Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод в севообороте

Слипец, Алексей Андреевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод в севообороте
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод в севообороте"

На правах рукописи

Слипец Алексей Андреевич

Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод в севообороте

Специальность 03.00.16 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Калуга-2007

003159679

Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственной радиологии 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 сельскохозяйственных наук А.А. Акулов

доктор биологических наук, профессор Б.И. Сынзыныс

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии (ВНИИСХРАЭ)

Защита диссертации состоится «26» октября 2007 г в «л3 » часов на заседании диссертационного совета К 212 085 01 в Калужском государственном педагогическом университете им КЭ Циолковского по адресу 248023, г Калуга, ул Ст Разина, 26, ауд 219

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Калужского государственного педагогического университета им К Э Циолковского (г Калуга, ул Ст Разина, 26)

Автореферат разослан «

» 2007 г

Ученый секретарь, доктор биологических наук

Стрельцов А Б

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время в связи с бурным развитием агропромышленного комплекса и повышением уровня урбанизации происходит накопление большого количества бытовых и промышленных отходов С каждым годом количество сточных вод, поступающих на очистные сооружения канализации городов, неуклонно растет

Одним из направлений использования осадков сточных вод является почвенный путь утилизации Он позволяет ограничить загрязнение окружающей среды, обеспечить безотходность производства, повысить рентабельность очистных сооружений за счет востребованности их продукции

В связи с этим возникает необходимость исследования на региональном уровне использования ОСВ и ООСВ (обезвоженные осадки сточных вод) с учетом их характера и химического состава в качестве удобрения в реальных зональных севооборотах в условиях Калужской области Разработка технологии и ее обоснование позволит решить вышеобозначенные проблемы на региональном уровне на примере утилизации ОСВ и ООСВ с ОСК г Калуги под сельскохозяйственные культуры севооборота

Целью работы явилась агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод очистных сооружений г Калуги в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры севооборота В ходе исследования были поставлены следующие задачи

1) изучить химический состав ОСВ и ООСВ с ОСК г Калуги, непосредственно вносимых под сельскохозяйственные культуры севооборота,

2) выявить влияние ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений на биометрические и морфофизиологические показатели сельскохозяйственных культур севооборота,

3) оценить и сравнить фитосанитарное состояние выращивания сельскохозяйственных культур в севообороте при применении ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений,

4) провести продуктивно-качественную оценку возделывания

сельскохозяйственных культур в севообороте при применении ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений,

5) дать кормовую и биоэнергетическую оценку эффективности ОСВ и ООСВ в севообороте в сравнении с традиционными удобрениями (навозом и минеральными удобрениями),

6) установить особенности транслокации ТМ в дерново-подзолистой супесчаной почве при внесении ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений,

7) исследовать масштабы поступления ТМ в биопродукцию на фоне применения ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений в севообороте,

8) установить влияние ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений на почвенно-агрохимические показатели и выявить его удобрительную ценность в севообороте,

9) рассчитать экономическую эффективность применения ОСВ и ООСВ в сравнении с традиционными удобрениями в севообороте

Научная новизна. Впервые на региональном уровне разработана технология почвенного пути утилизации осадков сточных вод разной степени влажности в зональном севообороте в условиях Калужской области Проведена агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод с ОСК г Калуги в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры севооборота В сравнении исследована продукционная, кормовая, биоэнергетическая и экономическая эффективности применения ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений под сельскохозяйственные культуры севооборота в условиях Калужской области Выявлена удобрительная эффективность ОСВ и ООСВ в повышении плодородия дерново-подзолистых супесчаных почв

Применение ОСВ и ООСВ в качестве нетрадиционных форм удобрений под сельскохозяйственные культуры севооборота в климатических условиях Калужской области приводит к получению экологически безопасной продукции

Практическая значимость. Материалы диссертационной работы использованы в методических рекомендациях по почвенному пути утилизации осадков сточных вод с очистных сооружений канализации г Калуги

Результаты исследований позволяют использовать механически обезвоженные осадки сточных вод сельскохозяйственным предприятиям, расположенным на удалении не более 15 км от станции аэрации г Калуги в качестве удобрения под культуры севооборота в дозе 5-10 т/га по сухому веществу, с периодичностью внесения один раз в 2-4 года

Разработанная технология использования осадков сточных вод разной степени влажности в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры севооборота позволяет получать высокие урожаи зерновых, технических и кормовых культур и повышать плодородие почв агроценозов

Полученные экспериментальные данные используются в учебном процессе КФ РГАУ-МСХА им К А Тимирязева при обучении студентов по специальности «Агрономия»

Положения, выносимые на защиту:

1) эколого-агрохимический анализ различных осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г Калуги

2) установление биометрической и морфофизиологической эффективности ОСВ и ООСВ в сравнении с традиционными удобрениями в севообороте.

3) обоснование эффективности внесения ОСВ и ООСВ на величину урожая и качество продукции сельскохозяйственных культур севооборота

4) обоснование действия осадков сточных вод и традиционных удобрений на кормовую и биоэнергетическую эффективность сельскохозяйственных культур севооборота

5) установление эффективности применения ОСВ и ООСВ в сравнении с традиционными удобрениями в повышении почвенного плодородия и аккумуляции ТМ в почвах

6) экономическое обоснование возможности применения ОСВ и ООСВ в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры севооборота в условиях Калужской области

Апробация работы. Основные результаты исследований поэтапно докладывались на научно-практических конференциях в 2005-2007 годах Международной научно-практической конференции «Чернобыль 20 лет спустя», Брянск 2005, II Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы современности», Пенза 2006; IV Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития экономики России», Пенза 2006, региональной конференции Калужского филиала Российского государственного аграрного университета имени К А Тимирязева (Калуга 2006, 2007), межвузовских конференциях (Томск 2005, 2006), на Международной научной конференции молодых ученых и специалистов РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева (Москва, 2007)

По теме исследований опубликовано 12 научных трудов, в том числе 1 монография и статья в реферируемом журнале «Плодородие»

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав и 17 разделов, заключения, выводов, предложений, списка литературы из 181 наименования, в том числе 25 на иностранном языке и 38 приложений Диссертация изложена на 219 страницах машинописного текста, включает 43 таблицы и 46 рисунков

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы, характеризуется степень исследованности проблемы, определяются цель и задачи исследования, раскрывается научная новизна и практическая значимость работы, а также сведения об апробации основных положений диссертационной работы

В первой главе "Проблемы и перспективы утилизации осадков сточных вод" (обзор литературы) были проанализированы обширные литературные данные по агроэколошческому значению осадков сточных вод и их утилизации в Российской Федерации и в зарубежных странах Освещены проблемы

загрязнения почв ТМ и особенности их поведения в системе почва-растение

Имеющиеся литературные данные выявили недостаточную изученность по рассматриваемому вопросу, применение ОСВ как удобрение нельзя без соответствующей адаптации переносить на разные почвенно-климатические условия В литературе крайне мало информации о действии и последействии ОСВ в севооборотах и практически отсутствуют данные по специфике, методике и эффективности применения ОСВ в реальных зональных севооборотах в природно-климатических условиях Калужской области

Во второй главе "Объекты, условия и методика проведения исследований" представлены основные объекты исследований, приведена схема опытов, показаны метеорологические условия проведения эксперимента, а также дана подробная характеристика методов исследований

Научно-исследовательская работа проведена в 2001 - 2006 гг на экспериментальном стационарном участке кафедры сельскохозяйственной радиологии и экологии при Опытном поле Калужского филиала Российского государственного аграрного университета - МСХА им К А Тимирязева в пригородной зоне города Калуги

Главными объектами исследований явились 1) осадки сточных вод с иловых площадок г Калуги (ОСВ), 2) механически обезвоженные осадки сточных вод (ООСВ), 3) дерново-подзолистая супесчаная почва на водно-ледниковых отложениях, подстилаемая мореной, 4) сельскохозяйственные культуры в порядке чередования их в севообороте картофель сорта Невский, ячмень сорта Hyp, многолетние травы (клевер красный сорта ВИК-7 и тимофеевка луговая сорта Московская-362), пшеница озимая сорта Московская-39 и овес сорта Скакун

Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод проведена в севообороте Севооборот имел следующее чередование сельскохозяйственных культур во времени 1) картофель (первый цикл внесения удобрений), 2) ячмень с подсевом многолетних трав, 3) многолетние травы 1 года пользования, 4) многолетние травы 2 года пользования, 5) пшеница озимая (второй цикл внесения удобрений), 6) овес

Схема опытов включала следующие варианты 1) контроль (возделывание без удобрений), 2) минеральные удобрения - NPK (в 1-ый цикл вносили по N90P60K120, во 2-ой цикл - N6oP3oK6o); 3) навоз (в 1-ый цикл вносили по 40 т/га, во 2-ой цикл - 20 т/га), 4) ОСВ (в 1-ый цикл вносили по 10 т/га, во 2-ой цикл -5т/га), 5) ООСВ (в 1-ый цикл вносили по 10 т/га, во 2-ой цикл - 5т/га)

Опыт был заложен в 3-х кратной повторности Расположение делянок одноярусное Размещение вариантов опыта — систематическое Площадь одной делянки 5 м2 Общее количество делянок - 15

В опытах изучали действие и последействие первого и второго циклов внесения осадков сточных вод разной степени влажности под сельскохозяйственные культуры севооборота в сравнении с традиционными видами удобрений минеральными удобрениями и навозом

В севообороте научно обоснованные дозы органических (навоза) и минеральных удобрений определяли с учетом планированной урожайности, биологических особенностей культур и сортов, предшественников, принятой

системы обработки почвы, типов и разновидностей почв, их исходных агрохимических характеристик, свойств, применяемых удобрений, климатических и экономических условий

Дозы внесения ОСВ и ООСВ определяли согласно рекомендациям, представленным в СанПиН 2 1 7 573-96 для соответствующих типов почв, а также практическими расчетами таким образом, чтобы не допустить загрязнение почвы ТМ и на основе проведенных полевых исследований различных доз ОСВ В полевых опытах с 1992 по 2000 гг Н К Сгоняевым и С Д Малаховой были установлены оптимальные дозы ОСВ в 10 т/га по сухому веществу для дерново-подзолистой супесчаной почвы на водно-ледниковых отложениях, подстилаемой мореной с периодичностью внесения 4 года

Осадки сточных вод, навоз и минеральные удобрения (калий хлористый и суперфосфат двойной) вносили осенью под вспашку, весной вносили азотные удобрения в виде аммиачной селитры на соответствующих вариантах опыта Навоз вносили в полуперепревшем виде

Норма высева пшеницы озимой - 230 кг/га (5 млн /га), ячменя - 200 кг/га (5 млн /га), овса - 250 кг/га (5,5 млн /га), картофеля — 3000 кг/га, многолетних трав (тимофеевки луговой и клевера красного в смеси) — 12 кг/га

В диссертационной работе использовались общепринятые методики исследований Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте соответствовала зональной технологии для Калужской области

Биометрия, учет засоренности посевов, определение урожайности и структуры урожая сельскохозяйственных культур в севообороте проведена общепринятыми методами, подробно представленными в диссертационной работе

Анализы почвенных, растительных образцов и осадков сточных вод проведены стандартными, лицензированными и сертифицированными методами в лабораториях ООО «ИЛКППЭ», ФГУ центра химизации и радиологии «Калужский», центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора в г Калуге, ГП «Калугаоблводоканал» и в ЗАО НПО «Бифар»

Параметры плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы определяли общепринятыми методами из воздушно-сухих образцов, просеянных через сито с отверстием в 1 мм, в Калужском центре «Агрохимрадиояогия», имеющем соответствующую лицензию и сертификат качества

1) общее содержание гумуса определяли по Тюрину в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26123 - 84,

2) подвижный фосфор и обменный калий — по методу Кирсанова из вытяжки 0,2н HCI, ГОСТ 26207 - 84,

3) рН солевой вытяжки — по методу ЦИНАО на ионометре с использованием 1н раствора хлористого калия, ГОСТ 26483 — 85

Валовое содержание тяжелых металлов (кадмия, свинца, хрома, меди, цинка и никеля) определяли в вытяжке концентрированной азотной кислоты, разбавленной водой в соотношении 1 1 при кипячении с добавлением концентрированной перекиси водорода Анализ вытяжки производится на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS-30

Бактериологический и гельминтологический анализ осадков сточных вод сооружений канализации г Калуги выполняли лаборатории ФГУ Центр Государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Калужской области

Статистическая обработка экспериментальных данных проведена по Б А Доспехову (Методика полевого опыта, 1985) с использованием пакета компьютерных программ

Методики отдельных исследований и расчетные формулы также представлены в разделах диссертационной работы

Третья глава "Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод и традиционных удобрений в севообороте" состоит из 10 разделов, в которых раскрываются основные результаты экспериментальной работы

В заключении обобщены итога исследования, сформулированы основные выводы и предложения

Основные положения, выносимые на защиту

Первое положение. выносимое на защиту, состоит в эколого-агрохимическом анализе различных осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г. Калуги.

