
1 3 5,0 5,01 +0,01 0,05 0,07 +0,02 1,0 1,06 +0,06 3,0 3,4 +0,4 6,0 6,8 +0,8 0,7 1,3 +0,6
5 15 5,0 5,17 +0,17 0,05 0,11 +0,06 1,0 1,3 +03 3,0 5,2 +22 6,0 9,0 +3,0 0,7 4,4 +3,7
10 30 5,0 5,35 +035 0,05 0,32 +0,27 1,0 1,6 +0,6 3,0 7,5 +4,5 6,0 12,0 +6,0 0,7 8,1 +7,4
15 45 5,0 5,54 +0,54 0,05 0,45 +0,40 1,0 2,0 +1,0 3,0 9,7 +6,7 6,0 15,0 +9,0 0,7 11,8 +11,1
20 60 5,0 5,73 +0,73 0,05 0,59 +0,54 1,0 2,4 +1,4 3,0 12,0 +9,0 6,0 21,0 +15,0 0,7 15,2 +14,5
30 90 5,0 6,10 +1Д 0,05 0,86 +0,81 1,0 3,0 +2,0 3,0 16,5 +13,5, 6,0 29,0 +23,0 0,7 22,1 +21,4
ПДКмг/кг 30 0,5 85 55 100 100
Исходное содержание ТМ в почве (1992) Конечное содержание ТМ в почве (2005)
30 т/га по СВ наблюдается постепенное повышение содержания ТМ в дерново-подзолистой супесчаной почве, однако их концентрация, за исключением валовой формы кадмия, значительно ниже ПДК При внесении дозы ОСВ в 15 т/га и более после трех циклов (те в 45 т/га и более) содержание валовой формы кадмия в данной составляет 0,59 мг/кг, что превышает ПДК = 0,5 мг/кг Таким образом, кадмий является дозоопределяющим металлом при внесении ОСВ в данную дерново-подзолистую супесчаную почву Расчеты суммарного показателя загрязнения почвы показали, что Zc намного меньше 16, что относится к допустимой категории почв по степени загрязнения Защитные свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы при внесении в нее более 15 т/га ОСВ по СВ несколько снижаются из-за низкой поглотительной способности этих почв
12. Суммарные показатели загрязнения (2<) ТМ дерново-подзолистой ___супесчаной почвы._______
Вариант Кя № КлСМ Кс, О, Ки 7л Кя а гс
0 1,25 0,20 0,4 0,2 0,2 0,01 <1
1 1,26 0,35 0,5 03 03 0,1 <1
5 1,30 0,55 0,7 0,4 0,4 0,4 <1
10 1^4 1,60 0,8 0,6 0,5 0,8 <1
15 139 230 1,0 0,8 0,6 1,2 1,3
20 1,44 3,05 1,2 1 0,8 1,5 8
30 1,53 4,2 1,5 1,4 1,2 2,2 11
Смефда» мг/кг 4,00 0,2 2,0 12,0 25 10
Глава 7. Технологическое, экономическое и биоэнергетическое обоснование почвенного пути утилизации ОСВ г. Калуги
Нами в соответствии с изученными вариантами опытов с учетом атрометеорологических условий разработана 21 технологическая карта, которые представлены в приложениях диссертации Некоторые результаты изучения экономической и биоэнергетической эффективности почвешюго пути утилизации различных доз ОСВ представлены в таблицах 13,14
13. Экономическая эффективность возделывания овса в условиях _ применения осадков сточных вод__
Показатель Доза ОСВ, т/га СВ
0 1 5 10 15 20 30
1 Урожайность всего, ц/га 15,5 19,5 26,0 36,5 41,0 45,5 47,0
2 Площадь, га 100 100 100 100 100 100 100
3 Валовый сбор всею, ц 1550 1950 2600 3650 4100 4550 4700
4 Производственные затраты, тыс руб 549,91 589,67 702,14 854,61 984,68 1114,8 1357,1
5 Себестоимость 1 ц 345,78 302,39 270,05 234,14 240,17 245,00 288,75
продукции, руб
6 Цена продукции, руб/ц 370 370 370 370 370 370 370
7 Стоимость валовой продукции всего, тыс руб 573,5 721,5 962 1350,5 1517 1683,5 1739
8 Чистый доход, тыс руб 23,29 131,83 259,86 495,89 532,32 568,75 381,88
9 Уровень рентабельности, % 4 22 37 58 54 51 28
Разработаны технологические карты возделывания овса в условиях применения различных доз ОСВ с учетом агрометеорологических условий года, на основании которых рассчитана экономическая эффективность возделывания овса Наиболее рентабельным является возделывание овса с внесением ОСВ в дозе 10 т/га по СВ в нормальный год, уровень рентабельности составляет 58 %, а также ОСВ в дозах 10-15 т/га по СВ во влажный юд, уровень рентабельности при этом 24-28 % Внесение ОСВ в интервале от 0 до 30 т/га по СВ в сухой год является экономически не выгодным из-за низкой урожайности овса и высоких производственных затрат Коэффициент биоэнергетической эффективности (Ке) в интервале доз ОСВ от 0 до 30 т/га по СВ составляет от 0,86 до 1,58 в нормальные, от 0,72 до 1,26 во влажные, от 0,44 до 0,97 в сухие годы Минимальные значения Ке — при дозе 0 т/га ОСВ, максимальные значения Ке - при дозах 15-20 т/га ОСВ по С В
14. Энергетическая эффективность производства овса в нормальные _АМУ годы прн возрастающих дозах ОСВ__
Показатели Дозы ОСВ г/га СВ
0 1 5 10 15 20 30
У рожата юсть, i i/ra 17,5 19,5 26,0 36,5 41,0 45,5 47
Энергосодержание урожая (Ту), МДж/га 24167,5 26930 35906 50407 56621 62836 64907
Суммарные энергозатраты на всю технологию (Ьс), МДж/га 28054 28640 30984 33910 36820 39754 45604
Коэффициент энергетической эффективности, Ке 0,86 0,94 1,16 1,49 1,54 1,58 1,43
Глава 8. Результаты производственных испытании ОСВ в сфере АПК Калужской области
Производственные испытания доз ОСВ в 10 т/га по СВ проводились на производственных полях с дерново-подзолистыми суглинистыми почвами при возделывании кукурузы на зелёную массу, тимофеевки на сено и викоовсяной смеси на базе ООО «Монолит - Arpo» и ФГОУ СПО «Калужский аграрный колледж» в пригородной зоне г Калуги Выращенная
продукция кормовых культур была включена в рационы кормления молочных коров Проводился мониторинг за продуктивностью кормовых культур, уровнями накопления ТМ в продукции и в почвах, изменениями параметров плодородия почв, качеством производимого молока (таблица 15)
15. Результаты исследования проб молока КРС ФГОУ СПО __«Калужский аграрный колледж»__
Показатель Значение Допустимый уровень
Свинец, мг/кг Менее 0,02 0,1
Кадмий, мг/кг Менее 0,01 0,03
Мышьяк, мг/кг Менее 0,02 0,05
Ртуть, мг/кг Менее 0,001 0,015
Альфа-ГХЦГ, мг/кг Менее 0,01 0,05
Гамма-ГХЦГ,мг/кг Менее 0,01 0,05
ДЦ1, мг/кг Менее 0,01 0,05
ДЦД, мг/кг Менее 0,01 0,05
ДЦЭ, мг/кг Менее 0,01 0,05
Фосфотаза Отсутствует Отсутствует
Органолептические показатели Удовлетворяют требованиям Г ОСТ Р52090-033,6
Массовая доля жира, % 3,5 Не более 21
Кислотность, Т 14 Не ниже 1
Степень чистоты, гр 1
Плотность, г/см3 1,028 Не менее 1 027
КМАФАИМ Не обнаружены
БГКП (колиформы) Не обнаружены
Кишечная палочка Не обнаружены
Энтеропатогенные палочки Не обнаружены
Патогенный стафилококк Не обнаружены
Протон Не обнаружены
Сульфитред клостридии Не обнаружены
Плесни Не обнаружены
Дрожжи Не обнаружены
Активность, цезий-137, Бк/кг 0,00+0,73 100,0
Активность, стронций Бк/кг 1,90+0,37 25,0
Результаты производственных испытаний ОСВ с сфере АПК Калужской области показали экономическую эффективность и экологическую безопасность дозы осадков в 10 т/га по СВ на дерново-подзолистых суглинистых почвах при возделывании основных кормовых культур на корм КРС для производства молока Содержание 1М в почвах, кормах и молоке не отличались от контрольных вариантов и не превышали установленных норм
Выводы
1 11а основании комплексной эколого-агрохимической, санитарно-гигиенической и эпидемиологической оценки осадков сточных вод с иловых площадок очистных сооружений канализации г. Калуги установлено их соответствие требованиям основных нормативных документов для использования их в качестве удобрения овса по 4 классу опасности для окружающей природной среды
2 Внесение возрастающих доз ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ приводит к усилению линейного роста овса соответственно 3,4 - 44,5 см в нормальный, на 3,1 - 42,1 см во влажный, на 2,6 - 29,3 см в сухой год по сравнению с контролем Доля агрометеорологических условий в усилении линеиного роста овса по вариантам опыта составляет 39 — 51 % Оплата 1 тонны СВ ОСВ -удобрений в дозах 1 - 30 т/га прибавкой линейного роста составляет соответственно 3,04 - 1,30 см/т Коэффициент корреляционной зависимости (г) между линейным ростом овса и дозами ОСВ составляет 0,96 — 0,99 в зависимости от условий года
3 Продолжительность вегетационного периода (ПВП) овса в зависимости от доз ОСВ и агрометеорологических условий (АМУ) года составляет 86 - 110 дней Минимальная ПВП приходится на контрольный вариант без внесения удобрений в сухой год, максимальная ПВП - на вариант с внесением ОСВ в 30 т/га по СВ во влажный год С возрастанием дозы ОСВ увеличивается ПВП Оплата 1 тонны СВ ОСВ - удобрений в дозах 1 -30 т/га прибавкой ПВП составляет соответственно 1,0 - 0,3 дни/т. Корреляционная зависимость между ПВП и дозами ОСВ сильная (г = 0,90 -0,96)
4 Дозы ОСВ в интервале от 1 до 30 т/га по СВ приводит к улучшению всех 24 изученных морфофизиологических показателей овса Так, значение Кхо, увеличивается от 0,24 до 0,40 в нормальный, от 0,22 до 0,39 во влажный , от 0,21 до 0,30 в сухой год Наиболее высокие темпы улучшения морфофизиологических показателей отмечается в интервале доз ОСВ от 1 до 10 т/га по СВ, положительное действие ОСВ проявляется наилучшим образом в нормальные, а в меньшей степени отмечаются в сухие годы
5 Продуктивность овса при внесении доз ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ увеличивается соответственно на 2,0 -г 29,5 ц/га (11,4 -г 166,7 %) в нормальные, на 1,5 - 23,5 ц/га (10,7 - 167,9 %) во влажные годы, на 0,5 * 19,5 ц/га (6,3 - 243,8 %) сухие годы. Эффективность действия и последействия ОСВ на урожайность зерна овса с учетом АМУ выстраивается в следующий убывающий ряд- И > В > С С увеличением дозы ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ средняя оплата 1 т СВ ОСВ прибавкой урожая зерна уменьшается от 1,34 до 0,82 ц/г Корреляционная связь между урожаем зерна овса и дозами ОСВ сильная (г = 0,93 - 0,97)
6 Показатели качества зерна овса по мере возрастания доз ОСВ от 0 до 30 т/га по СВ улучшаются Так, содержание белка повышается от 10,9 дл
12,7 %, жира - от 4,2 до 6,3 %, углеводов - от 60,5 до 72,1 %, крахмала - от 40,0 до 45,0 %, золы - от 3,0 до 4,1 %; лизина от 315 до 390 мг/100г в нормальные годы Такая же тенденция наблюдается во влажные и сухие годы. Корреляционная связь между показателями зерна овса и дозами ОСВ сильная (г = 0,86 - 0,99).
