Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД НА ЧАЙНЫХ ПЛАНТАЦИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЙ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД НА ЧАЙНЫХ ПЛАНТАЦИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЙ"

А~Ъ0900

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЩИ ПО ВЫСШЕЕ

ОБРАЗОВАНИЮ

"ОРДЕНА ДРУЖШ НАРОДОВ ■РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

На правах рукописи

ЕК МОХАН БХАТТАРАЙ

УЖ 628.3?

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД НА ЧАЙНЫХ ПЛАНТАЦИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЛ

(06,01.04 - агрохимия)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 1993

Диссертация выполнена на кафедре почвоведения и arpo хшші сельскохозяйственного факультета Российского ушзер ситета дружбы народов. Полевые исследования проводились в Дагомысском чайном совхозе Краснодарского края.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.Г, Трещов

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор М.М. Гукова

кандидат биологических наук, доцент Н.Г. Ракипов

Ведущая организация - Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦІЇНА0)

Защита состоится 21 декабря 1993 г. в 14.30 на заседании специализированного совета К Ü53.22,18 по защитэ диссертаций на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук в Российском университете дружбы народов по адресу: I13093, Москва, ул. Павловская, д. 8, корп. 5, ауд. <Й8.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: П7І90, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6.

Автореферат разослан " ¿j " декабря I9S3 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

доцент f7 i {/ У^В.М. Малофеев

СВДАЯ ХАРШЕЙЮТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Количество осадков сточных вод (ОСВ) быстро увеличивается в связи с ростом городов. Их скопление затрудняет работу очистительных станций, что создает угрозу загрязнения окружащей среды. 3 у той связи утилизация осадков должна проходить по линии подготовь их к использованию в качестве удобрения. В то же время осадки городских сточных вод имеют непостоянный химический состав, что связано ие только с изменением состава бытовых отходов, но и от стоков промышленных предприятий. Последние более богаты тяжелыми металлами, а также органическими загрязнителями, состав и концентрация которых зависит от профиля производства. Состав ОСВ изменяется во Бремени, что связано с погодными и другими факторами. Все это затрудняет разработку рациональной системы удобрения осадками. Решение вопросов о дозах, сроках и способах применения ОСВ должно приниматься в каждом случае после установления их химического состава. Кроме того нужно учитывать и способы подготовка ОСВ, т.е. какие методы обезвреживания, химической обработки проводились до применения их в качестве удобрений. Определяя в ОСВ концентрацию питательных ве-¡цеотв (азота, фосфора, калия и др.), следует также вести постоянный контроль за содержанием тяжелых металлов, в особенности тех, которые являются более токсичными (кадмий, свинец, никель и др.) как для сельскохозяйственных растений, так и для человека и животных. Следует учитывать и то, что ОСВ часто содержат шкроэлементы-бкофилы и, если их содержание не превышает ДДК, они оказывают положительное влияние на метаболизм растений. Избыточное поступление их вредно, как и недостаточное содержание.

В настоящее время накоплен большой материал по эффективности применения органических удобрений, таких как навоз, торф, кошосты, сидериты на чайннх плантациях, но опыты с осадкаи-i сточных вод нз проводились. Не определены оптимальные аозы, сроки и способы их применения, действие их на урожай и качество чая.

Цель и задачи исследований. Для установления эффективности ОСВ на чайной ттптпят"'. тшпиму* отдельно и совместно с минеральными удобре!^ледуэдие задачи:

'^toett. сэ-ьс^оз а из д ем** а.

и.1? ^'А-Ш

1. Установить влияние удобрений на агрохимические свойства бурой лесной почвы.

2. Изучить динамику содержания основных элементов литания в почве и в чайных растениях.

3. Определить содержание тяжелых металлов в почве и -чайных фдеиах.

4. Выявить действие ОСВ на продуктивность чайного куста (урожайность, качество чайного листа).

Натчная новизна результатов исследований. Установлены оптимальные дозы 00В, выявлено действие их на урожайность чайной плантации и содержание во флешах танина и экстрактивных веществ. Проведен контроль за содержанием тяжелых металлов в бурой лесной почве и чайных растениях.

Практическая ценность рзбуры. Исследования в долевых условиях позволили установить наиболее оптимальный режим питания лолновозрастных чайных растений и дать практические рекомендации чайному совхозу по дозам, срокам внесения ОСВ в сочетании с минеральными удобрениями.

Анроб^здя работы. Основные результаты исследований были доложены на научной конференции сельскохозяйственного факультета Российского УДН в 1391 и 1932 гг. Опубликована одна статья в сборнике трудов РУДН (1992 г.).

Объем работы. Диссертация изложена настраницах машинописного текста и состоит из введения» литературного обзора, экспериментальной части, результатов исследований, выводов, рекомендации производству, приложения, списка использованной литературы авторов, в том числе иностранных) .