На ОСК г Калуги имеются два вида осадков

- осадки, подсушенные в естественных условиях на иловых картах в течение 5-10 лет и более (ОСВ)

- механически обезвоженные осадки сточных вод на центрифугах с флокулянтами (ООСВ),

С целью установления экологической безопасности применения осадков сточных вод разной степени влажности в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры севооборота, а также выявления циклов и доз внесения осадков нами проводилась их эколого-агрохимическая, санитарно-гигиеническая и эпидемиологическая характеристика (табл 1)

1 Эколого-агрохимическая, санитарно-гигиеническая и эпидемиологическая характеристики ОСВ и ООСВ с ОСК г Калуги, 2001 и 2004 гг

№ Показатель Единица Методика 2001 г 2004г Допустимые

п/п измерения испытаний значения по СанПиН 2 1 7 573-96

ОСВ ООСВ ОСВ ООСВ

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 Влажность % ГОСТ 26713-86 72,1 60,0 79,4 69,5 не более 85

2 Сухое вещество ГОСТ 26713-85 27,9 40,0 20,6 30,5 не менее 18

3 КИСЛОТНОСТЬ (рНсол) - ГОСТ 26712-85 7,7 7,9 7,8 8,1 _| 5,5-8,5

4 Органическое вещество % на ГОСТ 26714-85 45,6 56,0 53,0 44,0 не менее 20

5 Азот общий сухое ГОСТ 26715-85 2,9 3,4 3,9 3,4 не нормир

6 Фосфор общий вещество ГОСТ 26717-85 5,8 5,0 3,3 3,5 не нормир

7 Калий общий ГОСТ 26718-85 0,43 0,42 0,3 0,3 не нормир

8 Свинец (РЬ) мг/кг сухого ААМ 221,0 103,0 99,8 90,0 не более 1000

9 Марганец (Мп) вещества ААМ 500,0 930,0 608,0 753,0 2000

/ 2 3 4 5 6 7 8 9

10 Кадмий (С(1) ААМ 180,0 15,8 39,6 15,9 30

11 Никель (N1) ААМ 387,0 73,5 145,0 104,0 400

12 Хром (Сг общ) мг/кг ААМ 5060,0 950,0 1500,0 860,0 1200

13 Цинк ^п) сухого ААМ 4517,0 2600,0 2550,0 2060,0 4000

14 Медь (Си) ААМ 2977,0 670,0 1200,0 1030,0 1500

15 Ртуть (1^) Ртутный анализ 0,80 0,04 0,1 0,1 15

16 Мышьяк (Ав) МУ ЦИНАО-93 27,9 7,7 10,3 5,1 20

17 Коли-титр г МУК 4 2 796-99 0,0010,0001 0,0001 0,0010,0001 0,0001 не более 0,01

18 Патогенные не не не не

микроорганизмы в т ч сальмонеллы в 50г МУК 4 2 796-99 обнар обнар обнар обнар отсутствие

19 Яйца гельминтов (жизнеспособные), шт в 50г МУК 4 2 796-99 не обнар не обнар не обнар не обнар отсутствие

Осадки, подсушенные в естественных условиях в 2001 г, имеют более высокую концентрацию ТМ чем осадки, обезвоженные на центрифугах типа ОГШ. А именно, концентрация свинца в ОСВ в 2 раза выше, чем в ООСВ ОСВ имеют высокое содержание хрома, превышающее как предельно допустимую концентрацию (ПДК), так и значение данного металла в ООСВ. В ООСВ не наблюдалось превышение нормативных показателей ни по одному из тестированных ТМ

Характеристика ОСВ и ООСВ в 2004г выявила схожую тенденцию по содержанию ТМ, что и в осадках 2001 года Однако, имеются существенные различия так превышение нормативов в ОСВ наблюдалось только по кадмию и хрому, соответственно в 1,3 и 1,2 раза Концентрация по анализируемым ТМ в ООСВ 2004 г находилась в пределах установленных нормативов

Сравнивая осадки сточных вод разной степени влажности 2001 и 2004 гг несложно заметить, что концентрация ТМ в них к 2004г существенно снизилась Наметилась тенденция в улучшении качества очистки сточных вод На уменьшение содержания ТМ в осадках в указанный период повлияло как ужесточение контрольно-надзирающих органов за качеством сбрасываемых вод промышленных предприятий города, так и реконструктивные мероприятия по улучшению самих очистных сооружений

По данным исследований коли - титр ОСВ и ООСВ, выдержанных в течение 2-3 лет, соответствует нормативу Патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов, опасные для здоровья человека, во всех исследованных пробах не обнаружены

Оценивая в целом эколого-агрохимические, санитарно-гигиенические и эпидемиологические показатели ОСВ и ООСВ можно заключить, что в соответствии с ГОСТ Р 17 4 3 07-2001 и СанШН 2 1 7 573-96 осадки могут быть использованы в качестве удобрения Порядок подготовки и применения осадков в качестве удобрения определяется требованиями СП 12 1170-02 Приказом МПР России от 15 06 01г № 511 осадки сточных вод отнесены к 4 классу опасности для окружающей природной среды

Второе положение, выносимое на защиту, заключается в установлении биометрической и морфофизиологической эффективности ОСВ и ООСВ в сравнении с традиционными удобрениями в севообороте.

Исследовано влияние ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений на рост и развитие растений сельскохозяйственных культур в севообороте На основании наших исследований было установлено, что действие и последействие ОСВ и ООСВ оказывает положительное влияние на рост и развитие растений в севообороте Практически по всем исследуемым сельскохозяйственным культурам (за исключением многолетних трав) максимальные показатели по высоте растений получены в вариантах опыта с ОСВ и ООСВ (табл 2)

2 Высота растений сельскохозяйственных культур (Ьшах) севооборота в зависимости от удобрений, см

Варианты опыта Картофель Ячмень Многолетние Пшеница Овес

травы (по клеверу) озимая

^тах ±Д Ьтах ±Д Ьшах ±Д Ьпш ±Д Ьщах ±Д

1 Без удобрений (контроль) 28,2 - 41,5 - 13,5 - 55,7 - 42,2 -

2 ИРК 34,3 +6,1 42,2 +0,7 17,5 +4,0^ 60,1 +4,4 49,4 +7,2

3 Навоз 36,4 +8,2 46,0 +4,5 25,5 +12,0 63,3 +7,6 54,2 +12,0

4 ОСВ 38,9 +10,7 51,1 +9,6 19,0 +5,5 67,3 +11,6 57,2 +15,0

5 ООСВ 39,6 +11,4 50,6 +9,1 19,5 +6,0 67,1 +11,4 57,9 +15,7

НСР05 0,97 0,94 1,03 0,95 1,39

Темпы роста растений усиливаются в зависимости от применяемой системы удобрений Максимальная высота растений была достигнута в вариантах с ОСВ и ООСВ, при этом разница от контроля составила соответственно у растений картофеля в +10,7 и +11,4см, ячменя +9,6 и +9,1см, многолетних трав +5,5 и +6,0см, пшеницы озимой +11,6 и +11,4см и растений овса +15,0 и +15,7см

Исследовано действие и последействие ОСВ и ООСВ на продолжительность основных фенологических фаз развития сельскохозяйственных культур в севообороте. Выявлено незначительное увеличение вегетационного периода исследуемых сельскохозяйственных культур с применением нетрадиционных удобрений по сравнению с контролем Установлено, что внесение осадков сточных вод разной степени влажности в дерново-подзолистую супесчаную почву усиливает рост и развитие в агрофитоценозах не только культурных растений, но и сорного компонента Однако критический порог вредоносности сорный компонент при этом не превосходит, это главным образом объясняется достаточным почвенным питательным режимом для всех растений

В ходе исследования определены морфофизиологические показатели фотосинтетической деятельности и продуктивности растений (табл 3), являющиеся интегральным выражением фотосинтетических и ростовых процессов и позволяющие в определенной степени оценить донорно-акцепторные отношения между колосом и ассимиляционным аппаратом в ходе формирования урожая

3 Влияние ОСВ и ООСВ на морфофизиологические показатели зерновых культу в севообороте

Показатели Ячмень Пшеница озимая Овес

контроль ьй о. 8 в 73 к в и О ООСВ контроль си 25 8 а со и о ООСВ контроль о в ю и о ООСВ

1 Урожай зерна, г/растение 0,44 0,58 0,69 0,75 0,79 0.65 0,74 0,76 0,94 0 99 0,63 0,79 0,86 0,94 1,02

2 Надземная сухая фитомасса, г/растение 1,23 1,62 1,86 2,03 2,14 1,76 1,95 2,01 2,47 2,54 1,85 2,32 2,46 2,68 2,83

з кхот 0,36 0,36 0 37 0,37 0 37 0,37 0,38 0,38 0,38 0,39 0,34 0,34 0,35 0,35 0,36

4. Максимальная площадь листовой поверхности - ПЛМ!1КС, дм2/раст 2,65 2,73 2.79 2,89 2,87 2,89 2,90 2,95 3,02 3,09 3,65 3,72 3,74 3 81 3,85

5 Поверхностная плотность листа - ППЛ г/дм2 0,52 0,52 0,53 0,54 0,54 0,55 0,59 0,61 0,6 0,63 0,43 0,45 0,45 0,47 0,48

6 Суточный прирост фитомассы растения - С, г/раст сут * 0,37 0,38 0,38 0,39 0,39 0,35 0,38 0,38 0,41 0,41 0,36 0,39 0,42 0,43 0,45

7. Отношение массы листьев к массе стебля в фазу цветения 0,23 0,23 0,25 0,25 0,25 0,28 0,31 0.30 0,32 0,32 0,25 0,25 0 26 0,26 0,28

8 Отношение количества колосков в колосе к максимальной площади листьев, шт /дм2 2,60 2.63 3,19 3,01 2,89 2,69 3,10 3,01 3,05 3,07 - - - - -