7 Наблюдается общая тенденция увеличения накопления ТМ и N0^ в зерне овса с возрастанием доз вносимых ОСВ - удобрений Во влажные годы темпы фиторемедиации ТМ в зерне овса выше, чем в нормальные и сухие годы Однако, максимальные накопления ТМ и N0^ в зерне овса при дозе ОСВ в 30 т/га по СВ не превышают значения ПДК Корреляционная зависимость между накоплением ТМ и N0!" и дозами ОСВ сильная (г = 0,94 - 0,99) Комплексная оценка питательности зернофуража овса показывает улучшение его кормовой ценности по мере возрастания доз вносимых ОСВ от 0 до 15 т/га по СВ
8. Внесение доз ОСВ от 5 до 30 т/га по СВ в качестве удобрения овса приводит соответственно увеличению содержания в почве гумуса от 0,01 до 0,22 %, подвижного фосфора от 9 до 44 мг/кг, обменного калия от 3 до 12 мг/кг, почвенной кислотности (значения рНсол) от 0,1 до 0,2 по сравнению с исходным значением или соответственно от 0,14 до 0,35 % по гумусу, от 84 до 119 мг/кг по фосфору, от 15 до 29 мг/кг по калию и от 0,4 до 0,6 по рНс0„ по сравнению с контролем за 15-летний период внесения указанных доз осадков в три цикла Установлены нормативы 1 т ОСВ для гумуса в 0,007 %, 5,7 мг/кг для Р205, 0,8 мг/кг для К20, 0,02 единиц для рНсол Внесение возрастающих доз ОСВ приводит к заметному повышению биологической и ферментативной активности пахотного слоя дерново-подзолистой супесчаной почвы
9. В почве контрольного варианта без внесения ОСВ наблюдается снижение содержания всех изученных ТМ С увеличением дозе ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ наблюдается постепенное повышение содержания ТМ в дерново-подзолистой супесчаной почве, однако их концентрация, за исключением валовой формы кадмия, значительно ниже ПДК При внесении дозы ОСВ в 15 т/га и более после трех циклов (те в 45 т/га и более) содержание валовой формы кадмия в данной составляет 0,59 мг/кг, чло превышает ПДК = 0,5 мг/кг Таким образом, кадмий является дозоопределяющим металлом при внесении ОСВ в данную дерново-подзолистую супесчаную почву Расчеты суммарного показателя загрязнения почвы показали, что Ъс намного меньше 16, что относится к допустимой категории почв по степени загрязнения Защитные свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы при внесении в неё более 15 т/га ОСВ по СВ несколько снижаются из-за низкой поглотительной способности этих почв
10 Разработаны технологические карты возделывания овса в условиях применения различных доз ОСВ с учетом агрометеорологических условий года, на основании которых рассчитана экономическая эффективность возделывания овса Наиболее рентабельным является возделывание овса с внесением ОСВ в дозе 10 т/га по СВ в нормальный год,
ровень рентабельности составляет 58 %, а также ОСВ в дозах 10-15 т/га по В во влажный год, уровень рентабельности при этом 24-28 % Внесение СВ в интервале от 0 до 30 т/га по СВ в сухой год является экономически не ыгодным из-за низкой урожайности овса и высоких производственных трат Коэффициент биоэнергетической эффективности (К,,) в интервале доз СВ от 0 до 30 т/га по СВ составляет от 0,86 до 1,58 в нормальные, от 0,72 до ,26 во влажные, от 0,44 до 0,97 в сухие годы Минимальные значения Ке — ри дозе 0 т/га ОСВ, максимальные значения Ке — при дозах 15-20 т/га ОСВ оСВ
11 Результаты производственных испытаний ОСВ с сфере АПК апужской области показали экономическую эффективность и коложческую безопасность дозы осадков в 10 т/га по СВ на дерново-одзолистых суишнистых почвах при возделывании основных кормовых ультур на корм КРС для производства молока Содержание ТМ в почвах, ормах и молоке не отличались от контрольных вариантов и не превышали сгановленных норм
Предложения
На основании проведенных полевых опытов и производственных спытаний предлагаем использовать сертифицированные по качеству осадки точных вод с иловых площадок очистных сооружений канализации г алуги в качестве удобрения овса в дозах 5-10 т/га по сухому веществу на ерново-подзолистых почвах (с рНсол > 5,5) пригородной зоны с циклом несения ОСВ на одно и тоже поле не ранее, чем через 4 года при истематическом мониторинге за содержанием ТМ
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Малахова, Светлана Дмитриевна
Введение.
1. Современные проблемы утилизации осадков городских сточных вод с иловых площадок очистных сооружений канализаций (обзор литературы).
1.1. Пути использования осадков городских сточных вод в мире и России.
1.2. Удобрительная ценность осадков городских сточных вод.
1.3. Экологические и санитарно-гигиенические аспекты применения осадков городских сточных вод.
2. Объекты, условия и методы исследования.
2.1 .Объекты исследования.
2.2. Условия исследования.
2.3 .Методы исследования.
3. Эколого-агрохимическая, санитарно-гигиеническая и эпидемиологическая характеристика осадков сточных вод (ОСВ).
4. Биометрическая, фенологическая и морфофизиологическая оценка эффективности ОСВ в качестве удобрения овса.
4.1. Биометрия овса.
4.2. Фенология овса.*
4.3. Морфофизиология овса.
5. Продукционно-экологическое обоснование эффективности различных доз ОСВ в качестве удобрения овса.
5.1. Продуктивность овса.
5.2. Качество урожая овса.
5.3. Фиторемедиация тяжёлых металлов овсом.
5.4. Кормовая ценность зернофуража овса.
6. Почвенно-экологический анализ эффективности различных доз
6.1. Изменение основных параметров плодородия дерновоподзолистой супесчаной почвы.
6.2. Биология дерново-подзолистой супесчаной почвы.
6.3. Накопление тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве.
6.4. Защитные свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы.
7. Технологическое, экономическое и биоэнергетическое обоснование почвенного пути утилизации ОСВ г. Калуги.
7.1. Технология применения ОСВ в качестве удобрения 139 овса.
7.2. Экономическая оценка ОСВ в качестве удобрения овса.
7.3. Биоэнергетическая оценка овса в качестве удобрения овса.
8. Результаты производственных испытаний ОСВ в сфере АПК
Калужской области.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Агроэкологическое обоснование почвенного пути утилизации осадков городских сточных вод"
Актуальность.
Современная мировая цивилизация развивается по направлению ускоренной урбанизации. Одной из главных экологических проблем существования и развития современных городов является утилизация хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. В связи с постоянным ростом городов за счёт концентрации в них населения и промышленности эта проблема становится всё острее. А значит, увеличивается и накопление городских сточных вод. По своему химическому составу осадки городских сточных вод (ОСВ) с иловых площадок могли бы служить прекрасным удобрением для большинства сельскохозяйственных культур и мелиорантом почв [66,148].
