Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Научные основы применения осадков городских сточных вод в качестве удобрений и получения экологически безопасной растениеводческой продукции в условиях Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Научные основы применения осадков городских сточных вод в качестве удобрений и получения экологически безопасной растениеводческой продукции в условиях Среднего Поволжья"

-1-1

На правах рукописи

МИХАЙЛОВ ЛЕОНИД НИКОЛАЕВИЧ

УДК : 631.8792:631.452:631.559:658.562

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЙ И ПОЛУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

06.01.09 - растениеводство 06.01.04 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Волгоград 1996

Диссертационная работа выполнена в Самарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства имени академика Н.М.Тулайкова РАСХН.

Научный консультант - член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, А.М.Медведев.

Официальные оппоненты: Пожилов В.И., член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных н( профессор;

Сергиенко Л.И., доктор сельскохозяйственных наук; Коринец В.В., доктор сельскохозяйственных наук.

Ведущее предприятие - НИИСХ Юго-Востока,НПО"Элита Поволжья" Защита состоится 20 января 1997 г. в 10.15 часов на заседании диссертационного совета Д. 120.56.01 при Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии.

Адрес института: 400041, г. Волгоград, ул. Институтская, 8 ВГСХА. С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Волгоградской сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан"-^ " ^(¿^/■сО 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент ЗахаревскийВ.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуольность работы. Проблема оптимизации взаимодействия человека природы в настоящее время волнует все человечество, поскольку с ростом исленности населения планеты возрастают и масштабы производственной еятельности. Следовательно, увеличивается добыча полезных ископаемых, нергично вовлекаются в производственные процессы другие природные 1есурсы, причем рост и развитие практически любого производства нередко опровождаются загрязнением окружающей природной среды.

В связи с ростом населения городов, других населенных пунктов, троительством дорог, газонефтепроводов, линий электропередач, идроэлектростанций сокращаются площади пахотных земель. Заметно юдает содержание гумуса в почвах из-за некомпенсированного выноса лементов минерального питания растений с урожаями сельскохозяйственных ультур. Все это с особой актуальностью ставит вопрос о расширенном оспроизводстве плодородия почв за счет научно обоснованного возврата >рганического вещества, развития полезной микрофлоры, макро- и \икроэлементов.

Высокий уровень интенсификации земледелия и недостаточное несение органического вещества в пахотном слое приводят к усилению линерализации гумуса - основного носителя плодородия. Снижение тодородия почв характерно и для Среднего Поволжья, в частности, Самарской области. Размер потерь колеблется в зависимости от типа почв, эсобенностей возделываемых культур, системы севооборотов и обработки ючв, эрозионных процессов и уровня сельскохозяйственного производства.

В целом по области разница в сторону уменьшения содержания гумуса лежду периодами обследования (20-30 лет) составила 0,7%, что :оответствует ежегодной потере его в пахотном слое в пределах 0,9 т/га.

Ни орошо?мых эемлрх минерализация органического вещество идет быорее. чрм но Со.ирных. Дчя восполнения указанных потерь необходимо цносшь в почву до 5 6 т/га органических удобрений.

В соответствии с проведенным расчетом хозяйствам Самарской области для осуществления научно разработанных систем удобрений в севооборотах потребуется около 15-16 млн.т органики. Ежегодно выход нивоза.в области (с учетом планируемого поголовья скота) составит 7 млн.т. В свьзи с дефицитом традиционных органических удобрений (навоз КРС, беспидоилочный навоз, навозная жижа, птичий помет, компосты, солома, опилки, лесной опад, городской мусор, зеленая масса растений,, сапропель и др.),- большой интерес в качестве удобрений представляет кинализиционный ил-осадок сточных вод (ОСВ). По ориентировочной оценке,

общее количество осадков сточных вод на станциях нашей страны в 1995 г.

«

составило свыше 10 млн.т в год по сухому веществу, в т.ч. на очистных сооружениях Самарской области более 200 тыс.т. Это значительный резерв для производства органических удобрений, интенсификации земледелия. По содержанию сухого вещества, основных элементов питания и удобрительной ценности 10 млн.т осадков сгочных вод равноценны примерно 50 млн.т навоза.

Использование хотя бы части ОСВ на удобрения позволило бы сохранить значительное количество минеральных туков, уменьшить дефицит гум/са. Использование их поможет повысить плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур, решить экологические и санитарно-гигиенические проблемы. Однако для сельскохозяйственной практики - это новое и пока мало изученное удобрение, что создает подчас весьма осторожное отношение к ОСВ, а порой и недоверие к нему.

Основным фактором, сдерживающим применение ОСВ, является наличие в нем тяжелых металлов, влияние которых на почву, растения и

¡чество продуктов мало изучено. Осадки сточных вод индивидуальны по оему химическому составу. Поэтому для правильного их использования в 1честве удобрений следует в каждом конкретном регионе организовать :естороннее изучение их химического состава и выявление действия ОСВ з плодородие почв, урожай и качество выращиваемых гльскохозяйственных культур. Применительно к Среднему Поволжью эдобных материалов практически нет.

Разработка научных основ применения ОСВ как удобрений, возврат в эчву широкого набора элементов питания, в основном естественного эоисхождения, и в итоге оздоровление окружающей природной среды -эоблема, имеющая большое научное и народнохозяйственное значение.

Цель и задачи исследований. Исследования проводились с целью ^явления возможности использования осадков городских сточных вод в зчестве удобрения, разработки технологий их применения и получения сологически безвредной растениеводческой продукции в Среднем Iоволжье. Программой исследования предусматривалось решение педующих основных задач :

- изучить химический состав осадков сточных вод гг. Самара и Тольятти, ключая микроэлементы, в т.ч. и контролируемые тяжелые металлы ;

- выявить действие ОСВ на плодородие почв (агрохимические, иологические свойства почв и состав почвенных растворов) ;

- установить эффективность действия и последействия ОСВ и их очетаний с органическими и минеральными удобрениями на рост, урожай и ачество продукции сельскохозяйственных культур ;

- выявить влияние ОСВ на содержание 3,4-бенз(а)пирена в почве и (астениях ;

- дать биологическую оценку растительной продукции на безвредность 1ля живых организмов ;

- разработать технологию применения ОСВ в растениеводстве.

Научная новизна результатов. Обобщен мировой и отечественный опыт по вопросам использования осадков городских сточных вод в качестве удобрений и впервые применительно к Среднему Поволжью всесторонне изучен химический состав ОСВ гг. Самара и Тольятти, включая широкий набор макро- и микроэлементов.

Разработаны теоретические основы влияния ОСВ на агрохимические и биологические свойства почв, состав почвенных растворов, полученных с помощью лизиметра, сконструированного автором, а также влияние ОСВ на рост, урожай и качество различных сельскохозяйственных •• культур, выращенных в условиях вегетационных и полевых опытов на почвах разного механического состава. Выявлена их положительная роль в обогащении почвы органическим веществом, элементами питания растений, определены конкретные дозы их'применения в качестве удобрений в условиях Среднего Поволжья. Разработана технология (рекомендации) применения ОСВ в растениеводстве.

Практическая ценность работы. Результаты исследований позволяют рекомендовать для применения в качестве удобрений осадки ОСВ гг. Самара и Тольятти, предложить научно обоснованные дозы их применения без загрязнения окружающей среды, поэтапно обогащать почву органическим веществом, элементами питания растений и получать экологически безопасную растениеводческую продукцию в условиях Среднего Поволжья.

Материалы экспериментальных работ вошли в "Систему ведения сельского хозяйства Куйбышевской области на 1986-1990 гг." и в "Систему ведения агропромышленного производства Куйбышевской области на 19911995 годы" (Самара, 1989), научно-практическое руководство по "Комплексному агротехническому окультуриванию полей в Куйбышевской

эсти" (Куйбышев, 1989), "Концепцию развития адаптивно-ландшафтной емы земледелия Самарской области" (Безенчук, 1995).

По теме диссертации получено авторское свидетельство № 1792592 иметрическая установка), опубликовано свыше 20 научных работ.

Производственные испытания, проведенные в совхозе "Молодая эдия" Волжского района Самарской области, подтвердили результаты тов.

Установлено, что рациональное использование осадков сточных вод в естве органо-минеральных удобрений в пригородных хозяйствах с нспортировкой до 30 ... 50 км экономически выгодно.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и :уждались на конференции Агропромышленного комитета Самарской юсти "Проблемы использования илов очистных сооружений в качестве |брений" (Самара, 1988), на областной научно-производственной |ференции "Экология-89" (Самара, 1989), научно-производственной (ференции "Эколого-экономические проблемы развития территориальных К" (Калинин, 1989), научно-практической конференции "Химизация ьского хозяйства и окружающая среда" (Челябинск,! 989), научно-□ктической конференции "Вопросы экологии в интенсивных земледелиях 1Волжья" (Саратов, 1990), научно-практической конференции, посвященной -летию научно-производственного обьединения "Нива Татарстана" ззань, 1990), на Всесоюзной научно-практической конференции очвозащитное земледелие контурно-мелиоративной организации рритории в степной зоне" (Луганск, 1990), научно-практической нференции "Экологические проблемы сельскохозяйственного производства пути их решения" (Санкт-Петербург, 1991), научно-практической нференции "Ресурсосбережение и экологическая безопасность при сборе, илизации. и захоронении промышленных отходов" (Самара, 1991), на

Всесоюзной научно-практической конференции "Природоохранные аспект землепользования и сельскохозяйственного производства в свободнь экономических зонах" (Санкт-Петербург, 1991), на международной научнс практической конференции "Стратегия экологической безопасности Россик (Санкт-Петербург, 1992), на заседании секции Российской академи сельскохозяйственных наук по проблеме "Способы борьбы с засолением заболачиванием орошаемых земель и утилизация коллекторно-дренажног стока в степной зоне" (Волгоград, 1992), научно-практической конференции посвященной 90-летию Самарского НИИСХ (п. Безенчук, 1993), научнс практической конференции "Проблемы регионального природоведения (Самара, 1993), научно-практической конференции, посвященной 60-лет Челябинского научно-исследовательского института сельского хозяйств (Челябинск, 1994), научно-практической конференции "Экологически проблемы в Агропромышленном комплексе Среднего Поволжья" (Пензе 1995).

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и предложени производству. Работа изложена на 208 страницах машинописного текстс содержит 100 таблиц, 21 рисунок и приложения на 161 странице (12 таблиц). Список использованной литературы включает 185 наименований, том числе 31 иностранных авторов.