9 Отношение количества зерен в колосе (метелке) к максимальной площади листьев, шт/дм2 4,26 4,76 5,55 5,47 5,61 4,67 5,52 5,59 5,86 6,12 4,93 5,00 5,19 5,49 5,59

10, Удельная зерновая продуктивность растения - УЗГ1Р, г/дм2 0,16 0,21 0,25 0,26 0,27 0,23 0,26 0,26 0,31 0,32 0,17 0,21 0,23 0,25 0,26

11 Интенсивность налива колоса (метелки) - И,«, г/суг ** 0.07 0,07 0.10 0,11 0,11 0,09 0,10 0,12 0,13 0,13 0,08 0 09 0,09 0,10 0,10

* в фазу "выхода в трубку"

** от "цветения" до "восковой спелости"

Под влиянием нетрадиционных форм удобрений рассматриваемые морфофизиологические показатели изменились относительно традиционных удобрений и контрольных показателей Так, максимальные значения отношения массы листьев к массе стебля получены с действием и последействием ОСВ и ООСВ Увеличение данного показателя способствовало возрастанию облиственности у рассматриваемых зерновых культур, и тем самым возрастанию фотосинтетических потенциалов листьев и всего растения Рассматривая различную систему удобрений, следует отметить, что в процессе наблюдения более высокие суточные приросты фитомассы растений показаны с действием и последействием осадков сточных вод разной степени влажности

Численные значения отношения массы зерна с одного растения к максимальной площади его листьев, т е удельная зерновая продуктивность растения, а также величины отношения колосков и зерен в колосе к максимальной площади листьев в основном возрастают от контроля к механически обезвоженным осадкам сточных вод Это, прежде всего, свидетельствует о прогрессирующей нагрузке на листовой аппарат в процессе формирования элементов колоса и зерна, т е наилучшими показателями донорно-акцепторными отношениями между вегетативными и репродуктивными органами В конечном счете, вышеуказанные параметры потенциально способствовали наилучшим показателям продуктивности рассматриваемых зерновых культур

Одним из основных принципиальных показателей, характеризующих потенциально высокую урожайность зерновых культур, является коэффициент хозяйственной эффективности (Кхоз) Так, Кхоз пшеницы озимой достигает 0,37-0,39 в зависимости от рассматриваемой системы удобрений, при этом максимальные значения получены с применением ООСВ

Третье положение, выносимое на защиту, состоит в обосновании эффективности внесения ОСВ и ООСВ на величину урожая и качество продукции сельскохозяйственных культур севооборота.

При изучении действия и последействия ОСВ и ООСВ в двух циклах внесения в дозах 10 и 5 т/га по сухому веществу, в качестве нетрадиционной системы удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в севообороте выявлено увеличение урожайности клубней картофеля на 35,261,9%, зерна ячменя на 19,7-61,4%, зерна пшеницы озимой на 32,0-56,0%, зерна овса на 29,2-36,0% соответственно в сравнении с навозом и минеральными удобрениями (рис. 1, 2) Последействие ОСВ и ООСВ оказало положительное влияние на урожайность сена многолетних трав При этом уровень прибавки составил 26,5-27,5% к контролю Однако отмечено снижение урожайности многолетних трав при применении ОСВ и ООСВ относительно навоза С одной стороны, это объясняется влиянием биомассы ОСВ и ООСВ на клубеньковые бактерии, а именно тем, что аминокислоты белка вступают в химические реакции с ТМ, находящимися в осадках сточных вод и тем самым ингибируют некоторые физиологические и симбиотические процессы, отвечающие за продуктивность растений С другой стороны, очевидно, что на третий год после внесения осадков сточных вод, дерново-подзолистая супесчаная почва не достаточно обеспечена необходимым количеством питательных элементов для получения высоких урожаев растениеводческой продукции Для наилучшего понимания процессов снижения урожайности многолетних трав под влиянием ОСВ и ООСВ требуются более глубокие и тщательные исследования в этой области Нами данное исследование не проводилось, так как это не входило в программу исследований

Рис. 1, Динамика срешсй урожайности сельскохозяйственных культур та уютащио севооборота, ц/гз

!'нс. 2.1 1рибавка урожая сельскохозяйственных культур !а ротацию севооборота, %

Изучено влияние ОСВ и ООСВ на структуру и качество урожая полученной продукции севооборота. Полученный урожай оценивался гю содержанию и сбору сухого вещества и крахмала, товарности клубней, содержанию нитратов (для картофеля); содержанию белка и нитратов в зерне, качества клейковины и технологических качеств зерна (для зерновых культур); содержанию сухого вещества, белка, БЭВ, незаменимых аминокислот, макро- и микроэлементов (для многолетних трав). Также растениеводческая продукция анализировалась по содержанию ТМ (Pb, Cd, Ni, Cu, 7.n, Cr).

Псе полученные результаты соответствуют нормативным документам РФ, содержание ТМ в продукции в 2-S0 раз ниже ПДК, растениеводческая продукция может быть использована в кормовых и пищевых целях.

Четвертым положением, выносимым на гдщтт. является обоснование действия осадков сточных вид и традиционных удобрений на кормовую к биоэнергетическую эффективность сельскохозяйственны* культур севооборота.

Изучено влияние от действия и последействия различных систем удобрений на общую продуктивность севооборота (рис.3, 4). Выявлено улучшение кормовой ценности сельскохозяйственных культур севооборота с применением в качестве удобрения ОСВ и ООСВ в дозе 10 т/га в первом цикле под картофель и S т/га под пшеницу озимую во втором цикле их внесения В дерново-подзолистую супесчаную почву.

Прибавка основных рассматриваемых показателей кормовой эффективности сельскохозяйственных культур севооборота при использовании осадков сточных вод разной степени влажности превышает соответствующие прибавки по традиционным системам удобрений (исключение — сырая клетчатка).

Рис. Г». Питательность растениеводческой продукции jа ротацию севооборота при различных системах удобрения, к г/г а

Е'ис 4. Прибавка питательности растениеводческой продукции ча ротацию севооборота при различных системах удобрения, %

Самая высокая продуктивность культур севооборота отмечается при прямом действии и последействии ОСВ и ООСВ, соответственно 186,5 и 193,3 ц.к.ед. с 1 га севооборотной площади, что обеспечивает прибавку к контролю 78,2 и 84,7%.

В условиях рыночной экономики при значительном колебаний цен и влиянии ценового фактора для объективной оценки агротехнических мероприятий применяются натуральные энергетические показатели.

П качество одного из основных критериев энергетической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте при применении ОСВ, ООСП и традиционных форм удобрений нами использовался коэффициент энергетической эффективности (К=), который определяется как Отношение энергосодержания урожая (МДж/га) к энергетическим затратам на его производство (МДж/га) (рис. 5).

Контрили Навоз ОС!) ООСИ

Варианты оиьгга

Рис. 5. Среднее значение коэффициента энергетической эффективности (К„) 1а ротацию сепооборота при различных системах удобрения

Система удобрений с действием и последействием ОСВ и ООСВ имела максимальные показатели коэффициента энергетической эффективности соответственно 1,57 и 1,55 Сравнительный анализ между вариантами с ОСВ и ООСВ показал, что менее энергоемкой технологией является использование в качестве удобрения ОСВ, так как предварительно не требуется проведения одной из энергозатратных операций - обезвоживания Однако значения коэффициента энергетической эффективности между данными вариантами минимальны и поэтому применение механически обезвоженных осадков сточных вод на фоне исследуемых систем удобрений также является одной из энергоемких технологий

Пятое положение, выносимое на защиту, заключается в установлении эффективности применения ОСВ и ООСВ в сравнении с традиционными удобрениями в повышении почвенного плодородия и аккумуляции ТМ в почвах.

Проведена диагностика содержания основных агрогенных параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы за ротацию севооборота гумуса, подвижного фосфора, обменного калия и реакции почвенной среды с последующим выявлением изменения данных параметров при применении различных систем удобрения (табл 4)

4 Изменение агрохимических показателей дерново-подзолистой супесчаной почвы за ротацию севооборота

Варианты опыта Параметры плодородия

Гумус, % рНсол Р2О5, мг/кг К-гО, мг/кг

Исходные (2001г) | Конечные (2006г) разница | Исходные _(2001г) : Конечные (2006г) разница Исходные (2001г) Конечные (2006г) разница Исходные (2001г) Конечные (2006г) м я к я а а

1 Контроль 1,30 1,25 -0,05 6,2 5,6 -0,6 650 607 -43 75 60 -15

2 ИРК 1,30 1,25 -0,02 6,2 5,7 -0,5 650 647 -3 75 80 +5

3 Навоз 1,30 1,33 +0,03 6,2 5,9 -0,3 650 654 +4 75 83 +8

4 ОСВ 1,30 1,39 +0,09 6,2 6,1 -0,1 650 667 +17 75 77 +2

5 ООСВ 1,30 1,38 +0,08 6,2 6,1 -0,1 650 668 +18 75 78 +3

Оптимальные параметры 2,0 6-6,5 150 150

Повышение содержания гумуса, как одного из главных параметров, определяющих эффективное и потенциальное плодородие почвы, с исходных 1,3% до 1,38 и 1,39% было достигнуто соответственно с применением ОСВ и ООСВ

На основании наших исследований по почвенно-агрохимическому анализу эффективности ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений в севообороте было установлено, что использование осадков сточных вод разной степени влажности с ОСК г Калуги на дерново-подзолистых супесчаных почвах Опытного поля КФ РГАУ-МСХА в качестве удобрения выявило положительную тенденцию роста параметров плодородия За 6-летний цикл

основные параметра плодородия не только не снизились в сравнении с исходными, но напротив претерпели увеличение, так баланс гумуса, подвижного фосфора и обменного калия к 2006 году оказался положительным, а реакция почвенного раствора снизилась незначительно

Для получения экологически безопасной продукции в условиях техногенеза сельскохозяйственные культуры, а также почвы, на которых они были выращены, должны быть оценены не только по общепринятым показателям продуктивности, качества, питательности, но и по содержанию в них ТМ, особенно свинца, кадмия, никеля, меди, цинка и хрома

Поступление ТМ в почву, а также их содержание и миграция находится в прямой зависимости от плодородия почвы Низкое содержание гумуса в почве на фоне кислой реакции среды потенциально способствует наиболее негативному влиянию ТМ

Основные результаты по аккумуляции валовых форм ТМ в почве за ротацию севооборота при применении различных систем удобрений представлены в табл 5.