УСУЮВЛЯ ПРаВДЩМЯ ОПЫТА И МЕТОДИКА ЖОЛЕДОВАШЙ

Исследования проводилась в 1990-1952 гг. в Дагомысском чайком соахозе Краснодарского края на бурой лесной почве. С целью изучения динамики содержания элементов питания и тяжелых металлов как в почве, так и в чайных растениях и влияния различных доз и сроков внесения осадков городских сточных вод на продуктивность чайках растений был заложен 3-х летний полевой опыт на производственной плантации (возраст около 40 лет) с 2 '

чайной культурой. В сортовом отношении плантация представлена китайской гибридной популяцией (Кимынь), хорошо акклиматизировавшейся в данной зоне.

Почва характеризовалась следующими величинами агрохимических показателей; гумус 4,8$; рК^т 3,4; суша поглощенных катионов 6,1 мг-экв/100 г; ^ 8,6 мг-экв/ЮО г; общий азот 0,2Ь%, подвижный фосфор 29,8 мг/ЮО г обменный калий

37,3 мг/ЮО г К^О.

Погодные условия в годы исследований незначительно отличались от средвемноголетних показателей. По осадкдал можно выделить январь 1990 л 1992 гг., когда их количество превышало средние величины (179 мм). Несколько больше осадков было в эти годы в мае, июле, августе и сентябре. Температура воздуха в августе и сентябре 1932 г. превышала среднемноголетние на 4-5°С. Данные по относительной влажности воздуха были близки к среднемноголатшш.

Были проведена анализы почвы: гумус по Тюрину, обдай азот по Кьельдалю, рН потенцкометрически, гидролитическую кислотность с помощью ацетата натрия, подвижный фосфор и обменный калий по Ониаш, кальций и нагний по Гедройцу с применением трилона Б, емкость поглощения катионов по Каппену, аммонийный азот колориметрически с реактивом Неслера, нитратный азот колориметрически с дисульфофеноловой кислотой, легкогидролизуе-мый азот то Тюрину-Кононовой. Определение тяжелах металлов в почве, осадках сточных вод и растениях проводилось в лаборатории ВИУА им. Д.Н. Прянишникова. Учет урожая и отбор растительных образцов по сборам для определения экстрактивных веществ проводились весовым методом по Воронцову, дубильные вещества по Левентал», азот, фосфор и калий по Гинзбург.

Схема опыта

3. 00В 30 т/га раз в 3 года

4. ОСВ 60 т/га раз в 3 года

5. ОСВ 120 т/га раз в 3 года

I. Без удобрений 2* М400Р150К100

6. ОСВ 60 т/га ежегодно

7. ОСВ 120 т/га ежегодно

8. 00В 120 т/га дробно ежегодно

S. ОСВ 60 т/га + Ц 200Р75К50

ежегодно

РЕЗУЛЬТАТЫ ЙССЛЕДОВАКТл

X. Динашка содержания аэога, фосфора н калия, в кошзе

Изучение динаикни содержания разках почвенного азота в течение вегетации чайных растений имеэт важное значение для определения потребности их в азоте к для правильного использования удобрений. Известно, что доступный для растений азот составляет малую долю от общего запаса его в почве (1-3$). Но в то же время bcr -формы доступного азота (аммиачного, нитратного и легкогидролизуемого) играют решающую роль в азотном литании чайного растения и в первую очередь определяют его урожайность. В начале вегетации чайных, кустов в почзс замедленно проходят процессы нитрификации, что объясняется пониженной температурой к повышенной влажностью почвы. Б июле микробиологическая активность значительно повышается и наблюдается увеличение содержания нитратного азота в особенности в верхних горизонтах, достигая по отдельным вариантам опыта I0-II мг ■ N-^Og на 100 г почвы (варианты с ежегодным внесением 120 т/га 033 и совместное внесение 0GB с половинной дозой ЫРК). В конце вегетации содержание нитратного азота снижается, что связано с использованием его на построение урожая и миграцией его по профилю почвы. Аммонийного азота в почве было значительно больше, чем нитратного за весь период вегетации (май-сентябрь). Здесь также просматривается аналогичная закономерность; рост содержания аммонийного азота с мая по сентябрь с максимумом в июле, когда его количество достигает в верхнее горизонте 10 мг/100 г почвы и более (варианты-с повиданными дозами ОСВ) и некоторым с штейнем в сентябре. Количество легкогидролиэуемого азота бурой лесной почвы превосходит количество минеральных форы (табл. I). Наибольшее количество легкогидролизуемого азота наблюдалось в первой половине вегетации (¡кай-ишь), Зтому способствовали повышенная температура и влажность почвы, а также активизация процесса разделения органического вещества почвенными микроорганизмами.