Доля личного участия автора в получении научных результата составляет около 90%. Под его руководством и непосредственном участи провели исследования и осуществили производственную проверку кандидата наук в Самарском НИИСХ им. академика Н.М. Туггайкова Самарской сельскохозяйственной академии.

Основные положения, выносимые на защиту :

осадки сточных вод как источник органического вещества,

предложения по использованию макро- и микроэлементов ;

научно обоснованный возврат элементов питания в почву ; технология повышения плодородия почв, урожайности сельскохозяйственных культур и их качественных характеристик с использованием осадков городских сточных вод ; контроль, концентрации тяжелых металлов и 3,4-бенз(а)пирена в почвах и растениях, соответствие их содержания в кормах зоогигиеническим нормам, предусмотренным в животноводстве ; рекомендации по созданию санитарной чистоты и оздоровлению окружающей природной среды.

Диссертационная работа выполнена в 1984-1992 гг. на основе реализации научной темы : "Осадки городских сточных вод и их влияние на плодородие почв, урожай и качество сельскохозяйственных культур в Среднем Поволжье", входящей в комплексную программу "Сбалансированное использование и сохранение природных ресурсов Куйбышевской области в условиях интенсивного развития производительных сил на XII пятилетку и до 2000 года" (Куйбышев, 1987), по материалам вегетационных и полевых опытов с осадками сточных вод г. Самара и в Самарской сельскохозяйственной академии по лабораторным, вегетационным и полевым опытам с осадками сточных вод г. Тольятти, проведенных под научным руководством автора и при его непосредственном участии ассистентом кафедры физиологии Самарской ГСХА И.В. Пужайкиным в 1980-1992 гг.

При написании работы учтены советы члена-корреспондента РАСХН, доктора сельскохозяйственных наук A.M. Медведева, заведующего лабораторией обработки почв и энергосберегающих технологий Самарского НИИСХ, заслуженного деятеля науки РФ, доктора сельскохозяйственных наук, профессора И.А. Чуданова, заведующего лабораторией севооборотов и почвенного плодородия Самарского НИИСХ,

доктора сельскохозяйственных наук, профессора В.А. Корчагина, заведующего кафедрой экологии и ботаники Самарского государственного университета, доктора биологических наук, профессора Н.М. Матвеева. Оказавшим помощь и поддержку в работе коллегам выражаю искреннюю благодарность.

Основное содержание работы

Состояние изученности проблемы. Глава по обзору литературы состоит из 4 разделов : общая постановка проблемы и пути утилизации осадка городских сточных вод в различных государствах мира, его удобрительная ценность, ОСВ как источник микроэлементов, гигиенические аспекты применения.

В первом разделе отмечается, что многосторонняя хозяйственная деятельность человека, вооруженного индустриальной техникой, сосредоточенной в крупных городах и индустриальных центрах, охватывает практически всю атмосферу, сушу и океан, вносит значительные количественные и качественные изменения в биологические циклы элементов в биосфере, ставит под угрозу ее бесперебойное функционирование и нормальные условия жизнедеятельности и существования самого человека. Например, такие компоненты, как мусор, отходы, отбросы в мировом масштабе, как отмечает В.А. Ковда (1985), накапливаются в объеме свыше 20 х 109т в год.

С ростом численности населения планеты, бурным развитием научно-технического прогресса, интенсифицирующего любой труд, степеж воздействия человеческого общества на биосферу в перспективе буде возрастать.

В связи с этим, с особой актуальностью встает задача утилизации взрастающего количества отходов промышленности и городского оммунального хозяйства.

Обобщены материалы о путях утилизации осадков городских сточных од в различных странах мира. Подчеркивается, что накапливающиеся в тромных количествах разного рода отходы городского коммунального озяйства, в т.ч. и осадки сточных вод в крупных городах и других населенных унктах, вследствие дефицита свободных земельных пространств в зоне мест роживания и ряда других существующих нежелательных эффектов, орождают массу проблем с их утилизацией.

Выявлено несколько способов утилизации ОСВ (канализационных илов): брасывание в моря и океаны, сжигание, захоронение в почвенной среде, безвреживание и использование в качестве органических удобрений, кок обавка при приготовлении различных компостов и т.д.

Во втором разделе диссертации приводится обширный материал о омическом составе осадков сточных вод, их влияние на свойства почв, рожай и качество различных сельскохозяйственных культур. В частности, тмечено, что в среднем человек выделяет в сутки около 133 г твердых звержений и 1200 г жидких. В них содержится соответственно азота 2 и 14 золы 4,5 и 14 г, фосфорной кислоты 1,35 и 1,78, окиси калия 0,64 и 2,29 г. )садки сточных вод содержат органическое вещество, азот, фосфор, калий, альций, магний и ценные для земледелия микроэлементы.

В третьем разделе подробно освещен вопрос о микроэлементном оставе ОСВ.

За последние 30-40 лет в литературе накоплен значительный материал о изучению роли микроэлементов в жизни растений и животных. Определено, что между растениями и животными организмами существует ходство к,ак по химическому составу, так и по физической роли отдельных

питательных элементов в их жизнедеятельности. Показано значение для растений и животных таких микроэлементов, как йод, медь, марганец, молибден, цинк, титан.

При длительном возделывании сельскохозяйственных культур, несомненно, происходит отток элементов питания из почв с растениями, поэтому периодически следует контролировать содержание тех или иных макро- и микроэлементов в почвах и восполнять недостающие элементы, согласно научным рекомендациям.

Одним из источников пополнения почв необходимыми микроэлементами могут быть осадки городских сточных вод. Данные анализов ОСВ с очистных сооружений ряда стран показывают существенные различия в содержании микроэлементов. Крайность различий может достигать нескольких порядков. Это обусловлено, главным образом, соотношением в" канализационных стоках хозяйственно-бытовых и промышленных вод : чем выше содержание последних и чем более экологически загрязнено промышленное производство, тем более высокое содержание тяжелых металлов в ОСВ, что препятствует использованию их- в качестве удобрения.

В четвертом разделе рассматриваются гигиенические аспекты применения ОСВ. В последнее время в специальной и сельскохозяйственной литературе с термином "тяжелые" металлы (плотностью более 5 г/куб.см) связано понятие о чем-то токсичном, опасном для животных и растений.

Представление об обязательной токсичности тяжелых металлов вряд ли правомерно, т.к. в эту группу попадают медь, цинк, молибден, кобальт, марганец, железо и др., то есть те элементы, положительное значение которых давно доказано.

Реальнее использовать термин "тяжелый металл" в случае, когда реч1 идет об опасных для животных организмов концентрациях элемента <

этносительной атомной массой более 40. Понятие 'микроэлемент" правильно тогда, когда вещество в почве, растении, организме животных и ^ловека находится в нетоксичных концентрациях, используется в малых количествах как удобрение или минеральная добавка к корму для улучшения роста, развития растений и животных.

Однако имеется группа металлов, за которыми закрепилось только одна негативная категория - "тяжелые", в смысле "токсичные". Эта группа включает ртуть, кадмий и свинец. По общему мнению, их считают наиболее вероятными и опасными загрязнителями окружающей среды, т.к. указанные металлы широко используются в промышленности и на транспорте.

Знание природных концентраций тяжелых металлов в почвах и растениях дает возможность судить о состоянии чистоты или загрязненности среды и принимать соответствующие меры, направленные на сохранение почвенного плодородия и повышение качества растениеводческой продукции.

На основе литературных данных делается заключение, что ОСВ обладают удобряющим эффектом, однако при их применении должны учитываться климатические условия региона, типы почв, виды о.садков и выращиваемые сельскохозяйственные культуры. Однако в литературе пока нет достаточно полных данных о химическом составе осадков сточных вод очистных сооружений крупных отечественных городов, их влияний на агрохимические, биологические свойства почв и состав почвенных растворов, урожай и качество сельскохозяйственных культур.

Глава завершается постановкой конкретных задач для экспериментальных исследований.

2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2 1. Почвенно-климатические условия Самарской обпасти и района исследования. Территория Самарской области составляет 53,6 тыс. кв.Кл;. Характерной особенностью физико-географического положения области является ее расположение на границе лесостепной и степной зон. Северные районы области находятся в лесостепной, центральные - в переходной и южные - в степной зоне.

Почвенный покров чрезвычайно разнообразен, .что обусловлено рядом причин, в том числе местными особенностями рельефа.

Климат континентальный, с ясно выраженным неустойчивым, а на границах области. - недостаточным увлажнением. Средняя температура наиболее теплого месяца (июль) - 19-22°С, самого холодного (январь) -минус 13,5-14°С. Сумма эффективных температур (выше 10°С) колеблется от 2200°С на севере области, до 2600°С на юге. Годовая сумма осадков достигает 460-520 мм на севере и 350-430 на юге области. Различные природные условия определяют зональное размещение

сельскохозяйственного производства.

Вегетационные периоды 1985-1986 гг. (156,0 мм), 1987-1988 гг. (191 мм) и 1991-1992 гг. (103,0 мм) характеризовались низким количеством выпавших осадков, а наиболее высокотемпературными оказались 1986-1987 гг. (18,9°С), 1987-1988 гг. (20,1 °С) и 1988-1989 гг. (19,7°С). Наибольшее количество суховейных дней отмечено в 1986-1987 гг. (26 дней), 1987-1988 гг. (39 дней), 1991-1992 (33 дня) и 1992-1993 гг. (47 дней).

2.2. Объекты исследований. В качестве объектов опытов были выбраны осадки сточных вод г. Самара и г. Тольятти (Волжского автомобильного завода, ВАЗ и Тольяттиазот, ТОАЗ).

Очистные сооружения (ОС) г. Самара принимают канализационные точные воды с жилых домов города, а также промышленные сточные воды.

На ОС ВАЗ направляются промстоки Волжского автомобильного авода, обувной фабрики, пивоваренного завода, хозфекальные стоки Дентрального района города.

Очистные сооружения ТОАЗ перерабатывают промстоки данного 1редприятия, часть производственных, хозфекальных и бытовых стоков чомсомольского района.

2.3. Методика проведения опытов. Экспериментальные работы по изучению химического состава ОСВ г. Самара, их действие на почву и эастения проводились в лаборатории технологии зерна и массовых анализов Самарского НИИСХ им. академика Н.М. Тулайкова (198Ó-1992 гг.), а с ОСВ очистных сооружений ВАЗ и ТОАЗ - на кафедре защиты и физиологии растений Самарской государственной сельскохозяйственной академии (1979-1991 гг.) исследователем И.В. Пужайкиным при участии и руководстве диссертанта.