5 Валовое содержание тяжелых металлов за ротацию севооборота, мг/кг

Варианты опыта РЬ Сс1 N1 Си гп Сг

2001г- исходное 2006г - конечное < 2001г- исходное 2006г - конечное <1 -н 1 2001г - исходное | 1 2006г - конечное И [2001г- исходное 2006г - конечное < -н 2001г- исходное 2006г- конечное < -н 2001г- исходное 2006г - конечное <1 -н

1 Контроль 3,75 3,70 -0,05 0,15 0,13 -0,02 1,25 1,23 -0,02 3,20 3,17 -0,03 7,60 7,54 -0,06 2,82 2,79 +0,0 3

2 3,75 3,77 +0,02 0,15 0,16 +0,01 1,25 1,28 +0,03 3,20 3,38 +0,1 8 7,60 7,66 1-0,0 6 2,82 3,01 -+0,1 9

3 Навоз 3,75 3,86 +0Д1 0,15 0,18 +0,03 1,25 1,41 И),16 3,20 4,11 +0,9 1 7,60 9,53 +1,9 3 2,82 5,06 +2,2 4

4 ОСВ 3,75 4,34 +0,59 0,15 0,49 +0,34 1,25 2,41 + 1,16 3,2 12,3 2 +9,1 2 7,60 23,8 8 +16, 28 2,82 19,4 4 + 16, 62

5 ООСВ 3,75 4,01 +0,26 0,15 0,20 +0,05 1,25 1,57 +0,32 3,2 6,47 +3,2 7 7,60 18,0 8 + 10, 48 2,82 7,02 +4,2 0

Исходное содержание ТМ в пахотном слое почвы в 2001 г показало, что исследуемая дерново-подзолистая супесчаная почва по классификации Почвенного института относится к высокому уровню содержания ТМ (исключение никель - средний уровень)

Содержание анализируемых ТМ в почве к концу 2006г по всем вариантам опыта не превышало ПДК Однако, рассматривая исследуемые системы удобрений, можно выявить следующую закономерность - применение нетрадиционных форм удобрений, в частности ОСВ, приводит к большему накоплению ТМ в пахотном слое почве Так, содержание валового свинца к 2006г при использовании ОСВ увеличилось с 3,75 до 4,34 мг/кг Применение ООСВ в качестве удобрения в первом и во втором цикле привело к повышению

содержания РЬ относительно исходного значения на 0,26 мг/кг и составило к концу эксперимента 4,01 мг/кг, что на 0,15 мг/кг оказалось выше, чем при применении навоза и на 0,24 мг/кг при системе минерального питания

Для изучения изменения экологических показателей экосистемы вследствие внесения ОСВ и ООСВ в дозе 10 и 5 т/га соответственно в первый и во второй циклах, и традиционных - азотно-фосфорно-калийных удобрений в дозе по двум циклам ТМ^оРдаКш) и навоза в дозе 20 и 10 т/га оценивали загрязнение почв ТМ по суммарному уровню загрязнения (7.с), который показывает общий эффект воздействия на агроэкосистему (табл 6)

6 Уровень загрязнения дерново-подзолистой супесчаной почвы ТМ при применении различных систем удобрений за ротацию севооборота

Варианты опыта Ко го Уровень загрязнения

РЬ Сс1 № Си Хп Сг

1 Контроль - - - - - - - -

2 М>К 1,02 1,23 1,04 1,07 1,02 1,08 1,46 слабый

3 Навоз 1,04 1,38 1,15 1,30 1,26 1,81 1,94 слабый

4 ОСВ 1,17 3,77 1,96 3,89 3,17 6,97 15,93 средний

5 ООСВ 1,08 1,54 1,28 2,04 2,40 2,52 5,86 слабый

Коэффициенты концентрации, как и суммарный уровень загрязнения, повышаются от минеральной системы к осадкам сточных вод разной степени влажности Эта разница значительная Так, суммарный уровень загрязнения при применении органических и минеральных удобрений составил 1,46 и 1,94 При применении в качестве удобрения ОСВ в севообороте, суммарный уровень загрязнения к концу ротации севооборота классифицируется как средний А применение ООСВ в качестве удобрения приводит к слабому суммарному уровню загрязнения

Оценивая в целом влияние различных систем удобрений по накоплению ТМ в дерново-подзолистой супесчаной почве можно выделить следующий убывающий ряд по степени накопления ТМ в пахотном слое ОСВ > ООСВ > навоз > минеральные удобрения

Шестое положение, выносимое на защиту, состоит в экономическом обосновании возможности применения ОСВ и ООСВ в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры севооборота в условиях Калужской области.

На основании технологических карт, разработанных для каждой сельскохозяйственной культуры и анализируемых систем удобрений, проведены расчеты экономической эффективности и определен уровень рентабельности (рис 6)

Все совокупные затраты по применению ОСВ, ООСВ, минеральных и органических удобрений (навоза) брались по фактическим издержкам Расценки на основные технологические операции, указанные в технологических картах, а также стоимость основной и побочной продукции, получаемой с единицы площади, использовались среднестатистические, сложившиеся в условиях рыночной экономики Калужской области за 2006 г

Ьи удой рений ^К Навоз ОСП ООСВ

ВйрШНТЫ олыта

Рис. 6. Уровень рентабельности севооборота при применении различных систем удобрения, %

Применение ОСВ и ООСВ в севообороте и два цикла их внесения с чередованием культур: картофель - ячмень - многолетние травы 1 г.п. -многолетние травы 2г.п. - пшеница озимая - овсс способствовало высокой стоимости валовой продукции, низким производственным затратам и соответственно высокому уровню рентабельности. Так, уровень рентабельности по исследуемым системам удобрений в севообороте составил: 39 % - без удобрений; 68% - с Минеральными удобрениями; 49% - с навозом; 145% - с осадками сточных вод, подсушенным« в естественных условиях, и 159 % с осадками сточных вод, обезвоженных на центрифугах тина ОГШ, Одной из причин столь высоких показателей с применением в качестве удобрения осадков сточных вод разной степени влажности является отсутствие затрат на приобретение, погрузку и транспортировку данных удобрений к месту их внесения, на фоне высокой урожайности выращиваемых культур в севообороте.

Заключение

На основании проведенных исследований и полученных результатов памп предложена блок-схема комплексной оценки эффективности использования осадков сточных вод в зональных севооборотах для различных регионах РФ.

Клок-схема методики комплексной оценки осадков сточных вод е контролируемыми параметрами и показателями

Пошаговое соблюдение и выполнение параметров блок-схемы позволит наиболее адекватно дать комплексную оценку эффективности почвенного пути утилизации осадков сточных вод под сельскохозяйственные культуры севооборота

Выводы

1 По результатам сертификационных исследований механически обезвоженные осадки на центрифугах с флокулянтами (ООСВ) и осадки, подсушенные в естественных условиях на иловых картах (ОСВ), соответствуют требованиям, предъявляемым СанПиН 2 1 7 573-96, «Типовым технологическим регламентом », а также требованиям ГОСТа 17 4 3 07-2001 ОСВ и ООСВ с иловых площадок ОСК г Калуги, отнесены приказом МПР России от 15 06 01 №511 к 4 классу опасности для окружающей природной среды

2 Проведенные исследования по изучению действия и последействия осадков сточных вод разной степени влажности на биометрические и морфофизиологические показатели растений картофеля, ячменя, многолетних трав, пшеницы озимой и овса показали высокую эффективность ОСВ и ООСВ по сравнению с традиционной органической и минеральной системами и оказали положительное влияние на донорно-акцепторные отношения между вегетативными и репродуктивными органами Для пшеницы озимой по указанным системам удобрений возрастает удельная зерновая продуктивность растения в 1,6, интенсивность налива колоса в 1,4 и коэффициент хозяйственной эффективности в 1,1 раз

3 Выявлено, что внесение ОСВ и ООСВ в дозе 10 т/га в первом цикле и 5 т/га во втором цикле в севообороте приводит к более интенсивному росту и развитию как культурных растений, так и сорного компонента

4 Действие и последействие ОСВ и ООСВ оказало высокое влияние на урожайность культур севооборота (картофель — ячмень - многолетние травы 1 г п - многолетние травы 2г п - пшеница озимая - овес), при этом два цикла внесения обеспечили увеличение продуктивности у картофеля на 111,2-122,0%, у ячменя на 85,6-90,9%, у многолетних трав на 28,5-29,6%, у пшеницы озимой на 88,8-95,2, у овса на 47,2-54%

Двукратное внесение в дерново-подзолистую супесчаную почву ОСВ и ООСВ под культуры севооборота приводит к увеличению показателей структуры и качества урожая сельскохозяйственных культур а) увеличивается фракция средних и крупных клубней картофеля, повышается содержание сухого вещества и крахмала в клубнях, б) увеличивается содержание белка в зерне пшеницы озимой, ячменя и овса, а технологические качества (стекловидность, натура и влажность зерна, содержание сорной примеси) удовлетворяют ГОСТ Р 52325-2005, в) последействие нетрадиционных удобрений не приводит к ухудшению качественных характеристик сена многолетних трав, г) действие и последействие двух циклов внесения ОСВ и ООСВ не приводит к сверхнормативному накоплению нитратов в биопродукции севооборота

5 Кормовая и энергетическая эффективность технологий с использованием ОСВ и ООСВ в севообороте подтверждается высокой питательностью полученной растениеводческой продукции и высокими величинами коэффициента энергетической эффективности относительно исследуемых систем удобрений в 1,57 с ОСВ и 1,55 с ООСВ Наибольший сбор кормовых единиц 186,5 и 193,3 цкед с 1 га севооборотной площади установлен соответственно при внесении ОСВ и ООСВ Содержание основных

питательных элементов в севообороте выше при использовании в качестве удобрения ОСВ и ООСВ

6 В ходе экспериментальной работы не установлено превышение валовых форм ТМ в почве относительно ПДК Суммарный уровень загрязнения (2С) за ротацию севооборота при применении ОСВ выявил средний уровень загрязнения (7,с =15,93), при применении ООСВ - слабый уровень (гс = 5,86) По величине 2С анализируемые системы удобрений располагаются в следующей убывающей последовательности- ОСВ > ООСВ > навоз > минеральные удобрения

7 Применение ОСВ и ООСВ в качестве нетрадиционных форм удобрений под сельскохозяйственные культуры севооборота не выявило сверхнормативное содержание ни по одному из тестированных ТМ в полученной продукции Все полученные значения в 2-10 раз ниже ПДК Однако установлено, что продукция, полученная при действии и последействии ООСВ, выглядит предпочтительней относительно ОСВ, так как приводят к меньшей концентрации анализируемых ТМ

8 Установлено, что ОСВ и ООСВ с иловых площадок г Калуги высокоэффективное органическое удобрение В дозе 10 и 5 т/га по сухому веществу в два цикла внесения ОСВ и ООСВ способно повышать за ротацию севооборота содержание гумуса в пахотном слое, в среднем на 0,08%, подвижного фосфора на 17,5 мг/кг, и поддерживать рНшл дерново-подзолистой супесчаной почвы на уровне слабокислой реакции

9 Наиболее экономически выгодным является внесение ОСВ и ООСВ в дерново-подзолистую супесчаную почву в сравнении с традиционными органическими и минеральными удобрениями Наибольший уровень рентабельности севооборота в 145 и 159% установлен при применении соответственно осадков сточных вод и обезвоженных осадков сточных вод в дозе 10 и 5 т/га по сухому веществу в два цикла их внесения

Предложения

1 При применении ОСВ и ООСВ в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры севооборота необходимо предварительное комплексное агрохимическое исследование почв по основным агрогенным показателям и уровню загрязнения их ТМ

2 В процессе почвенного пути утилизации ОСВ и ООСВ осуществлять контроль уровня плодородия почвы и транслокации ТМ в них

3 Руководствуясь принципами экологической безопасности, рекомендовать для регулирования почвенного плодородия и повышения кормовой и энергетической эффективности к применению в климатической зоне Калужской области ООСВ в качестве удобрения в севообороте под зерновые и пропашные культуры в дозах 5 и Ют/га по сухому веществу с периодичностью внесения 2 и 4 года

4 Исходя из повышенного содержания некоторых ТМ в ОСВ, рекомендовать однократное внесение 10 т/га по сухому веществу за ротацию севооборота

5 Экономически целесообразно применение осадков сточных вод в хозяйствах, расположенных на удалении не более 15 км от иловых карт