Внесение удобрений привело к повышению содержания подвижного фосфора. Если в варианте без удобрений содержание его составило 25,7 мг P20g на ICO г почвы (май) и 24,7 мг/ IUD г (сентябрь), то при внесении ОСЬ и NPK содержание подвижного фосфора повысилось до 32 мг/100 г почвы (варианты ^40^150^100 и ^ т/га Дробно ежегодно). Это связано с

Таблица I

Содержание легкогядролизуемого азота в слое почвы 0-45 см, мг/IQQ г (среднее за 3 года)

Варианты опыта Мак Июль Сентябрь

Без удобрений 12,4 10,7 6,0

N 400^150^100 ОСВ 30 т/га раз в 3 года 16,2 13,7 14,3 12,0 7,3 6,6

ОСВ 60 т/га раз в 3 года 14,0 12,2 10,4

ОСВ 120 т/га раз в 3 года 15,0 13,7 11,0

ОСВ 60 т/га ежегодно 14,7 13,0 10,9

ОСВ 120 т/га ежегодно IS,С 15,5 хг.ц

ОСВ 120 т/га дробно ежегодна 17,5 16,3 13,1

ОСВ 60 т/га +

+ N 200Р75К50 ^эго.щю 16,6 15,1 12,9

гем, что с QCB б лочву вносится фосфор (содержание его достигало 3£ от сухого вещества осадков), а таете с усилением биологической активности при внесении в почву органического вещества. 3 нижних горизонтах: содержание подвижного фосфора резко снижалось, в особенности а варіантах с внесением ОСВ.

При рассмотрении данних по обменному калию обрацает на себя внимание общая тенденция увеличения содержания его за вегетацию [май-сентябрь) как в почве неудобренной (с 23 ло 26 мг KgO на 100 г почвы), так и в почве вариантов с внесением ОСВ и KiPK (с 29 до 32 мг К^О на 100 г почвы с дозой QCB 120 т/га раз в 3 года и с 28 до 31 мг - вариант N400^150^100' ■ Содержание обменного калия уменьшалось от верхнего к кижнэму горизонтам в 2-3 раза» В отлична от фосфора количество обменного калия при внесении 0C3 увеличивалось мало, т.к. в осадках его содержание не превышало 0,3$ сухого вещества,

2. Динамика содержания элементов питания во флешах чайних растений

Поступление и превращение элементов питания в чайное растение и в особенности в наиболее іюїзнедеятельниз органи -листья и флеши изменяется за период вегетации, а также под действием вносимых удобрений. Это долото учитуваться при проведении ліістовоіі диагностики потребности чайного растения в

элементах питания. Нагли анализировались только флеш, в которых содержание основных элемснтс-в питания всегда отвечает уровшо литания чанных растений. Флеши являются йкологически однородным материалом при оптимальных условиях питания, илеют устойчивые показатели химического состава, который меньше колеблется по годам. Сбор их для анализов не представляет затруд нений к может быть проведен в любой период вегетации (Нагорный, 1585). Именно флозвї во многом определяют величину урожая чайного листа. Но не следует забывать, что элементы питания расходуются на все органы растения. Так, по данным Г.И. Уруша-дзе С1960) при урожайности 4 т/га чайного листа с фяешаш к с подрэзочкш материалом выносится 150 кг М , «33 кг Ро05 и 48 кг К^О, что составляет соответственно всего дашь (в %) 32,43 и 46 ст суммы потребляемых чайными растениями питательных веществ {в том числе старые листья, оставленные после подрезки, скелетные ватки, стебли).

Наш исследования показали (табл. 2), что в начале веге-тадаї чайные растения содержали во флешах 3,3-3,8$ азота. К массовому сбору чайного листа (июль) по многим вариантам содержание азота зо флешах доходило до 5,0£, а к концу сбора (сентябрь) происходило снижение содержания (ниже 4,02), что во многом связано с уменьшением в почве запасов подвижных форм азота. Наибольшая разница в содержании азота по месяцам {на 0,5?) наблюдалась по вариантам М405^75^50 и 60 т/га 0СВ+-+ N 200^7 5%0"

В содержанки фосфора, калия, кальция и магния во флешах заметных изменений в течение вегетации не наблюдалось. Некоторое увеличение их в летние месяцы на 0,05-0,(У7% для фосфора, на 0,1-0,2$ для калия к на 0,04-0,05$ для кальция и магния связано с усилением жизнедеятельности чайных растений в зтот период. В исследованиях Б.В. Цэрланг (1965), ГЛ. Б. Бзиава (1373) и др. таюіе наблюдалось незначительное изменение в содержанки во флешах этих элементов питания, что можно объяснить усилением прироста вегетативных органов и биологическим разбавлением. Несмотря на то, что в ОСВ содержание кальция доходило до 4,05?, а магния - до 0,3$, заметного увеличения этих элементов во флэшах по сравнению с флэшами неудобренных растений не наблюдалось.