Проведены также вегетационные, мелкоделяночные и полевые опыты. Выбор культур определялся возможностью возделывания их в полевых севооборотах и пригодностью их выращивания в области, а также перспективой использования полученной продукции на кормовые цели или для промышленной переработки. Сорта и гибриды, высеваемые в опытах : кукуруза - гибрид Коллективный 220, яровая пшеница - Жигулевская, Кутулукская, ячмень - Вымпел, овес - Астор, озимая пшеница - Мироновская 808, люцерна - Куйбышевская, горох - Средневолжский, сахарная свекла -гибрид Ялтушковский, картофель - Кинельская Роза.

Полевой опыт с внесением в почву осадков сточных вод г. Самара проведен по схеме : /. Контроль (без удобрений¡ ; 2. 40 т/га ОСВ ; 3. S0 т/га ОСВ ; 4. 40 т/га навоза ; 5. 80 т/га навоза ; 6. 40 т/га ОСВ + 40 т/га

навоза ; 7. 80 т/га ОСВ + ЫРК (под запраграм. урожай] ; 8. ЫРК (экв. содерж. в 80 т/го ОСВ]. Эксперименты осуществлены на опытном поле орошаемого участка Самарского НИИСХ в 4-кратной повторности. Общая посевная площадь делянки - 150 кв.м (25 х 6), учетная - 100 кв.м ¡25 х 4). В дальнейшем при обсуждении результатов исследований будут использоваться только номера вариантов. Схемы вегетационных, мелкоделяночных и других полевых опытов приводятся при интерпретации полученных данных.

Почва - обыкновенный среднесуглинистый чернозем. Пахотный слой почвы (0-40 см) характеризовался следующими агрохимическими показателями : содержание гумуса (по Тюрину) составляло в среднем 4-5%, общего азота - 0,30%, легкогидролизуемого азота (по Тюриной и Кононовой) - 7,0 мг/100 г почвы, валового фосфора - 0,13%, подвижного фосфора (по Чирикову) - 13,66 мг/100 г почвы, валового калия - 1,65%, обменного калия (по' Масловой) - 27,64 мг/100 г почвы, рН солевой вытяжки - 6,1.

Дозы внесения ОСВ и навоза подобраны таким образом, чтобы, во-первых, не допустить загрязнения почвы тяжелыми металлами, а во-вторых, из расчета поддержания бездефицитного баланса гумуса (расчет произведен согласно методическим указаниям по составлению баланса гумуса для почв Самарской области ). Сельскохозяйственные культуры возделывались в шестипольном севообороте : кукуруза, яровая пшеница, овес с подсевом многолетних трав (люцерна], люцерна 1-го и 2-го года пользования, озимая пшеница.

В полевом опыте предусмотрены варианты с получением запрограммированного урожая зеленой массы кукурузы - 60,0 т/га, яровой пшеницы - 2,0-2,5 т/га, овса - 3,0-3,5 т/га, зеленой массы люцерны 50,055,0 т/га, озимой пшеницы - 4,5-5,0 т/га. Агротехника- общепринятая для данной зоны.

В почвенных растворах, полученных с помощью лизиметров нашей инструкции (авторское свидетельство Ыз 1792592, Б.И., 1993,5) определяли :ухой остаток, сумму анионов и катионов методами, изложенными в зуководстве по выполнению почвенных анализов под редакцией 'Л.Н. Александровой (1976).

Состав золы растений определяли (1987-1991 гг.)

зентгенофлуоресцентным методом в лаборатории радиометрических ^следований ВНИИЗМ (г. Тверь).

Агрохимические и биологические свойства почв, качественные юказатели выращенной сельскохозяйственной продукции определены летодами, изложенными в соответствующих руководствах, на которые :деланы ссылки в работе.

Данные по учету урожая сельскохозяйственных культур во всех опытах обработаны методом дисперсионного анализа на ЭВМ. Выявлены коэффициенты корреляции между отдельными изучаемыми признаками и определены уравнения регрессии.

2.4. Биологическая оценка растительной продукции на безвредность ^ля живых организмов. Биологическую оценку и контроль безвредности продукции для живых организмов проводили по методике, разработанной сафедрой гигиены питания Московского медицинского института им. И.М. Сеченова и кафедрой ветеринарно-санитарной экспертизы Московского технологического института мясной и молочной промышленности.

В качестве тест-объекта использовали инфузорию (Те1гаЬутепа эул(огт1з), наиболее представительную по выраженности основных апологических реакций : воспроизводству жизни, ее длительности, накоплению массы и четко реагирующую на изменение условий существования, поэтому широко использующуюся в различных биологических экспериментах.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Химический состав ОСВ г. Самара. Осадки сточных вод г. Самара имеют вид рассыпчатой, рыхлой земли 50-85% влажности, технологичны в погрузке, транспортировке, внесении.

Результаты анализов валового химического состава ОСВ и навоза, полученные с помощью рентгенфлуоресцентного и атомно-абсорбционного методов, приведены в табл. 1.

Химический состав ОСВ, в зависимости от поступающих на очистные сооружения промышленных и хозяйственных стоков, а также методов определения, колеблется в достаточно широком диапазоне. ОСВ характеризуются высоким содержанием органического вещества, широким набором макро- и микроэлементов. По количеству органического вещества, общего содержания кальция, фосфора, серы и железистых соединений ОСЕ превосходят навоз, а по другим элементам их значения близки. Содержание кремния в ОСВ более, чем в три раза меньше, чем в навозе. Такие микроэлементы, как железо, медь, цинк, кобальт, марганеч в ОСЕ содержатся в больших количествах, чем в навозе КРС. Содержание хрома к никеля в изученных образцах ОСВ оказалось ниже, чем в навозе. Однакс эти показатели в разных партиях навоза и ОСВ могут значительнс варьировать.

Содержание химических элементов в почве (чернозем террасовьа обыкновенный среднесуглинистый среднемощный) также сильно варьирует s зависимости от глубины почвенного профиля (табл.2).

Контролируемые элементы - медь, свинец, кадмий в пахотном слое содержатся в пределах ПДК (медь - 30-40, кадмий - 3, свинец - 20 мг/к почвы).

Таблица 1

Валовой химический состав ОСВ ( г. Самара) и навоза (СНИИСХ), 1986 г.

Показатели химического ОСВ Навоз

состава

Рентгенфлуоресцентный метод, г. Москва (в % на воздушно-сухую массу)

Органическое вещество 5Ю2 А1203 Ре2Оэ СаО МдО

к2о

Ыа20

р2о5 тю2

МпО 503 С1

Си 1п N1 Сг Со Мп

61,90 9,01 3,79 2,89 4,99 0,75 0,53 0,27 2,63 0,34 0,06 4,54 0,06

Атомно-абсорбционный метод, г. Пушкин, ЦИНАО (мг/кг сухого вещества) 13953,2 478,3 917,6 62,5 218,8 33,8 860,5

49,30 32,20 5,92 2,16 1,45 0,85 1,52 0,43 0,32 0,23. 0,06 0,16 0,01

1 1848,7 8,0 29,5 280,0 2343,7 25,0 728,1

Таблица 2

Валовой химический состав ОСВ, навоза и почвы на воздушно-сухую массу (рентгенфлуоресцентный метод), в % и мг/кг

Химические Виды образцов

элементы и Почва Почва Почва ОСВ Наооз

соединения 0-20 см 20-40 см 40-60 см

в %

СаО 2,80 2,27 4,03 5,43 2,46

Ре203 4,07 4,23 2,53 4,42 3,16

К20 0,85 1,05 1,05 1,50 •1,79

ТЮ2 ■ 0,88 0,80 0,84 0,49 0,74

МпО 0,144 0,264 0,192 0,288 0,228

мг/кг

Си 33,8-. 33,8 77,6 33,0 36,4

1п 31,7 59,2 53,8 14,13 54,4

Вг 6,2 12,3 8,0 18,1 12,3

РЬ 5,8 16,1 12,9 29,2 9,5

№ 44,2 61,0 48,6 30,9 48,0

Бг 124,0 138,0 140,0 313,5 124,5

1т 235,0 237,0 262,0 174,5 183,0

Мо ' 0,27 0,60 0,70 1,09 1,09

Вг 352,0 392,0 564,0 873,5 405,0

1.а 26,7 32,0 21,9 10,4 23,4

Се 66,0 80,9 78,3 35,5 63,7

Ыс1 14,5 13,1 11,2 11,6 19,5

Со 0,10 0,13 0,13 0,53 0,14

Сг 100 - 82 60

N1 41 - - 550 140

Со 21 - - 7,5 9,8

Аэ _ _* * - -

Н9 * * - -

-* - не определялись -.-** не обнаружено

В осадках сточных вод в сравнении с навозом содержится более, чем в 2 раза общего азота, обнаруживается в большем количестве кальция, железа, цинка, брома, свинца, стронция, бария, кадмия, а калия, титана, меди, рубидия, циркония, лантана, неодима, церия - ниже, чем в навозе. Органическое вещество, общий фосфор и рН среды в ОСВ и навозе приблизительно равные. Содержание нефтепродуктов - 420 - 14 530 мг/кг, СПАВ - 0,6-3,25 мг/кг.

Содержание же органического вещества в осадках сточных вод колеблется в пределах 40-60%, общего азота 1,0-1,36%, общего фосфора 0,20-1,23%, общего калия 0,30-0,38%, рН 7,0-7,5. Полуперепревший навоз крупного рогатого скота содержит 30-51% органического вещества, 0,560,59% общего азота, 0,25-0,27 общего фосфора, 1,27-1,39 общего калия, РН 7,1-7,4.

3.2. Химический состав ОСВ г. Тольятти. Осадки сточных вод ВАЗ и ТОАЗ также имеют вид рассыпчатой, рыхлой земли 80-87% влажности, технологичны в погрузке, транспортировке и внесении.

Химический состав ОСВ очистных сооружений ВАЗ характеризуется следующими показателями : нефтепродукты - 14 370 мг/кг, фенолы - 1,0 мг/кг, СПАВ - 46,0 мг/кг. Содержание 3,4-бенз(а)пирена снизилось с 3 мг/кг в 1983 г. до 0,75 мг/кг в 1988 г. Среднее количество ионов металлов в мг на 1 кг сухого вещества составляет : меди - 815, хрома общего - 2 427, кобальта - 30, никеля - 1 006, кадмия - 63, свинца - 49, цинка - 2 832, железа - 13 274. Содержание органических веществ - 46%, азота общего -0,5%, нитратного - 9,1 мг/100 г, фосфора - 2,2 мг/100 г.

