Агроэкологические аспекты использования органических отходов в качестве удобрений в условиях Центральной Якутии

Дмитриева, Валентина Иннокентьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Агроэкологические аспекты использования органических отходов в качестве удобрений в условиях Центральной Якутии
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологические аспекты использования органических отходов в качестве удобрений в условиях Центральной Якутии"

Нсп^смах р^кот/си

1 3 ДЕК 7011

ДМИТРИЕВА Валентина Иннокентьевна

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ

Специальность 03.00.16- Экология

Апторсферерат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2000

Диссертация выполнена в -Якутском научно-исследовательском институте сельского хозяйства СО PACXII и Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова РАСХН.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Г.Е. Мерзлая,

кандидат сельскохозяйственных наук А.И. Степанов

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор В.А. Демин

кандидат биологических наук, доцент Т.Н. Болышева

Ведущая организации: Якутский Государственный

университет им. М.К. Аммосова

Защита диссертации состоится ^ декабря 2000 г. в /9 ^часон на заседании диссертационного совета К 125.35.06 в Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева но адресу: 127550, г. Москва, ул.Тимирязева, д.49.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА.

Автореферат разослан ноября 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

JI.B. Моснна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с критическим состоянием естественного плодородия мерзлотных почв, сложившимся дефицитом минеральных и органических удобрений в Якутии остро стоит проблема изыскания ресурсов местного сырья для производства эффективных и экологически безопасных удобрений. Среди местных отходов органического происхождения заслуживают внимания отходы животноводства, коммунального и лесного хозяйства, переработка которых путем биоконверсии может в значительной мере пополнить общий выход органических и органоминеральных удобрений. Учитывая наличие практически неисчерпаемого источника отходов органического происхождения в виде осадков хозяйственно-бытовых сточных вод, которые в настоящий момент не используются в народном хозяйстве и вносят значительную лепту в загрязнение окружающей среды, целесообразно проведение исследований по выявлению возможности их переработки методами компостирования и вермикомпостирования в условиях Центральной Якутии, а также апробирование полученных удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур на мерзлотных почвах.

Цель п задачи исследований. Целью данных исследований явилось изучение приемов производства новых экологически безопасных органических удобрений из местного сырья и применение их при выращивании картофеля в условиях Центральной Якутии. В задачи исследований входило:

1. Изучить химический состав, токсичность и бактериальное загрязнение навоза крупного рогатого скота и осадка сточных вод г. Якутска.

2. Определить удобрительную ценность и экологическую безопасность компостов и вермикомпостов из сельскохозяйственных и коммунальных отходов.

3. Изучить действие и последействие комиостов и всрмикомпостов на основе навоза и осадка сточных вод в различных дозах на рост, развитие п урожайность картофеля.

4. Изучить влияние нетрадиционных органических удобрении на качество растениеводческой продукции (биохимический состав, поражен-ность болезнями, товарность клубней).

Научная новизна. Впервые по результатам исследований дана агроэкологическая опенка традиционных (навоз крупного рогатого скота) и нетрадиционных (осадок сточных вод. компосты и вермикомпосты из осадка и древесных отходов) видов органических удобрений в условиях мерзлотных почв.

Определены условия компостирования и вермпкомпостирования см£сей из местного органического сырья: навоза, осадков сточных вод г. Якутска, древесных отходов.

Приведены результаты первых в республике опытов по изучению возможности обеззараживания осадков сточных вод от патогенных микроорганизмов путем вермпкомпостирования и компостирования с применением микробиологических методов.

Получены новые данные о дозах комиостов и всрмикомпостов на основе навоза КРС и ОСВ при выращивании картофеля в условиях Центральной Якутии. Изучено влияние удобрений на урожайность и качество клубней картофеля.

Практическая значимость. В сложившихся условиях дефицита удобрении установлена целесообразность утилизации навоза КРС и осадков хозяйственно-бытовых с точных вод г. Якутска с целью переработки их в ценное удобрение. Разработаны методы обеззараживания и снижения токсичности осадков, позволившие создать новые удобрения для восстановления плодородия почв и возврата питательных веществ в

природным круговорот. Предложены экологически безопасные приемы использования компосгов и вермпкомностов па основе навоза КРС и ОСВ при выращивании картофеля в Центральной Якутии.

Апробация работы и публикация результатов исследований

Результаты исследований внедрены в Опытно-производственном хозяйстве «Покровское» Якутского НИИ сельского хозяйства, при организации участков вермикультивирования на Канализационной очистной станции ГУП «Водоканал» г. Якутска, а также в фермерских хозяйствах в 20 населенных пунктах Республики Саха (Якутия).

Полученные по предложенным технологиям удобрения использованы при выращивании сельскохозяйственных культур в теплицах подсобного хозяйства ГУП «Водоканал» г. Якутска, ОПХ «Покровское» ЯНИИСХ.

Результаты исследований доложены и обсуждены на 1У и У Международных конгрессах по биоконверсии органических отходов (Киев,! 996; Ивано-Франковск, 1999). XXXII конференции ВИУА РАСХН «Агрохимия на пороге XXI века» (Москва, 1998). 3-й Международной циркумполярной аграрной конференции «Приполярное сельское хозяйство: перспективы глобализации» (Аляска, США, 1998), республиканских научно-практических конференциях.

Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 17 научных работах.

Структура п объем диссертации. Диссертация состоит из введения. пяти глав, выводов, предложений производству и приложения. Список использованной литературы включает 112 наименований. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит 50 таблиц и 6 рисунков.

Основные положения, выносимые на защиту. Способы приготовления вермикомпостов на основе навоза КРС, компостов и вермикомпо-стов на основе ОСВ в условиях Центральной Якутии;' обеззараживание сельскохозяйственных и коммунальных отходов; приемы использования нетрадиционных удобрений под картофель на мерзлотных почвах. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 1994-1998 годах в полевом и модельных опытах.

Опыт по изучению условий вермикомпостирования навоза КРС

Вермикультура представлена выведенным для промышленного разведения гибридом красного калифорнийского червя Eisenia foetida.

Варианты субстрата для вермикомпостирования: подстилочный навоз КРС годичного хранения и свежий подстилочный навоз. Навоз поставлялся из пригородных фермерских хозяйств. Подготовка субстратов проводилась с учетом химического анализа исходного сырья. Содержание тяжелых металлов в органических отходах пригородных хозяйств находится в пределах предельно допустимых концентраций и составляет: кадмия 0,4-0,8; хрома 5-10; никеля 5-14; меди 3-4; цинка 40-126 мг/кг (сухого вещества). В сухом веществе содержится 0,3-1,5% общего азота, 0,57-1,11% Р205, 0,27-2,89% К20. Влажность 67-82%.

Вермикомпостирование в помещении проводилось в деревянных ящиках (0,3 х 0,4 х 0,5 м) и в деревянных ложах (1х 0,4 м) различной длины под открытым небом.

Схемы опытов и методика исследовании по разработке приемов утилизации осадков сточных вод г. Якутска

Исследования по изучению возможности переработки ОСВ г. Якутска проводились на производственных площадях муниципального

предприятия «Водоканал», на базе ООО «Эко-нентр» и в лаборатории ветеринарии ЯПИИСХ. Исследовали субстраты со следующими наполнителями: торф, опилки и навоз КРС. Вермикультура представлена гибридом красного калифорнийского червя Е15еша ЕоеПс1а. Подбор оптимальных субсграгов проводился по биогестированию. Опыт по изучению оптимальных условий компостирования ОСВ в производственных условиях включал варианты: ОСВ + опилки в пропорциях 8:1. 10:1 и 12:1. Опыт проведен на цементном покрытии в коробах размерами 1x1 х1м при температуре воздуха 15-30" С. Период компостирования 2 месяца.