Анализ флешей на содержавше сухого вещества показал, что

по всем варианта;,! опыта заметных изменений по этому показато-6

Таблица 2

Содержанке элементов питаний (% на сухое вещество) во фдешах

Варианты опыта

N

Са

май сентябрь ШЙ сентябрь май се ятябрь шй сентябрь май сантябр;

3,3 3,5 0,36 0,34 1,9 1,7 0,27 0,29 0,19 0,24

4,0 0,33 0,29. 1.7 1,7 0,21 0,21 0,23 0,23

3,6 3,6 0,33 0,30 1.7 1,6 0,26 0,28 0,20 0,22

3,6 3,6 0,30 0,31 1.7 1,6 0,24 0,27 0,20 0,24

3,6 3,7 0,33 0,31 .1,6 1,8 0,26 0,23 0,20 0,21

3,4 3,? Зо о,гэ 1,5 1,7 0,26 0,22 0,18 0,15

3,8 4,0 0,29 0,26 1,5 X,? 0,26 0,25 0,20 0,15

3,9 3,9 0,30 0,38 1,7 1,5 0,24 0,20 0,20 0,17

3,7 4,0 0,32 0,31 1,7 1,6 0,24 0,24 0,20 0,15

0,343 .0,225 0,045 0,032 0,182 0,256 0,031 0,031 0,040 0,035

Вез удсбренкй

N400PI50*100 ОСВ 30 т/га раз в 3 года

00В 60 т/га раз s 3 года

COB 120 т/га раз в 3 года

ОСВ 60 т/га эжегодао

ОСВ 133 т/га ежегодно

ССВ 120 т/га дробно ежегодно

ОСВ 60 т/га +

НСР,

05

•о

дю не наблюдалось. Еслк в начале вегетации (май) содержанке сухого воідестза по вариантам опыта в сраднем (за 3 года) составило 25, с небольшим превышением на 1% па варианту 9 (1990 г.) и на 2$ по варианту X (1992 г.), то в конце вегетации (сентябрь) в среднем (за 3 года) составляло 24,8$.

3. Дзйствге ОСЗ на урожайность чайных растений

Изучение Эффективности использования осадков сточегв£х воя в сельском хозяйстве в качестве удобрений в Россїти И во многих зарубежных странах проводя же ь со многими сельскохозяйственными культурами путем постановки вегетационных, лабораторных, полевнх к производстве ягах опытов в различных почвенн»-климатических условиях. В задачу всех опытов входило не только изучение влияния ОСВ на величину урожая и основные показатели его качества, но а на накопление б продуктивных частях растений токсичных веществ, з основном соединений тяиелнх метамов. Но, к сожалению, опытов с чайной культурой с применением ОСВ в России не проводилось, нет б литературе описания таких опытов и за рубемм. Опыты в Дагомысском чайном совхозе проводятся впервые л поэтогщу првдетавлшт болыаой практический интерес и на основе кх можно будет разработать рекомендации но дозам и срокам применения ОСВ на чайных плантациях.

При составлении схемы опыта с дозами ОСВ мы руководствовались тем, чтобы ежегодная доза азота ОСВ не должна превышать дозу азотного удобрения, рекомендуемую для чайной культуры, а именно - не более 400 кг/га азота (согласно агроправилам для Дагомыс ског-о чайного совхоза).

3 полевом опыте были использованы: аммиачная селитра (Ы% И), простой суперфосфат {Ш% . хлористый калий (58$ К^С), осадки сточешх городских вод (среднее за 3 года в %) : ЗДО, Р205 1,72, К20 0,27, сухое вещество 11,3, СаО 3,35, МдО 0,83. Некоторые колебания в содержании основных моментов питания по годам проведения опыта связано с тем, что несмотря на ойцую технологию переработки ОСВ для использования их в качестве удобрения, состав осадков зависел от изменения состава городских сбросов, поступающих в сточные воды. В среднем віт вносимых ОСВ содержались (в кг): N 3,45, Р205 1,93, К£0 0,30. Таким образом, при дозе 30 т/га вносилось М , Р^Од, К^О соответственно (в среднем) 100; 60; 9;при дозе 60 т/га - 200; 120; 18 и при дозе 130 т/га - 40С; 240; 05 кг/га.

В табл. 3 приведены данные по урожайности за 3 года исследований.

Таблица 3

Действие удобрений на урожайность (кг/га) чайной плантаций {IS90-I992 гг.)