Химический состав ОСВ очистных сооружений ТОАЗ характеризуется следующими показателями : нефтепродукты - 0,33 мг/кг, СПАВ - 0,23 мг/кг, ПАУ (3,4-бенз(а)пирен) - 0,25 мг/кг.

Ионов метоллов : хром общий - 150, кобальт - 51, никель - 90, медь -167, кадмий - 2, свинец - 47, цинк - 310, железо - 5 092 мг/кг. Содержание органического вещества - 44%, азот общий - 0,7%, нитратный - 6,4 мг/100 г, аммонийный - 0,12 мг/100 г, фосфор - 2,6 мг/100 г.

Следовательно, по химическому составу осадки сточных вод гг. Самара и Тольятти близки, для них характерно высокое содержание органического вещества, широкого набора макро- и микроэлементов, что позволяет предположить о возможном положительном влиянии их, как и навоза, на агрохимические, биологические свойства почв, урожай и качество продукции сельскохозяйственных культур.

3.3. Влияние разных доз ОСВ г. Самард, их сочетаний с навозом на рост и урожай сельскохозяйственных культур на почвах разного механического состава (вегетационный опыт). Результаты изучения влияния осадков сточных вод и их сочетаний с навозом на урожайность горохо-свсяной смеси, полученные в условиях вегетационного опыта на почвах разного механического состава, приведены на рис. I.

В зависимости от дозы ОСВ общий биологический урожай горохо-овсяной смеси на обыкновенном черноземе увеличился в среднем по трехлетним данным по сравнению с контролем на 25,6 - 57,7%, зерна - 24,3 - 64,9%, а на супесчаной почве соответственно : на 18,0 - 47,5; 40,0 -87,2%. По мере увеличения доз ОСВ величина урожая, как правило, возрастала, особенно это четко прослеживается на обыкновенном черноземе. При дозе ОСВ 20 т/га увеличение зерна горохо-овсяной смеси по сравнению с контролем составила 1,8 г/на сосуд (24,3%), а при дозе 80 т/га ОСВ эта величина равнялась 4,8 г/на сосуд (64,9%).

ОСВ в дозе 40 т/га на обыкновенном черноземе по саоему действию оказался равнозначен 80 т/га навоза, тогда как на супесчаной почве для получения .подобного эффекта потребовалось уже 80 т/га ОСВ.

Влияние органических удобрений и их сочетаний на общий урожай горохо-оэсяной смеси на почвах разного механического состава (1988-1990 гг.)

ц/га

го

Рис. 1 1 - Контроль (без удобрений) ; 2. 20 т/га ОСВ ; варианты опыта

3 - 40 т/га ОСВ ; 4 - 80 т/га ОСВ ; 5 - 80 т/га навоза ; 6 - 20 г/га ОС8 + 20 т/га нааоза 7 - 40 т/га ОСВ + 40 г/га навоза ; 8 - ЫРК (эка.содерж. в 80 т/га ОСВ).

гг

Использование ОСВ совместно с навозом не оказало существенного влияния на общий урожай горохо-овсяной смеси на обыкновенном черноземе по сравнению с внесением в отдельности ОСВ и навоза. На супесчаной почве имело место заметное повышение эффективности от такого сочетания. Наиболее эффективными по своему действию на урожай оказались минеральные удобрения. Однако и ОСВ, внесенный в сосуд из расчета 80 т/га, незначительно уступал по эффекту полному минеральному удобрению. На урожай зерна горохо-овсяной смеси на обыкновенном черноземе ОСВ и минеральные удобрения оказали одинаковое влияние: общий урожай (солома + зерно) яровой пшеницы от внесения ОСВ в черноземную почву увеличился по сравнению с контролем на 18,3-51,1%, зерна на 9,6-46,8%, в супесчаную соответственно: 22,9-122,2% и 24,4107,3%. Эффективность действия возрастающих доз ОСВ проявляется и на супесчаной почве. Это позволяет сделать вывод о том, что даже довольно высокие дозы ОСВ (80 т/га) не оказывают ингибирующего влияния на урожайность изучаемых сельскохозяйственных культур. Совместное применение ОСВ с навозом под злаковую культуру оказалось менее эффективным, чем под горохо-овсяную смесь.

На обыкновенном черноземе осадки сточных вод стимулировали рост растений гороха на 17,4-21,8%, овса на 9,4-13,7% и яровой пшеницы - на 12,0 - 26,0%.

Выявлена корреляционная зависимость между общим биологическим урожаем горохо-овсяной смеси и высотой растений. Коэффициент корреляции равен 0,25. Уравнение регрессии (У = 0,2214х + 10,75). Для яровой пшеницы данный показатель равен 0,89. Уравнение регрессии (У = 0,4639х - 10,183).

На супесчаной почве, ОСВ как и на обыкновенном черноземе способствовали усилению роста растений. Длина растений гороха, I

зависимости от доз вносимых ОСВ, возрастала на 5,1 - 16,7%, овса на 9,3 • 18,1% и яровой пшеницы на 11,7 - 23,6%.

Выявлена также корреляционная зависимость между общим биологическим урожаем горохо-овсяной смеси и высотой растений (г =■? 0,88). Уравнение регрессии (У = 1,068х - 25,459). Для яровой пшеницы (г = 0,78). Уравнение регрессии (У = 0,7862х - 23,585).

Таким образом, осадки сточных вод г. Самара по своей удобрительной ценности превосходят на обоих видах почв обычный традиционный подстилочный навоз. При этом эффективность осадков на супесчаной почве, оказалась выше, чем на обыкновенном черноземе.

3.4. Влияние ОСВ. навоза и их сочетаний на химический состав водных вытяжек из почв. Результаты исследований состава водорастворимых солей в водной вытяжке обыкновенного чернозема приведены в табл. 3.

Внесение ОСВ не сказалось резко на содержание водорастворимых солей в почве, степень и характер ее засоления. Оба вида почв сохраняли щелочную среду в течение всего периода развития растений с интервалом изменения рН - 7,25-8,05 у всех видов исследуемых культур, что указывает на отсутствие нормальных карбонатов, которые относятся к числу вредных солей, ПДК их составляет 0,005%.

Содержание сухого остатка также не превысило ПДК = 0,2%. По этому параметру указанные почвы можно отнести к незасоленым. В водной вытяжке обыкновенного чернозема его количество достигает 100 мг/100 г почвы, что находится в пределах ПДК (до 200 мг на 100 г почвы).

Увеличение количества сухого остатка в вариантах с органическими удобрениями подтверждается изменением анионно-катионного состава водных вытяжек. Наблюдается увеличение концентраций ионов С1' , Бо' Са++ .

Таблица 3

Содержание катионов и анионов, мг на ЮОг абсолютно сухой почвы, в водной вытяжке обыкновенного чернозема с внесением ОСВ и навоза при выращивании яровой пшеницы (среднее за 1988 - 1989гг.)

Варианты опыта Срок отбора образца * Сухой остаток рН Анионы Катион ы

нсоз • СГ БОТ," Са" Мд" Ыа' + К'

Контроль (без удобрений) 1 26,0 7,94 4,07 2,63 8,60 6,68 1,40 5,10

2 44,0 7,76 4,48 10,42 16,10 23,20 2,19 5,23

3 46,5 7,74 2,72 12,25 14,46 12,11 1,31 - 4,30

80 т/га ОСВ 1 79,0 7,76 3,75 3,11 34,28 14,09 1,96 2,70

2 72,0 7,82 4,56 7,18 26,28 16,84 2,94 3,12

3 87,0 7,75 3,42 11,84 31,66 13,58 1,63 5,40

80 т/га навоза 1 48,0 7,76 3,81 3,71 15,22 9,49 1,49 0,65

2 53,5 7,90 4,38 9,20 19,92 14,82 3,43 0,58

3 51,0 7,37 1,91 12,63 18,28 10,64 2,73 1,53

- Сроки взятия проб : 1 - появление полных всходов

2 - колошение;

3 - созревание.

Отмеченные закономерности в изменении химического состава водных вытяжек из почв под влиянием вносимых удобрений полностью подтверждаются результатами анализов лизиметрических вод, полученных в условиях полевого опыта.

Следовательно, осадок сточных вод, как и навоз при его использовании в качестве удобрения, повышает содержание сухого остатка в водных вытяжках и лизиметрических водах, изменяет соотношение анионно-катионного состава, но при этом не оказывает существенного влияния на степень засоленности почв.

3.5. Влияние ОСВ на агрохимические, биологические свойства почв и состав почвенных растворов. При возделывании сельскохозяйственных культур в звене севооборота кукуруза - яровая пшеница - овес, люцерна 1-го и 2-го года пользования проводились наблюдения за динамикой влажности и основных элементов питания, биологической активностью почв и изучался состав лизиметрических вод.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что для роста и развития всех культур были созданы благоприятные условия по увлажению почвы. В среднем, за вегетационный период в зависимости, от вариантов опыта, глубины почвенного профиля (0-60 см) и вида выращиваемых культур влажность колебалась в пределах 14,5-23,7% (53,3 - 87,6% от ППВ). В вариантах с использованием ОСВ и навоза на глубинах 40-60 см обнаружена тенденция большего накопления влаги, возросла биологическая активность почвы под посевами кукурузы на 14,3-28,2%, яровой пшеницы -на 8,2-43,7%, овса - на 13,7-44,8%, люцерны - на 2,5-28,3% и озимой пшеницы - на 4,9-11,8%.

Выявлена корреляционная зависимость между показателями биологической активности почвы и урожайностью сельскохозяйственных

культур. Так, коэффициент корреляции для кукурузы составил 0,61, яровой пшеницы - 0,57, овса - 0,40, люцерны - 0,55 и озимой пшеницы - 0,62.

При изучении влияния удобрений на содержание основных элементов питания растений (азота, фосфора и калия] в почве на глубинах 0-20, 20-40, 40-60 см установлено, что под всеми сельскохозяйственными культурами под влиянием ОСВ, навоза и их сочетаний возрастает количество нитратов, подвижных форм фосфора и калия. Под растениями кукурузы в пахотном слое количество нитратов возрастало по сравнению с контролем от 1,7 до 11,1 мг/кг (2,1-13,8%), подвижного фосфора - от 10,8 до 41,3 мг/кг (3,513,4%) и обменного калия - от 5,0 до 80 мг/кг почвы (3,2-51,2%). По мере углубления по почвенному профилю и к концу вегетации их количество снижалось.