Опыт по изучению возможности обеззараживания компостов на основе ОСВ от яиц гельминтов проводился по схеме: ОСВ.ОСВ + опилки в соотношении 8:1, 10:1, 12:1, 10:1 антагонист и 12:1 + антагонист. Опыт по изучению возможности обеззараживания субстрата па основе ОСВ от патогенных микроорганизмов при компостировании и вермикомпостпрованпи включал следующие варианты:

1. ОСВ + огшлкп 12 : 1 (контроль)

2 ОСВ 4 опилки 12 : 1 + патоген E.Coli

j. ОСВ + опилки 12 : I + патоген E.Coli + антагонист

4. ОСВ + опилки 12 : 1 + патоген St.Aureus

5. ОСВ + опилки 12 : 1 + патоген St.Aureus + антагонист

6. ОСВ + опилки 12 : 1 + патоген Salmonella Dublin

7. ОСВ + опилки 12 : 1 + патоген Salmonella Dublin + антагонист

В качестве тест-культур использовали паспортизированные штаммы E.Coli (шт. 1257), St. Aureus (шт.209 Р), местный штамм Sal. Dublin. В качестве микроба-антагониста применяли местный штамм Bacillus Subtilis "ТНП-3", выделенный из почвы в ЯНИИСХ и депонированный во Всероссийском государственном НИИ контроля, стандартизации и сертификации ветеринарных препаратов (ВГНКИ. г. Москва).

Вермикомпостированпе проведено в емкостях по 1,5 кг субстрата, куда было внедрено по 200 особей гибрида красного калифорнийского вида Eisenia foetida. Субстрат был контаминирован штаммом Sal. Dublin. Полевой опыт по изучению эффективности применения комиостов и вер.мнкомпостов на основе ОСВ при вырашнванпп картофеля проводился в ОПХ Якутского НИИ сельского хозяйства "Покровское" по следующей схеме:

1. Контроль - без удобрений

2. Минеральные удобрения (N-uoP-uoKrj)

3. Осадок сточных вод (N-,ni,)

4. Компост на основе навоза КРС (N50o)

5. Компост на основе ОСВ (N;(,0)

6. Компост на основе ОСВ (N,50)

7. Компост на основе ОСВ (N4M,)

8. Компост на основе ОСВ (N|5(1) + мин.удобр.( М^цР^^К-^)

9. Вермикомпост на основе ОСВ (N]J(,)

Севооборот: картофель - картофель - картофель - кормовые. Исследуемая культура - картофель сорта "Вармас" 4-й репродукции. Площадь учетной делянки 50 м". Повторность трехкратная. Агротехника общепринятая.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Опыты по вермнкомпостпрованию навоза КРС показали, что вер-м«культура быстрее всего усваивает навоз годичного хранения, хотя ворошение ускоряет переработку и свежего навоза. Наибольшее количество коконов в единице объема отмечено при температуре +25°С. Оптимальная плотность заселения, при которой достигается максимальный выход коконов, составляет 60-80 штук/дм1.

Исследования по приготовлению компостов и вермикомпостов на основе осадков сточных вод также дали положительные результаты. Как-известно, основными факторами, сдерживающими широкое применение ОСВ в качестве удобрений, является наличие в них яиц гельминтов и

других патогенных микроорганизмов, высокое содержание ионов тяжелых металлов. Поэтому был определен химический состав ОСВ г. Якутска, а также исходных материалов-наполнителей и полученных компосте» и вермикомпостов. Анализ осадков сточных вод г. Якутска показал, что содержание тяжелых металлов в них значительно ниже допустимых норм (СанПиН, 2.2.7.573-96). В осадке содержится (в мг/кг сухой массы) Cr 180, Zn 410, Cu 60, Pb 60, Cd 5, Ni 60, Co 50. Mo 10. Содержание общего азота в осадке составляет 1.21%; Р:05 - 0,49%, К20 -0,271%, органического вещества - 34% при pH 7,2.

Биотестирование в процессе вермикомпостирования показало, что с ростом содержания ОСВ в субстратах растет количество червей. За 30 дней получен максимальный рост вермикультуры на 60%. Таким образом, для вермикультивпрования оказались пригодными все исследованные варианты субстратов, включая ОСВ без наполнителя.

В ОСВ. пролежавшем без обработки в течение всего периода опыта, количество яиц гельминтов снизилось незначительно, на 25%. тогда как в компостах оно снижается в 2- 4 раза. При этом введение микроба-антагониста Bacillus Subtilis обеспечивает 100-процентное обеззараживание компоста от яиц Diphyllbothrium Latum.

Результаты исследований на выживаемость патогенных микроорганизмов в компостах и вермикомпостах приведены в таблице 1. Как показывают данные опыта, такие патогенные микроорганизмы, как E.Coli. St.Aureus и Sal.Dublin сохраняют жизнеспособность при компостировании и вермикомпостировании ОСВ с опилками (12:1) более 30 дней, а при добавлении суспензии с микробом-антагонистом вышеуказанные микроорганизмы сохраняют жизнеспособность менее 30 дней. Проведенные нами исследования показали, что только при добавлении микроба-антагониста в компост (ОСВ + опилки) при 30-дневней экспозиции

можно добиться полного обеззараживания от возбудителей кишечных и кокковых инфекций.

Таблица 1

ВЫЖИВАЕМОСТЬ ПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ _В ОСВ И ПРОДУКТАХ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ _

Вариант Тест- kvjii.i \ ра Mem.i переработки Резчльки

ОСВ + стыки (12:1) И.Coli Komi юстирование lJoci Г.Coli

ОСВ + опилки (12 : 1) +cvch. Bacillus Subiilis Г.Coli Компостирование 1 le обнаружены

ОСВ + опилки (12 : 1) Si.Ali re lis Компостирование l'oci St Aureus

ОСВ + опилки (12 : 1) +cvch. Bacillus Subtilis Si.Aureus Компостирование I le обнаружены

ОСВ + опилки (12 : 1) Sal.Dublin Компост ированис l'oci Sal.Dublin

ОСВ + опилки (12 : 1) +cvcn. Bacillus Subiilis Sal.Dublin Komiioc i ированис i le обнаружены

ОСВ + опилки (12 : 1) Sal.Dublin Перми ком мое nipo-наиие через 30 дней llci роста Sal.Dublin

ОСВ + опилки (12 : 1) Sal.Dublin Всрмпкомпостиро-нлние через 40 дней Не обнаружены

ОСВ + опилки (12 : 1) even. Bacillus Subtilis Sal.Dublin Перми Komi юстирование через 30 дней 11c обнаружены

ОСВ без опилок Si.Aureus l'oci St.Aureus

ОСВ без опилок K.t'oli l'oci Г.Coli

ОСВ без опилок Sal.Dublin I'oei Sal.Dublin

При всрмикомпостпрованип Sal.Dublin выживают не более 30

дней. По окончании вермикомпостнрования черви, использованные в опыте, были исследованы на наличие Sal.Dublin. По результатам иссле- ' дований, Sal.Dublin из тела червей не выделены.

Предложенная технология вермикомпостнрования позволяет получить вермикомпост (биогумус) с высокими удобрительными свойствами. В вермикомпостах по сравнению с исходным сырьем возрастает минеральная часть при снижении общего количества органической составляющей. По составу гумуса вермикомпост можно отнести к гумат-ному типу (С|к/Сфк= 1,13), с высоким содержанием гуминовы.х кислот и

высокой степенью гумификации. В вермикомпостах растет сбалансированность рост содержания кальция из-за интенсивно!) работы известковых желез у червя. Содержание тяжелых металлов в вермикомпостах находится ниже среднефоновых концентраций и значительно ниже ПДК для почв. Анализ на содержание радиоактивных элементов цезия-137. стронция-90. а также суммарная бета-активность показали соответствие глобальному уровню распределения их в естественных почвах сельхозугодий.

Химический состав осадков и полученных на их основе удобрений приведен в табл.2.

Таблица 2

ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ( на а с.в.)

ОСВ КОМПОСТ IIL1 основе ОСВ Верчикомиост на основе ОСВ

Влажность. % 56,1 15,2 47,1

Зольность, % 65.8 84,7 79,5

Орг.вещ-во, % 34,2 15,3 20,5

N„f„„ . % 1.21 1,75 2,03

Р,0,, % 0,49 0,70 1,45

к,0, % 0,27 0.45 0,46

рн 7,2 6,9 6,5

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КАРТОФЕЛЯ При внесении всех видов удобрений наблюдается улучшение биометрических показателен картофеля. С ростом дозы компоста на основе ОСВ по азоту 150-300-450 кг увеличивается высота растений, ассимиляционная поверхность, кустистость и масса ботвы.