Варианты опита I9SQ г. 1991 г. 1992 г Среднее Прибавка урожая "з года ^ *

Без удобрений 4S32 4123 3862 4306 - -

N 400РIÄ00 ОСВ 30 т/га раз в 3 года 8765 4868 8996 5098 7663 3985 8475 4650 4169 314 97 8

ОСВ 60 т/га раз в 3 года 5432 55X1 5429 5457 II5I 26

ОСВ 120 т/га раз в 3 года 5565 6109 6044 5906 1600 37

ОСВ 60 т/га ежегодно 6165 5438 5599 5734 1428 33

ОСВ 120 т/га ежегодно 5632 6201 6284 6039 1733 40

ОСВ 120 т/га дробно ежегодно 6665 6489 6385 6513 2207 51

ОСВ 60 т/га + + N200%%} ежегодно 6565 6837 6681 6694 2388 55

НСР05 325,175 305,600 407,829 692,739

Наибольший урожай чайного листа был во все годы на варианте N400^150^100 агроправилам) и составил 8,48 т/га, что почти в два раза превъшаэт урожай на контрольном варианте (без удобрений) - 4,31 т/га. Далее следует вариант с ежегодным внесением высокой дозы 120 т/га ССВ, при этом половина дозы вносилась весной до начала массовой вегетации и в начале июля, когда наблюдался некоторый спад сбора чайного листа. Прибавка от ОСВ в дозе 120 т/га (дробно) составила 2,21 т/га (51$ от контроля), что следует считать существеннш увеличением урожая. Также высокий уролгай получен с половинными дозами ССВ (60 т/га) и минеральных удобрений { N 200^7 ' сРкбайКа Урожая составила 2,4 т/га (55$ от контроля).

Слабую эффективность показали невысокие дозы ОСВ - 30 и 60 т/га, внесенные раз в 3 года: прибавка урожая (в среднем)

составила 0,34-1,2 т/га, но доза 60 т/га ССЗ в сочетании с N 20С?75%0 И0Ж8Т рекомендована как экономически эффективная, учитывая то, что ОСЗ хозяйство получало бесплатно,

4. Влияние ОСВ на качество чайного листа

Одним из главных показателей качества чайных листьев"яв~ ляетоя содержание тагаша и экстрактивных веществ. Именно эти вещества во многой определяют вкусовое г. полезные свойства готового чая. Содзржанке тагаша и экстрактивных веществ зависит от многих факторов (погоды, расположения плантацш; над уровнем моря, агротехники я др.). Во многом это зависит и от урсшія минерального питанкк и в первую очередь от доз азотних удобрений.

Анализы флэагеЗ показав (табл. 4), что Ери внесении ОСВ один раз в 3 года количество таї пі на и экстрактивных веществ несколько снижается (от мая к сентябрю), но при ежегодном внесении ОСВ происходят увеличение их содержания. Заметим, что Краснодарский чай по танину приближается к индийскому чаю Ассам (ЙІ.4Й) к ШрилзшгаЙскому (20,1$).

Таблица 4

Влияние удобрений на качество чайного листа (среднеа за 3 года)

Варанти опыта

Без удобрений

N 40СР150К100 ОСВ 30 т/га один раз в 3 года

ОСВ 60 т/га один раз в 3 года

ОСБ 120 т/га один раз в 3 года

ОСВ 60 т/га ежегодно

ОСВ 120 т/га ежегодно

ОСЗ 120 т/га дробно ежегодно

ОСВ 60 т/га г N 200Р75КЕО

ЖР05

Содеркакие, %

май сентябрь май сентябрь

18,0 17,7 41,8 40,7

20,3 19,7 43,1 42,0

18,5 17,4 41,1 40,2

20,2 17,8 41,1 41,8

18,7 19,7 40, Є 41,8

18,2 19,3 41,4 42,0

18, в 20,3 42,2 42,8

19,1 19,5 42,1 42,3

19,2 19,9 43,0 43,7

1,373 1,045 1,482 0,975

Максимум по содержанию танина и экстрактивных веществ приходится на середину июля, затем наблюдается некоторое их снижение, продолжающееся до донца сезона. Зто обусловливается более засушливой погодой к концу лота, вызывающей быстрое огрубение чайного листа, а, следовательно, и пониженно ого качественных показателей.

Из данных опыта следует, что несмотря на возрастание уро-глайностк качественные пока затем чайного листа изменялись незначительно, а в некоторых случаях даже улучшались. Это еще раз подтверждает высказывание известного селею^онера чайной культуры К.г!. Еахтадзо (XS50): "Высокоурожайные сорта чая могут быть и высококачественныж".