Изучение химического состава лизиметрических вод, взятых с 50 см почвенного профиля под выращиваемыми растениями, показало, что ОСВ и навоз смещают реакцию среды в щелочную сторону, с колебанием рН в пределах 6,76-7,85, увеличивают содержание сухого остатка от 0,1 до 0,5 г/л, изменяют, соответственно, анионно-катионный состав.

Можно сделать вывод о том, что осадки сточных вод, как и навоз, при их использовании в качестве удобрений способствуют влагонакоплению в почве, повышают содержание подвижных форм азота, фосфора и калия, стимулируют биологическую активность почв, смещают реакцию среды в щепочную сторону, повышают в почвенных растворах содержание сухого остатка и, соответственно, изменяют концентрацию анионно-катионного состава.

3.6. Влияние ОСВ г. Самара на урожайность сельскохозяйственных культур в условиях полевого опыта. Осадки сточных вод (80 т/га), навоз (80 т/га) и их сочетание (40 т/га ОСВ + 40 т/га навоза) оказали в прямом

действии существенное влияние на урожайность зеленой массы кукурузы (рис. 2).

Прибавка урожая по сравнению с контролем составила 5,1- 8,4 т/га (9,1-15,1%). По своей удобрительной ценности ОСВ превосходит навоз; При одинаковых дозах 40 т/га урожайность от ОСВ выше навоза на 1,5 т/га (2,6%). Особенно значителен эффект их совместного использования.

Дополнительное внесение минеральных удобрений совместно с осадками сточных вод позволило получать в годы опытов запрограммированные урожаи зеленой массы кукурузы (59,5-73,2 т/га).

Осадки сточных вод способствуют увеличению урожая початков кукурузы на 1,4-6,0 т/га (8,3-34,8%). При совместном применении ОСВ и минеральных удобрений получен максимальный урожай початков кукурузы. Такая же закономерность отмечена и при анализе данных по влиянию удобрений на содержание сухого вещества кукурузы и выхода кормовых единиц с гектара.

Сохраняется сравнительно высокий эффект последействия испытуемых удобрений (рис. 3).

Под их влиянием на второй год получены достоверные прибавки урожая яровой пшеницы. Они колебались в пределах 0,1-0,4 т/га (8,722,6%).

Эффективность последействия ОСВ, навоза, особенно их совместное применение оказалось весьма заметным и на третий год. Прибавка урожая овса в среднем за 2 года варьировала в пределах 0,2-0,6 т/га (10,0-23,1%).

Последействие на 4-й и 5-й годы учитывалось на люцерне (рис. 2). В среднем за 2 года удобрения, в том числе ОСВ, повысили общий урожай зеленой массы люцерны на 2,6-7,4 т/га (7,2-20,4%). Прямое действие ОСВ, навоза и их сочетаний учитывалось и на посевах озимой пшеницы (рис. 3). Прибавка .урожая, по сравнению с контролем, колебалась в пределах 0,3-

Влияние О СБ, навоза и их сочетаний на урожайность зеленой мае сы кукурузы (среднее за 1987-1988 и 1990 гг.) и их последействие на 4-5 год на урожайность зеленой массы люиерны (среднее за 1990-1991 гг.)

Рис.2

г\з ТО

1,2, ...,8: варианты опыта

1. Контроль (без удобрений); 2. 40 т/га ОСВ; 3. 80 т/га ОСВ;

4. 40 т/га навоза; 5. 80 т/то навоза; 6. 40 т/га ОСВ + 40 т/га навоза;

7. 80 т/га ОСВ + ЫРК (под зопрограм. урожай); 8. ЫРК (экв. содерж. в 80 т/га ОСВ).

яровой пшеницы 11700-1707-177111./, ищ-и \ > 707-1 7 7ии .¡, прямое действие на урожайность озимой пшеницы (среднее 1990-1991гг.)

го о

Рис. 3 1,2, ...,8 варианты опыта

I. Контроль (без удобрений) ; 2. 40 т/га ОСВ ; 3. 80 т/га ОСВ ;

4. 40 т/га навоза ; 5. 80 т/га навоза ; 6. 40 т/га ОСВ + 40 т/га навоза ;

7. 80 т/га ОСВ + ЫРК (под запрограм урожай) ; 8. ЫРК (экв содерж. в 80 т/га ОСВ).

0,5 т/га (7,4-13,3%). Осадки сточных вод оказывали почти такое же действие на урожай зерна, как и навоз.

Таким образом, осадки сточных вод г. Самара как в прямом действии, так и в последействии оказывают положительное влияние на рост, развитие и урожайность различных сельскохозяйственных культур. Результаты исследований, полученные в условиях вегетационного опыта, подтверждаются результами полевых экспериментов.

Высокая эффективность действия ОСВ, как и навоза, объясняется прежде всего высоким содержанием в нем органических компонентов, широким набором макро- и микроэлементов, что благоприятно сказывается на урожайность сельскохозяйственных культур.

Выявлена 1 зависимость между высотой растений и урожайностью зеленой массы, кукурузы (г = 0,46), яровой пшеницы (г = 0,79), овса (г = 0,67) и озимой пшеницы (г = 0,49). Уравнения регрессии приводятся в работе.

3.7. Влияние ОСВ на химический состав растений и качество продукции. В урожае кукурузы, яровой и озимой пшеницы, овса и люцерны определялось содержание 25 химических элементов, включая такие контролируемые металлы как кобальт, медь, цинк, молибден, свинец, мышьяк, кадмий, йод и селен (табл. 4, 5). Химический состав овса и люцерны приведен в работе.

Нами установлено, что осадки сточных вод в изучаемых дозах и сочетаниях с другими удобрениями не оказывают отрицательного действия на качество продукции. Все показатели находятся в пределах ПДК и не даю1 основания для загрязнения почвенной среды и растениеводческой продукции

Осадки сточных вод оказывают положительное влияние на качестве хлеба. Они способствуют повышению упругости теста на 6-10 мм, величинь отношения упругости к растяжимости на 0,2-0,6, силы муки на 18-34 е.а.

Табпицо 4

В/темно ОСП, навОЗО и их сочвтонии но сопер*омив химических эпемонтов в зеленой моссе кукурузы (» числителе) и початках (знаменателе), урожой 1990г.

Солпржоние Зпрмянтоп Мг/кг ПДК В СОЧНЫХ кормах, мг/кг Мэ N3 вариантов опыта

1 2 3 4 . 5 6 7 8

РЬ 5,0 5.01 3,29 здм 2.?4 104 151 160 ЗЛ1

2,03 1,46 1,47 1,64 1.57 1,94 2,19 2.09

Ав 1,0 0.203 ОЛЯ 0.244 Р_22_6. 0^64 0052 0.204

0,074 0,05? 0,047 0,067 0,078 0,060 0,063 0.024

се 0,3 ОЛИ РЛ12 0.237 0071 032& РЛ22 0.165 0.204

0,057 0,051 0,066 0,061 0,077 0.056 0,077 0,064

Со 2,0 0.143 Й£Т4 ш 0.014 аого ' 0.Ш.5 0009 0Л02

0,022 0,019 0,026 0,021 0,017 0,041 0,025 0.038

Си 30,0 /1,56 <ш 1Л2 0.27 2А1 0.98 1.33 1.2?

0,34 0,65 0,33 0,39 0,67 0,43 0,71 0,54

1г\ 100,0 .Ш2 ш Ж5 15.5 213 ' 2Ь2 20.3

19,6 16.7 16,2 22,2 20,9 21,7 30,7 17.1

Мо 2,0 0,320 аш СШ2 д.5_тг Ы45 9Л11 0.775 0^86

0,100 0,099 0,107 0,098 0.177 0,125 0,202 0.161

J 5,0 0.174 0.088 0.179 0,780 0.106 ш 0.202 0.212

0,031 0,040 0,042 0,035 0,060 0,025 0,043 0.042

Бе 1.0 0,025 0.071 0Л85 0.087 0.098 0.135 0.121 0.154

0,088 0,091 0,104 0,052 0,081 0,072 0,075 0,091

влагопоглатительной способности на 0,7-0,8% и объема хлебцев на 75-145 куб. см.

3.8. Влияние ОСВ г. Тольятти на микрофлору почвы. В отечественной и зарубежной литературе достаточно полно освещен вопрос о влиянии различных видов и доз органических удобрений на микрофлору почвы. Однако практически все работы, посвященные данной тематике, связаны с традиционными органическими удобрениями. Работ, освещающих вопросы о влиянии осадков сточных вод на микробиологию почв, практически нет или они носят фрагментарный характер. В условиях вегетационного опыта различные дозы ОСВ ВАЗ, вплоть до 120 т/га при обоих режимах влажности (40% и 60% от ППВ), стимулировали увеличение численности микроорганизмов всех групп. Характерно, что пик увеличения численности грибов наступал в июне, бактерий - в июле, а актиномицетов - в августе.

Несколько иные результаты получены в вегетационных опытах с ОСВ ТОАЗ. Их внесение первоначально мало стимулировало развитие бактерий, актиномицетов и угнетало грибы. Во второй срок, в июле, численность бактерий в удобренных сосудах несколько возросла, но снизилось количество актиномицетов. Не выявлено заметного действия ила на численность микрофлоры почвы и в сентябре. В некоторых случаях высокая доза ОСВ (120 т/га) снижала численность микробиот по сравнению с вариантом 60 т/га.

Аналогичные результаты получены и в мелкоделяночных опытах с ОСВ ВАЗ (табл. 6).

Таблица 6

Влияние ОСВ ВАЗ на численность основных групп почвенных микроорганизмов (мелкоделяночный опыт, 1986)

Варианты опыта Численность основных групп микроорганизмов на 1 г почвенных а.с.п.

бактерии, млн. актиномицеты, млн. грибы, тыс.

Июнь

Контроль Ы 0,06 1,4

ОСВ 60 т/га 1,4 0,1 . ■ 3,3

НСР 0,05 0,5 0,04 1,0

Июль

Контроль 0,4 0,2 8,6

ОСВ 60 т/га 0,4 0,8 16,8

НСР 0,05 0,2 0,3 2,1

Август

Контроль 4,3 0,2 6,9

ОСВ 60 т/га 10,7 0,4 8,9

НСР 0,05 1,0 0,4 1,2

Внесение осадков сточных вод в целом повышало масс1] микроорганизмов в почве и в полевых опытах, хотя и не так заметно и четко как в предыдущих исследованиях. Это, по-видимому, вполне закономерно дл: условий открытого поля, где влияние различных внешних факторов н< микроорганизмы хорошо выражено. Характерно, что стимулирующе действие ила на численность микрофлоры сохранялось и на третий год поел его внесения.