В настоящее время в многочисленных регионах страны проводятся исследования по изучению осадков городских сточных вод с иловых площадок очистных сооружений канализаций (ОСВ ОСК) крупных городов в качестве удобрения сельскохозяйственных культур. При этом необходима комплексная система их оценок по различным критериям: экологическим, агрономическим, почвенно-агрохимическим, санитарно-гигиеническим, микробиологическим, эпидемиологическим и др.
Из литературных данных следует, что в большинстве случаев по удобрительной ценности ОСВ не уступают подстилочному навозу [53,85,97].
Правильное применение ОСВ в сельском хозяйстве позволяет повысить плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур.
Однако, существует ряд ограничителей, сдерживающих применение ОСВ в сельском хозяйстве это: наличие в них тяжёлых металлов (ТМ), радионуклидов (РН), болезнетворных микроорганизмов (БМ) и гельминтов (ГМ). В каждом конкретном случае требуется специфический подход к использованию ОСВ, так как каждый крупный город имеет осадки определённого качества, количества и состава.
В связи с достаточно большим объёмом накопления ОСВ на городских иловых площадках и отсутствием ясной линии их утилизации на сегодняшний день, перед г. Калуга возникла проблема разработки научных основ применения их в качестве органо-минерального удобрения сельскохозяйственных культур и почвоулучшающей композиции.
Целью настоящей работы явилось агроэкологическое обоснование почвенного пути утилизации осадков городских сточных вод с иловых площадок г. Калуги при возделывании овса на дерново-подзолистых супесчаных почвах.
Для достижения поставленной цели диссертационной работы решались следующие задачи: дать эколого-агрохимическую, санитарно-гигиеническую и эпидемиологическую характеристику ОСВ г. Калуги;
- оценить биометрическую, фенологическую и морфофизиологическую эффективность ОСВ в качестве удобрения овса;
- обосновать эколого-продукционную эффективность различных доз ОСВ при возделывании овса с учётом агрометеорологических условий;
- изучить почвенно-экологическую эффективность различных доз ОСВ;
- выполнить технологическое, экономическое и биоэнергетическое обоснование почвенного пути утилизации ОСВ г. Калуги;
- провести производственные испытания ОСВ в сфере АПК Калужской области.
Научная новизна результатов исследований состоит в том, что впервые на региональном уровне дана комплексная эколого-агрохимическая, санитарно-гигиеническая и эпидемиологическая характеристика ОСВ ОСК г. Калуги; изучена биометрическая, фенологическая и морфофизиологическая эффективность ОСВ в качестве удобрения овса; исследована экологопродукционная и почвенная эффективность ОСВ при возделывании овса; оценена эффективность ОСВ в сухие, влажные и нормальные агрометеорологические условия вегетационного периода овса; проведено технологическое, экономическое и биоэнергетическое обоснование почвенного пути утилизации ОСВ г, Калуги; проведены производственные испытания ОСВ в сфере АПК Калужской области и установлена оптимальная доза внесения ОСВ в качестве удобрения овса в 5-10 т/га по сухому веществу.
Практическая значимость результатов работы заключается в возможности их использования при составлении систем удобрения сельскохозяйственных культур в условиях дефицита дорогостоящих минеральных и острой нехватки органических удобрений в пригородной зоне г. Калуги; в целесообразности применения ОСВ ОСК г. Калуги в рекомендованной дозе 5-10 т/га по ОСВ для повышения урожайности зерновых культур и плодородия дерново-подзолистых супесчаных почв без экологического риска в агроценозах региона; распространения предложенной комплексной методики агроэкологического обоснования почвенного пути утилизации ОСВ в других регионах; включения в учебный процесс вузов при преподавании дисциплины «Агроэкология», «Экологическая экспертиза», «Экологические риски и безопасность» и др.
Основные положения выносимые на защиту:
- комплексная характеристика ОСВ ОСК г. Калуги по классу биоопасности;
- морфофизиологическое обоснование ОСВ в качестве удобрения овса;
- продукционно-экологическая эффективность ОСВ в качестве удобрения овса;
- обоснование ОСВ в качестве почвоулучшающей композиции; экономико-технологическое и биоэнергетическое обоснование почвенного пути утилизации ОСВ г. Калуги
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы доложены на заседаниях кафедры сельскохозяйственной радиологии и экологии КФ РГАУ - МСХА (1994, 1996, 1999, 2002, 2006), научно-практической конференции преподавателей и сотрудников КФ РГАУ-МСХА (2004, 2006, 2007), Международном форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 2004), региональной конференции КОИП (2004), Международной научной конференции МСХА (Москва, 2005), Всероссийских межвузовских научных конференциях (Томск, 2004, 2005, 2006), IV Всероссийской научно-практической конференции (Пенза, 2006), II Международной научно-практической конференции (Пенза, 2006). Основные результаты диссертации опубликованы в 11 работах, в том числе 1 в рецензируемом журнале.
Личный вклад автора. Диссертантом выполнен основной объём экспериментальных и аналитических работ, проведены необходимые расчеты, обработка результатов и их анализ, сформулированы общие положения, выносимые на защиту, выводы и рекомендации.
Автор диссертации выражает глубокую благодарность научному руководителю, кандидату биологических наук, профессору, заведующему кафедрой с.х. радиологии и экологии Н.К. Сюняеву, искреннюю признательность коллективам ГУП «Калугаоболводоканал», ИЛКППЭ, Калужского центра химизации и радиологии, Облсанэпиднадзора, Министерства сельского хозяйства Калужской области за помощь и содействие при проведении научно-исследовательской работы и производственных испытаний.
Заключение Диссертация по теме "Экология", Малахова, Светлана Дмитриевна
Выводы
1. На основании комплексной эколого-агрохимической, санитарно-гигиенической и эпидемиологической оценки осадков сточных вод с иловых площадок очистных сооружений канализации г. Калуги установлено их соответствие требованиям основных нормативных документов для использования их в качестве удобрения овса по 4 классу опасности для окружающей природной среды.
2. Внесение возрастающих доз ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ приводит к усилению линейного роста овса соответственно 3,4 - 44,5 см в нормальный, на 3,1 - 42,1 см во влажный, на 2,6 - 29,3 см в сухой год по сравнению с контролем. Доля агрометеорологических условий в усилении линейного роста овса по вариантам опыта составляет 39-51 %. Оплата 1 тонны СВ ОСВ -удобрений в дозах 1 - 30 т/га прибавкой линейного роста составляет соответственно 3,04 - 1,30 см/т . Коэффициент корреляционной зависимости (г) между линейным ростом овса и дозами ОСВ составляет 0,96 - 0,99 в зависимости от условий года.
3. Продолжительность вегетационного периода (ПВП) овса в зависимости от доз ОСВ и агрометеорологических условий (АМУ) года составляет 86 - 110 дней. Минимальная ПВП приходится на контрольный вариант без внесения удобрений в сухой год, максимальная ПВП - на вариант с внесением ОСВ в 30 т/га по СВ во влажный год. С возрастанием дозы ОСВ увеличивается ПВП. Оплата 1 тонны СВ ОСВ - удобрений в дозах 1 -30 т/га прибавкой ПВП составляет соответственно 1,0 - 0,3 дни/т. Корреляционная зависимость между ПВП и дозами ОСВ сильная (г = 0,90 - 0,96).
4. Дозы ОСВ в интервале от 1 до 30 т/га по СВ приводит к улучшению всех 24 изученных морфофизиологических показателей овса. Так, значение KXOi увеличивается от 0,24 до 0,40 в нормальный, от 0,22 до 0,39 во влажный , от 0,21 до 0,30 в сухой год. Наиболее высокие темпы улучшения морфофизиологических показателей отмечается в интервале доз ОСВ от 1 до 10 т/га по СВ, положительное действие ОСВ проявляется наилучшим образом в нормальные, а в меньшей степени отмечаются в сухие годы.
5. Продуктивность овса при внесении доз ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ увеличивается соответственно на 2,0 29,5 ц/га (11,4 + 166,7 %) во влажные годы, на 0,5 19,5 ц/га (6,3 ^ 243,8 %) сухие годы. Эффективность действия и последействия ОСВ на урожайность зерна овса с учётом АМУ выстраивается в следующий убывающий ряд: Н > В > С. С увеличением дозы ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ средняя оплата 1 т СВ ОСВ прибавкой урожая зерна уменьшается от 1,34 до 0,82 ц/т. Корреляционная связь между урожаем зерна овса и дозами ОСВ сильная (г = 0,93 - 0,97).
6. Показатели качества зерна овса по мере возрастания доз ОСВ от 0 до 30 т/га по СВ улучшаются. Так, содержание белка повышается от 10,9 дл 12,7 %; жира - от 4,2 до 6,3 %; углеводов - от 60,5 до 72,1 %; крахмала - от 40,0 до 45,0 %; золы - от 3,0 до 4,1 %; лизина от 315 до 390 мг/100г в нормальные годы. Такая же тенденция наблюдается во влажные и сухие годы. Корреляционная связь между показателями зерна овса и дозами ОСВ сильная (г = 0,86 - 0,99).