5. Экологические последствия применения ОСВ

Прй использовании удобрений должны учитываться не только требования земледелия, но и окружающей среды. Вксокеаффективная и экологически сбалансированная система применения удобрений должна тесно увязана с конуретпыж почвеино-клмматичесди-ми условия:®! и базироваться на объективных данных круговорота и баланса элементов питания и сопутствующих веществ с учетом

их миграции во всей системе: почва—у добрейте — растение — человек -- почва лзтвотное лочва-

В нашей работе сделана попытка проследить за миграцией

некоторых тяжелых металлов, которые содержались в ОСВ и которые наряду с бкофялами (цинк, марганец, медь) откосятся к ток-сиканта?л (свинец, кадмий, никель). Эти элементы ежегодно содержались в ОСВ, хотя в 00В города Сочи появлялись (в прошлые годы, согласно отчетам городской санэпидстанции) в небольших количествах ртуть, хром, стронций и др.

Б табл. 5 представлены данные по содержанию тяжелых металлов з ОСВ, применяемых в опыте, а также литературные данные по осадкам городских сточных вод г. Москва (Люберецкая станция аэрации).

Задно установить не только концентрацию отдельного элемента в ОСВ, а руководствоваться суммарной концентрацией Tri. Ориентировочные предельно допустимые величины валового содержания свинца, кадмия и цинка в почвах, не вызывающего повреждения растений и не снижающего урожая по А К Locke. (1974), следующие: скодо 2000 мг/кг для свинца, около 500 для цинка и около 50 для кадмия. Но если в почве присутствуют асе ути три

IX

Таблица 5

Содержание тяжел ых ¡дат ад лов в осадках городских сточных вод (мг/кг сухого вещества)

ОСВ (Сочинская станция) ОСВ

Зле- -(Люберецаая

мент 1990 І'. 1391 г. 1992 г. станция

аэрации)

ДДК ггиг (Рекомен- /дот дацют ¡Минздрава России)_

Мп 819 850 760 ІЗІ-І860

2ц 1647 1664 1669 I200-6000

Си 357 381 406 1010-1410

Рв 55 59 70 52-308

(*[ -с 100 -с ЮО <100 160-880

С А 6,1 6,2 6,0 24-175

2000 2500

3000 3000

1500 1200

ЮОО 1200

400 200

40 20

тякелых металла, то сумма их концентраций не должна превышать 2000 мг/кг. Последствия загрязнения почв ОСВ тяжелыми металлами могут бнть оценеїш по влиянию на производительную способность почв, рост и развитие растений, а такке по тому, как эти элементы отражаются на состоянии здоровья людей и животных, потребляющих в пищу продукты сельского хозяйства и корма, полученные с удобренных ОСВ полей. Учет свойств почв -непременное условие ари установлении ЦДК тяжелых металлов. Так, на неокультуренкоіі дерново-подзолистой почве концентрація свинца 125-250 мг/гк заметно снижала урожай зерновых, на окультуренной почве, богатой гумусом и с реакцией близкой к нейтральной угнетение роста растений начиналось только с концентрацией 1000 мг/кг свинца (Шнеев, 1990).

Валовое содержание Т?±1 в бурой лесной почве опытного участка до внесения ОСВ было незначительным и не превышало ПДК: 0,03 мг/кг дл;і кадмия (при ПДК 3,0 мг/кг), 33 - для никеля (ПДК 50 мг/кг) я 33 - для свинца (ПДК ЮС мг/кг). В табл. 6 приведены средние за 3 года данные по валовому содержанию та э горкаонто 0-30 см,

В бурой лесной почве опытного участка валовое содержание тяжелых металлов в течеш:е трех лет дате после ежегодного внесения 120 т/га ХЗ изменялось незначительно. Например, в горизонте 0-15 см колобагаїя в содержании составили (мг/кг): для меда 33-42, никеля 43-50, цинка 69-69, свинца 42-59, кад-їїїія 0,03-0,04 и марганца 450-468. Заметим, что все величины 12

Таблица 6

Валовое содержание тшелых металлов (кг/кг почвы) в пахотное горизонте бурой лесной почвы (среднее за 3 года)

Варианты опыта 711 Си. Мп Рв Nl Cd

Без удобрении 83 34 440 21 33 0,03

N 400^ 5СК100 ежегодно 80 40 442 13 34 0,03

ОСВ ЗС т/га раз в 3 года 79 38 442 21 35 0,04

ОСВ 60 т/га раз в 3 года 77 39 447 20 36 0,03

ОСВ 120 т/га раз в 3 года 87 42 453 33 36 0,03

ОСВ 60 т/га ежегодно 82 37 449 30 38 0,04

ОСВ 120 т/га ежегодно 76 .40 462 46 40 0,04

ОСВ 120 т/га дробно ежегодно 80 37 455 33 41 0,04

ОСВ 60 т/га + + N 200*75% ежегодно 92 36 450 35 44 0,03

концентраций не превышали ПДК.