Актиномицеты, помимо своей высокой деструктивной способности, позволяющей использовать менее доступную форму органического вещества, обладают высокой способностью к синтезу антибиотиков, что может привести к подавлению жизненных функций других микроорганизмов, в частности бактерий и грибов. Обнаружена прямая связь между увеличением дозы удобрений и ростом численности микроорганизмов, продуцирующих вещества, обладающие фитотоксичностью и антибиотическими свойствами. Факт довольно высокой численности микроорганизмов при дефиците влаги объясняется тем, что осадки сточных вод обладают высокой гидрофильностью, что создает очаги для нормального биологического развития многих видов микрофлоры.

3.9. Влияние ОСВ г. Тольятти на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур. Вегетационные и мелкоделяночные опыты показали значительное влияние ОСВ на рост и развитие растений. Это подтвердилось и в полевых условиях. Наиболее длительными были опыты с внесением ОСВ ВАЗ. Они начались в 1987 г. и продолжались до 1991 г. При внесении ОСВ в дозе 40 т/га повышались продуктивная кустистость, число зерен и их масса в колосе, что положительно сказывалось на урожайности (табл. 7).

Таблица 7

Влияние ОСВ ВАЗ на урожайность ячменя в т/га (полевой опыт, 1987 г. -прямое действие, 1988... 1991 г. - последействие)

Варианты опыта 1987г. 1988г. 1989г. 1990г. 1991г. Сумма

Контроль 1,6 1,0

ОСВ 40 т/га 2,0 1,7

Прибавка 0,4 0,7

НСР, 0,05. 0,02 0,08

1,0 1,6 0,5 5,7

2.2 2,5 1,3 9,7

1.3 0,8 0,8 4,0 0,05 0,10 0,07 0,17

В первый год действия сбор зерна возрос с 1,6 т/га в контроле до 2,0 в варианте с внесением ила. Достоверно, на 0,7 ... 1,3 т/га увеличилась урожайность и в годы последействия. Характерно, что наибольшая эффективность ила отмечалась в засушливые годы.

Внесение ОСВ ВАЗ 40 т/га благоприятно сказалось и на урожайности яровой пшеницы. Из четырех лет изучения, три года ОСВ достоверно повышал урожайность. Исключение составил 1990 г., когда сборы зерна по вариантам оказались практически одинаковыми. Одной из причин, которая, по нашему мнению, могла отрицательно сказаться на урожайности в 1990 г., являются неблагоприятные погодные условия, а именно обилие осадков во второй половине лета.

В среднем за 4 года (прямое действие и 3 года последействия) сумма прибавки сбора зерна составила 1,4 т, что ниже, чем по ячменю.

Высокая эффективность ОСВ подтвердилась и при внесении его под кукурузу. В мелкоделяночном опыте ОСВ ВАЗ 60 т/га в среднем за 5 лет высота растений в контроле была 177 см, а в опыте - 213 см, что сказалось на повышении урожайности общей зеленой массы. В опытном варианте онс превысила контроль в 1,6 раза (28,3 против 43,8 т/га).

Положительное влияние внесения ОСВ ВАЗ под кукурузу подтвердилась и в полевых опытах (табл. 8).

Таблица 8

Влияние 40 т/га ОСВ ВАЗ на урожайность кукурузы (полевой опыт, 1988 г. - прямое действие, 1989...1991 гг. - последействие)

Варианты опыта ' Зеленая масса, т с га

1988г. 1989г. 1990г. 1991г. Среднее

28,8 53,8

30,5 55,5

1,7 1,7

0,25 1,49

Контроль ОСВ

Прибавка НСР, 0,05

37.5 18,3 51,1 22,2

13.6 3,9 • 8,12 0,66

34,6 39,8 5,2 0,001

В среднем за 4 года растения опытных вариантов оказались выше контроля на 13 см. Урожайность зеленой массы за этот период (1 - прямое, 3 года - последействие) возросла на 5,2 т/га.

ОСВ обладают явным пролонгирующим действием. Происходит не скачкообразное возрастание урожайности в течение одного года, а идет достоверное по ряду лет увеличение биомассы, что видно и по' урожайности картофеля в полевом опыте как в год применения ОСВ ВАЗ, так и в последействии (табл. 9).

Таблица 9

Влияние ОСВ ВАЗ на урожайность картофеля в т/га (полевой опыт, 1988 г. - прямое действие, 1989-1990 гг. - последействие)

Варианты 1988г. 1989г. 1990г. Сумма Средняя прибавка на

за 3 года 1 га за 3 года

1 2 3 4 5 6

(онтроль ' 7,2 10,5 16,0 33,7 -

Продолжение таблицы 9

ОСВ 40 13,5 10,9 19,0 43,4

Прибавка 6,3 0,4 3,0

НСР 0,95 0,86 0,30 0,06 0,14

9,7

Отмечено значительное влияние ОСВ ТОАЗ на рост, развитие и урожайность сахарной свеклы (табл. 10).

В первый год действия количество листьев оказалось повышенным в опытном варианте (19,6 на растение, против 18,0 в контроле). Аналогичный эффект наблюдался и в последующие два года. В среднем за годы исследований этот показатель составил в контроле 16,8, в опыте - 18,0.

Таблица 10

Влияние 60 т/га ОСВ ТОАЗ на рост и урожайность сахарной свеклы (мелкоделяночный опыт, 1984 г. - прямое действие, 1985-1986 гг. - последействие)

Варианты Количество Сред Сбор корне- Сред Содер

опыта листьев на 1 нее, плодов, кг на нее кг. жание

растение, шт. шт. 1 кв. м на сахара,

1984 1985 1986 1984 1985 1986 1 кв. м %

Контроль 18,0 17,3 15,0 16,8 4,04 3,01 5,05 4,03 16,7

ОСВ 19,6 18,2 16,2 18,0 5,10 3,62 5,25 4,66 16,9

Прибавка 1,6 0,9 1,2 1,2 1,06 0,61 0,20 0,63 0,2

НСР 0,05 0,4 3,3 0,3 0,7 0,1 0,04 0,1 0,1 0,2

Особенно заметным было положительное действие ОСВ на урожайность. Прибавка в 1984 г. составила 1,06 кг/кв.м. В среднем за годы исследований сбор корнеплодов сахарной свеклы в контроле составил 4,03, в опыте - 4,66 кг/кв.м. Содержание сахара по обоим вариантам оказалось на одном уровне (контроль - 16,7%, опыт - 16,9%).

3.10. Влияние ОСВ на химический состав и качество растениеводческой продукции. Вегетационные опыты с внесением в почву 40, 60 и 120 т/га ОСВ ВАЗ свидетельствуют о высоком влиянии ила на изменения химического состава растений. Содержание азота в листьях кукурузы в фазе 7...8 листьев возрастало по мере повышения дозы ОСВ соответственно в 1,2...1,5...1,9 раза. Аналогичный эффект наблюдался и при анализе стеблей, где содержание азота в варианте ОСВ 120 т/га было . выше контроля в 3,5 раза. Валовое содержание азота, усвоенного одним растением за вегетационный период, повысилось с 151,9 в контроле до 213, 288 и 540 мг при разных дозах внесения ОСВ.

Результаты, полученные в вегетационном опыте, подтвердились и при выращивании кукурузы на опытном поле (табл. 11).

" Таблица 1 1

Влияние 40 т/га ОСВ ВАЗ на содержание общего азота в растениях кукурузы, в % на воздушно-сухую массу (полевой опыт, 1988 г. -

прямое действие, 1989-1990 гг. - последействие)

Варианты

опыта 1988 г. 1989 г. 1990 г. Среднее

1 2 3 4 5

Листья

Контроль . 0,67 0,58 0,63

0,63

Продолжение таблицы 1 1

1 2 3 4 5

ОСВ 1,07 0,79 0,68 0,85

НСР 0,05 1,07 0,79 0,01 0,07

С т е б л и

Контроль 0,64 0,72 0,49 0,62

ОСВ' 1,01 0,24 0,52 0,59

НСР 0,05 0,1 0,07 0,07 0,04

3 е р н о

Контроль 1,01 0,33 1,56 .0,97

ОСВ 1,38 0,64 1,81 1,28

НСР 0,05 0,2 0,1 0,01 0,08

Содержание общего азота в год внесения ОСВ возросло : в листьях 0,67 до 1,07% ; в стеблях с 0,64 до 1,01% ; в зерне с 0,01 до 1,38%.

Яровая пшеница на удобренной ОСВ почве имела повышенно содержание общего азота в массе растений. Полевые испытания внесени 40 т/га ОСВ ВАЗ свидетельствуют об увеличении общего азота в зерне первый год действия с 1,42 до 1,58% и 3,59% на третий год последействие При этом сбор сырого протеина в зерне в среднем составил в контрол 1,16, в опытном варианте - 1,37 т/га. Аналогичные данные получены и п ячменю.

Изменилось содержание в растениях и фосфора. В условия вегетационного опыта в фазу молочно-восковой спелости кукуруз содержание этого элемента в листьях увеличилось с 0,51 до 0,97%, а стеблях - с 0,55 до 0,84%. По ячменю и яровой пшенице также наблюдалас тенденция к повышению содержания фосфора во всех частях растения.

Экспресс-анализ растений кукурузы, ячменя и картофеля, выращенных с применением ОСВ ВАЗ и ОСВ ТОАЗ, на безвредность для животного организма показал, что реакция инфузории (Те1гаЬутепа ругНоптнз) была неоднозначной. ' ' •

В зависимости от доз применяемых удобрений, навески исследуемого материала (100-150 г) и длительности эксперимента (до 11 суток) обнаружилась слабо выраженная токсичность. Поскольку угнетенный рост инфузории отмечен в равной степени в том и другом варианте (без ОСВ и с ОСВ) можно предположить, что это связано с накоплением продуктов жизнедеятельности инфузорий и других микроорганизмов, развивающихся в исследуемой среде.

Аналогичные результаты получены лабораторией токсикологии СЭС Самарской области. Следовательно, можно констатировать, что биологическая ценность зерна ячменя, выращенного с применением ОСВ с очистных сооружений ВАЗ и ТОАЗ из расчета 60 т/га, не ниже контрольного варианта. Это позволяет рекомендовать их в качестве корма для теплокровных.

3.11. Влияние ОСВ на содержание ионов тяжелых металлов в почво и растениях. Одним из факторов, ограничивающих использование ОСВ как удобрения, может быть накопление металлов в почве и в получаемой продукции.