Список опубликованных работ по теме диссертации

1 Сюняев X X , Слипец А А , Тютюнькова М В Технология и экономика почвенного пути утилизации осадков сточных вод с иловых площадок // Естествознание и гуманизм Сборник научных работ Том 2, №4 Под редакцией НН Ильинских -Томск СибГМЦ, 2005 -с 41-42

2 Сюняев X X , Слипец А А , Тютюнькова М В Последействие осадков сточных вод на морфо-биометрические показатели и продуктивность ячменя // Естествознание и гуманизм Сборник научных работ Том 2, №4 Под редакцией Н Н Ильинских - Томск- СибГМЦ, 2005 - с 42-43

3 Сюняев X X, Слипец А А, Тютюнькова М В , Колонькова А А Сравнительная оценка кормовой эффективности возделывания ячменя в условиях применения осадков сточных вод// Естествознание и гуманизм Сборник научных работ Том 2, №5 Под редакцией Н Н Ильинских -Томск СибГМЦ, 2005 -с 41

4 Сюняев X X , Слипец А А, Кокорева В В Использование активного ила для снижения содержания радиоцезия в продукции растениеводства Материалы международной научно-практической конференции Под общей редакции проф Матвеева А В - Брянск Изд-во ГУЛ «Клинцовская городская типография», 2005 -с 117-120

5 Сюняев X X, Слипец А А, Колонькова А.А Биоэнергетическая эффективность возделывания ячменя в условиях применения осадков сточных вод // Естествознание и гуманизм Сборник научных трудов Том 3, № 1 Под редакцией Н Н Ильинских - Томск СибГМУ, 2006 - с 110

6 Сюняев X X, Слипец А А Сравнительная оценка биоэнергетической эффективности почвенного пути утилизации активного ила // Естествознание и гуманизм Сборник научных трудов Том 3, № 2 Под редакцией НН Ильинских -Томск СибГМУ, 2006-с 124-125

7 Сюняев X X , Слипец А А , Тютюнькова М.В Фитосанитарная оценка эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в условиях применения активного ила // Современное состояние и перспективы развития экономики России Сборник статей IV Всероссийской научно-практической конференции - Пенза, 2006 - с 275-279

8 Сюняев X X , Тютюнькова М В , Слипец А А Исследование осадков сточных вод в качестве мелиоранта по снижению накопления радиоцезия в продукции растениеводства // Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования Том 2 Под редакцией В П Савиных, В В Вишневского - М Академия наук о Земле, 2006 - с 69

9 Сюняев X X, Сюняева О И, Тютюнькова М В , Слипец А А Пространственно-временная характеристика параметров плодородия почв Калужской области Экологические проблемы современности II международная научно-практическая конференция Сборник статей -Пенза НОУ "Приволжский дом знаний", 2006 - с 117-120

10 Сюняев НК, Тютюнькова МВ, Слипец А А Очистка сточных вод и утилизация их осадков // Монография - М ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева, 2006 - 77с

11 Слипец А А Блок-схема комплексной оценки эффективности осадков сточных вод в севообороте Сборник статей международной научной конференции молодых ученых и специалистов посвященной 120-летию со дня рождения академика Н И Вавилова - М Изд-во РГАУ-МСХА, 2007 - с 527-529

12 Сюняев НК, Тютюнькова МВ, Слипец А А, Малахова СД Прогноз изменения содержания тяжелых металлов в агроценозе при почвенном пути утилизации осадков сточных вод // Плодородие №3, 2007 - с 49-51 (реферируемый журнал)

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Слипец, Алексей Андреевич

Введение.

Глава I. Проблемы и перспективы утилизации осадков сточных вод (обзор литературы).

1.1 Современный опыт утилизации ОСВ.

1.2 Экологические проблемы, связанные с утилизацией ОСВ.

1.3 Особенности поведения ТМ в системе почва-растение.

1.4 Эффективность почвенного пути утилизации ОСВ.

Глава II. Объекты, условия и методика проведения исследований.

2.1 Характеристика объектов исследования.

2.2 Условия проведения исследований.

2.3 Методы исследований.

Глава III. Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод и традиционных удобрений в севообороте.

3.1 Анализ состава различных осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г. Калуги.

3.2 Исследование влияния ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений на рост, развитие растений и засоренность посевов сельскохозяйственных культур в севообороте.

3.2.1 Динамика наступления основных фаз развития растений в севообороте.

3.2.2 Динамика линейного роста сельскохозяйственных культур в севообороте.

3.2.3 Засоренности посевов сельскохозяйственных культур в севообороте.

3.3 Влияние ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений на морфофизиологические показатели сельскохозяйственных культур в севообороте.

3.4 Влияние ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в севообороте.

3.5 Влияние ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений на структуру и качество урожая сельскохозяйственных культур в севообороте.

3.6 Оценка эффективности действия осадков сточных вод и традиционных удобрений по общей продуктивности севооборота.

3.7 Биоэнергетическая оценка эффективности осадков сточных вод и традиционных удобрений в севообороте.

3.8 Оценка эффективности осадков сточных вод и традиционных удобрений в севообороте по аккумуляции ТМ в почвах и их транслокации.

3.9 Почвенно-агрохимический анализ эффективности

ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений в севообороте.

3.10 Экономическая эффективность применения осадков сточных вод и традиционных удобрений в севообороте.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод в севообороте"

Актуальность проблемы. В настоящее время в связи с бурным развитием агропромышленного комплекса и повышением уровня урбанизации происходит накопление большого количества бытовых и промышленных отходов. С каждым годом количество сточных вод, поступающих на очистные сооружения канализации городов, неуклонно растет.

Проблема очистки, доочистки сточных вод и утилизации образовавшихся в результате очистки осадков сточных вод (ОСВ) на очистных сооружениях канализации городов (ОСК) в последнее время встает очень остро. Для решения этой проблемы ученые разных областей науки предлагают различные методы и технологии дальнейшего использования осадков. Однако, реальная ситуация в нашей стране показывает, что значительная часть ОСВ по-прежнему концентрируется на иловых площадках очистных сооружений. Дальнейшее складирование осадков на иловых площадках требует все большей площади под постоянно растущие объемы ОСВ, а условия размещения ОСВ на иловых картах в большинстве случаев не соответствуют принятым нормам и стандартам. Увеличение отводимых земель под складирования ОСВ приводит к постепенному загрязнению высокими концентрациями тяжелых металлов (ТМ) и патогенных микроорганизмов близлежащих территорий и грунтовых вод, что, в конечном счете, может привести к экологическим проблемам. Остро встает вопрос утилизации ОСВ и за рубежом. Так, например, до 2000 г. Испания, Италия, Бельгия, Дания, Голландия, Великобритания, Германия и др. страны Европы осуществляли отвод осадков до 30-40 % в море, а в Португалии сброс осадков в океан достигал до 60 %. Реакцией на загрязнение мирового океана послужил запрет, принятый ООН, на прекращение с 2001 г. сброса осадков в моря и океаны (Журавлева И.В. и др., 2002). Сжигание осадков - один из способов утилизации ОСВ - не решает в корне проблему безотходности и таит в себе массу проблем (Кудашкина С. и др., 2003). Перспективным направлением в современной рыночной экономике является получение полезных компонентов в результате переработки ОСВ и их дальнейшее использование. Однако реальное состояние науки и техники не в состоянии обеспечить процесс безотходности данного производства. Кроме того, эти технологии требуют значительных материальных вложений.

Одним из направлений использования осадков сточных вод является почвенный путь утилизации. Он позволяет ограничить загрязнение окружающей среды, обеспечить безотходность производства, повысить рентабельность очистных сооружений за счет востребованности их продукции.

В связи с этим возникает необходимость исследовать на региональном уровне использование ОСВ и ООСВ (обезвоженные осадки сточных вод) с учетом их характера и химического состава в качестве удобрения в реальных зональных севооборотах в условиях Калужской области. Экологическая сторона вопроса при этом должна быть учтена и решена, так как безграмотное и необоснованное внесение ОСВ может повлечь за собой загрязнение ТМ сельскохозяйственных угодий и растениеводческой продукции. Разработка технологии и ее обоснование позволит решить выше обозначенные проблемы на региональном уровне на примере утилизации ОСВ и ООСВ с ОСК г. Калуги под сельскохозяйственные культуры севооборота.

Цель работы. Целью настоящих исследований явилась агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод очистных сооружений г. Калуги в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры севооборота. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) изучить химический состав ОСВ и ООСВ с ОСК г. Калуги, непосредственно вносимых под сельскохозяйственные культуры севооборота;

2) выявить влияние ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений на биометрические и морфофизиологические показатели сельскохозяйственных культур севооборота;

3) оценить и сравнить фитосанитарное состояние выращивания сельскохозяйственных культур в севообороте при применении ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений;

4) провести продуктивно-качественную оценку возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте при применении ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений;

5) дать кормовую и биоэнергетическую оценку эффективности ОСВ и ООСВ в севообороте в сравнении с традиционными удобрениями (навозом и минеральными удобрениями);

6) установить особенности транслокации ТМ в дерново-подзолистой супесчаной почве при внесении ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений;

7) исследовать масштабы поступления ТМ в биопродукцию на фоне применения ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений в севообороте;

8) установить влияние ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений на почвенно-агрохимические показатели и выявить его удобрительную ценность в севообороте;

9) рассчитать экономическую эффективность применения ОСВ и ООСВ в сравнении с традиционными удобрениями в севообороте.

Проведена агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод с ОСК г. Калуги в качестве удобрения под сельскохозяйственные культуры севооборота. В сравнении исследована продукционная, кормовая, биоэнергетическая и экономическая эффективности применения ОСВ, ООСВ и традиционных удобрений под сельскохозяйственные культуры севооборота в условиях Калужской области. Выявлена удобрительная эффективность ОСВ и ООСВ в повышение плодородия дерново-подзолистых супесчаных почв.

Результаты исследований позволяют использовать механически обезвоженные осадки сточных вод сельскохозяйственным предприятиям, расположенным на удалении не более 15 км от станции аэрации г. Калуги в качестве удобрения под культуры севооборота в дозе 5-10 т/га по сухому веществу, с периодичностью внесения один раз в 2-4 года.

Полученные экспериментальные данные используются в учебном процессе КФ РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева при обучении студентов по специальности «Агрономия».

Апробация работы. Основные результаты исследований поэтапно докладывались на научно-практических конференциях в 2005-2007 годах: Международной научно-практической конференции «Чернобыль 20 лет спустя», Брянск 2005; II Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы современности», Пенза 2006; IV Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития экономики России», Пенза 2006; региональной конференции Калужского филиала Российского государственного аграрного университета имени К.А. Тимирязева (Калуга 2006, 2007); межвузовских конференциях (Томск 2005, 2006), на Международной научной конференции молодых ученых и специалистов РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева (Москва, 2007).

Публикации. По теме исследований опубликовано 12 научных трудов, в том числе 1 монография и статья в реферируемом журнале «Плодородие».