7. Наблюдается общая тенденция увеличения накопления ТМ и NO3* в зерне овса с возрастанием доз вносимых ОСВ - удобрений. Во влажные годы темпы фиторемедиации ТМ в зерне овса выше, чем в нормальные и сухие годы. Однако, максимальные накопления ТМ и NO3" в зерне овса при дозе ОСВ в 30 т/га по СВ не превышают значения ПДК. Корреляционная зависимость между накоплением ТМ и NO3" и дозами ОСВ сильная (г = 0,94 0,99). Комплексная оценка питательности зернофуража овса показывает улучшение его кормовой ценности по мере возрастания доз вносимых ОСВ от 0 до 15 т/га по СВ.
8. Внесение доз ОСВ от 5 до 30 т/га по СВ в качестве удобрения овса приводит соответственно увеличению содержания в почве гумуса от 0,01 до 0,22 %, подвижного фосфора от 9 до 44 мг/кг, обменного калия от 3 до 12 мг/кг, почвенной кислотности (значения рНсол) от 0,1 до 0,2 по сравнению с исходным значением или соответственно от 0,14 до 0,35 % по гумусу, от 84 до 119 мг/кг по фосфору, от 15 до 29 мг/кг по калию и от 0,4 до 0,6 по рНС0Л по сравнению с контролем за 15-летний период внесения указанных доз осадков в три цикла. Установлены нормативы 1 т ОСВ для гумуса в 0,007 %; 5,7 мг/кг для Р205; 0,8 мг/кг для К20; 0,02 единиц для рНс0Л. Внесение возрастающих доз ОСВ приводит к заметному повышению биологической и ферментативной активности пахотного слоя дерново-подзолистой супесчаной почвы.
9. В почве контрольного варианта без внесения ОСВ наблюдается снижение содержания всех изученных ТМ. С увеличением дозе ОСВ от 1 до 30 т/га по СВ наблюдается постепенное повышение содержания ТМ в дерново-подзолистой супесчаной почве, однако их концентрация, за исключением валовой формы кадмия, значительно ниже ПДК. При внесении дозы ОСВ в 15 т/га и более после трёх циклов (т.е. в 45 т/га и более) содержание валовой формы кадмия в данной составляет 0,59 мг/кг, что превышает ПДК = 0,5 мг/кг. Таким образом, кадмий является дозоопределяющим металлом при внесении ОСВ в данную дерново-подзолистую супесчаную почву. Расчёты суммарного показателя загрязнения почвы показали, что Zc намного меньше 16, что относится к допустимой категории почв по степени загрязнения. Защитные свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы при внесении в неё более 15 т/га ОСВ по СВ несколько снижаются из-за низкой поглотительной способности этих почв.
10. Разработаны технологические карты возделывания овса в условиях применения различных доз ОСВ с учетом агрометеорологических условий года, на основании которых рассчитана экономическая эффективность возделывания овса. Наиболее рентабельным является возделывание овса с внесением ОСВ в дозе 10 т/га по СВ в нормальный год, уровень рентабельности составляет 58 %, а также ОСВ в дозах 10-15 т/га по СВ во влажный год, уровень рентабельности при этом 24-28 %. Внесение ОСВ в интервале от 0 до 30 т/га по СВ в сухой год является экономически не выгодным из-за низкой урожайности овса и высоких производственных затрат. Коэффициент биоэнергетической эффективности (Ке) в интервале доз ОСВ от 0 до 30 т/га по СВ составляет от 0,86 до 1,58 в нормальные, от 0,72 до 1,26 во влажные, от 0,44 до 0,97 в сухие годы. Минимальные значения Кс - при дозе 0 т/га ОСВ, максимальные значения Ке - при дозах 15-20 т/га ОСВ по СВ.
11. Результаты производственных испытаний ОСВ с сфере АПК Калужской области показали экономическую эффективность и экологическую безопасность дозы осадков в 10 т/га по СВ на дерново-подзолистых суглинистых почвах при возделывании основных кормовых культур на корм КРС для производства молока. Содержание ТМ в почвах, кормах и молоке не отличались от контрольных вариантов и не превышали установленных норм.
Заключение
На основании комплексного эколого-агрохимического, санитарно-гигиенического и эпидемиологического изучения осадков сточных вод с иловых площадок очистных сооружений канализации г. Калуги установлено, что они соответствуют 4 классу опасности по критерию отнесения опасных отходов к классам опасности для окружающей природной среды и требованиям следующих нормативных документов: 1) ГОСТ Р 17.4.3.07 - 2001 «Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрения»; 2) СанПиН 2.1.7.573 - 96 «Гигиенические удобрения к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения»; 3) «Типового технологического регламента использования сточных вод в качестве органического удобрения».
Биометрическая, фенологическая и морфофизиологическая оценка эффективности возрастающих от 1 до 30 т/га доз ОСВ по СВ в качестве удобрения овса дала положительные результаты по их влиянию на рост, развитие и основные показатели морфофизиологии данной культуры. Причём, наиболее эффективны дозы ОСВ в интервале 5-15 т/га по СВ. Установлено также, что действие ОСВ на перечисленные показатели зависит от агрометеорологических условий года. Наибольший эффект действия ОСВ проявляется в нормальный по ГТК год, а наименьший - в сухой по ГТК год. Между изученными показателями роста и развития овса и дозами ОСВ существует сильная корреляционная зависимость, т.к. г > 0,8 (по Б. А. Доспехову, 1985).
Продукционно-экологическое обоснование ОСВ в качестве удобрения овса показало повышение продуктивности, качества урожая и кормовой ценности зернофуража овса при внесении доз от 1 до 30 т/га по СВ. Выявлено также, что внесение возрастающих доз ОСВ ведёт адекватному усилению фиторемедиации ТМ и NO3' однако накопление ТМ и NO3" в зерне овса намного ниже ПДК, даже после внесения 90 т/га ОСВ по СВ за период 1992 - 2004 годы.
Наибольший продукционно-экологический эффект от возрастающих доз внесения ОСВ достигается в нормальный и наименьший - в сухой год. Наиболее эффективной при этом является внесение доз ОСВ в пределах 5-15 т/га по СВ. Существуют сильные корреляционные зависимости (г > 0,8) между дозами ОСВ - удобрений и продуктивностью, качеством урожая и накоплением ТМ, NO3" в зерне овса.
Почвенно-экологический анализ эффективности различных доз ОСВ в качестве удобрения овса показал положительные тренды в изменениях основных параметров плодородия дерново-подзолистых супесчаных почв -содержаний гумуса, подвижного фосфора, обменного калия и кислотности (рНксО; усиление биологической и ферментативной активности; повышение уровней накопления валовых форм ТМ, особенно, кадмия; допустимую категорию почв по степени загрязнения на основе расчёта Zc, значение которого ниже 16 (по Касатикову В.А); ослабевание защитных свойств изученной почвы при внесении доз ОСВ более 15 т/га по СВ. Установлено, что основным дозоопределяющим тяжёлым металлом является кадмий, так как при трёх разовом внесении ОСВ в дозах более 20 т/га интервалом через 4 года его валовое содержание в почве превышает ПДК.
Технологическое, экономическое и биоэнергетическое обоснование почвенного пути утилизации ОСВ г. Калуги показал технологическую возможность внесения ОСВ в почву как органического удобрения с включением в общую технологическую карту возделывания овса в качестве операции в составе агрегата Т-150 К + ПРТ-10 в осеннюю основную обработку почвы; наиболее высокую экономическую эффективность применения ОСВ -удобрений в дозах 5-20 т/га по СВ при возделывании овса в нормальные и влажные по увлажнению годы с уровнем рентабельности в пределах 14-58 %; наибольшее значение коэффициента биоэнергетической эффективности (Ке) доз ОСВ - удобрений в пределах 5- 15 т/га по СВ в нормальные и влажные годы, при этом значение Ке = 0,96 - 1,54.
Результаты производственных испытаний ОСВ в сфере АПК Калужской области на базе хозяйств ООО «Монолит - Агро» и ФГОУ СПО «Калужский аграрный колледж» дали основание для рекомендации ОСВ в дозе 10 т/га по СВ для удобрения при возделывании тимофеевки, викоовсяной смеси и кукурузы на зелёную массу и силос в качестве кормовых культур молочному стаду КРС при стойловом содержании, так как содержание солей тяжёлых металлов в пробах молока не превышало установленных нормативов. Однако, при этом необходимо вести мониторинг за содержанием ТМ в почвах, почвенная кислотность (рНсол) должна быть выше 5,5, содержание обменного калия должно быть не ниже 120 мг/кг, внесение ОСВ по поверхности почвы должно быть равномерным, повторное внесение осадков на одно и тоже поле должно происходить не ранее, чем через 4 года.
Подводя общее заключение результатам полевых научных исследований и производственных испытаний, следует отметить, что агроэкологически обоснован почвенный путь утилизации осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г. Калуги в дозах 5-10 т/га по СВ с интервалом их внесения на одно и тоже поле не менее 4-х лет при систематическом контроле содержания ТМ в почве в конце четырёхлетнего цикла, и в особенности, кадмия.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Малахова, Светлана Дмитриевна, Калуга
1. Алейникова О.И. Атлас Калужской области. Комитет по геодезии и картографии РФ-М.: Картография, 1992.-37с.
2. Алексахин P.M. Проблемы радиоэкологии: Эволюция идей. Итоги. М.: Россельхозакадемия - ГНУ ВНИИСХРАЭ, 2006. - 880с.
3. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях./ JL: Агропромиздат, 1987,137с.