Анализ урожайных данных в год внесения удобрений (табл.3) показал, что прибавка урожая от внесения удобрений составляла от 26,4 до 60.1%. При сравнении действия различных удобрений установлено, что

по одинаковой дозе (N-,00) прибавка урожая в разных вариантах отличалась незначительно. При увеличении дозы компостов прибавка урожая росла. Благоприятные метеорологические условия 1997 года позволили собрать более высокий урожай картофеля: в контрольном варианте 171 ц/га против 163 ц/га в год действия. В первый год последействия наиболее эффективны были варианты с ОСВ, компостом на основе навоза КРС и особенно с вермикомпостом: прибавка урожая по варианту с вер-микомпостом составила 55% против 28.2% в год действия. Второй год последействия не дал значимых результатов, и максимальная прибавка была получена в варианте с компостом в максимальной дозе N450- 16,3%.

Таблица 3

УРОЖАЙНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ ПО ГОДАМ ОПЫТА

Вариант Урожайность, в и/га II шбавка урожая

Год действия 1 1 од послс-дейст. 2 юл посдс-депст. Год До Л ci вия 1-й год последействия 2-й юл нос-ледейс1вия

II'I а % н/га % н/ia %

1 Кои ¡роль 163 171 9 S - - - - - -

т Мин.удобрения N-„„IV„K-,„ 245 257 107 82 50.3 86 50.3 9 9.1

ОСВ (N-.ш) 223 260 92 60 36.8 89 52.4 - -

4 Компост на основе нашла КРС (N-„„) 227 270 И)8 64 39.3 99 57.9 10 10.2

S Компост на основе ОСВ (N„„) 229 240 1 12 66 40.5 69 43.1 14 14.3

6 Компост на основе ОСВ (Nu,,) 206 216 103 43 26.4 45 26.3 5 5.1

7 Компост на основе ОСВ (N4,n) 261 272 1 14 98 60.1 101 59.1 16 16.3

X Komiioci ОСВ (Ni.,,,) + MHH.V.406.Nh„I\№K;7s 233 243 98 70 42.9 72 42.1 - -

9 Всрмикомпост на основе ОСВ (N,5,,) 209 265 104 46 28.2 94 55,0 6 6.1

МСРш 56.9 58.0

В год внесения органических и минеральных удобрений повышает-

ся устойчивость растений к болезням. Внесение органических удобрений в год действия удобрений увеличило процент здоровых растений до 89,6 -99,0% по сравнению с контролем (83,7%). Максимальное количество здоровых растений отмечено при использовании вермикомпоста. При при-

менении кочпостов на основе ОСВ и минеральных удобрений здоровые растения составляли больше 96%. Лето 1997 г. было влажное и теплое, что способствовало развитию болезней. Увеличивались пораженное!ь макроспориозом и ризоктонпозом. Отмечено поражение растений разными видами мозаики особенно при внесении минеральных удобрений.

В год последействия пораженных болезнями клубней стало значительно меньше. Во всех удобренных вариантах выход здоровых клубней был большим, чем в контроле и достигал 70.1 - 90.9% против 61,3% в контроле.

С ростом доз компоста из ОСВ с N|5n до 1М450 возрастала товарность клубней с 76,0 до 83,4% Лучшие показатели товарности клубней отмечены при внесении вермикомпоста (N]5o) и компоста(^50) на ОСВ.

Содержание нитратов в картофеле не превышало нормативов. Максимальное количество нитратов отмечено в вариантах с минеральными удобрениями (171 мг/кг) п компостом на основе ОСВ с максимальной дозой по азоту 450 к г (150 мг/кг) при предельно допустимой концентрации 250 мг/кг.

Таблица 4

УРОЖАЙНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ И ОКУПАЕМОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ПРИБАВКОЙ УРОЖАЯ, В СРЕДНЕМ ЗА 1996-1998 гг.

Вариант опыта Урожай- Прибавка Внесение Окупаемость 1 г

ность. урожая удобрения. удобрений при-

n/ia ii/ia "'о т/га бавкой урожая, кг/г

Контроль 144 - - -

ОСВ ы„„, 192 48 33 56 86

Компост на навозе КРС (К-,1К1) 202 58 40 60 97

Компост на основе ОСВ (N,<1,1 175 31 то 10 310

Компост на основе ОСВ (Ы«»,) 194 50 35 20 250

Компост на основе ОСВ (N44.) 216 72 50 30 210

Верчикочпост на ОСВ (Мц„) 193 49 34 9 544

ИСР,„ 36

Окупаемость осадка сточных вод и компоста на основе навоза КРС прибавкой урожая находились на одном уровне, а компоста на основе ОСВ в той же дозе по азоту (N-l)(] ) была в 3 раза выше. С ростом доз компостов по азоту со 150 до 450 окупаемость снижалась от 310 до 240. Максимальная окупаемость отмечена для вермикомпоста на основе ОСВ (N|5o) - 544 кг/т, что превышает окупаемость компоста в той же дозе в 2 раза (табл.4).

ВЫВОДЫ

1. В условиях снижения плодородия почв и дефицита удобрений в Центральной Якутии эффективны приемы переработки сельскохозяйственных и коммунальных отходов в ценные органические удобрения методами биоконверсии. При соблюдении обязательных технологических требований (предварительная подготовка и подбор оптимального количества наполнителей) методы компостирования и вермикомпости-рования позволяют утилизировать животноводческие отходы, а также осадки сточных вод.

2. По результатам биотестирования, для вермикультивпрования наиболее пригоден подстилочный навоз крупного рогатого скота годичного хранения, а при ворошении субстрата - и свежий навоз. Процесс всрмикомпостирования зависит от температуры субстрата и плотности заселения. Наибольшее количество коконов на единицу объема отмечено при температуре +25°С и оптимальной плотности заселения 60-80 штук/дм'. Для вермикультивировапия пригодны также все исследуемые смеси с осадками сточных вод, включая ОСВ без наполнителя. Выбор наполнителя (опилки, торф) можно осуществлять в зависимости от его доступности для потребителя.

3. Важным резервом увеличения выхода органических удобрений являются осадки городских очистных сооружений г. Якутска, со-

держание тяжелых металлов в которых составляет(в мг/кг сухой массы): кадмия-5, свшша-60, никеля-60, цинка-410, хрома-180, меди-60, что значительно ниже установленных норм. Содержание питательных веществ в ряде (ОСВ - компост на основе ОСВ - вермикомпост на основе ОСВ) возрастает: No5,„ 1,21-1,75-2,03 %, Р205 0,49-0,70-1,45 %, К20 0.27-0,450,46% при pH 7,2-6,9-6,5.

4. Компостирование и вермикомпостирование субстратов на основе ОСВ снижает содержание в них яиц гельминтов. При этом введение микроба-антагониста обеспечивает надежное обеззараживание компоста от яиц Diphyllbothrium Latum. Патогенные микроорганизмы E.Coli, St.Aureus и Sal.Dublin сохраняют жизнеспособность при компостировании ОСВ с опилками более 30 дней. Полное обеззараживание ОСВ от возбудителей кишечных и кокковых инфекций достигается при компостировании его с опилками в соотношение 12:1 при добавлении микроба-антагониста Bac.Subtilis. Срок компостирования при этом не превышает 30 дней. При вермикомпостировании Sal.Dublin выживают не более 40 дней. По данным исследований, в результате вермикомпостирования Sal.Dublin не были выделены из тела червей.

5. Применение в качестве удобрений осадков сточных вод в дозе Njoo, соответствующей 56 т/га, обеспечило в среднем за 3 года прибавку урожая картофеля 48 ц/га, или 33% rio отношению к контролю.

6. Приготовление компостов на основе осадков и древесных отходов в соотношении 10:1 и 12:1 позволяет получать органические удобрения высокой ценности, действие которых в эквивалентных дозах по азоту превосходит осадки, применяемые в чистом виде. С ростом доз компостов с N150 до N450 отмечается рост прибавки урожая картофеля с 22 до 50%. Окупаемость осадка и компоста на основе навоза КРС прибавкой урожая составляет 86-97 кт/т, а компост на основе ОСВ в той же

дозе но акт (N-,,,,,) пмеег окупаемость и 3 раза выше. С ростом доз ком нос юн но азо! у со 150 до 450 кг окупаемость падает с 3 10 до 240 кг/т.

7. Вермпко.мпост в дозе по азоту 150 кт соответствовал по урожайности картофеля в среднем за 3 года компосту в дозе Ní(l». При внесении равных доз компоста м вермикомпоста (N|<„) эффект от вермпко.мпост ирования составлял 12%. Вермикомпост характеризовался максимальной окупаемостью прибавкой урожая каршфеля, вдвое превосходящей этот показатель при внесении компоста из ОСВ в эквивалентной по азоту дозе.