Распределение тяжелых металлов в почвенном про^ле тесно связано с содержанием гумуса, который сильнее адсорбирует катионы этих металлов. Бот почему в горизонте 0-15 см содержание тяжелых металлов в почве всех вариантов опыта выше содержания их в никних горизонтах. Например, при ежегодном внесении 120 т/га ОСВ в горизонте 0-15 сы содержится в 3 раза больше свинца, чем в горизонте 30-45 см, хотя даграция других тяжелшс металлов выражена сильнее. Основными факторами, влияющими на подвижность та в почве, ато их валовое количество, реакция почвы, природа глинистых минералов, содержание органического вещества, концентрация солей почвенного раствора и неорганических лигандов. Прочность связыва!кя токсикантов в почве определяет и возможность их поступления в растения и способность к миграции по профилю почвы. Например, кадмий как почвенный токсикант более опасен, чем свинец, поскольку взаимодействие свинца с гушвовыми етслотата почвы протекает сильнее и быстрее, чем с каю.гасм. Образующиеся гуматы свинца

13

практически нерастворимы в воде к довольно устойчивы к действию слабых органических кислот а менее подвержены г.икробно-глу разложению, чем соли кадмия. Но следует иметь ввиду, что даже если ежегодное поступление кадмия в почву невелико, все же угроза увеличения с течением времени его поступления а растения реальна, поскольку этот элемент не теряет подвижность в почве в течение продолжительного времени.

Говоря о токсичности тяжелых металлов, следует иметь в виду, что существует несколько линий защиты растений от их неблагоприятного действия. Первая - это буферная способность почвы, выражавдаяся в переводе поступивших токсикантов в малоподвижное состоя в: в: ходатирование их гумуоовыми кислотами, необменное поглощение глинистыми минералами, образование малорастворимых гарбонатов и фосфатов. Вторая линия защиты - аккумуляция токсичных ионов корнями растений за счет хедатирования ионов органическим»! соединениями клеток корня.

Влияние тяжелого металла на рост и развитие растений зависит такие от формы соединения, от сопутствующего аниона. Например, хлорид кадмия более доступен растениям, чем нитрат. Подвкшюсть тяжелого металла зависит от технологии переработки ОСВ до внесения их в качестве удобрения. Например, при химической обработке осадков ряд тяжелых металлов переходит в труднорастворимые соединения.

Наибольшее значение с точки зрения экологии имеют данные во содержанию тякелях металлов в чайном растении, тем более в литературе такие сведения отсутствуют.

В табл. 7 представлены данные анализа флешей, собранных во второй половине вегетации (август-сентябрь).

Интенсивность поглощения тяжелых металлов в растения устанавливается по коэффициенту биологического поглощения (КШ), покаэыващему отношение содержания того или иного элемента в растении к содержанию этого элемента в почве, где был отобран растительный образец для анализа. Наши расчеты КБП показали, что ез всех изучаемых нам тяжелых металлов наибольший КБП имеет кадмий-19, в то время как Мл иыеет 8, никель и цинк -0,35. Это говорят о том, что несмотря на самые малые количества кадмия в почве (0,03 мг/кг), этот элемент усиленно поглощается чайными растениями. Зто еще раз указывает на то, что валовые количества тяжелых металлов и их подвижных форм

Таблица 7

Содержание тяжелых металлов (мс/кг) зо флещах {среднее за 3 года)

Варианты опыта №г С и- 7 а Рв са

Без удобрений 353,6 8,01 26,7 0,30 1,05 0,32

N 400^150К100 371,7 15,36 29,6 0,38 1.97 0,37

ОСВ 30 т/га

раз в 3 года 284,6 10,39 25,8 0,36 1,52 0,42

ОСВ 60 т/га

раз в 3 года 271,4 7,88 23,1 0,37 1,46 0,44

ОСВ 120 т/га 0,41

раз в 3 года 295,7 8,28 24,1 1,68 0,50

ОСВ 60 т/га

екэгодно 300,5 9,50 23,7 0,40 0,88 0,35

ОСБ 120 т/га

еже I1 одно 378,2 *3,27 26,8 0,48 1,43 0,58

ОСВ Х20 т/га 30,9 0,27

дробно ежегодно 384,9 18,18 0,39 1,31

ОСВ 60 т/га +

+ N 200Р75К50

ежегодно 428,8 15,43 23,4 0,36 1,67 0,46

НСР05 357.55 4,066 2,55 0,068 0,51 0,031

еще не могут полностью отражать размеры загрязнения сельскохозяйственной продукции.