4. Андронова J1.A. Эколого-агрохимическая оценка применения осадков сточных вод и компостов на основе коры и лигнина при выращивании сельскохозяйственных растений на дерново-подзолистой почве.// Автореф. дис. канд. б.н., М., 2002,25 с.
5. Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применения удобрений в агроэкосистемахУ М.:ЦИНАО, 2000,524 с.
6. Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б., Яблонских J1.A. Тяжелые металлы в почвах пойменных ландшафтов Среднерусской лесостепи и их миграция.// Тяжелые металлы в окружающей среде: материалы международного симпозиума 15-18 октября 1996 г., Пущине, 1997, с. 15-24.
7. Байдина H.JI. Инактивация тяжелых металлов гумусом и цеолитами в техногенно загрязненной почве// Почвоведение, 1994, №9, с. 108-112.
8. Бахаева Л.П. Роль сорбции в процессах детоксикациии ремедиации загрязненных почв Л Тяжёлые металлы в окружающей среде: материалы международного симпозиума 15-18 октября 1996 г., Пущино, 1997, с. 186-193.
9. Беляева М.В. Экологические аспекты применения цеолитовых туфов и отходов производства в овощеводстве закрытого грунта. // Автореф. дис. канд. с/х. н., М., 2001, 25 с.
10. Беденко В.П., Бурдонов Е.И., Полонская Г.Н., Чигаев А.М. Научно-методические рекомендации по изучению морфофизиологических показателей фотосинтетической деятельности растений (на примере озимой пшеницы). // Калуга: изд-во ЦНТИ, 2000. -24с.
11. Бердяева Е.В. Влияние многолетнего применения ОСВ и извести на фракционный состав меди и цинка в дерново-подзолистой почве.// Вестник Московского университета, сер. 17, почвовед., 2001, №2, с. 24-29
12. Бокова М.И., Ратников А.Н. Биологические особенности растений и почвенные условия, определяющие переход тяжелых металлов в растения на техногенно-загрязненной территории.// Химия в сельском хоз-ве, 1995, №5, с. 1517.
13. Болышева Т.Н., Андронова JI.A. Влияние осадков сточных вод на плодородие дерново-подзолистых почв и экологическую ситуацию в агроландшафте.// Сб.: "Плодородие почвы и качество продукции при биологизации земледелия", М., Колос, 1996, с. 194-201.
14. Болышева Т.Н., Флесс А.Д., Михейкин С.В., Лазутин Е.А., Смирнов А.Ю. Использование интерполиэлектролитных комплексов для закрепления склоновых земель.// Тезисы докл. III съезда Докучаевского о-ва почвоведов., М., 2000, кн. 2, с. 307-308.
15. Быков О.Д. Кинетика СОг газообмена листьев высших растений на свету.// Автореф. диссер. д-ра биол. Наук. М.: ИФР АИ СССР, 1986, с.39.
16. Важенин И.Г. Почва как активная система самоочищения от токсического воздействия тяжелых металлов инградиентов техногенных выбросов.// Химия в сельском хозяйстве, 1982, №3, с. 3-5
17. Веденеев А. Л. Влияние длительного применения аэротехничекого загрязнения на физико-химические и биологические свойства бурой горно-лесной почвы.// Автореф. канд. дисс., Новосибирск, 1983,24 с.
18. Виноградов Л.П. Основные закономерности в распределении микроэлементов между растением и средой.// Микроэлементы в жизни растений и животных., М.: изд-во АН СССР, 1982, с. 7-20.
19. Гавриленко В.Д., Ладыгин В.Ф. Большой практикум по физиологии растений. Фотосинтез. Дыхание. // М. Высшая школа, 1975,408 с.
20. Галиулин Р.В., Галиулина P.P. Профилактика загрязнений ландшафтов ТМ: фиторемедиация сточных вод.// Агрохимия, 1999, №3, с. 84-91.
21. Галактионова А.А. Применение торфа и продуктов его переработки для восстановления техногенно нарушенных земель: реферативный обзор.// Торфяные удобрения и питательные смеси для сада и огорода., Внии торф, пром-ти, 1993, 21с.
22. Ганжара Н.Ф. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества подзолистых и черноземных почв Европейской части СССР.//Дисс. д.б.н.,М, 1989,31 с.
23. Гармаш Г.А., Гармаш Н.Ю. Влияние тяжелых металлов, вносимых в почву с ОСВ. На урожайность пшеницы и качество продукции// Агрохимия, 1989, №7, с. 69-75.
24. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94. Госкомсанэпидемнадзор России./М.: 1995,54с.
25. Головатый С.Е., Богатырева Е.Н. Влияние хрома на урожайность сельскохозяйственных культур и накопление его в растениях в зависимости от кислотности почв.// Почвоведение и агрохимия, 1998; Вып.30, с. 172-179.
26. Горбатов B.C. Устойчивость и трансформация оксидов тяжелых металлов в почвах.// Почвоведение, 1988, №1, с. 35-47.
27. Гордеев A.M., Шаманаев В.А., Цуриков А.И. Содержание химических элементов различной токсичности в смытой дерново-подзолистой почве.// Химия в сельском хозяйстве, 1995, №3, с. 45-52.
28. Гордеев А.В., Бутковский В.А. Россия Зернова держава. // Пищепромиздат, М. 2003, с. 48-49.
29. Государственный доклад о состоянии окружающей среды./ М., 2000.
30. ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. Охрана природы. Почвы. Требования к осадкам сточных вод при использовании их в качестве удобрения. -М.: Издательство стандартов, 2001.
31. Граковский В.Г., Сорокин С.Е., Фрид А.С. Санация загрязненных почв и рекультивация нарушенных земель в России.// Почвоведение, 1994, №5, с.67-72.
32. Гребенников A.M., Ельников И.И. Экологические функции культурной растительности в агроценозе//Агрохимия, 2001, № 9, с. 115-121.
33. Добровольская Т.Г., Полянская JI.M., Головченко А.В., Смагина М.В., Звягинцев Д.Г. Микробный пул в торфяных почвах.// Почвоведение, 1991, №7, с. 69-77.
34. Догадина М.А. Агроэкологические аспекты применения осадка сточных вод в цветоводстве. // Автореф. дис. канд. с/х. н., Орел, 2004, 22 с.
35. Додолина В.Т., Мерзлая Г.Е. Экологически безопасные методы использования отходов.// Достижения науки и техники, 2000, № 11, с. 78-79.
36. Дмитриева В.И. Агроэкологические аспекты использования органических отходов в качестве удобрения в условиях центральной Якутии. // Автореф. дис. канд. с/х. н., М., 2002, 17 с.
37. Евдокимова Г.А. Микробиологическая активность почв при загрязнении тяжелыми металлами.// Почвоведение, 1983, №6, с. 16.
38. Евдокимова Г.А., Кислых Е.Е. Изменение агрохимических свойств почв в зоне влияния предприятий цветной металлургии.// Агрохимия, 1982, №9, с.95-103
39. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Восстановление плодородия почв после интенсивных промышленных воздействий// Агрохимические исследования на Кольском Севере, Апатиты, 1993, с. 83-91.
40. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Влияние тяжелых металлов промышленных ' выбросов на микрофлору почвы./ М.: Изд-во МГУ, 1986,50 с.
41. Едемская H.J1. Биологическая активность дерново-подзолистых почв, загрязненных тяжелыми металлами./ Под редакцией J1.A. Лебедевой, Изд-во МГУ, 1999,96 с.
42. Жмур Н.С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. // М.: Луч, 1997,172 с.
43. Жукова Л.А., Иноземцев И.В. Разработка научно-практических основ обеззараживания и утилизации осадка сточных вод Железногорска. // Химия в с/х № 8-а, 1993, с. 33-34.
44. Захаров Н.П. Эффективность использования ОСВ в качестве удобрения с.-х. культур в зернопромышленном севообороте.// Автореф. диссер. канд. с.-х. наук, Саранск, 2004,16 с.
45. Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Головченко А.В., Зенова Г.М., Смагина М.В. Структура сапрофитного комплекса микроорганизмов в торфяниках.//Микробиология, 1991, Т.60, В. 6, с. 166-164.
46. Золотарева Б.Н. Миграция и трансформация экзогенных форм соединений тяжелых металлов в почвах (натурное моделирование).// Тяжелые металлы в окружающей среде: материалы международного симпозиума 15-18 октября 1996 г., Пущине, 1997, с. 35-43
47. Зырин Н.Г. Задачи и перспективы развития учения и микроэлементах в почвоведении. В кн.: Биологическая роль микроэлементов./ М.: Наука, 1983, с. 149154.
48. Зырин Н.Г. и др. Микроэлементы в почвах Западной Грузии. В кн.: Содержание и формы соединений микроэлементов в почвах./ М.: Изд-во МГУ, 1979,123с.
49. Ильин В.Б. О биогенном накоплении макро- и микроэлементов в профиле черноземов и дерново-подзолистых почв./ Изв. Сиб. Отд-ния АН СССР., Сер. Биол. Науки, 1986, т. 18,№3,с.20-26.
50. Ильин В.Б. Загрязнение тяжелыми металлами огородных почв и культур в городах Кузбасса.// Агрохимия, 1991, №3, с.3-5.
51. Ильин В.Б. Оценка существующих экологических нормативов содержания тяжелых металлов в почве.// Агрохимия, 2000, №9, с. 74-80.
52. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях./ М.:Мир, 1989,439с.
53. Каллис А., Сыбер А., Тооминг X. Связь фотосинтеза и продуктивности СО2 с удельной плотностью листьев и селекция сортов с максимальной продуктивностью. // Экология, 1974, № 2, с.5-12.
54. Канунникова Т.В. Агроэкологичкое использование осадка сточных вод в качестве удобрения в центральном черноземье. // Автореф. дис. канд. с/х. н., Курск., 2000, 21с.
55. Казнина Н.М. Влияние свинца и кадмия на рост, развитие и некоторые другие физиологические процессы однолетних злаков (ранние этапы онтогенеза).// Автореф. дис. канд. б. н., Петрозаводск, 2003, 23 с.
56. Касатиков ВА. Агроэкологические основы применения ОГСВ в качестве удобрения. Дис д-ра с.-х.наук. / М.: МСХА, 1989.-625с.
57. Касатиков ВА. Агрохимические свойства осадков городских сточных вод и торфоиловых компостовУ/ Агрохимия, 1996, №8-9, с.87-96.
58. Кирюшин В.И. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. Методическое руководство. -М.: ФГНУ «Росинфорагротех», 2005. 784 с.
59. Ковда В А. Биогеохимия почвенного покроваУ М.'.Наука, 1985, с. 223-229.
60. Кононов О.Д., Лагутина Т.Б. Рекомендации по использованию активного ила и гидролизного лигнина в лесных питомниках./ Архангельск, 1995,23 с.
61. Кумаков В А. Корреляционные отношения между органами растении в процессе формирования урожая. // Физиология растений, 1980, т.27, вып. 5, с. 975-985.
62. Ладонин Д.В. Влияние техногенного загрязнения на фракционный состав меди и цинка в почвах.// Почвоведение, 1995, №10, с.89-92.
63. Ладонин Д.В. Изучение трансформации техногенных форм меди и цинка почвой в условиях модельного эксперимента.// Агрохимия, 1996, №1, с. 94-99.
64. Лебедева Л.А. Минеральные удобрения на дерново-подзолистых почвах./ Изд-во МГУ, 1984, с. 22-34.
65. Лебедева Л.А., Лебедев С.Н., Едемская Н.Л. Биологические свойства загрязненной тяжелыми металлами дерново-подзолистой почвы при известковании.// "Доклады РАСХН", 1994, №5, с.23-25.
66. Лебедева Л.А., Лебедев С.П., Едемская Н.Л. Активность фермента уреазы в дерново-подзолистой почве, загрязненной ТМ, при различной реакции среды.// "Вестник МГУ", серия 17,1995, №2, с. 68-71.
67. Лозе Ж., Матье К. Толковый словарь по почвоведению.// Москва, Мир, 1998, с. 35-36.
68. Магницкий К.П. Кальциевое питание сельскохозяйственных растений.// Агрохимия, 1969, № 12, с. 129-140.
69. Мажайский Ю.А., Евтюхин В.Ф., Резникова А.В. Экология агроландшафта Рязанской области// Изд-во МГУ, 2001,95 с.
70. Макарцев Н.Г. Кормление сельскохозяйственных животных. // Учебники и учебные пособия для студ. высш. учебных заведений. К.: ГУЛ «Облиздат», 199. -646 с.
71. Малышев А.В., Костин В.И. Влияние осадков сточных вод как удобрений на биологическую активность почвы// Оптимизация применения удобрений и обработки почвы в условиях лесостепи Поволжья., Ульяновск, 1995, с. 21-26.
72. Матвеев Ю.М., Прохоров А.Н. Проблемы экологического нормирования содержания химических соединений в почвах различных типов.// Тезисы докладов междунар. конф. "Проблемы антропологического почвообразования, том 3., 1997, с. 53-56.
73. Мерзлая Г.Е. Экологическая оценка ОСВ// Химия в сельском хозяйстве, 1995, №4, с. 38-42.121.
74. Методические рекомендации по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодийУМ., 1981.
75. Методические рекомендации и порядок определения класса опасности отходов. // Минприроды, м., 1996.
76. Микроэлементы в растениях: поступление, транспорт и физиологические функции./ Под ред. Островской Ю.М., Киев: Наук думка, 1987,181с.
77. Микробные ценозы торфяных почв и их функционирование./ Минск: Наука и техника., 1983,180 с.
78. Минеев В.Г., Дебрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобренияУМ., 1993,257 с.
79. Михайлов J1.H. Научные основы применения осадков городских сточных вод в качестве удобрений и получения экологически безопасной растениеводческой продукции в условиях среднего Поволжья.// Автореф. дис. д-ра с/х наук, Волгоград, 1996,39 с.
80. Мотузова Г.В. Формы соединений микроэлементов в субтропических почвах Западной Грузии. Автореферат. канд. биол. наук, М., 1972,25 с.
81. Мохаммед А.Т. Агроэкологическая оценка влияния осадков городских сточных вод и мелиорантов на биохимические показатели полевого агроценоза.// Автореф. дис. канд. с/х. н., М., 2001, 21 с.
82. Моцик А., Калуз К., Пинский Д.Л. Мониторинг загрязняющих веществ в почвах./ Загрязняющие вещества в окружающей среде., Пущине, Братислава, 1991, с.115-137.
83. Никитина З.И., Крупская Л.Т. Экология микроорганизмов и восстановление техногенных земель.// Тезисы докл. II съезда О-ва почвоведов., РАН. СПб., 1996, Кн. 1,с. 123-124.
84. Ничипорович А.А., Строганова Л.Е., Чмора С.Н., Власова М.П. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах. // М.,1961,136 с.
85. Ноздрина С.И. Экологические аспекты применения осадков сточных вод и цеолитовых туфов в системе почва-растения ( на примере черноземных почв Северной лесостепи). // Автореф. дис. канд. с/х. н., М., 2002, 22 с.
86. Обухов А.И. Методические основы разработки ПДК ТМ и классификация почв по загрязнению/ Система методов изучения почвенного покрова, деградированного под влиянием химического загрязнения., М., 1992, с. 13-20.
87. Обухов А.И. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами и мероприятия по их устранению// Поведение поллютантов в почвах и ландшафтах., Пущине, ОНТИ НЦБИ, 1990, с. 52-60.
88. Обухов А.И., Ефремова JTJI. Охрана и рекультивация почв, загрязненных тяжелыми металламиУ/Материалы 2-й Всесоюзной конф. "Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы". М.:Изд-во МГУ, 1988, с.23-36.
89. Обухов А.И., Цаплина М.В. Миграция и трансформация соединений свинца в дерново-подзолистой почве.// Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах., JL, Гидрометеоиздат. 1989. С. 139-144.
90. Овцов ЯП. Экологическая оценка осадков сточных вод и навозных стоков в агроценозеУ М: Изд-во МГУ, 2000, с.18
91. Овчаренко ММ Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрениеУ/ Химия в сельском хозяйстве, 1995, №4, с. 8-16.
92. Органические удобрения: методические рекомендацииУ Новосибирск, 1989, 44с1. TTVi
93. Орлов Д.С., Садовникова JLK Нетрадиционные мелиорирующие средства и органические удобренияУ/ Почвоведение, 1996, №4, с. 517-523.
94. Первунина Р.И., Малахов С.Г. Подвижность металлов, выпавших на почву в составе выбросов промышленных предприятий У/ Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах., JL, Гидропромиздат, 1989, с. 97-100.
95. Перцовская А.Ф., Пантикова ЕЛ., Тонкопий Н.И. и др. Схема гигиенического нормирования тяжелых металлов в почвеУ/ Химия в сельском хозяйстве, 1982, №3, с. 12-13.
96. Пинский ДЛ. Физико-химические аспекты мониторинга тяжелых металлов в почвах. В кн.: Региональный экологический мониторингу М., 1983,263с.
97. Пинский ДЛ. Нормирование загрязняющих веществ в почвах с учетом массообмена между эффективными фазами почв// Поведение поллютантов в почвах и ландшафтах., Пущино, ОНТИ НЦБИ, 1990, с. 74-81.
98. Пинский ДЛ. Закономерности и механизм катионного обмена в почвах// Автореферат дис. д. б.н. М., 1992,34 с.
99. Плеханова И.О., Кленова О.В., Кутукова Ю.Д. Влияние ОСВ на содержание и фракционный состав тяжелых металлов в супесчаных дерново-подзолистых почвах// Почвоведение, 2001, №4, с. 496-503.
100. Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Обухов А.И. Накопление тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями при внесении осадков сточных водУ/Почвоведение, 1995, №12, с. 1530-1536.
101. Покровская С.Ф., Касатиков В.А. Использование осадка городских сточных вод в сельском хозяйстве/ М., 1987.
102. Положение (регламент) об осадках городских сточных вод применяемых в качестве удобрения. // Издание 2-е, дополненное, М., 1986.
103. Посыпанов Г.С., Долгодворов В.Е., Коренев Г.В. и др. Растениеводство. // под ред. Посыпанова Г.С., учебники и учебные пособия для студентов высш. уч. заведений. М.:Колос, 1997,172с.
104. Просянникова О.И., Анохин B.C. Тяжелые металлы в почве и урожае.// Агрохимический вестник, 1999, N4, с. 15-17.
105. Практикум по агрохимии./ Под ред. Минеева В.Г., М.:Изд-во МГУ, 1989,304с.
106. Пупонин А.И., Захаренко А.В. Оценка энергетической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в системе земледелия.// Учебное пособие. М.:изд-во МСХА, 1998,345 с.
107. Рекомендации по применению осадков городских сточных вод с иловых площадок в качестве удобрения. // Под ред. Четверикова З.Н., Владимир, 1984, 45с.
108. Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвыУ М., 1986, с. 35
109. Садовникова JI.K. Использование почвенных вытяжек при изучении соединений тяжелых металловУ/ Химия в сельском хозяйстве, 1996, №2, с. 37-40.
110. Садовникова JI.К., Решетников С.И., Ладонин Д.В. Содержание тяжелых металлов в активных ил ах, применяемых в качестве органических удобрений.// Почвоведение, 1993,№5,с.29-33.
111. Садовникова Л.К., Ладонин Д.В. Метод изучения соединений цинка в фоновых и загрязненных почвах. Физ. и хим. Методы исследования почвУ М., 1994, с. 130-141
112. Сает Ю.Э., Ревич Б.А. Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей средыУ М.: Недра, 1990,334 с.
113. СаНПин 2.1.7.573-96 Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. / МЗ России, 1997 г.
114. Скворцова И.Н. и др. Зависимость некоторых показателей биологической активности почв от уровня концентрации тяжелых металлов./ М.: МГУ, 1980, 121 с.
115. Соколов О.А., Черников В.А. Атлас распределения тяжелых металлов в объектах окружающей среды. // Пущино, 1999.
116. Соколова Л.А., Сюняев Х.Х. Тяжелые металлы в окружающей среде и сельскохозяйственной продукции (учебно-методическое пособие). // Калуга, 2000,25 с.
117. Степанюк В.В. Влияние соединений кадмия на урожай и элементный состав сельскохозяйственных культур.//Агрохимия, 1998, №6, с. 74-79.
118. Стрельцов А.Б., Логинов А.А., Лыков И.Н., Коротких Н.В. Очерки экологии города Калуги.// Справочное учебное пособие., Калуга, 2000.
119. Сюняев Х.Х., Фокин А.Д., Сюняева О.И. Радиоиндикаторное исследование пестицидов в системе почва-растение (на примере 14С симазина). - Калуга: ЦНТИ, 2004.-157 е., илл.
120. Сюняев H.K., Сюняева О.И., Демьяненко Г.Е. Использование осадка сточных вод с иловых площадок в качестве удобрения зерновых культур. // Тезисы докладов на 2 научно-практической конференции КФ ТСХА: Калуга, 1994.-C.14-15.
121. Сюняев Н.К., Соколова J1,A., Сюняева О.И. Основные направления и итоги НИР кафедры с-х радиологии и экологии. // Научные труды КФ МСХА. Выпуск 3: Калуга, 1999.- с.51-60.
122. Сюняев Н.К., Сюняева О.И. Утилизация осадков сточных вод с иловых площадок г. Калуги. // Сборник научных трудов 5 научно-практической конференции агрономического факультета КФ МСХА: Калуга, 2000.-С.55-57.
123. Сюняев Х.Х., Сюняева О.И. Агроэкологическое исследование параметров плодородия почв Калужской области. Калуга: ЦНТИ, 2004 - 180с., илл.
124. Сюняев Н.К., Жмыхова Е.Н., Чудинова С.Д. Накопление тяжелых металлов в зерне ячменя при применении осадков сточных вод в качестве удобрения. // Научные труды КФ МСХА. Выпуск 6. Калуга, 2005, с.56-33.
125. Сюняев Н.К., Тютюнькова М.В., Жмыхова Е.Н. Мировой опыт утилизации осадков сточных водУ/ Научные труды КФ РГАУ-МСХА. Выпуск 7. Калуга: издательство «Эйдос», 2006, с.23-27.
126. Сюняев Н.К., Слипец А.А., Колонькова А.А. Биоэнергетическая эффективность возделывания ячменя в условиях применения осадков сточных вод. //
127. Естествознание и гуманизм». Сборник научных работ. Том 3, № 1. Под редакцией Н.Н.Ильинских. Томск: Сибирский ГМУ, 2006, с.110.
128. Сюняев Н.К., Слипец А.А. Сравнительная оценка биоэнергетической эффективности почвенного пути утилизации активного ила. // «Естествознание и гуманизм». Сборник научных работ. Том 3, № 2. Под редакцией Н.Н.Ильинских. Томск: Сибирский ГМУ, 2006, с. 127.
129. Сюняев Н.К., Тютюнькова МБ., Слипец А.А. Очистка сточных вод и утилизации их осадков У/ Монография.- М.: ФГОУ ВПО ГРАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, 200,. 77с.
130. Тарасов С.И., Комарова Н.А. Фитореабилитация почв, загрязненных бесподстилочным навозом.// Бюллетень ВИУА, 2000, № 113, с. 18-21.
131. Типовой технологический регламент использования осадков сточных вод в качестве органического удобрения.// М., Минсельхоз РФ, 2000.
132. Титова Н.А., Травникова Л.С., Кахнович З.Н., Сорокин С.Е., Шульц Э., Кершенс М. Содержание тяжёлых металлов в гранулометрических и денсиметрических фракциях почвУ/Почвоведение, 1996, №7, с. 888-898.
133. Учет и оценка природных ресурсов и экологического состояния территорий различного фонового использования (Методические рекомендации)./ М.: ИМГРЭ, 1996,88 с.
134. Файза Салама Али Салама. Влияние органических удобрений на подвижность тяжелых металлов в почвах./ Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 1993,24 с.
135. Федоров А.С., Шахов С.М. Влияние ТМ на показатели биологической активности почв// Тезисы докл. II съезда О-ва почвоведов., РАН. СПб., 1996, Кн. 1, с. 257-258.
136. Фокин АД. Роль растений в формировании трансформационных и транспортных потоков вещества в наземных экосимтемах. Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии. //Сб. статей. М.: изд-во МСХА, 2004. -с.101-121.
137. Хакимов Ф.И., Севостьянов С.М. Осадки очистных сооружений -восполняемый ресурс органического вещества.// Материалы Международнойнаучной конференции "Биологические ресурсы и устойчивое развитие"., Пущине, изд-во НИА-Природа, 2001, с. 235-236.
138. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвахУ/ Под ред. Зырина Н.Г., Садовниковой Л.К., М.: МГУ, 1985,206 с.
139. Хоренко Л.А. Разработка приемов получения экологически безопасной продукции при выращивании картофеля на почвах с внесением осадка сточных вод У/ Автореф. дис. канд. с/х. н., М., 2002, 19 с.
140. Чеботарев Н.Т. Влияние осадков сточных вод на плодородие дерново-подзолистой почвы Внесение под картофель и ячмень.// Химия в сельском хозяйстве, 1997, №6, с. 18-19.
141. Черняков В.А., Грингоф И.Г., Еремцов В.Т. Агроэкология. Методология, технология, экономика.// под ред. Чернякова В.А., черкеса А.И., М.: Колос, 2004, 400с.
142. Черных Н.А. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва-растение при различной антропогенной нагрузке Дерново-подзолистые почвы./ Автореф. дис. д-ра б.н. ВИУА, М., 1995,39 с.
143. Черных Н.А., Ладонин В.Ф. Нормирование загрязнения почв тяжелыми металлами.//Агрохимия, 1995, №6, с.71-80.
144. Чижова С.Л. Формирование урожая и качества растений на разных агрохимических фонах в склоновых агроландшафтах.//Автореф. дисс. канд. б.н., М., 2002,24 с.
145. Шевелуха B.C., Довнар B.C. Фотосинтетические аспекты модели элементов зерновых культур интенсивного типа.// С.-х. биотехнология, 1976, т. 11, № 2, с.218-225.
146. Экологически безопасные методы использования отходов. Монография.// Под ред. Мерзлой Г.Е., Воробьевой Л.П. Барнаул: изд-во Алтунта. 2000. 554 с.
147. Юмвихозе Э. Эколого-биологическая оценка использования осадков сточных вод в качестве удобрения.// Автореф. дисс. канд. б.н., М., 1999, 23 с.
148. Ягодин Б.А., Собачкина Л.Н. Методы определения различных форм микроэлементов в почвах.// Почвоведение, 1997, №5, с. 159-162.
149. A Global atlas of wastewaster sludge and biosolids use and disposal. / Edited by Peter Matthews. IAWQ, 1996, London? 197 p.
150. Anon J. "Dreck" kommt von oben. Landw. Wochenbl. Westfalen Lippe.1989, Tom 46, №45, p. 30.
151. Antosiewicz D.M. Adaptatijn jf plants to an environment polluted with heavy metals/ Acta Soc. Bot. Po 1., 1992, Vo 1. 61, N 2, p. 281 -299.
152. Backer F.J. Accuvulation and excluders strategies in the response of plant to heavy metals//J. HlantNutr., 1981, V. 3,N 1-4, p. 643-651.
153. Beckett H.H.T., Davis R.D. Critical levels of twenty potentially toxic elements in young spring barley. // Plant and Soil,, 1978, 19: 395-408.
154. Bisessar S. Effect of lime on nickel uptake and toxicity in celery grown on musk soil contaminated by a nickel refintry. // The Scienct of the Totfl Environ., 1989, N8, p. 83-90.
155. Bloomfield C. The translocation of metals in soils. //, The Chemestry of Soil Processes, Greenland D.J. and Hayes, V.H.D., Eds., John Wiley and Sons, New York, 1981, p. 463.
156. Burkhard C., Insam H., Hutchinson T.C., Reber H.H. Impact of heavy metals on the degradative cfhfbilinies of soil bacterial communities. Biol. Fertil. Soils, 1993, Vol. 16, №2, p. 154-156.
157. Chen Zuen-Sang, Lee Geng-Jauh, Liu Jen-Chyi. Chemical remediation techniques for the soils comntaminated with cadmium and lead in Taiwan.// Environmtntal restoration of metals-contaminated soils. Edited by I.K. Iskandar, 2000, p.93-107.
158. Controles de residus dans les dengrees animales. Abeille Fr. Apiculteur, 1992, N769, p. 116-118.
159. Diez Th, Rosopulo A. Schwermetallgehalte in Boden und Pflanzen nach extrem hohen Klarschlammgaben.// Sjnderdruck Landw. Forsch., 33, 236, 1976.
160. Tmmcrich W.E., Lund L/ J/, Page F/L/, Chang F.C. Solind phase forms of heavy metals in sewage sludge-treated soils. J. Tnviron. Qual., 11, 1982, p. 178.
161. Tnvironmental restoration of metals-cjntaminated soils. Edited by I.R. Iskandar, 2000, 304 p.
162. Forbes Е.Л. Posner A.M. et.al. The specific adsorptionof divalent Cd, Co, Cu, Pb and on goethite. J. jf Soil Sci., 1976, v. 27, p. 57.
163. Gcuzens P.L. Soil contamination with cadmium in Flanders Review fr.d possib! sanitation techniques.// Cjntaminated soil. 1988. V.2. 1087-1089.
164. Goralch E., Gambus F.A. A comparison of sensitivity to the yoxic action of heavy metals in various plant species. Pol. J. Soil Sc., 1992; Vol. 25, № 2., p. 207213.
165. Gupta U.S. Boron and molibdenium nutrition of weat, bareley and oats grown in Prince Edward Island soils./.1. Soil Sci., 55 161, 185.
166. Hang A.V., Bates Т.Е., Soon Y.K. Comparison of extractactans for plant-avaible Zn, Cd, Ni and Cu in contaminated soils.// Soil. Sci. Am. J., 44, 772, 1983.
167. Hickey W.J.; Fuster D.J.; Lamar R.T. Transfonnation of atrazine in soil by Phanerochaete chrysosporium. Soil Biol. Biochem., 1994; Vol. 26, jN!o 12, p. 3 6651671.
168. Hinesly T.D. Flexander D.E. Retdborg H.E., Ziegler E.L. Effect of soil cation exchange capacity on the uptake of cadmium by corn.// Agron. J., 1982,74, p. 469-474.
169. Keller C., Kayser A., Schulin R. Heavy-metal uptake by agricultural crops from sewage sludge treated soils of the Upper Swiss Rhine Valley and effect of time.// Environmetal restoration of metals-contaminated soils, USA, 2001, p. 273-293.
170. Laboudique J.V. Heavy metal contamination in soils, in agriculture and the quality of our environment.//Am. Assoc. Adv. Sci. Publ, 85,1999, p. 343.
171. Lake D.L., Kirk P.W., Lester J.N. Fractionation, characterization and speciation of heavy metals in sewage sludge and sludge-amended soils.: A review.; J. Environ. Qual., 1989, 13 p. 175-183.
172. LtClare J.P., Chang A.C., Levesque C.S., Sposito G. Trace metal chemistry in arid-zone field soils amended with sewage.//Correlation between zinc uptake and extracted soil zinc fractions, Soil Sci. Am. J., 48,509.1984.
173. Laperche V. Immobilization of ltad by in situ formation of lead phosphates in soils.// Environmetal restoration of metals-contaminated soils. Edited by I.K.Iskandar, 2000, p. 61-76.
174. Maliszewska W., Werzbicka N. The influence of lead, zinc and cjjper on the develjpment and activity of microorganisms in soil. Agric. Tnviron. Quality, 1978. v. 8, p. 135.
175. Varquar R., Gaudchau M., Bohm H. Untersuchungen zur Schwermetall-dekontamination belasteter Boden durch Anbau von Akkumu-latorpflanzen. Schr. R.// Verb. Dt. Landw. Unters. Forsch. Anst. Darmstard, 1995, № 40, p. 319-332.
176. McGrath S.P., Brookes P.C., Giller K.E. Long-term biological effects of metals after application of sewage sludge.; J. Sc. Food Agr, 1987; p. 404.
177. Miller R.W., Azzari A/S., Gardiner D.T. Heavy metals in crops as affected by soil types and sewage sludge rates.// Communic. In Soil Sc. Plant Analysis, 1995, Vjl. 26> N5/6, p. 703-711.
178. McGrath S.P., Brookes P.C., Giller K.E. Long-term biological effects of metals after application of sewage sludge.; J. Sc. Food Agr, 1987; p. 404.
179. Miller R.W., Azzari A/S., Gardiner D.T. Heavy metals in crops as affected by soil types and sewage sludge rates.// Communic. In Soil Sc. Plant Analysis, 1995, Vjl. 26> N5/6, p. 703-711.
180. Mortvedt J.J. Cadmium levels in soils and plants from some long-term soil fertility experiments in the United States of America.; J, Tnviron. Qual., 1987, 16(2), p. 137198.
181. Nikitin S., Kung L. Jr. Microbial inoculation of low moisture alfalfa silage.// J. Dairy Sc., 1988, T. 70, № 10, p. 2069-2077.
182. Pecher A.; Anders L.; Bertz M. Schwrmetallgehalte Landwirtschaftlich genutzter Boden im Land Brandenburg. Schr.-R.// Verb. Dt. Landw. Unters. Forsch.-Anst.-Darmstard, 1995; № 40, p. 663-666.
183. Putham S., Houck C., Gallier W. Thomas utilization of sewage sludges.// Civ. Tnd. (USA), 1989, N 3, p. 60-62.
184. Quinche J.P. Le cadmium des grains de cereales cultivees en Suisse romande et au Tessin.// Rev. suisse Agr., 1995; vol. 27. № 1, p. 23-27.
185. Rauta С et. al. Unele aspecte privind evolutia poluapii solurilor agricole in Romania. Agrochim. Bucuresti, 1989, torn. 49, p. 272.
186. Short J.J. An examination of various soil excavation techniques of herbicideorange contamination at the Naval construction Battalion Center, Gulfport, Mississippi.// Cjntaminated soil. 1988. V. 1. 901-909.
187. Shuman L.M. Zinc, manganese and cupper in soil fractions.// Sjil Sci., 127(1), 10, 1979.
188. Shuman L.M Fractionation method for soil microelement.// Sjil Science, 1985, 140, p. 11-22.
189. Sposito G., Lund L.J., Chang A.C., Trace metal chemistry in arid-zone field soils amended with sewage sludge. I. Fractionation of Ni, Cu, Zn, Cd and Pb in solid phases.// Soil Sci. Soc. Am. J. 46,1982, p. 260-264.
190. Stover R.C., Sommers L.E., Silviera D.J. Evalution of mttals in wastewater sludge.; J. Water Pollut. Control Fed., 1976,48, p. 2165-2175.
191. Stumm W., Mjrgan J.J. An introduction emphasizing chemical equilibria in natural waters. 2nd ed., Aquatic Chemistry, 1981.
192. Taylor R.W., Xiu H., Mehadi A.A., Shuford., Tadesse W.// Fractionation of residual cadmium, copper, nickel, lead and zinc in previousle sludge-amended soil. Communic. In Soil Sc. Plant Analysis, 1995, Vol. 26, N 13/14, p.2193-2204.
193. Tsadilas C.D., Vatsi Т., Barbayannis N., Dimoyiannis D. Influtnce of sewage application of havy metal fractions.// Communic. In Soil Sc. Plant Analysis, 1995, Vol. 26, N15/16, p.2603-2619.
194. Wilke B.M. Kombinationswirkungen von Blei, Cadmium und Zink auf die Dehydrogenaseaktiviat von Boden. Mitt. Dt. Bodenkundl. Ges., Gottigen, 1991, Bd. 66, H. l,p. 587-590.
195. Witter E., Giller K.E., McGrath S.P., Long-term effects of metal contamination on soil microorganisms.// Soil Biol. Biochem., 1994, Vol. 26, N 3, p. 421-422.
196. Zeien H., Brummer G.W/ Ermittlung der mobilitaet und bindungsformen von schwermetallen in boeden mittels sequentieller extraktionen.// Mitt. Dtsch. Bodenkundi Gesellsch., 1991,66,1, p. 439-442.
197. Zimdahl R.L. Weed science in sustainable agriculture. // Am.J.alternative Agr., 1995; Vol. 10, N3, p. 138-142.
- Малахова, Светлана Дмитриевна
- кандидата биологических наук
- Калуга, 2007
- ВАК 03.00.16
- Агроэкологическая оценка воздействия обогащенных микробиологическими деструкторами компостов на основе ОСВ на дерново-подзолистую супесчаную почву Владимирской Мещеры
- Агроэкологическая оценка воздействия осадка сточных вод на базовые компоненты агроэкосистем с яровым рапсом в условиях южной части Нечерноземной зоны
- Обезвреживание и утилизация осадков городских сточных вод с использованием бобовых культур
- Экологически безопасное использование сточных вод и животноводческих стоков при возделывании сельскохозяйственных культур
- Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод в севообороте