Принцип расчета для' определения допустимого внесения в почву токсических веществ основан на том, что после внесения ОСВ суммарное содержание токсикантов в почве (с учетом рассеивания в пахотном слое) не должно превышать ПДК : Ф + Д = ПДК, где Ф - фоновое содержание токсикантов в почве, мг/кг ; Д - дополнительное внесение токсиканта в пахотный горизонт с ОСВ, мг/кг ; ПДК - допустимый уровень токсиканта, мг/кг.

Внесение ОСВ в агрономически обоснованных нормах (40 ... 60 т/га с влажностью 80%) практически не повышает содержание ионов металлов в почве по сравнению с естественным фоном (табл. 12).

Анализ растений, выращенных с применением ОСВ, в вегетационных опытах не выявил каких-либо существенных отклонений в содержании металлов по отношению к контрольному варианту. Аналогичные результаты получены в полевых мелкоделяночных опытах.

Содержание ионов металлов в растениях, удобренных ОСВ ВАЗ из расчета 40 т/га, оказалось на уровне контроля, и это в первую очередь касается металлов первого класса опасности т свинец, кадмий и цинк.

Таким образом, нашими многолетними исследованиями установлено, что испытанные дозы ОСВ в 40, 60, 120 т/га не приводят к загрязнению растений солями тяжелых металлов, качество получаемой при этом растениеводческой продукции соответствует зоогигиеническим нормам.

Подобный вывод обосновывается тем, что внесение ОСВ мало повышает концентрацию ионов металлов в почве, и оно не столь значительно, чтобы нарушить защитные барьеры растений, особенно, при формировани репродуктивных органов. Кроме того, большая часть ОСВ, вносимая в почву, представлена органическим веществом, которое характеризуется высокой поглотительной способностью по отношению к многим металлам, связывая их в комплексные соединения хелатного типа, т.е. в малодоступные для растений формы.

В ОСВ содержится значительное количество кальция (от 1,5 до 23 г/кг сухого вещества), защитная роль которого общеизвестна. Повышение концентрации Са в почвенном растворе создает условия для проявления антагонизма ионов щелочно-земельных элементов.

3.12. Содержание 3.4-бенз(а)пирена в почве и растениях. Внесение ОСВ ТОАЗ из расчета 60 т на га с содержанием 3,4-бенз(а)пирена в

Влияние внесения иив но содержание ¡нжелвл «сшили,, в почве (обыкновенный чернозем, Кинельская селекционнся станция, 1986 г.) и расчетно-допустимые дозы внесения

Химичес- Концен- Количество элемента, Естествен Суммарное ПДК в поч Средняя расчетная Макс, доза

кие трация внесенного в почву ный фон. содержание ве, мг/кг доза внесения за 5 лет,

элементы в ОСВ на при влажности 80%, мг/кг элемента — сухого ОСВ, т/га т/га

сухое мг/кг сухого или меньше вещ-ва по сухому веществу по сухому

г вещ-ва ПДК веществу

ОСВ ВАЗ 40 т/го

Свинец 49,4 0,13 22,5 22,6 35 15,7 78,5

Медь 815 2,2 29,3 31,5 39 0,7 3,5

Хром 2427 6,5 15 21,5 100 2,1 10,5

Цинк 2832 52 59,6 85 0,7 3,5

Марганец 1049 2,3 512 514,8 1500 56,5 282,6

Кобальт 30 0,1 25 25,1 50 50,0 250,0

Кадмий ¿3 0,2 2,3 2,5 5 2,6 13,0

ОСВ ТОАЗ 60 т/га

Свинец 46,9 0,18 22,5 22,7 35 16 80,0

Медь 167,2 0,7 29,3 30,0 39 3,5 17,5

Хром 150,0 0,6 15,0 16,6 100 3,4 17,0

Цинк 310,1 1,2 52,0 53,2 85 6,4 32,0

Марганец 595,1 2,4 512 514,4 1500 99,3 ... 499,0

Кобальт 50,6 0,2 26 25,2 50 29,6 143,0

Кадмий 2,2 0,01 2,3 2,3 5 13,6 63,0

количестве 0,25 мг/кг обеспечило повышение уровня загрязнения до 0,021, т.е. в 5,3 раза, что практически равно допустимому ПДК (табл. 13).

Таблица 13

Результаты определения канцерогенного загрязнения почвы (3,4-бенз(а)пирен), мг/кг сухого вещества

Исследуе Год Фоновое Внесено Предпола Фактичес ПДК в

мые содержа с ОСВ гаемая кое содер почве

объекты ние в концентра жание

почве ция

ОСВ 60

т/гаТОАЗ 1987 0,004 0,250 0,254 0,021 0,02 ОСВ 60

т/га ВАЗ 1987 " 0,004 1,875 1,879 0,0096 0,02

Аналогичные результаты наблюдались по ОСВ ВАЗ. Доза 60 т на 1 га повышала уровень 3,4-бенз(а)пирена в почве в 2,4 раза. Однако и в этом случае внесение ОСВ не приводит к увеличению содержания 3,4-бенз(а)пирена в почве до уровня выше ПДК.

Анализ растениеводческой продукции, выращенной с применением ОСВ ТОАЗ, не показал наличия данного канцерогена в листьях, стебле и зерне кукурузы. Отсутствовал 3,4-бенз(а)пирен и в зерне ячменя и яровой пшеницы, выращенной с применением ОСВ ВАЗ в дозе 40 т/га.

3.13. Биоэнергетическая и агроэкономическая оценка применения ОСВ в качестве удобрений. При анализе степени интенсификации сельскохозяйственного производства широко используют энергетическую оценку, как наиболее обощенный и объективный показатель в плане

международной системы единиц измерения. Проведенные нами подсчеты показали [табл. 14), что биоэнергетическая продуктивность севооборота в зависимости от вида удобрений, их доз и сочетаний с минеральными удобрениями по сравнению с контролем колебалась в следующих пределах -59 452 - 164 849 Мдж (8,0 - 22,1%). ОСВ по своему влиянию на аккумуляцию биоэнергии растениями севооборота практически не уступает навозу, о чем свидетельствуют и коэффициенты энергетической активности.

Наибольшее количество энергии выращиваемые культуры в севообороте накапливают при использовании ОСВ с расчетными дозами минеральных удобрений под запрограммированные урожаи сельскохозяйственных культур. При этом достигается самый высокий энергетический коэффициент - 1,56.

Одно из главных принципов определения экономической эффективности применения различных видов удобрений - сопоставление прибавки урожая с теми дополнительными затратами, которые необходимо сделать, чтобы получить указанную прибавку.

Наиболее отзывчивыми культурами можно считать пропашные, в частности, кукурузу на силос и картофель.

Годовой экономический эффект в сопоставимых ценах 1983 г. г на единицу продукции соответственно составил : кукуруза - 44,78 ; картофель -4,09 руб.

Однако определение реальной экономической эффективности использования ОСВ не представляется возможным в силу отсутствия экономических показателей по экологической оценке данного мероприятия, которая представляется нам очень высокой.

Показателен наш опыт с внесением ОСВ в совхозе "Молодая гвардия" Волжского района Самарской области. Здесь проведено производственное испытание.внесения осадков сточных вод г. Самара из расчета 20 т/га на

Таблица 14

Биоэнергетическая эффективность севооборота под влиянием удобрений, Мдж/га

№ ва- Чередооа ние культур в севообороте Сумма накопленной Затраты Коэффиц

риантов кукуруза яровая овес с подсе- люцерна люцерна Энергии в сево- совокуп. энер- энергетич

пп. пшеница вом люцерны 1 года 2 года обороте, Мдж/га гии, Мдх/га эффек-ти

1 21 1 024 31 475 48 692 206 730 249 516 747 438 574 952 1,30

2 232 144 35 916 53 768 217 863 267 199 806 891 575 018 1,40

3 243 584 35 530 56 212 216 771 291 430 843 528 575 083 1,46

4 218 240 34 371 53 580 262 706 274 621 844 519 574 972 1,4 7

5 235 488 37 268 57 904 237 073 290 775 860 095 574 992 1,50

6 234 256 37 075 59 032 247 115 280 078 857 557 574 982 1,49

7 291 984 38 813 59 972 235 109 286 409 912 287 585 554 1,56

8 236 896 36 302 56 776 255 847 267 199 853 021 597 238 1,43

оидади 200 ra пашни под озимую пшеницу ( Мироновская 808) в прямом йствии, а в последействии выращивалась кукуруза (гибрид Коллективный 0). Результаты эксперимента подтвердили научные данные, полученные в ституте, в условиях полевого опыта. Прибавка урожая озимой пшеницы от есения ОСВ составила 0,2 (4,5%), а кукурузы - 2,0 т/га (4,9%).

ВЫВОДЫ

1. Химический состав осадков сточных вод не стабилен. ОСВ содержит в себе 24 - 64% органического вещества, широкий набор макро- и микроэлементов, включая тяжелые металлы. Содержание общего азота в них колеблется в пределах 0,7 - 4,2%, фосфора - 0,7 - 19,4%, калия - 0,3 - 0,4%. Реакция среды слабощелочная - рН = 7,1 - 7,4. В ОСВ обнаруживаются и особо контролируемые элементы (свинец, никель, хром, марганец, кадмий, мышьяк, ртуть и другие компоненты).

Установлено, что содержание в ОСВ органического вещества, кальция, фосфора, железа, цинка, серы, меди, кобальта, марганца, брома, свинца, стронция, бария, кадмия заметно выше, а калия, титана, рубидия, циркония, лантана, церия, неодима несколько ниже, чем в навозе.. Количество молибдена и величина рН среды в ОСВ и навозе оказались практически одинаковыми.

По своему химическому составу осадки сточных вод характеризуются не только как высокосодержащие органические вещества удобрения, но и как источник основных элементов питания и микроэлементов, крайне необходимых для сельскохозяйственных культур.

2. Осадки сточных вод по своей удобрительной ценности превосходят навоз, причем их эффективность на супесчанной почве выше, чем на обыкновенном черноземе. Определено, что в условиях вегетационного опыта на обыкновенном черноземе, по мере повышения доз ОСВ, значительно увеличивается (на 25,6 - 57,7%) биологический урожай горохо-овсяной смеси и (на 18,3 - 51,1%) яровой пшеницы. При этом сбор зерна горохо-овсяной смеси возрастает с 24,3 до 64,9%, яровой пшеницы - с 9,6 до 46,8%.