Сроки внесения ОСВ тадае могут влиять нэ поступление тяжелых металлов в растения. Дробное внесение ОСВ по 60 т/га весной и летом показало снижение содержания кадмия в чайных флешах с 0,58 до 0,27 мг/кг, т.е. в 2 раза. Но для других тяжелых металлов заметного снижения их во флешах не наблюдалось.

Разработать методы определения объективных показателей степени загрязнения окрукащей среды тяжелыми металлами не так уж трудно. Более длительное время потребуется для исследований по установлению ПДК токсикантов в почве, вода, растениях, продуктах питания и кормах с учетом сложной взаимосвязи и взаимозависимости элементов ц другие факторы. Труднее всего предотвратить загрязнение среды токсическими элементами иле понизить степень загрязнения до уровня, не опасного для человека и животных (ОДинеев, 1990). Б будущем, очевидно,

найдут применение мероприятия по связыванию токсических металлов в друднодоступные для растений соединения, что можно достигнуть путем изменения химизма и свойств почвы, реакции среды, соотношения элементов и с учетом антагонизма и синергизма ионов.

Что касается ежегодного внесения ОСВ, то общей рекомендации нельзя дать: это зависит от химического состава ХВ и в первую очередь от наличия тяжелых металлов и от содержания их в почве. Обязательным условием ежегодного использования ОСВ в качестве удобрения является соблюдение требований по охране окружающей среды с жестким контролем сашгтарно-эяидешологической службы перед повторный внесением для определения фонового содержания тяжелю: металлов в почве. Принцип расчета допустимых концентраций токсических веществ основан на том, что посла внесения ОСВ суммарное содержание токсиканта в почве (с учетом рассеивания в пахотном горизонте) не должно превышать ДДД: Ф + Д^ПДК, где Ф - исходное содержание в почве до внесения ОСВ, мг/кг; Д - поступление токсиканта в почву с ОСВ, мг/кг; ПДК - допустимый уровень токсиканта в почве, мг/кг.

вывода

1. Осадки сточных вод, получаемые на Дагомысской очистительной станции, характеризуются высоким содержанием органического вещества {58+3,4$), общего азота (3,4+0,Ш, фосфора Р205 - 7,56+0,14) и сравнительно низким содержанием тяжелых металлов, что позволяет расценивать их как ценный удобрительный материал.

2. Внесение ОСВ под чайные насаждения [1а бурой лесной почве улучшает ее пищевой режим за счет увеличения содержания минерального азота и подвижного фосфора. При ежегодном внесении 120 т/га ССВ в почву содержание минерального азота увеличивается примерно в 2 раза, подвижного фосфора на 4-10 мг/кг почвы.

3. При внесении ОСВ под чайный куст повышается уровень азотного питания растений. Содержание азота во флешах увеличивается в начале вегетации о 3,3 до 3,8?, в период интенсивного роста - до 5%, а к концу вегетации до 4%.

4. Самая высокая урожайность полновозрастной чайной плантации была при ежегодном как одноразовом, так и дробном

внесении (начало мал и начало июля) 00В в дозе 120 т/га м составляла в среднем за 3 года 6,51 т/га чайного листа (при контроле без удобрений 4,31 т/га). Такой же эффект дает доза ОСВ 60 т/га с одновременным внесением половины рекомендуемого количества минерального удобрения (N 200^7 ■

5. При использовании ОСВ на удобрение качество получаемо го урожая чайного листа не ухудшается по сравнению с применением только минеральных удобрений, ко в сравнении с контрольным вариантом (без применения удобрений) увеличивается содержанке танина и экстрактивных веществ во флешах.

6. Содержание тяжелых металлов-токсикантов (Рв, M¡', Cd ) вносимых с ОСВ, во флешах не превышало предельно допустимых концентрация даже при ежегодном внесении в течение трех лет дозы 120 т/га.

7. При кратковременном применении ОСВ (от одного года до 3 дот) какие-либо отрицательные экологические последствия не обнаруживаются.

РЕКОМЕНДАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВ/

Обогадеиность органическим веществом и химический состав ОСВ, получаемых на Дагомысекой очистительной станции, позволя ют использовать их как удобрительный материал. Рекомендуется вносить í'¿ü т/га ОСЬ одновременно или дробно (60+60) в начале и в середине активной вегетации чайного куста, что обеспечивает прибавку урожая чайного листа на 40-50$ без применения минеральных удобрений.

Ежегодное в течение 3 лет применение ОСВ в качестве удоб рктельного материала на чайных, плантациях Сочинской зоны чаеводства не оказывает каких-либо отрицательных экологических последствий.

По материалам диссертации опубликована статья;"Влияние осадков городских сточных вод на продуктивность чайного куста" , Труды с/х ф-та. - М.: УДД, 1992, о.21.

29,11.93г._Объем Ьт. л. Тир. JQO 5ак. 670

Тип. РУДН, Орджоникидзе, 3