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав и 17 разделов, заключения, выводов, предложений, списка литературы из 181 наименования, в том числе 25 на иностранном языке и 38 приложений. Диссертация изложена на 219 страницах машинописного текста, включает 43 таблицы и 46 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Слипец, Алексей Андреевич

Выводы

1. По результатам сертификационных исследований механически обезвоженные осадки на центрифугах с флокулянтами (ООСВ) и осадки, подсушенные в естественных условиях на иловых картах (ОСВ), соответствуют требованиям, предъявляемым СанПиН 2.1.7.573-96, «Типовым технологическим регламентом.», а также требованиям ГОСТа 17.4.3.07-2001. ОСВ и ООСВ с иловых площадок ОСК г. Калуги, отнесены приказом МПР России от 15.06.01. №511 к 4 классу опасности для окружающей природной среды.

2. Проведенные исследования по изучению действия и последействия осадков сточных вод разной степени влажности на биометрические и морфофизиологические показатели растений картофеля, ячменя, многолетних трав, пшеницы озимой и овса показали высокую эффективность ОСВ и ООСВ по сравнению с традиционной органической и минеральной системами и оказали положительное влияние на донорно-акцепторные отношения между вегетативными и репродуктивными органами. Для пшеницы озимой по указанным системам удобрений возрастает удельная зерновая продуктивность растения в 1,6; интенсивность налива колоса в 1,4 и коэффициент хозяйственной эффективности в 1,1 раз.

3. Выявлено, что внесение ОСВ и ООСВ в дозе 10 т/га в первом цикле и 5 т/га во втором цикле в севообороте приводит к более интенсивному росту и развитию как культурных растений, так и сорного компонента.

4. Действие и последействие ОСВ и ООСВ оказало высокое влияние на урожайность культур севооборота (картофель - ячмень - многолетние травы 1г.п. - многолетние травы 2г.п. - пшеница озимая - овес), при этом два цикла внесения обеспечили увеличение продуктивности у картофеля на 111,2122,0%, у ячменя на 85,6-90,9%), у многолетних трав на 28,5-29,6%, у пшеницы озимой на 88,8-95,2, у овса на 47,2-54%.

Двукратное внесение в дерново-подзолистую супесчаную почву ОСВ и ООСВ под культуры севооборота приводит к увеличению показателей структуры и качества урожая сельскохозяйственных культур: а) увеличивается фракция средних и крупных клубней картофеля, повышается содержание сухого вещества и крахмала в клубнях; б) увеличивается содержание белка в зерне пшеницы озимой, ячменя и овса, а технологические качества (стекловидность, натура и влажность зерна, содержание сорной примеси) удовлетворяют ГОСТ Р 52325-2005; в) последействие нетрадиционных удобрений не приводит к ухудшению качественных характеристик сена многолетних трав; г) действие и последействие двух циклов внесения ОСВ и ООСВ не приводит к сверхнормативному накоплению нитратов в биопродукции севооборота.

5. Кормовая и энергетическая эффективность технологий с использованием ОСВ и ООСВ в севообороте подтверждается высокой питательностью полученной растениеводческой продукции и высокими величинами коэффициента энергетической эффективности относительно исследуемых систем удобрений в 1,57 с ОСВ и 1,55 с ООСВ. Наибольший сбор кормовых единиц 186,5 и 193,3 ц.к.ед. с 1 га севооборотной площади установлен соответственно при внесении ОСВ и ООСВ. Содержание основных питательных элементов в севообороте выше при использовании в качестве удобрения ОСВ и ООСВ.

6. В ходе экспериментальной работы не установлено превышение валовых форм ТМ в почве относительно ПДК. Суммарный уровень загрязнения (Zc) за ротацию севооборота при применении ОСВ выявил средний уровень загрязнения (Zc =15,93), при применении ООСВ - слабый уровень (Zc = 5,86). По величине Zc анализируемые системы удобрений располагаются в следующей убывающей последовательности: ОСВ > ООСВ > навоз > минеральные удобрения.

-165

7. Применение ОСВ и ООСВ в качестве нетрадиционных форм удобрений под сельскохозяйственные культуры севооборота не выявило сверхнормативное содержание ни по одному из тестированных ТМ в полученной продукции. Все полученные значения в 2-10 раз ниже ПДК. Однако установлено, что продукция, полученная при действии и последействии ООСВ, выглядит предпочтительней относительно ОСВ, так как приводят к меньшей концентрации анализируемых ТМ.

8. Установлено, что ОСВ и ООСВ с иловых площадок г. Калуги высокоэффективное органическое удобрение. В дозе 10 и 5 т/га по сухому веществу в два цикла внесения ОСВ и ООСВ способно повышать за ротацию севооборота содержание гумуса в пахотном слое, в среднем на 0,08%, подвижного фосфора на 17,5 мг/кг, и поддерживать рНС0Л дерново-подзолистой супесчаной почвы на уровне слабокислой реакции.

9. Наиболее экономически выгодным является внесение ОСВ и ООСВ в дерново-подзолистую супесчаную почву в сравнении с традиционными органическими и минеральными удобрениями. Наибольший уровень рентабельности севооборота в 145 и 159% установлен при применении соответственно осадков сточных вод и обезвоженных осадков сточных вод в дозе 10 и 5 т/га по сухому веществу в два цикла их внесения.

Заключение

На основании проведенных исследований и полученных результатов нами предложена блок-схема комплексной оценки эффективности использования осадков сточных вод в зональных севооборотах для различных регионов РФ.

Блок-схема методики комплексной оценки осадков сточных вод с контролируемыми параметрами и показателями

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Слипец, Алексей Андреевич, Калуга

1. Агрохимические методы исследования почв / Под ред. А.В. Соколова. -М.: Наука, 1975. -656с.

2. Акаилх М.Т. Агроэкологическая оценка ОСВ и мелиорантов на биогеохимические показатели полевого агроценоза: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 03.00.16 /- М.: 2001. 21с.

3. Акулов А.А., Габрилович А.С., Кузнецов А.В., Чебакова И.А. Агробиологическое и технико-экономическое обоснование ресурсосберегающих технологий современном земледелии (методические рекомендации). КНИПТИ АПК Калужской области. Калуга, 2007.- 175с.

4. Алейников О.И. Геоэкологическое состояние водосборных бассейнов Верхней Оки и Верхней Десны в пределах Калужской области: Автореф. дисс. канд.географ.наук: 25.00.36. Калуга, 2003. -26с.

5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. П.: Агропромиздат, 1987. с. 142-147.

6. Алексеева А.С. Влияние применения нетрадиционных органическихудобрений на накопление тяжелых металлов и биологическую активность дерново-подзолистых супесчаных почв. Дис. к-та с.-х. наук М.: МСХА, 2002.-145с.

7. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. М.: Логос, 2000. -627с.

8. Андреев Н.Г. Луговое и полевое кормопроизводство. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Агропромиздат, 1989. - 540с.: ил.

9. Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применения удобрений в агроэкосистемах./ М.:ЦИНАО, 2000. 524с.

10. Базаров Е.И. Методические рекомендации по оценке топливно-энергетических затрат на выполнение механизированных процессов в растениеводстве. -М.: ВАСХНИЛ, 1985. 33с.

11. Балаур Н.С., Тетю А.В. Применение энергетического анализа для оценки эффективности технологий возделывания полевых культур. Кишинев: МолдНИИНТИ, 1983. - 23с.

12. Белая О.П. Об удобрительных свойствах ОСВ // Сб. Мелиорация. Водное хозяйство. М.: Урожай, 1968. - с.43-48.

13. Беляева С.Д., Гюнтер Л.И. и др. Комплексные подходы к решению проблемы обработки и размещения осадков сточных вод. // Водоснабжение и санитарная техника, 2002. с.72-75.

14. Беляева С.Д., Гюнтер Л.И. и др. Организация работ по использованию осадков сточных вод в качестве удобрения. // Водоснабжение и санитарная техника, 2002. с.55-58.

15. Благовещенская 3. К., Грачева Н. К., Могиндович Л. С., Гришина Т.А. Утилизация осадка городских сточных вод. // Химизация сельского хозяйства. 1989. № 10, с.73-76.

16. Богатырев С.М. Экологическая оценка эффективности использования осадка сточных вод в качестве удобрения в условиях Курской области. Дис. к-та с.-х. наук. Курск, 1999. - 132с.

17. Болышева Т.Н., Андронова J1.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.

18. Бондарев Л.Г. Ландшафты, металлы и человек. М.: Мысль, 1976. - 72с.

19. Брукс P.P. Загрязнение микроэлементами // Химия окружающей среды. -М.: Химия, 1982. -с.364-391.

20. Булаткин Г.А. Энергетическая эффективность применения удобрений в агроценозах (Методические рекомендации). Пущино, 1983. - 48с.

21. Булаткин Г.А. Эколого-энергетические аспекты продуктивности агроценозов. Пущино, 1986. - 208с.

22. Бушуев Н.Н. Тяжелые металлы в органическом веществе дерново-подзолистых почв при различном сельскохозяйственном использовании. Дис. к-та с.-х. наук. М.: МСХА, 2004. 228с.

23. Великий В.И., Мудрый И.В.Актуальные вопросы методического обеспечения нормирования и регламентации применения минеральных удобрений в сельском хозяйстве. Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя МЗ Украины. 2002. с.84-89.

24. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. М.: Агроконсалт, 2001. - 392с.

25. Гармаш Г.А., Гармаш Н.Ю. Распределение тяжелых металлов по органам культурных растений.// Агрохимия, 1987. № 5. - с.40-46.

26. Гольдфарб Л.Л., Туровский И.С., Беляева С.Д. Опыт утилизации осадков городских сточных вод в качестве удобрения. -М.: Стройиздат, 1983.

27. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. // СанПиН 2.1.7.573.-96 М.: Минздрав России, 1997.-57с.

28. ГОСТ Р. 17.4.3.07-2001. Охрана природы. Почвы. «Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений». М.: Издательство стандартов, 2001.-170

29. Грачева Н.М. Влияние антропогенного загрязнения на лесорастительные свойства дерново-подзолистых почв. Автореф. дис. канд. биол. наук. -М., 1992.- 18с.

30. Губанов JI.H., Филин В.А., Хакимов Ф.И., Поляков С.В. Решение эколого-экономических задач обработки осадков городских сточных вод / Вода и экология. 2002. №3. с.36-41.

31. Дмитриева В.И., Степанов А.И. Влияние компостов на основе осадков сточных вод г. Якутии на урожай картофеля. // Тезисы XXXII конференции молодых ученых и специалистов ВИУА "Биологические основы интенсификации земледелия". И., 1997.

32. Дмитриева В.И., Степанов А.И. Перспективы использования нетрадиционных органических удобрений в Якутии. // Материалы международной конференции по развитию сельского хозяйства. Улан-Батор, Монголия, 1997.-с.112-120.

33. Дмитриева В.И. Агроэкологические аспекты использования органических отходов в качестве удобрений в условиях центральной Якутии. Автореф. дис. к-та с.-х. наук. -М.: МСХА, 2000. 17с.

34. Догина М.А. Агроэкологические аспекты применении осадка сточных вод в цветоводстве. Дис. к-та с.-х. наук. Орел, 2004. - 158с.

35. Доклад об использовании природных (минерально-сырьевых, водных, лесных) ресурсов и состоянии окружающей природной среды Калужской области в 2005 году. Калуга 2006. - 296с.

36. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. - М.:

37. Агропромиздат, 1985.-351с.

38. Дрозд Г.Я., Зотов Н.И., Маслак В.Н. Осадки сточных вод как удобрение сельского хозяйства. / Обработка осадка: пути решения экологических проблем. 2001. №12. - с.33-35.

39. Евилевич А.З., Евилевич М.А. Утилизация осадков сточных вод. JI.: Стройиздат, 1988.-248с.