На супесчаной почве соответственно на 18,0 - 47,5 и 22,9 - 122,2%, а зерна на 40,0 - 87,2 и 24,4 - 107,3%.

3. Под влиянием ОСВ на обоих видах почв сохраняется щелочная реакция среды с интервалом изменения рН - 7,25 - 8,05, что указывает на отсутствие нормальных карбонатов, которые относятся к числу вредных для растений солей.

Осадки сточных вод (как и навоз) увеличивают содержание сухого остатка в водных вытяжках. В водной вытяжке обыкновенного чернозема он достигает 100 мг/100 г почвы, что находится в пределах ПДК (до 200 мг/100 г почвы). Отмечено повышение концентрации ионов С1", 5042" и Однако указанные изменения как в качественном, так и в количественном отношении близки к эффекту, вызываемому внесением навоза. Выявленные закономерности в условиях вегетационного опыта подтверждаются химическими анализами лизиметрических вод, полученных в полевых опытах.

4. Осадки сточных вод положительно влияют на влагоемкость почвы, вышают биологическую активность, улучшают пищевой режим почв как в 1Ямом действии, так и в последействии. Существенно возрастает в- почве личество нитратного и аммиачного азота.

5. Внесение осадков сточных вод в дозах от 40 до 120 т/га не >иводит к подавлению жизнедеятельности полезных групп микроорганизмов, >торые в значительной степени определяют плодородие почв.

6. Осадки сточных вод повышают кустистость, количество и крупность рен злаковых культур и початки кукурузы, другие показатели структурного нализа растений.

7. ОСВ в прямом действии значительно повышают урожайность :леной массы кукурузы (9,1 - 15%), в большей мере увеличивают выход 'хого вещества и кормовых единиц с 1га посева. Урожайность озимой иеницы от внесения ила возрастает в такой же степени как и при пользовании навоза (2,8 - 6,0 %).

8. ОСВ оказывают положительное влияние на сельскохозяйственные тьтуры и в последствии в течение 3-5 лет. На второй год после их чесения прибавка урожая яровой пшеницы к контролю повышается на 8,7 -2,6%, урожай овса на третий год - 10,0 - 23,1% и зеленой массы люцерны □ четвертый и пятый годы - 5,1 - 21,3%.

9. Нормированное внесение ОСВ в почву не повышает в растениях эовень концентрации солей тяжелых металлов выше ПДК, их содержание сходится в пределах норм, предусмотренных для кормовых культур в ивотноводстве. Продукция, выращенная с применением ОСВ, не □грязняется 3,4-бенз(а)пиреном.

10. Применение ОСВ в качестве удобрений повышает сбор протеина продукции зерновых культур на 14,9 - 18,1%, количество сырой клейковины

а 8,0 - 22,0%. Внесение ОСВ под картофель и свеклу снижает рахмалистость клубней, а также сахаристость свеклы. Однако в связи с овышением урожайности общий сбор крахмала и сахара с гектара озрастает.

11. Под влиянием ОСВ не снижается качество зерна озимой и яровой шениц. Повышается упругость теста, величина отношения упругости теста к юстяжимости, водопоглотительная способность муки, валометрическая ¡диница, объем хлеба. Поверхность хлеба, форма, цвет корки и мякиша, юристость, структура, вкусовые качества по сравнению с контролем не фетерпевают существенных изменений.

12. Наибольший экономический и биоэнергетический эффект от шесения ОСВ обеспечивается при возделывании пропашных культур кукуруза и др.). Высокое количество биоэнергии получено при использовании ЭСВ совместно с минеральными удобрениями под запрограммированные /рожай сельскохозяйственных культур (энергетический коэффициент - 1,56).

13. Научно обоснованный возврат органического вещества, других элементов питания, содержащихся в осадках сточных вод, в биологический круговорот, несомненно, будет способствовать не только повышению плодородия почв, урожайности сельскохозяйственных культур, но и оздоровлению окружающей природной среды.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Осадки сточных вод г. Самара следует использовать в качестве органо-минерального удобрения в дозах от 20 до 80 т/га при влажности менее 50%, а осадки сточных вод с очистных сооружений г. Тольятти (Тольяттиазот) и Волжского автомобильного завода (ВАЗ) - в дозах 40 - 60 т/га при влажности 80%, как в условиях орошения так и богары.

Дозы ОСВ устанавливаются дифференцированно, в зависимости от типа почв, степени их окультуренности и обеспечения элементами питания возделываемых сельскохозяйственных культур, с учетом в каждом конкретном случае содержания тяжелых металлов в почве и в используемых осадках сточных вод с тем, чтобы количество особо контролируемых элементов не превышало ПДК как в почве, так и в выращиваемых растениях.

2. На каждую лартию отпускаемого осадка следует оформлять паспорт с указанием в нем типа осадка, его количества, влажности, рН среды, содержания органического вещества, азота, фосфора, калия, кальция и магния, санитарных показателей, а также наличия особо вредных тяжелых металлов - шестивалентного хрома, ртути, мышьяка, кадмия, свинца и никеля.

3. Внесение осуществлять не чаще одного раза в 5 лет навозоразбрасывателями в парующее поле или под зяблевую вспашку, преимущественно под кормовые культуры (кукурузу и др.).

4. Применение рекомендуемых доз ОСВ в севообороте требует постоянного агрохимического и санитарно-гигиенического контроля за их химическим составом, накоплением токсических элементов в почве и поступлением их в растения.

5. В перспективе целесообразно продолжение исследований по дальнейшему совершенствованию технологии очистки сбрасываемых промышленных и хозфекальных стоков и утилизации.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Возможность использования разных видов органических отходов в ачестве удобрений. Тезисы докладов VIII научно-практической конференции юлодых ученых и специалистов сельского хозяйства. - Куйбышев, 1983. -

. 301-302 (в соавторстве).

2. Система интенсивного земледелия и растениеводства для ыполнения комплексной программы "Зерно". В кн.: Система ведения ельского хозяйства Куйбышевской области на 1986-1990 гг. - Куйбышев, 984. - с. 124-158 (в соавторстве).

3. Охрана природы в условиях интенсификации сельскохозяйственного роизводства. - В кн.: Система ведения сельского хозяйства Куйбышевской области на 1986-1990 гг., Куйбышев, 1984. - с. 259-281 (в соавторстве).

4. Охрана окружающей среды при интенсивном земледелии. В кн.: Система орошаемого земледелия Куйбышевской области. - Куйбышев, 1986. с. 61-63.

5. Удобрения и охрана окружающей среды. В кн.: Удобрение и одышение урожайности. - Куйбышев, 1986. - с. 96-99.

6. За экономию природы. Куйбышев. 1987. - 111с.

7. Эколого-экономическая целесобразность использования осадков эродских сточных вод в качестве удобрений в агропромышленном омплексе региона. В сб.: Эколого-экономические проблемы развития ерриториальных АПК. - Калинин, 1989. - с. 92-95.

8. Комплексное агрохимическое окультуривание полей в Куйбышевской >бласти (рекомендации). - Куйбышев, 1989. - 25 с. (в соавторстве)

9. Влияние осадков сточных вод на биологическую активность почвы. В сб.: Вопросы экологии в интенсивных системах земледелия Поволжья. -Саратов, 1990. - с. 75-76 (в соавторстве).

10. Валовый химический состав осадков сточных вод г.Куйбышева. В сб.: Вопросы экологии в интенсивных системах земледелия Поволжья. -Саратов, 1990. - с. 104-105.

11. Влияние разных видов органических удобрений на урожай. В кн.: Научные основы зональных систем земледелия Куйбышевской области. -Куйбышев, 1990. - с. 90-92.

12. Научно обоснованный возврат элементов питания - основа урожайности и сохранения чистоты окружающей среды. В сб.: Химизация сельского хозяйства и окружающая среда.-Челябинск, 1990. - с. 119-120.

13. Влияние осадков городских вод на урожай и качество озимой пшеницы. В сб.: 70 лет научно-производственному объединению "Нива Татарстана". - Казань, 1991. - с.156-158.

14. Влияние осадков городских сточных вод на химический состав урожая сельскохозяйственных культур. В сб.: Природоохранные аспекты землепользования и сельскохозяйственного производства в свободны* экономических зонах. - Ленинград, 1991. - с. 54-55. (в соавторстве).

15. Влияние органических удобрений и их сочетаний на урожай яровоР пшеницы на почвах разного механического состава. В сб. Агроэкологические проблемы интенсивного земледелия в Среднем Заволжье - Самара, 1991. - с. 35-37.

16. Влияние осадков сточных вод г. Куйбышева на соста водорастворимых солей почв в условиях выращивания сельскохозяйственны культур. В сб.: Агроэкологические проблемы интенсивного земледелия Среднем Заволжье. - Самара, 1991.-е. 38-41 (в соавторстве).

17. Агрохимические аспекты применения отходов городского коммунального хозяйства в качестве органических удобрений в условиях почвозащитного земледелия. В сб.: Почвозащитное земледелие контурно-мелиоративной организации территории в степной зоне. -Луганск, 19.92 г.

с. 59-61.

18. Азбука плодородия. Самарское книжное издательство, 1992. -

02 с.

19. Экологические аспекты применения отходов городского коммунального хозяйства в качестве удобрений. В сб.: Стратегия экологической безопасности России. - Санкт-Петербург, 1992. - с. 237-238.

20. Охрана окружающей среды. В кн.: Система ведения агропромышленного производства Куйбышевской области на 1991-1995 годы. - Самара, 1992. - с. 218-226.

21. Влияние осадков сточных вод г. Самары на свойства почв и урожайность сельскохозяйственных культур. В сб;: Аграрная наука -производству. - Безенчук, 1993. - с. 48-49 (в соавторстве).

22. Осадки городских сточных вод - как источник органического вещества и других элементов питания растений. В сб.: Экологические проблемы в агропромышленном комплексе Среднего Поволжья. - Пенза, 1995. - с. 10-11.

23. Охрана природы и окружающей среды. Концепция развития адаптивно-ландшафтной системы земледелия Самарской области. Безенчук, 1 995. - с. 57-62.

24. Проблема утилизации отходов городского коммунального хозяйства. В сб.: Экологическая безопасность и устойчивое развитие Самарской области.- Самара, 1996. - с. 199-202.

25. .Научные основы и практические рекомендации по применению осадков городских сточных вод в качестве удобрений в растениеводстве,-Безенчук, 1996. - 29 с. (в соавторстве).-

26. A.C. N 1792592 СССР. Лизиметрическая установка (в соавторстве) -опуб. в Б.И., 1993, 5.