8. Применение нетрадиционных удобрений оказывает положительное воздействие на устойчивость картофеля к болезням. В год внесения удобрений здоровые растения в удобренных вариантах составляли 89.6 - 99% при 83.7% на контроле. Максимальное количество здоровых растений отмечено при использовании вермикомпоста(99%).

13 юл последействия во всех вариантах удобрений выход здоровых клубней достигал 70,1 - 90,9% при 61,3% на контроле.

9. Внесение компосгов и вермпкомпостов повышало качество клубней картофеля, увеличивая содержание сухого вещества, крахмала и товарность. С ростом доз компоста из ОСВ с N|50 до N450 товарность клубней возрастала с 76,0 до 83,4% Лучшие показатели товарности клубней отмечены при внесении вермикомпоста (N150) и компоста (Njso). Содержание нитратов в картофеле не превышало нормативов. Максимальное количество нитратов отмечено в вариантах с минеральными удобрениями (171 мг/'кг) и компостом на основе ОСВ с максимальной дозой по азоту 450 кт (150 мг/кг) при предельно допустимой концентрации 250 мг/кг.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В Центральной Якутии в целях более полной утилизации сельскохозяйственных и коммунальных отходов и обеспечения экологической безопасности целесообразно применять их переработку методами компостирования и иермикомпостироваиия.

Наиболее приемлемым сырьем для вермикомпостирования является подстилочный навоз крупного рогатого скота годичного хранения, а также свежий навоз при условии ворошения. Оптимальная плотность заселения червями 60-80 шг дм' при температуре 20-25°С и влажности субстрата 70%.

Переработка осадков сточных вод методами компостирования и вермикомпостирования возможна после проверки их на токсичность по содержанию тяжелых металлов. Наполнителями при этом могут служить древесные отходы при codi ношении ОСВ : опилки 10:1 и 12:1. Для полною обеззараживания субстрата на основе ОСВ от яиц гельминтов и патогенных микроорганизмов в процессе компостирования целесообразно использование штамма ГНП-З Bacillus Subtilis.

Эффективной дозой компоста на основе ОСВ при выращивании картофеля с учетом окупаемости прибавкой урожая является 20 г'га (N-,„„).

Вермикомпост на основе ОСВ рекомендуется вносить в дозе 9 т'га (N150), которая обеспечивает устойчивую прибавку урожая (на уровне прибавок при внесении компоста в дозе N-,00) и высокую окупаемость удобрения (в 2 раза выше по сравнению с компостом в дозе N^)0).

При использовании осадков сточных вод и компостов на их основе необходимо предусматривать мониторинг содержания тяжелых металлов в применяемых удобрениях, почвах и растительной продукции.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Н.В. Ленчиков, В.И. Дмитриева, А.И. Степанов. Возможности переработки осадков сточных вод канализации г. Якутска в экологически безопасные удобрения. // Тезисы научно-практической конференции «Якутск - столица северной республики: глобальные проблемы градосферы и пути их решения». Якутск, 1995, С.7.

2. А.И. Степанов, В.И. Дмитриева. Эффективность утилизации и переработки осадков сточных вод г. Якутска методом компостирования и вер-микультивирования. // Тезисы докладов XXXI Конференции "Эффективность применения средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур". М., 1996, С. 33

3. А.И. Степанов, Г.Е. Мерзлая, В.И. Дмитриева. Новые виды органических удобрений в Якутии. // Химия в сельском хозяйстве, т.6.,1996, С. 1214.

4. Г.Е. Мерзлая, А.И. Степанов, В.И. Дмитриева. Приготовление компо-стов и вермикомпостов из осадков сточных вод. // Тезисы докладов IY Международного конгресса по биоконверсии. Киев, 1996, С.42-43.

5. В.И. Дмитриева, А.И. Степанов, Я.М. Аммосова, Г.Е. Мерзлая. Переработка отходов животноводства методом вермикультивирования в условиях Якутии. // Тезисы докладов IY Международного конгресса по биоконверсии. Киев, 1996, С.106.

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

7. В.И. Дмитриева, А.И. Степанов. Перспективы использования нетрадиционных органических удобрений в Якутии. // Материалы Международной конференции по развитию сельского хозяйства. Улан-Батор, Монголия, 1997.

8. В.И. Дмитриева, А.И. Степанов. Влияние на урожайность картофеля органических удобрений на основе осадков сточных вод г. Якутска. // Материалы научно-практической конференции «Совершенствование научного обеспечения агропромышленного комплекса Республики Саха (Якутия) в условиях рыночных отношений». Якутск, 1997.

9. A.I. Stepanov, V.I. Dmitrieva, I.K. Everstova, G.E. Merzlaya. Use of Composts and Vermiconposts in Groing of Potato in Yakutia. 3-rd Circumpolar Agricultural Confercnce: The Challenge og Globalization. Тезисы Ш-й Международной циркумполярной аграрной конференции «Приполярное сельское хозяйство: перспективы глобализации». Анкоридж, Аляска, США, 1998. С.81.

10. В.И. Дмитриева, Л.И. Степанов. О возможности использования компостов на основе сточных вод при выращивании картофеля. // Материалы конференции аспирантов, докторантов и соискателей ВИУЛ «Агрохимия на пороге XXI века». М., № 111, 1998, С.64

11. В.И. Дмитриева, А Н. Степанов, Я.М. Аммосова. Сравнительные микробиологические характеристики вермикомпостов на основе осадков сточных вод. // Материалы Y-ro Международного конгресса по биоконверсии органических отходов и охране окружающей среды. Ивано-Франковск, 1999. С. 36-37.

12. В.И. Дмитриева, A.M. Степанов, Я.М. Аммосова, Л.К. Садовникова. Физико-химическая характеристика вермикомпостов на основе навоза РРС, полученного в Якутии. // Материалы Y-ro Международного конгресса по биоконверсии органических отходов и охране окружающей среды. Ивано-Франковск. 1999, С. 16-17.

13. Методические рекомендации по изучению эффективности нетрадиционных органических и органоминерапьных удобрений. М., 1999, -40 с.

14. А.И. Степанов, В.И. Дмитриева, С.С. Красильникова, Т.В. Аргунова. Вермикультивирование в условиях Центральной Якутии. Якутск. Саха-пол и графиздат. 1999. -39 с.

15. В.И. Дмитриева. А И. Степанов, Г.Е. Мерзлая. Л.К. Садовникова. С.С. Красильникова. Вермикультивирование: теория, опыт, практика. Яку тск., Сахаполиграфиздат, 2000, -119 с.

16. В.И. Дмитриева. С.С. Красильникова, А.И. Степанов. Пути решения проблемы утилизации отходов в сельском хозяйстве. //Тезисы научно-практической конференции «Будущее якутского села». Якутск. 2000.

17. А.И. Степанов, В.11. Дмитриева. Производство удобрений из органических отходов в условиях Центральной Яку тии.// Материалы Международной конференции «Почва, жизнь, благосостояние». Пенза. 2000.

Зак.

Объем iÛ печ. л.

Тираж 100 экз.

Типография Издательства МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул., 44

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Дмитриева, Валентина Иннокентьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ

ПРОБЛЕМЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ

1.1. Агроэкологическая характеристика почв Якутии.

1.1. Некоторые проблемы загрязнения окружающей среды в Якутии.

1.2. Современное состояние и перспективы использования органических отходов в качестве удобрения.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ОПЫТОВ.

2.1. Опыт по разработке приемов утилизации навоза в условиях Центральной Якутии.

2.2. Схемы опытов и методика исследований по разработке приемов утилизации осадков сточных вод г. Якутска.

2.3. Опыты по изучению влияния нетрадиционных удобрений на основе навоза и осадков сточных вод на урожайность и качество картофеля.

2.4. Агрометеорологические условия.

ГЛАВА 3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ УДОБРЕНИЙ ИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ

ОТХОДОВ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ

3.1. Технология производства компостов и вермикомпостов на основе навоза крупного рогатого скота.

3.1.1. Характеристика и подбор субстратов.

3.1.2. Технология вермикомпостирования навоза КРС.

3.2. Технология производства компостов и вермикомпостов на основе осадков сточных вод городской канализации.

3.3. Физико-химическая характеристика вермикомпостов на основе навоза КРС.

3.4. Микробиологическая характеристика вермикомпоста на основе навоза КРС.

3.5. Химический состав компостов и вермикомпостов на основе ОСВ.

ГЛАВА 4. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОСТОВ И ВЕРМИКОМПОСТОВ 4.1. Влияние компостов и вермикомпоста на основе ОСВ на урожайность и качество картофеля.

4.1.1. Особенности роста и развития картофеля.

4.1.2. Урожайность картофеля.

4.1.3. Качество клубней картофеля.

4.1.4. Окупаемость удобрений прибавкой урожая.

ГЛАВА 5. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ (по результатам внедрения)

5.1. Испытание возрастающих доз вермикомпостов.

5.2. Организация производственного участка компостирования и вермикомпостирования ОСВ на предприятии «Водоканал»

5.3. Распространение технологии утилизации навоза КРС методом вермикультивирования в Якутии.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Агроэкологические аспекты использования органических отходов в качестве удобрений в условиях Центральной Якутии"

Среди комплекса экологических проблем, стоящих перед человечеством в преддверии ХХ1-го века, можно выделить две, которые возможно и необходимо решать в комплексе. Это снижение плодородия земель и проблема утилизации отходов органического происхождения.

Экстремальные климатические, специфические почвенно-агрохимические условия земледелия Якутии требуют особого подхода при использовании мерзлотных почв в сельском хозяйстве. Важным фактором для повышения плодородия культивированных мерзлотных почв, роста урожайности и экологической устойчивости агроценозов является рациональное использование органоминеральных удобрений. Однако ухудшение экономического состояния привело к резкому снижению применения минеральных удобрений, которые не производятся в республике и завозятся из-за ее пределов. По сравнению с 1991 года внесение минеральных удобрений сократилось в 25 раз, органических удобрений - в 3 раза. В последние годы ежегодный выход органических удобрений в Якутии составляет 500 тыс. тонн, или одну треть от потребности в них почв республики. В результате внесения в почвы технологически малопригодного навоза наблюдаются потери питательных веществ из круговорота в земледелии; засоление мерзлотных почв; возможность распространения различных патогенных микроорганизмов; повышается вероятность распространения возбудителей болезней человека и животных. Все это приводит к снижению плодородия мерзлотных почв, масштабному загрязнению окружающей среды и снижению качества сельскохозяйственной продукции. В результате сокращения объемов внесения качественных органических удобрений содержание гумуса в пахотном слое почвы за последние 5 лет снизилось с 4,9 до 4,0 %. При этом наблюдается снижение урожайности сельскохозяйственных культур. Например, недобор урожая только по одной культуре - картофелю составляет 2400 т.

Отсутствие какой-либо переработки отходов животноводческих комплексов приводит к накоплению навоза крупного рогатого скота (КРС) вблизи ферм, которые, как правило, расположены рядом с естественными водоемами. Из-за попадания в озера различных поллютан-тов содержание нитратов, нитритов, аммония и фосфатов часто превышает допустимые нормы. Большинство населенных пунктов в Якутии расположено рядом с озерами, и питьевая вода из них нередко поступает населению из тех же водоемов без какой-либо очистки. Следует отметить, что в республике именно сельскохозяйственные районы занимают первое место по количеству онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта у проживающих там людей.

Серьезную экологическую опасность представляет накопление огромного количества отходов коммунального хозяйства. Отсутствие утилизации осадков хозяйственно-бытовых сточных вод (ОСВ) и твердых бытовых отходов приводит к загрязнению окружающей среды. В то же время эти отходы при соответствующей переработке могут служить важным ресурсом органического вещества и элементов питания для растений,.

В последние годы получают распространение новые виды органических удобрений на основе биоконверсии различного сырья, в частности вермикомпосты (биогумус). В процессе вермикомпостирова-ния происходит ускоренное разложение (в 1.5 - 2 раза быстрее, чем при обычном компостировании) органических отходов специально выведенными червями с выходом высокоэффективного удобрения. Основная тенденция в применении нетрадиционных органических удобрений, наметившаяся в последнее десятилетие, заключается в повышении их качества при одновременном снижении норм внесения. Появление новых видов удобрений требует проверки их агрономической эффективности и экологической безопасности, проведения должной экологической оценки их действия в системе почва-растение.

Комплекс вышеперечисленных агроэкологических проблем, имеющих место в Центральной Якутии, определил необходимость и актуальность наших исследований.

Актуальность проблемы. В связи с критическим состоянием естественного плодородия мерзлотных почв, в условиях дефицита минеральных удобрений, экологической опасности не переработанных отходов животноводства в Якутии остро стоит проблема изыскания ресурсов местного сырья для производства экологически безопасных и эффективных удобрений. С учетом наличия практически неисчерпаемого источника отходов органического происхождения в виде осадков хозяйственно-бытовых сточных вод, которые в настоящий момент не используются в народном хозяйстве и загрязняют окружающую среду, целесообразно провести исследования по установлению возможности утилизации ОСВ биологическими методами в условиях Центральной Якутии, разработать приемы получения экологически безопасных высокоэффективных удобрений - компостов и верми-компостов, а также апробировать полученные удобрения при выращивании картофеля на мерзлотных почвах с выявлением оптимальных доз внесения.

Целью исследований явилось изучение приемов производства новых экологически безопасных органических удобрений из местного сырья в виде отходов животноводства и коммунального хозяйства и применение их при выращивании картофеля в условиях Центральной Якутии.

В задачи исследований входило: 1. Изучить химический состав, токсичность и бактериальное загрязнение навоза крупного рогатого скота и осадка сточных вод г.

Якутска.

3. Изучить действие и последействие компостов и вермикомпостов на основе навоза и осадка сточных вод в различных дозах на рост, развитие и урожайность картофеля.

4. Изучить влияние нетрадиционных органических удобрений на качество растениеводческой продукции (биохимический состав, поражаемость болезнями, товарность клубней).

Научная новизна. Впервые по результатам исследований дана агроэкологическая оценка традиционных (навоз крупного рогатого скота) и нетрадиционных (осадок сточных вод г. Якутска, компосты и вермикомпосты из навоза, осадка и древесных отходов) видов органических удобрений в условиях мерзлотных почв.

Определены условия компостирования и вермикомпостирования смесей из местного органического сырья: навоза, осадков сточных вод канализации г. Якутска, древесных отходов.

Разработан метод 100%-го обеззараживания осадков сточных вод от патогенных микроорганизмов с применением экологически целесообразного микробиологического метода.

Получены новые данные по дозам компостов и вермикомпостов на основе навоза КРС и ОСВ при выращивании картофеля в условиях Центральной Якутии. Изучено влияние удобрений на агрохимические свойства почвы, урожайность картофеля, качество клубней и их лежкость.

Практическая ценность работы. В сложившихся условиях дефицита удобрений установлена целесообразность утилизации навоза КРС, древесных отходов и осадков хозяйственно-бытовых сточных вод г. Якутска с целью переработки их в ценное удобрение, что позволяет получить новые экологически безопасные высокоэффективные удобрения - практически неисчерпаемый источник элементов питания для восстановления плодородия почв и возврата их в природный круговорот.

Предложенный метод вермикомпостирования навоза КРС с целью получения удобрений для малых форм сельского хозяйства (фермерские и крестьянские хозяйства) является низкозатратным и экологически целесообразным, что позволило под моим руководством организовать в республике 20 участков вермикультивирования: в 5 крестьянских и фермерских хозяйствах и на 13 пришкольных участках с внедрением технологии вермикомпостирования в условиях Центральной Якутии, разработанной и апробированной в рамках работы над диссертацией. С представителями участков вермикультивирования заключены Договора о сотрудничестве, что позволяет развивать в дальнейшем совместную практическую и творческую деятельность.

Организован малотоннажный цех утилизации осадков сточных вод на Канализационной очистной станции МУП «Водоканал» в г. Якутске, где внедрена технология компостирования и вермикомпостирования осадка сточных вод, также разработанная и апробированная в процессе реализации целей и задач диссертации.

Автор выражает глубокую признательность за помощь в работе и ценные консультации научным руководителям д.с.-х.н., профессору Г.Е.Мерзлой, к.с.-х.н. А.И.Степанову, а также искреннюю благодарность за совместную работу зав. лаборатории ветеринарии, к.вет.н. Н.П. Тарабукиной и сотрудникам лаборатории агроэкологии Якутского НИИСХ СО РАСХН У.К. Эверстовой, Э.Г. Иванову, Е.И. Прибылых, консультанту Т.В. Аргуновой.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Дмитриева, Валентина Иннокентьевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании вышепроведенных исследований можно заключить следующие выводы:

1. В условиях снижения плодородия почв и дефицита удобрений в Центральной Якутии эффективны приемы переработки сельскохозяйственных и коммунальных отходов в ценные органические удобрения методами биоконверсии. По результатам проведенных исследований, высокий агроэкологический эффект достигается при производстве органических удобрений из отходов методами компостирования и вермикомпостирования. При соблюдении обязательных технологических требований (предварительная подготовка и подбор оптимального количества наполнителей) методы компостирования и вермикомпостирования позволяют утилизировать практически все виды животноводческих отходов, а также осадки сточных вод.

2. По результатам биотестирования, для вермикультивирования наиболее пригоден навоз крупного рогатого скота годичного хранения, а при ворошении субстрата - и свежий навоз. Процесс вермикомпостирования зависит от температуры субстрата и плотности заселения. Наибольшее количество коконов на единицу объема отмечено при температуре +25°С и оптимальной плотности заселения 60-80 штук/дм . Для вермикультивирования пригодны также все исследуемые смеси с осадками сточных вод , включая ОСВ без наполнителя. Выбор наполнителя (опилки, торф) можно осуществлять в зависимости от его доступности потребителя.

3. Важным резервом увеличения выхода органических удобрений являются осадки городских очистных сооружений Якутска, содержание тяжелых металлов в которых составляет (в мг/кг сухой массы): кадмия -5, свинца -60, никеля -60, цинка -410, хрома - 180, меди -60, что значительно ниже установленных допустимых норм. Содержание питательных веществ в ряде (ОСВ -компост на основе ОСВ - вермикомпост на основе ОСВ) возрастает: No6ui 1,21 - 1,75 - 2,03 %, Р205 0,49 - 0,70 -1,45 %, К20 0,27 - 0,45 - 0,46 % при рН 7,2 - 6,9 - 6,5.

4. Компостирование и вермикомпостирование субстратов на основе ОСВ снижает содержание в них яиц гельминтов. При этом введение микроба-антагониста обеспечивает надежное обеззараживание компоста от яиц Diphyllbothrium Latum. Патогенные микроорганизмы E.coli, St.aureus и Sal.dublin сохраняют жизнеспособность при компостировании и вермикомпостировании ОСВ с опилками более 30 дней. Полное обеззараживание ОСВ от возбудителей кишечных и кокковых инфекций достигается при компостировании его с опилками в соотношении 12 : 1 при добавлении микроба-антагониста Bac.subtilis. Срок компостирования при этом не превышает 30 дней. При вермикомпостировании Sal.Dublin выживают не более 30 дней. По данным исследований, в результате вермикомпостирования Sal.dublin не были выделены из тела червей.

5. Применение в качестве удобрений осадков сточных вод в дозе N300, соответствующей 56 т/га, обеспечило в среднем за 3 года прибавку урожая картофеля 48 ц/га, или 33% по отношению к контролю.

6. Приготовление компостов на основе осадков и древесных отходов в соотношении (10 : 1) позволяет получать органическое удобрение высокой удобрительной ценности, действие которых в эквивалентных дозах по азоту превосходит осадки, применяемые в чистом виде. С ростом доз компостов с Ni50 до N450 отмечается повышение прибавки урожая картофеля с 22 до 50%. Окупаемость осадка и компоста на основе навоза КРС прибавкой урожая составляет 86-97 кг/т, а компост на основе ОСВ в той же дозе по азоту (N300 ) имеет окупаемость в 3 раза выше. С ростом доз компостов по азоту 150-300-450 кг д.в. окупаемость падает в порядке 310-250-240 кг/т.

7. Вермикомпост в дозе по азоту 150 кг соответствовал по урожайности картофеля в среднем за 3 года компосту в дозе N300-При внесении равных доз компоста и вермикомпоста (Ni50) эффект от вермикомпостирования составлял 12%. Вермикомпост характеризовался максимальной окупаемостью прибавкой урожая картофеля, вдвое превосходящей этот показатель при внесении компоста из ОСВ в эквивалентной по азоту дозе.

8. Применение нетрадиционных удобрений оказывает положительное воздействие на устойчивость картофеля к болезням. В год внесения удобрений здоровые растения в удобренных вариантах составляли 89,6 - 99% при 83,7% на контроле. Максимальное количество здоровых растений отмечено при использовании вермикомпоста(99%).

В год последействия во всех вариантах удобрений выход здоровых клубней достигал 70,1 - 90,9% при 61,3% на контроле.

9. Внесение компостов и вермикомпостов повышало качество клубней картофеля, увеличивая содержание сухого

125 вещества, крахмала и товарность. С ростом доз компоста из ОСВ с N150 до N45o товарность клубней возрастала с 76,0 до 83,4% Лучшие показатели товарности клубней отмечены при внесении вермикомпоста (Ni50) и компоста (N450). Содержание нитратов в картофеле не превышало нормативов. Максимальное количество нитратов отмечено в вариантах с минеральными удобрениями (171 мг/кг) и компостом на основе ОСВ с максимальной дозой по азоту 450 кг (150 мг/кг) при предельно допустимой концентрации 250 мг/кг.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

3 о плотность заселения червями 60-80 шт/дм при температуре 20-25 С и влажности субстрата 70-80%.

Переработка осадков сточных вод методами компостирования и вермикомпостирования возможна после проверки их на токсичность по содержанию тяжелых металлов. Наполнителями при этом могут служить древесные отходы при соотношении «ОСВ + опилки»: 10:1 и 12:1. Для полного обеззараживания субстрата на основе ОСВ от яиц гельминтов и патогенных микроорганизмов в процессе компостирования целесообразно использование штамма ТНП-3 Bacillus subtilis.

Эффективной дозой компоста на основе ОСВ при выращивании картофеля с учетом окупаемости прибавкой урожая является 20 т/га (N3oo)

Вермикомпост на основе ОСВ рекомендуется вносить в дозе 9 т/га (N150), которая обеспечивает устойчивую прибавку урожая (на уровне прибавок при внесении компоста в дозе N300) и высокую окупаемость удобрения (в 2 раза выше по сравнению с компостом в дозе N3oo).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Дмитриева, Валентина Иннокентьевна, Москва

1. Агрохимия. Учеб.пос. /Б.А. Ягодин, П.М. Смирнов, А.В Петербурский и др. -М.: Агропромиздат, 1989.- 639 с.

2. Агроклиматические ресурсы Якутии. JL: Гидрометеоиздат, 1973. - 250 с.

3. Агроклиматический справочник по Якутской АССР. -М: Гидрометеоиздат, 1963.-146 с.

4. Агроэкология: Учеб.пос.для ВУЗов / В.А.Черников, Р.М.Алексахин, А.В .Голубев и др.; под ред.А.А.Белоусовой, Н.М.Щербаковой, И.А.Фроловой. М: Колос, 2000. - 535 с.

5. Атлас «Окружающая среда и здоровье населения России: Пер. с англ». /Под ред. Мюррэя, Фешбаха. М.: ПАИМС, 1995.

6. Бардина Т.В. Агроэкологические аспекты использования коммунальных стоков в качестве мелиоранта почв: Автореф.дисс.канд.биол.наук. М., 1994.-21 с.

7. Батыев Х.А., Иванов И.А. Обеспеченность мерзлотных таежных палевых почв Центральной Якутии легкодоступными формами азота и эффективность азотных удобрений под зерновые культуры. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1983. - С.99-106.

8. Батыев Х.А., Коноровский А.К. Оценка плодородия мерзлотных почв земледельческих районов Якутии по содержанию гумуса и нитратного азота / Рекомендации. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1987. - 7 с.

9. Бацанов Н.С. Картофель. М.: Колос, 1970. - 376 с.

10. Биоконверсия органических отходов: Тез. докл. III-й междунар.конгресс. -М., 1994.- 108 с.

11. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве: Тезисы докл. IY-й междунар. конгресс. Киев, 1990. - 256 с.

12. Васильев В.А., Филиппов Н.В. Справочник по органическим удобрениям. М.: Россельхозиздат, 1984. - 254 с.

13. Вермикультивирование в условиях Центральной Якутии /А.И.Степанов, В.И.Дмитриева, С.С.Красильникова, Т.В. Аргунова. Якутск: Сахаполиграфиздат, 1999. - 40 с.

14. Винокурова B.C. К вопросу сохранения плодородия мерзлотных почв. // Будущее якутского села: Матер, научно-практ. конф. Якутск: ЯГСХА, 2000.

15. Головных Ф.И. Сельскохозяйственные зоны Якутской АССР. Почвы долин рек Лены и Алдана./ Под ред.Л.Г.Еловской. Якутск: Якутсккнигоиздат, 1965.-С.12-33.

16. Гаврилова М.К. Временные рекомендации по мелиорации в заполярной Якутии. Якутск: Изд-во ИМЗ СО АН СССР, 1987. - 39 с.

17. Гаврилова М.К. Климат Центральной Якутии. -Якутск: Кн-ое изд-во, 1973.- 118 с.

18. Гамзиков Г.П., Пигарева H.H. Диагностика азотного питания растений на лугово-черноземных мерзлотных почвах. //Агрохимия. 1990. - N12. -С.3-10.

19. Говоров П.М., Кузнёцов Х.А., Львова П.М., Никитин Г.П., Саморцева Д.А., Торговкина Е.Е. Агрофизиологические особенности пропашных культур в условиях Якутии. -Якутск: Кн-ое изд-во, 1968. С.12-15.

20. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве./ Городний Н.М., Мельник И.А.и др.; под ред. И.А.Мельник. Киев: Урожай, 1990. - 256 с.

21. Дадыкин В.П. Особенности поведения растений на холодных почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1952. - 276 с.

22. Дмитриева В.И., Степанов А.И., Мерзлая Г.Е., Садовникова Л.К., Красильникова С.С. Вермикультивирование: теория, опыт, практика. -Якутск: Сахаполиграфиздат, 2000. 120 с.

23. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта./С основами статистической практики результатов исследований. 5-е изд., доп. и перераб. -М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

24. Достовалов Б.Н. Исследование мерзлых пород методом сопротивлений // Региональные мерзлотно-географические исследования: Тр. Ин-та мерзлотоведения, -т.15., М., 1959.

25. Евилевич А.З., Евилевич М.А. Утилизация ОСВ. -Л.: Стройиздат, 1988. 248 с.

26. Еловская Л.Г. Мелиоративная характеристика почвенного покрова Якутии и дальнейшие задачи почвенных исследований. /Тр. ЯНИИСХ, вып. 12. -Якутск: Кн-е изд-во, 1972.

27. Еловская Л.Г., Иванов И.А. Почвы /Атлас сельского хозяйства Якутской АССР. М.: ГУГ и К СМ СССР, 1989. - 115 с.

28. Еловская Л.Г., Коноровский А.К. Районирование и мелиорация мерзлотных почв Якутии. Новосибирск: Наука, 1978. - 174 с.

29. Еловская Л.Г., Коноровский А.К., Кузнецов Х.А. Систематический список почв таежной зоны Якутии и их диагностические признаки. /Почвы долин рек Лены и Алдана. -Якутск: Кн-ое изд-во, 1965.

30. Еловская Л.Г., Кузнецов Х.А. Эффективность минеральных удобрений в зависимости от обеспеченности мерзлотных почв Якутии нитратным азотом. /Почвенные и ботанические исследования в Якутии. Якутск: Кн-ое изд-во, 1972. - 69 с.

31. Ермолаев В.Ф. Рассадный картофель в Якутии. Якутск: Кн-ое изд-во, 1988.-24 с.

32. Ермохин Ю.И. Химическая диагностика потребности картофеля и овощных культур в удобрениях. Омск: ОмСХИ, 1975. - 64 с.

33. Жукова Л.А., Иноземцев И.В. Разработка научно-практических основ обеззараживания и утилизации ОСВ Железногорска. // Химия в сельском хозяйстве. 1993. - № 8-9. - С.33-35.

34. Закон ФРГ о технических шламах от 15.04. 1992 г.

35. Зольников В.Г. Почвы восточной половины Центральной Якутии и их использование./ Материалы о природных условиях и сельском хозяйстве Центральной Якутии. -М.: Изд-во АН СССР, 1954. С.55-221.

36. Иванова E.H. Мерзлотно-таежные почвы Северной Якутии. // Почвоведение. 1965. - N 7. - С.24-26.

37. Иванова E.H., Розов H.H., Наумов Е.М. Мерзлотно-таежные и мерзлотно-подзолистые почвы Севера-востока СССР: Тез.докл. конф. почвоведов Сибири и Дальнего Востока. Горно-Алтайск, 1962.

38. Использование осадков сточных вод и твердых бытовых отходов. -Владимир, 1983. 52с.

39. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989.

40. Касатиков В.А. АгроЭкологические основы применения осадков городских сточных вод в качестве удобрения: Автореф.дисс. доктора с.-х.н. М., 1989.- 36 с.

41. Комплекс меропрятий по биологическому обеззараживанию и переработке навоза и птичьего помета в условиях Якутии. / Метод, рекомендации / РАСХН. Сиб.отд-ние. ЯНИИСХ. Новосибирск, 2000. - 16 с.

42. Коноровский А.К. Режимы мерзлотных пойменных почв долины р. Лены. Новосибирск: Наука, 1974. - 168 с.

43. Конюхов Г.И., Цвигун В.П. За высокую культуру земледелия. -Якутск: Кн-ое изд-во, 1989. 83 с.

44. Кочергин А.Е. Определение потребности сельскохозяйственных растений в азотных удобрениях на черноземах Сибири // Сб. научных работ. -N6.-Омск, 1961.-С.З-9.

45. Кочергин А.Е. Повышение эффективности азотных и фосфорных удобрений на черноземах Западной Сибири // Тр. конф. почвоведов Сибири и Дальнего Востока. -Новосибирск, 1964. С.508-513.

46. Кочергин А.Е., Гамзиков Г.П. Эффективность азотных удобрений в черноземной зоне Сибири //Агрохимия. 1972. - N 6. - С.3-10.

47. Круглов Ю.В., Герш Н.Б. Основные микробиологические методы исследований почвы. / Методические рекомендации. Л: ВНИИСМ, 1987. -47 с.

48. Кузин Ф.А. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты. 2-е изд. - М.: 1998. - 208 с.

49. Лобова Е.В.,Хабаров A.B. Почвы. -М.: Мысль, 1983. С.36-41.

50. Мерзлая Г.Е., Береснев Б.Г., Нестерович И.А., Матюшина Г.И., Белоус Н.М. Экологические аспекты применения бесподстилочного навоза. // Химизация сельского хозяйства. 1990. - N 7. - С.43-46.

51. Мерзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Нестерович И.А., Фомкина Т.П., Марфенина O.E., Лысак Л.В. Агроэкологическая эффективность вермикомпостов. // Вестник РАСХН. 1996. - №3. - С.61-63.

52. Методика исследований по культуре картофеля. М.: НИИКХД967.- 263 с.

53. Методические рекомендации по изучению эффективности нетрадиционных органических удобрений и органоминеральных удобрений. / P.A. Афанасьев, Г.Е. Мерзлая;.Под ред. Н.З. Милащенко. М.: РАСХН, 1999. - 40 с.

54. Методическое руководство по расчету доз удобрений на планируемый урожай. Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1978. - 10 с.

55. Методы санитарно-микробиологического исследования объектов окружающей среды. М.: Медицина, 1978. - 225 с.

56. Молнар И. Биологический способ эффективной переработки навоза. // Международный агробиологический журнал. 1991. - № 2. - С.70-72

57. Морев Ю.Б. Искусственное разведение дождевых червей. Фрунзе, 1990. -61с.

58. Мусич Н.И. Динамика плодородия таежных почв Якутии при их распашке. / Мерзлота и почва. Вып. 2. Биология, химия и плодородие мерзлотных почв. -Якутск: Якутское кн-ое изд-во, 1972. С. 171-183.

59. Небольсина З.П., Небольсин А.Н. Роль органических веществ в снижении вредного действия кислотности на растения. // Матер, науч.-метод, совещания стран-участниц СЭВ "Органические удобрения". М.: ВИУА, 1972. - С.127-130.

60. Неустроев М.П. Выживаемость мытного стрептококка во внешней среде в условиях Якутии.// Сиб.вестник, 1993, - № 4. - С.54-57

61. Органические удобрения в интенсивном земледелии. / В.А.Васильев, И.И.Лукьяненков и др.; под ред. В.Г.Минеева. М.: Колос, 1984. - 303 с.

62. Отчет НИР ИПЭС АН РС(Я). Влияние техногенного и антропогенного воздействий на природную среду и состояние здоровья населения в Лено-Амгинском междуречье Центральной Якутии. 1991.

63. Отчет Якутского территориального комитета охраны природы. О состоянии окружающей среды в г. Якутске и пригородных территориях. 1998.

64. Данников В.Д. Значение органических удобрений и задачи дальнейших исследований. // Матер, науч.-метод, совещания стран-участниц СЭВ "Органические удобрения". -М.: ВИУА, 1972. С.4-6.

65. Пасечник П.П. Почвы Магаданской области. Магадан: Кн-ое изд-во, 1957.-78 с.

66. Поляков A.A. Ветеринарная санитария. М.: Колос, 1986. - 318 с.

67. Покровская С.Ф. Вермикультура- новый способ переработки органических отходов. /ЖИЙТЭИСХ, 1986.-88 с.

68. Покровская С.Ф., Касатиков В.А. Использование осадков городских сточных вод в сельском хозяйстве. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987.-59с.

69. Попович Л.П. Фосфатное состояние почвы. //Почвоведение. 1992. -N11. - С.24-35.

70. Почвы долин рек Лены и Алдана. / Под ред.Л.Г.Еловской. -Якутск: Якутсккнигоиздат, 1965. С.12-33.

71. Прянишников Д.Н. Потребность картофеля в удобрениях. /Избр-ые соч., т.2. -М.: Колос, 1965. С.51-57.

72. Рекомендации по использованию птичьего помета на удобрение. -Владимир: ВПО по агрохим. обслуживанию сельского хозяйства, ВНИПТИОУ, 1986. С. 10-21.

73. Саввинов Д.Д. Почвы Якутии. Проблемы рационального использования почвенных ресурсов, их мелиорация и охрана. Якутск: Кн-ое изд-во, 1989. - 150 с.

74. Саввинов Д.Д., Кононов К.Е. Тепловой баланс луговой растительности и климат мерзлотных почв. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1981.- 175 с.

75. Савич В.И. Термодинамическое обоснование влияния температурных условий на почвообразовательный процесс, подвижность и усвояемость катионов. /Мерзлота и почва. Вып.2. Биология, химия и плодородия мерзлотных почв. Якутск: Кн-ое изд-во, 1972. - С.50-57.

76. Сандаминов И. Исследования и разработка высокоэффективной технологии переработки ОСВ в удобрение: Автореф. дис. докт.техн.наук. -М, 1994.

77. Санитарные нормы и правила. СанПиН 2.1.7.573-96. / Гигиенические нормы и правила к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. М.: Минздрав России, 1997. - 54 с.

78. Сдобников С.С., Денисов Г.В., Гришанов Н.П. Применение ярусной заделки торфопометного компоста для повышения плодородия дерново-подзолистой почвы. //Агрохимия. 1989. - N 3. - С.92.

79. Семенов В.И., Машкин В.А. Площадочный способ приготовление компостов. / Инф. листок N 258-85, 1985. 2 с.

80. Сергеев Г.М. Климат /Атлас сельского хозяйства Якутской АССР. М.: ГУГиК СМ СССР, 1989. - С.92-96.

81. Сергиенко Л.И., Семенов Б.С., Мосиенко H.A., Тян В.П., Николанди Н.П. Агроэкологические особенности применения ОСВ в качестве удобрений. // Аграрная наука.- 1993. № 6. - С.29-31.

82. Система ведения агропромышленного производства Якутской АССР. Земледелие, производство и переработка продуктов растениеводства./ Рекомендации,- Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1989. 228 с.

83. Система земледелия сельского хозяйства Якутской АССР. Якутск: Якутиздат, 1981. - 354 с.

84. Скиннер Ф. Сельское хозяйство и биотехнология. М.: Мир, 1988. - 376 с.

85. Соловьев П.А. Многолетняя мерзлота (Криолитозона)./Атлас сельского хозяйства Якутской АССР. М.: ГУГиК СМ СССР, 1989. - С.96-97.

86. Соломонов Н.Г. Беседы об охране природы Севера. Якутск: Кн-е изд-во, 1987. - 175 с.

87. Состояние земельных ресурсов РС(Я) за 1992-1997 гг. / Отчет Госкомитета РС(Я) по земельной реформе и земельным ресурсам. 1998.

88. Справочник агрохимика. / Кореньков Д.А., Гаврилов К.А., Шильников И.А., Васильев В.А. 2-е изд. - М.: Россельхозиздат,1980. - 286 с.

89. Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования. -М.: Медицина, 1982. 240 с.

90. Сумгин М.И. Вечная мерзлота почвы в пределах СССР. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Изд-во АН СССР, 1937. - 379 с.

91. Тарабукина Н.П., Степанов А.И., Прокопьева H.H. Выживаемость патогенных микроорганизмов в компостах // Сб.науч. трудов РАСХН, Сиб.отделение. ЯНИИСХ, Новосибирск, 1993. - С.95-100

92. Удобрения органические. Методы анализа. ГОСТ 26712-85-ГОСТ 26718-85. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 38 с.

93. Хомяков Д.М. Агрометеорологические условия и эффективность удобрений. М.: МГУ, 1990. - С.25-48.

94. Химические методы. Министерство геологии СССР. ВИМС Научный совет по аналитическим методам. М., 1986.

95. Шашко Д.И. Климатические условия земледелия Центральной Якутии. -М.: Изд-во АН СССР, 1961. 261 с.

96. Шлапак К.В., Бурлаков A.A., Скуратовская Л.М., Сальникова К.С. Осадок городских сточных вод эффективное органо-минеральное удобрение. -Ярославль, 1988.

97. XX век: последние 10 лет. 1990-1991. Сб. статей из еженедельников «State of the World», издаваемых Институтом Worldwatch под руководством Лестера Р.Брауна: Пер. с англ. М.: Прогресс, Пангея, 1992. - 325 с.

98. Якутское село на пороге XXI века: что делать? Матер. II респ.науч.-практ. конф. 1999. М.: Издат-во СМХА, 1999. - 183 с.

99. Criteria and recommendation for land application of sludges in the North-East / Pensilvania State University Bull. 1985. - № 851. - P. 1-9.

100. Amaravadi L., Bisesi M., Bozarth R. Vermial virucidol activity: implication for management of pathogenic biological wastes on land.// Biol. Wastes. -1990. 34.- 4. P.349-358.

101. Dean R.B., Suess M.J. The risk to health of chemicals in sewage aludge applied to land // Waste Management and Research. 1985. - V.3. - P.25-78.

102. Diaz L.T., Golueke C.G. Co-composting refuse and sludge. // BioCycle. 1984.- V.25. N 1. - P.21-25.

103. Edwards C.R. Earthworms, organic waste and food // Span. 1983. V.26. - N 3. -P. 106-108.

104. Elliott H.A. Land application of municipal seage sludge // Journal of Soil and Water Conservation. -1986. -V. 41. -N 1. P.5-10.

105. Green M., Penton S. Full scale vermicomposting at the Lufkin water pollution control plant. // Workshop on the Role of Earthworms in the Stabilization of Organic Residues. Kalamazoo. 1981. - V.l. - P.229-231.

106. Hornick S.B. Utilisation of sewage sludge compost as a soil conditioner and fertilizer for plant growth. 1984. - P. 1-9.1.nd application of sludge // Crops and Soils. 1983. - V. 36. - N 1. - P. 19-22.

107. Mach R. Biologische Behandlung und Vermertung organischer Abfalle.// Zeitschrift fur Kulturtechnik und Flurbereinigung. 1981. - Bd.22. - N 5. -S.278-285.

108. Reinecke A.J., Viljoen S.A. The influence of feeding patterns on growth and reproduction of the vermicomposting earthworms Eisenia Foetida. // Biol.Fertil.Soils. 1990. - 10. - 3. - P.184-187.

109. Sewage sludge should be returned to land // Countryside. 1984. - V. 68. - N 7. -P.40.

110. Рис. 1. Вермикомпост на основе навоза КРС под электронным микроскопом

111. Рис.2. Bacillus subtilis под электронным микроскопомгуминовые кислоты вермикомпоста гуминовые кислоты почвыV

112. Рис. 4. Инфракрасные спектры вермикомпоста на основе навоза КРС

113. Рис. 5. Гель-хроматограмма вермикомпоста на основе навоза КРС1.вермикомпост1. водная вытяжка из вермикомпоста

114. I щелочная вытяжка из вермикомпоста

115. Рис. 6. Рентгендифрактограмма вермикомпоста на основе навоза КРС

Информация о работе