40. Евилевич А. 3. Утилизация осадков сточных вод М.: Стройиздат, 1989.

41. Едемская H.J1. Биологическая активность дерново-подзолистых почв, загрязненных тяжелыми металлами. / Под редакцией JI.A. Лебедевой, Изд-во МГУ, 1999.-96с.

42. Елешев Р.Е., Насиев Б.Н. Роль технологии в повышении качества зерна. М.: Кормопроизводство. 2006. - №7 - с.32

43. Жуков Н.Н. Состояние и перспективы развития сооружений по обработке водопроводных и канализационных осадков в городах России // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. № 12 (ч. 1). - с.3-6.

44. Жукова Л.А., Глебова И.В., Каннуникова Т.В. Действие и последействие осадков сточных вод на сельскохозяйственные культуры. / Сб. трудов КГСХА "Вопросы современного земледелия". Изд-во КГСХА, 1998. -с.72-73.

45. Жученко А.А., Афанасьев В.Б. Энергетический анализ в сельском хозяйстве. Кишинев, 1988. - с.45-53.

46. Захаренко А.В. Оценка энергетической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур. М.: ТСХА, 1994. 66с.

47. Зырин Н.Г. Задачи и перспективы развития учения о микроэлементах в почвоведении. // Биологическая роль микроэлементов в почвах. М.: Изд-во МГУ, 1974.-с.193-123.

48. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск, Наука, 1991,- 150с.

49. Ильин В.Б. Загрязнение тяжелыми металлами огородных почв и культур в городах Кузбасса. // Агрохимия, 1991. №3. - с.3-5.

50. Кабата-Пендиас А. Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. / М.: Мир, 1989.-439с.

51. Калужская область за 70 лет. Статистический сборник. Калуга, 1987. -186с.

52. Калужская область в 2001 году. Статистический сборник. Калуга, 2002. -323с.

53. Каннуникова Т.В. Агроэкологическое использование осадка сточных вод в качестве удобрения в Центральном Черноземье. Дис. к-та с.-х. наук. -Курск, 2000.- 183с.

54. Кармазинов Ф.В., Пробирский М.Д., Васильев Б.В. Опыт Водоканала Санкт-Петербурга по обработке и утилизации осадков. // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. № 12 (ч. 1). - с.13-15.

55. Касатиков В.А., Касатикова С.М. Эффективность внесения термически высушенных осадков сточных вод под озимую пшеницу. // Агрохимия. -1980. -№6.-с.54-58.

56. Касатиков В.А., Букреев Е.М., Вендило Г.Г. и др. Рекомендации по применению компостов из бытовых отходов в сельском хозяйстве. -Владимир, 1984.-28с.

57. Касатиков В.А., Баринова К.Е., Руник В.Е., Касатикова С.М. Методические рекомендации по применению городских отходов в системе комплексного агрохимического окультуривания полей. -Владимир, 1987.-20с.

58. Касатиков В.А. Агроэкологические основы применения ОГСВ в качестве удобрения. Дис. д-ра с.-х. наук. М.: МСХА, 1989.- 625с.

59. Касатиков В.А., Кашкин A.M. Эффективность применения термически высушенных осадков сточных вод в качестве удобрения в звене севооборота// Изв. Тимирязевской с.-х. акад. 1981. № 4. с.76-81.

60. Киреева Н.А., Онегова Т.С., Жданова Н.В. Изучение возможности применения биопрепарата белвитамил для ускорения деструкции нефти в почве и водоеме. // Биотехнология, 2003. №5. - с.77-80.

61. Киреева Н.А., Онегова Т.С., Жданова Н.В. Биологическая очистка нефтезагрязненного водоема. // Вода и экология, 2004. №2. - с.65-67.

62. Киреева Н.А., Онегова Т.С., Жданова Н.В. и др. Способ очистки почв и водоемов от нефтяных загрязнений. / Патент РФ №2198748 от 20.02.2003. Заявл. 13.08.2001.

63. Кирейчева Л.В., Глазунова И.В. Методы детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами // Почвоведение, 1995. №7. - с.892-896.

64. Кирейчева Л.В., Ильинских А.В., Яшин В.М. Система мероприятий по предупреждению и ликвидации загрязнения тяжелыми металлами сельскохозяйственных земель. // Сб. тез. междунар. конф. "Современные проблемы загрязнения почв. -М.: МГУ, 2004. -сЗ 10-311.

65. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. / М.: Наука, 1985. с.223-229.

66. Корекова Т.С., Туровский И.С. Сельскохозяйственное значение утилизации осадков сточных вод как удобрения. // Водоснабжение и санитарная техника, 1975. №2. - с.25-28.

67. Кошелев С.Н. Экотоксиканты в растительных и пищевых цепях северо-запада Урала. Автореф. дис. д-ра биол. наук. Курган, 2007. - 40с.

68. Кошкин Е.И., Гатаулина Г.Г., Дьяков А.Б. и др. Частная физиология полевых культур. / Под ред. Е.И. Кошкина. М.: КолосС, 2005. - 344с.

69. Ксенофонтов Б.А. Биотехнология и охрана окружающей среды. // Мир науки, 1990. -№4,с.25-28.

70. Кудашкина С., Волынкина Е., Лаборатория утилизации промышленных отходов ОАО ЗСМК, НПП «Экоуголь», 2003.

71. Ларин И.В. Избранные труды. М.: Колос, 1978.

72. Лайнен Б.Т., Нейл Ф.М. Использование ОСВ в сельском хозяйстве. // Советско-американский симпозиум по обработке ОСВ, 1975. с. 121-125.

73. Левчинко М.Г., Гуденко Д.Д. Использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве. Киев, 1974. - 38с.

74. Лыков A.M. Воспроизводство плодородия почв в Нечерноземной зоне. -М.: Россельхозиздат, 1982. -230с.

75. Магницкий К.П. Кальциевое питание сельскохозяйственных растений. // Агрохимия, 1969.-№ 12.-с. 129-140.

76. Мажайский Ю.А. Обоснование режимов комплексных мелиораций в условиях техногенного загрязнения агроландшафта. Автореф. дис. док-ра с.-х. наук. Москва, 2002. - 53с.

77. Майсурян П.А. Практикум по растениеводству. М.: Колос, 1970. -259с.

78. Макаров О.С., Кузнецов Я.О. Проблемы очистки сточных вод и утилизация осадков. 2000.-С.95-122.

79. Малахова С.Д. Агробиологическое обоснование почвенного пути утилизации осадков городских сточных вод (на примере г. Калуги). Дис. кан-та биол. наук. Калуга 2007. - 278с.

80. Методические рекомендации по мероприятиям для предотвращения и ликвидации загрязнения агроландшафтов тяжелыми металлами. / Под ред. A.M. Ларинова. М.: ВНИИТиМ, 2005. - 71с.

81. Методы экологических исследований. Под ред. проф. В.А. Черникова. -М.: Изд-во МСХА, 1996. 320с.

82. Мерзлая Г.Е. Экологическая оценка ОСВ. // Химия в сельском хозяйстве,1995.- №4. — с.38-42.

83. Милащенко Н.З. Соколов О.А., Брайсон Т., Черников В.А. Устойчивое развитие агроландшафтов. В 2-х тт. т.1. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000.-316с.

84. Найденко В.В., Губанов JI.H. Очистка и утилизация промстоков гальванического производства. Н. Новгород: «ДЕКОМ», 1999. - 368с.

85. Наместников В.В., Межерицкий С.Э., Кривенко И.В., Андреева Т.В. Способ получения твердого топлива из промышленных и бытовых отходов. // Патент Российской Федерации RU2160304. Казань, 2000.

86. Научно-методические рекомендации по изучению морфофизиологических показателей фотосинтетической деятельности растений (на примере озимой пшеницы) / В.П. Беденко, Е.И. Бурдонов, Г.Н. Полонская, A.M. Чигаев. Калуга: Изд-во ЦНТИ, 2000. - 24с.

87. Научно-практические основы обеззараживания и утилизации ОСВ.// Материалы научно-практической конференции. Курск, КГСХА, 1995. -с.59-61.

88. Новиков Ю.Ф. Энергобаланс АПК и биоэнергетика агросистем. // Докл. ВАСХНИЛ. 1984. - №5.-с.7-9.

89. Ноздрина С.И. Экологические аспекты применения осадков сточных вод и цеолитовых туфов в системе почва растения (на примере Черноземных почв северной лесостепи). Дис. к-та с.-х. наук. - М.: МСХА, 2004. - 119с.

90. Овцов Л.П. Экологическая оценка осадков сточных вод и навозных стоков в агроценозе. М: Изд-во МГУ, 2000.

91. Овчеренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение. // Химия в сельском хозяйстве, 1995. №4. - с.8-16.

92. 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.

93. Орлов. Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учебн. пособие для хим., хим.-технолог. и биол. спец. вузов. / Д.С. Орлов, JI.K. Садовникова, И.Н. Лозановская. М.: Высшая школа, 2002. -234с.

94. Основы продукционного процесса растений. / Беденко В.П., Коломейченко В.В. Под ред. Заслуженного деятеля науки РФ, член-коресп. РАСИН В.В. Коломейченко. Орел: Изд-во «Орлик», 2003. -260с.: илл.

95. Пахомов А.Н., Данилович Д.А., Козлов М.Н. Мировой опыт почвенной утилизации осадка: состояние и перспективы. Вода и экология, 2004. -№ 2. с.70-78.

96. Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Обухов А.И. Накопление тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями при внесении осадков сточных вод. // Почвоведение, 1995. №12. - с.1530-1536

97. Плеханова И.О., Кленова О.В., Кутукова Ю.Д. Влияние осадков сточных вод на содержание и фракционный состав тяжелых металлов в супесчаных дерново-подзолистых почвах. // Почвоведение, 2001. №4. -с.496-503.

98. Покровская С.Ф. Новые тенденции в компостировании городских отходов (зарубежный опыт) // Сб. Агропромышленное производство: опыт, проблемы и тенденции развития. М.: Выпуск ВНИИТЭИ, 1991. -№ 4. - с.40-46.

99. Полевой А.Н. Теория и расчет продуктивности сельскохозяйственных культур. Л.: Гидрометеоиздат 1983. - 175с.

100. Полевой А.Н. Прикладное моделирование и прогнозирование-177продуктивности посевов. JT.: Гидрометеоиздат 1988. -320с.

101. Полевой А.Н. Методическое пособие по разработке динамико-статистических методов прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур. М.: Гидрометеоиздат. 1981. - 36с.

102. Полевой А.Н., Русакова Т.И. и др. Прикладная динамическая модель формирования урожая сельскохозяйственных культур. // Сб. докладов: Гидрометеорологическое обеспечение агропромышленного комплекса страны. Л.: Гидрометеоиздат 1991. - с. 15-31.

103. Попов В.В. Об «энергетической кормовой единице». М.: Кормопроизводство. 2006. - №6. - с.31-32.

104. Праздников С.С. Способы рекультивации загрязненных территорий тяжелыми металлами почв. // Совершенствование методологии агрохимических исследований. -М.: МГУ, 1997. -с.173-179.

105. Практикум по почвоведению. / Под ред. И.С. Кауричева. 4-е изд. перер. и доп. - М.: Агропромиздат, 1986. - 336с.

106. Пупонин А.И. Совершенствование системы обработки в Центральном районе Нечерноземной зоны. М.: Земледелие, 1988. - № 2. - с.39-43.

