Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность использования ила осадков сточных вод городских очистных сооружений под яровую пшеницу на чернозёмах Алтайского Приобья

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эффективность использования ила осадков сточных вод городских очистных сооружений под яровую пшеницу на чернозёмах Алтайского Приобья"

Агрохимической службой и научными учреждениями Алтайского края отмечается заметное снижение эффективного плодородия почв. Это обусловлено рядом причин, среди которых главные - ухудшение материально-технической базы, дороговизна минеральных удобрений и опасность засорения почв при внесении навоза.

Почти десятилетнее игнорирование органических и минеральных удобрений привело к созданию в пахотных почвах края отрицательных балансов органического вещества, азота, фосфора, калия, кальция и др. Почти все площади пахотных земель низко обеспечены подвижным цинком, более половины марганцем, кобальтом, около 30 % - бором, молибденом и другими жизненно-необходимыми микроэлементами.

В связи с утратой гумуса, кальция и подкислением почвенного рас твора в почвах снижается биологическая активность и способность культурных растений противостоять этому процессу. А возделывание зерновых более чем на 50% пашни обусловило «почвоутомление» и накопление патогенных микроорганизмов, вызывающих корневые и септориозные гнили у зерновых, сахарной свеклы, картофеля и овощных корнеплодов, т.к. количество полезных микроорганизмов, продуцирующих физиологически активные вещества, резко снизилось.

Всё это привело к падению эффективного плодородия почв и снижению продуктивности пашни (Применение гуминовых удобрений., 2000) . В связи с этим в ряде регионов страны отмечается недостаток продуктов питания, что негативно складывается на состоянии здоровья и росте народонаселения страны. Поэтому перед аграрной наукой стоит важная задача - поиск путей повышения плодородия почв и получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур во всех регионах.

С целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур, в связи с уменьшением возврата элементов минерального питания в природный круговорот при помощи органических и минеральных удобрений удовлетворением всё возрастающих потребностей в продуктах питания, необходимо изыскание новых резервов удобрительных веществ. В качестве одного из источников питательных веществ для растений могут быть осадки сточных вод (ОСВ), которые образуются на искусственных биологических сооружениях в результате очистки канализационных сточных вод от загрязняющих веществ с помощью активного ила. Ежегодное поступление ОСВ на очистные сооружения г. Барнаула оценивается в 114306 м-1 или 20670 т. сухого вещества. На данный момент его запасы составляют более 1 млн. т. Скопление больших количеств осадков затрудняет работу очистных сооружений и создаёт угрозу загрязнения окружающей среды, так как они, как правило, находятся на водоохранной территории.

Проблема утилизации осадков актуальна как с экономической, так и с природоохранной точек зрения. Как показывает отечественный и зарубежный опыт, осадки, полученные при очистке стоков, в которых преобладают хозяйственно-бытовые воды, наиболее целесообразно использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур, так как они содержат в своём составе значительное количество органического вещества, питательных элементов и меньше токсикантов промышленного происхождения.

Осадки сточных вод по своему основному составу, а так же действию на почвенное плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур приближается к навозу (Кузьменкова, 1976; Экологические проблемы применения., 1984; Воробьёва и др., 1997) и не содержат семян сорняков. При этом использование ОСВ освобождает иловые площадки, снижает нагрузку на прилегающие территории и загрязнение водных источников.

Однако бесконтрольное внесение в почву органических удобрений на основе городских отходов, где большая доля промышленных сточных вод, может привести к перенасыщению почвы, как удобрительными микроэлементами, так и токсичными металлами (кадмий, никель, свинец, ртуть и др.)

Алексеев, 1987; Ачкасов, 1987). По данным обследования ОСВ очистных сооружений г. Барнаула около */2 запасов отвечает требованиям ГОСТа.

Кроме солей тяжёлых металлов, в составе ОСВ находятся жизнеспособные личинки и яйца гельминтов, патогенная, бактериальная и вирусная микрофлора, а также другие вредные вещества (фенолы, бензопирены), являющиеся ограничительным фактором использования их без предварительной обработки. Поэтому вопрос о применении ОСВ в качестве удобрения решается в каждом конкретном случае отдельно и зависит не только от химического, бактериального и физического состояния осадков, но и от почвенно-климатических условий их применения.

Важность данной проблемы предопределила цель настоящей работы.

Цель исследований. Определить эффективность использования ила ОСВ очистных сооружений КОС-2 г. Барнаула в качестве удобрения под яровую пшеницу в условиях Алтайского Приобья.

Реализация поставленной цели предусматривала решение следующих задач:

1. Изучить влияние ила ОСВ на агрохимические показатели потенциального плодородия почв.

2. Установить изменение валового содержания и подвижных форм тяжёлых металлов в почве при внесении ила ОСВ.

3. Определить влияние ила ОСВ на урожайность и качество яровой пшеницы.

4. Установить уровень накопления тяжёлых металлов в товарной и побочной части продукции.

5. Определить экономическую эффективность применения ила ОСВ в качестве удобрения.

Научная новизна. Впервые для выщелоченных чернозёмов Алтайского Приобья установлено положительное влияние ила ОСВ очистных сооружений КОС-2 г. Барнаула на урожайность и качество зерна яровой пшеницы, а 7 так же на агрохимические свойства почвы и особенности накопления тяжёлых металлов в почвенном профиле и получаемой продукции.

В диссертационной работе выдвигается следующее защищаемое положение:

- применение ила ОСВ способствует повышению агрохимических показателей потенциального и эффективного плодородия почв, увеличению урожайности зерна яровой пшеницы и улучшению его качества.

Практическая значимость работы. Внесение ила ОСВ в дозах 10 - 20 т/га сухого вещества не уступает по эффективности навозу, экономически выгодно и не вызывает загрязнения почв и зерна тяжёлыми металлами.

Автор благодарен научным сотрудникам кафедры почвоведения и агрохимии Алтайского государственного университета Завалишину С.И., Овци-нову В.И., а также сотрудникам и аспирантам кафедры общего земледелия Дробышеву А.П., Битгоцких A.M., Бердышеву A.B. за помощь в постановке полевых экспериментов. За помощь в проведении анализов почв, растений автор благодарен коллективу испытательной лаборатории НИ ИХ ИМ АГАУ Третьяковой М.Н., Горбуновой H.H., Крапивиной М.В., Матвеевой Г.В.