107. Пупонин А.И., Захаренко А.В. Оценка энергетической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в системе земледелия. Учебно-методическое пособие. М.: Изд-во МСХА, 1998. - 40с.

108. Растениеводство / Вавилов П.П., Грициенко В.В., Кузнецов B.C. и др. -М.: Агропромиздат, 1986.

109. Рекомендации применения ОСВ с иловых площадок в качестве удобрения. Владимир: ВНИИПТИОУ, 1984. 22с.

110. Руэце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М., 1986.

111. Савченко И.В. Качество и безопасность сельскохозяйственного сырья и среды обитания важнейшие факторы здоровья человека. - М.: Кормопроизводство. 2006. - №1. - с.2-5.

112. Садовникова Л.К., Решетников С.И., Ладонин Д.В. Содержание тяжелых-178металлов в активных илах, применяемых в качестве органических удобрений. // Почвоведение, 1993. № 5. с.29-33.

113. Система земледелия Нечерноземной зоны: обоснование, разработка, освоение. Сост. Г.И. Баздырев. М.: МСХА, 1993. - 262с.

114. Соколов А.В., Замана С.П., Федоровский Т.Г. Влияние минеральных удобрений на качественный состав кормов и плодородие почв кормовых угодий. М.: Кормопроизводство. 2006.- №1. - с.26-29.

115. Соколова JI.A., Устюжанина О.А. Определение санитарной безопасности продуктов. Калуга, 2006. - 76с.

116. Состояние и перспективы обработки утилизации осадков сточных вод. // Водоснабжение и санитарная техника, 2005. №11.

117. Справочник по кормопроизводству / Смурыгин М.А., Игловиков В.Г., Тащилин В.А. и др. -М.: Агропромиздат, 1985.

118. Справочник по очистке природных и сточных вод. / JI.JI. Пааль, Я.Я. Кару, Х.А. Мельдер, Б.Н. Репин. М.: Высшая школа, 1994.-336 с.

119. Степанова Л.П., Ноздрина С.И. Эффективность органо-минеральных удобрений на основе осадков сточных вод в кормовом севообороте (тезисы). // Тезисы докладов научно-практической конф. ОГСХА, Орел, 1997.

120. Сюняев Х.Х., Соколова JI.A. Тяжелые металлы в окружающей среде и сельскохозяйственной продукции. Калуга, 2000. с.5-26.

121. Сюняев Х.Х., Сюняева О.И. Агроэкологическое исследование параметров плодородия почв калужской области. Калуга: ЦНТИ, 2004. - 180с.

122. Сюняев Н.К. Тютюнькова М.В., Слипец А.А. Очистка сточных вод и утилизация их осадков. Калуга, 2006. - 77с.

123. Теснецкий Н.П. Содержание и подвижность некоторых элементов в ОСВ. // Сб. использование микроудобрений в условиях интенсивного земледелия Западного региона. Минск БСХА, 1988. - с.47-49

124. Типовой технологический регламент использования осадков сточных вод в качестве органического удобрения М.: Минсельхоз РФ, ГУП НИИССВ «Прогресс», 2000.

125. Система ведения агропромышленного производства Калужской области / Под ред. Н.Б. Теребиленко. Калуга: РАСХН, Калужский КНИПТИ АПК, 2003.-336с.

126. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. -М.: Стройиздат, 1982. -220 с.

127. Тютюнькова М.В. Исследование поведения тяжелых металлов в агроэкосистемах при почвенном пути утилизации осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г. Калуги. Дис. к-та биол. наук. Калуга, 2007. -154с.

128. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение / Под общ. ред. М.М. Овчеренко. -М.: 1997.-289с.

129. Ускова В.В. Переработка осадков сточных вод с помощью биологических объектов, http://catalog.studentochka.ru/10260.html

130. Хансен Б., Пииртола JL Использование осадка в качестве источника сырья и энергии. // Водоснабжение и санитарная техника: ООО «Издательство ВСТ», 2001. №4.

131. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах. М.: Изд-во МГУ, 1985.-206с.

132. Хоренко J1.A. Разработка приемов получения экологически безопасной продукции при выращивании картофеля на почвах с внесением осадка сточных вод. Дис. к-та с.-х. наук. М.: МСХА, 2002. - 1 Юс.

133. Хоренко Л.А., Постников Д.А. Влияние регуляторов роста на развитие картофеля при выращивание его на полях с внесением осадков сточных вод. // Известия МСХА. М.: МСХА, 2002. - №2. - с. 127-139.

134. Храменков С.В., Загорский В.А., Пахомов А.Н., Данилович Д.А. Обработка и утилизация осадков на Московских станциях аэрации. // Водоснабжение и санитарная техника, 2002. № 12 (ч. 1). - с.7-12.

135. Цинман Р.Е., Шпильфогель П.В., Вишнев В.Г., Семенова Т.А. Утилизация осадков сточных вод // Тез. докл. научн. конф. "Процессы нефтепереработки и нефтехимии", ч. II. М., 1989. - 164с.

136. Чеботарев Н.Т. Агроэкологическая оценка осадков сточных вод // Достижения науки и техники АПК. 1998.- №6. - с. 18-19.

137. Чемерис М.С. Исследование влияния осадков сточных вод на почву / Н.А. Кусакина, О.Н.Исакова // Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий. Томск, 2000.- с.38.

138. Чемерис М.С. Агроэкологическое влияние осадка сточных вод на почвы/М.С. Чемерис // Пища. Экология. Качество. Новосибирск, 2004. -с.305-308.

139. Чемерис М.С. Экологическая эффективность использования осадков сточных вод / М.С. Чемерис // Вестн. Краснояр. аграр. ун-та, 2005. №9. — сЛ 11-118.

140. Чемерис М.С. Экологические основы утилизации городских сточных вод (на примере мегаполиса г. Новосибирска). Дис. д-ра с.-х. наук. -Новосибирск, 2006. 291с.

141. Черников В.А., Алексахин P.M., Голубев А.В. и др. Агроэкология / Подред. В.А. Черников, А.И. Чекереса. -М.: Колос, 2000. 536с.

142. Черных Н.А., Милащинко Н.З., Ладонин В.Ф. Экологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. -М.: Агроконсалт, 1999. 176с.

143. Чертес К.Л., Стрелков А.К., Быков Д.Е., Седогин М.П., Тараканов Д.И. Утилизация осадков сточных вод в качестве материала для изоляции ТБО /ВСТ.№6. 2001. с.36-38.

144. Чжоу Д. Влияние осадков сточных вод на растение и физико-химические свойства почвы. Материалы юбилейной научной конференции молодых ученых и специалистов. М.: Изд-во МСХА, 2003. - с.327-334.

145. Чжоу Д. Агроэкологическая оптимизация применения органо-растительных компостов на основе ОСВ на дерново-подзолистой супесчаной почве. Дис. к-та биол. наук. -М.: МСХА, 2005. 119с.

146. Шерстюков Б.Г., Булыгина О.Н., Разуваев В.Н. Современное состояние климатических условий Калужской области и их возможные изменения в условиях глобального потепления. Обнинск: ВНИИГМИ МЦД, 2001. -230с.

147. Шикула Н.К. Почвозащитная система земледелия. Справ.кн. Харьков: Прапор, 1987.-200с.

148. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод. — Москва: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2004. 704с.

149. Янин Е.П. Сжигание осадков городских сточных вод (проблемы и способы) / Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН, г. Москва // Ресурсосберегающие технологии: экспр.-информ. / ВИНИТИ. М. 2006. - № 24. - с.3-29.

150. Adriano D.C. Trace elements in terrestrial environment.-N.Y.et al.: Springer-Verlag, 1986.-533 p

151. Beckett P.H., Davis R.D. Critical levels of twenty potentially toxic elements in young spring barley.// Plant and Soil, 1978. p. 395-408.

152. Blickwedel P.T.,Schenkel W. Klarschlamm-Menge und Anfall in der

153. Bundesrepublik Deutschald.//Korrespondenz Abwasser. 1986.33 №8. p. 680685.

154. Controles de residus dans les dengrees animales. Abeille Fr. Apiculteur, 1992, N769, p.l 16-118.

155. Dies Theodor. Klarschlamme in der Landwirtschaft.//Umwelt.l986.№8 p.510-512.

156. Evaluating land;application risks,//Water&EnvironmentVol.No.55 September 1998.

157. Ferruzzi K. Manual del Lombricoltore. Bologno, Italia, 1984. - 12lp.

158. Goralch E., Gambus F.A. A comparison of sensitivity to the toxic action of heavy metals in various plant species. Pol. J. Soil Sc, 1992; Vol. 25, № 2., p. 207-213.

159. Hange A.V., Bates Т.Е., Soon Y.K. Comparison of extractans for plant-avaible Zn, Cd, Ni and Cu in contaminated soils. // Soil. Sci. Soc. Am. J., 44,772, 1983.

160. Hatanaka K., Ishioka I, Furuiehi E. Cultivation of Eisenia foetida using dairy Waste Sludge cake / Satchell J.E.(ed.) // Earthworm Ecology from Darwin to Wermiculture. London-New Jork, 1983, p.323-329.

161. Hinesly T.D., Alexander D.E., Redborg 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

162. Krogmann U., Boyles L.S., Barrika W.J., ChaiprapatS., Martel C.J. Literature Review 1999 Biosolids and Sludge Management // Water Envir. Research, V71, N5, 1999.

163. Kurweil Herbert. Die Kompostierung ven klarchlamm.// Oster.Abwasser-Rdsch. 1980.25 №5.S.122-125.

164. Lisk D.J.Trace Metals in Soils, Plants and Animals.//Adv.Agron,1972, v.24,p.267-325.

165. Maclean A.J. Mercury in Plant and Retention of Mercury by Soils in Relation

166. Properties and Added Sulfur.-Cen. J. of Soil Sci.,1974,v.54, №3, p.290.

167. Maliszewska W., Werzbicka N. The influence of lead, zinc and cooper on the development and activity of microorganisms in soil. Agric. Environ. Quality, 1978, v. 8, p.135.

168. McCann B. Divides deepen over recycled sludge // Wat and Env. Int, may 1999, pl3-14.

169. Pincince A.B., Donovan J.E., Bates J.E. Vermicomposting municipal sludge: an economical Stabilization Alternative. Sludge, 1980, v. 3, p.26-30.

170. Providing an audit trail for sludge // Water 21, sept-octob 1999.

171. Renner R. Sewage-sludge pros and cons // Enviromental science and technology. 2000. Vol.34, nr. 19. p.430A-435A.

172. SNFS (1994) KuiKjorelse med foreskrifter for miljon, sarskild marken, nar avlopps-slamanvandsijordbruket.

173. SNFS 1994:2 MS:72. Statens naturvardsverks forfattnings-samling. Miljoskyard, Stockholm.

174. US EPA. The standards for the use or disposal of sewage sludge. Title 40 of the Code of Federal Regulations, Part 50.

175. Wallace A. Excess trace metal effects on calcium absorption in plants//Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 1979. № 1-2. P. 473-477.

176. Witter E. Towards zero accumulation of heavy metals in soils. // Fertilizer Research, 1996, V. 43, p.225-233.

177. Wolf R. Ermscher/Lippe sludge strategies // World Water and Env. / Eng., April 1999.

Информация о работе

Слипец, Алексей Андреевич
кандидата биологических наук
Калуга, 2007
ВАК 03.00.16

Диссертация

Агроэкологическая оценка почвенного пути утилизации осадков сточных вод в севообороте - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы