Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности использования сточных вод предприятий плодоовощной промышленности для орошения кормовых культур на аллювиальных и черноземных почвах Молдавии

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Особенности использования сточных вод предприятий плодоовощной промышленности для орошения кормовых культур на аллювиальных и черноземных почвах Молдавии"

О?

сг-

«ч: о? о

«г

^ На правах рукописи

со ^

о-

МИШИН СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ

ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ ПЛОДООВОЩНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ для ОРОШЕНИЯ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР НА АЛЛЮВИАЛЬНЫХ И ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ МОЛДАВИИ

06.01.03 — агропочвоведение

06.01.02 — сельскохозяйственная мелиорация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва — 1908

Диссертационная работа выполнена в Научно-исследовательском институте по сельскохозяйственному использованию сточных вод «Прогресс» (НИИССВ «Прогресс»), Полевые опыты проводились в 1983—1987 гг. на землях хозяйств Слободзейского района Молдавии.

Научные руководители:

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Овцов Л. П. кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Никифоров П. М.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Хитров Н. Б. кандидат технических наук, старший научный сотрудник Канардов В. И.

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания.

Защита диссертации состоится « М> » и^С-ЬЯ- 1998 г. в /■/ час. на заседании диссертационного совета К 053.22.18 в Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, дом 8, корп. 2 (сельскохозяйственный факультет).

1 С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6,

Автореферат разослал « Л» Лус 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических нау&гр доцент

М. Малофеев

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. При остром дефиците воды соответствующего качества для питьевого, бытового и производственного использования проблема орошения сельскохозяйственных культур сточными водами приобретает государственное значение и непосредственно связана с охраной водоемов от загрязнений и рациональным использованием водных ресурсов. Молдавия, специализирующаяся на производстве и переработке сельскохозяйственного, в основном плодоовощного, сырья, вырабатывает более 14% плодоовощных консервов среди стран СНГ. В сезон переработки сырья сброс недостаточно очищенных, а нередко и неочищенных, стоков с предприятий плодоовощной промышленности в поверхностные водоемы Молдавии вызывает экономический ущерб от загрязнения з размере свыше 1200 тыс. руб./сутки (в ценах 1985 г.). Одним из эффективных способов очистки и утилизации сточных вод является их использование на земледельческих полях орошения, которые обеспечивают обезвреживание загрязняющих веществ, продуктивное использование биогенных элементов и воды сельскохозяйственными растениями. Однако до настоящего времени крайне мало данных по технологии использования таких сточных вод для орошения кормовых культур, а имеющиеся результаты исследований не позволяют комплексно оценить влияние орошения на почвы, растения, определить его эколого-экономическую эффективность.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение влияния орошения сточными водами пунктов первичной переработки плодов и овощей и консервных заводов на плодородие и санитарное состояние пойменной луговой почвы, обыкновенного и карбонатного черноземов, урожайность и качество продукции кормовых культур, а также разработка технологии подготовки и использования сточных вод для орошения в условиях Молдавии.

В задачи исследований входило:

1. Изучить особенности формирования сточных вод предприятий плодоовощной консервной промышленности, провести определение их состава по химическим, бактериологическим и гельминтологическим показателям и эффективности работы очистных сооружений, дать ирригационную и санитарную оценку качества сточных вод;

2. Определить эффективность почвенной очистки и самоочищающую способность аллювиальных и черноземных почв при различных нормах нагрузки (полива) сточных вод;

3. Изучить влияние орошения сточными водами на физические, физико-химические, химические и биологические свойства почв;

4. Изучить влияние орошения сточными водами на урожайность и качество зеленой массы кукурузы и люцерны;

5. Разработать технологические схемы и определить технические средства для подготовки, забора, транспортировки и распределения сточных вод на орошаемом участке;

6. Определить экономическую эффективность использования сточных вод на орошение.

Научная новизна. Впервые для условий Молдавии проведены комплексные исследования по изучению влияния орошения сточными водами пунктов первичной переработки томатов и яблок и консервных плодоовощных заводов на свойства и плодородие пойменной луговой почвы, обыкновенного и

карбонатного черноземов, урожайность и качество зеленой массы люцерны и кукурузы. Дана ирригационная и санитарная оценка качества сточных вод для орошения, получены новые научные данные по эффективности почвенной очистки и самоочищающей способности почв в зависимости от норм нагрузки сточных вод и уровней их загрязнений. Разработаны схемы подготовки и использования сточных вод на орошение, установлены технология полива и оптимальные режимы орошения кукурузы и люцерны. Выполнены .расчеты сравнительной экономической эффективности технологии использования на орошение сельскохозяйственных культур сточных вод пунктов по первично» переработке плодов и овощей в условиях Молдавии.

Практическая значимость. На основании полученных данных разработано "Руководство по использованию на орошение сельскохозяйственных культур сточных вод пунктов по первичной переработке плодов и овощей в условиях Молдавской ССР" (М., 1987). Результаты исследований нашли отражение в методических указаниях, гигиеническом нормативе России и экологическом издании: "Использование сточных вод предприятий пищевой промышленности для орошения": Пособие к ВСН 33-2.2.02-86, (М., 1988); "Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения: Санитарные правила и нормы. "СанПИН 2.17.573-96, (М., 1997); "Агроэкологические основы орошения сточными водами", (г. Королев, 1997).

В 1983-1985 гг. в соответствии с заданием Минплодоовощхоза Молдавии разработаны технологические схемы очистки и утилизации сточных вод для 136 пунктов первичной переработки и консервных цехов, расположенных в сельской местности. Рекомендуемая технология орошения сточными водами пунктов первичной переработки томатов и яблок используется в хозяйствах "Молдавия", им. Ленина, "Заря коммунизма" и других на площади более 100 га. Технология позволяет обеспечить нормативную очистку и утилизацию 800-3000 м3/га сточных вод в период вегетации кукурузы и люцерны, увеличить на 10-34%, по сравнению с орошением чистой водой, урожайность этих кормовых культур, получить годовой экономический эффект 200 руб./га (в ценах 1985 г.).

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов НПО "Радуга", НПО "Прогресс", ВНИИГиМ в 1983-1990 гг., II съезде гигиенистов и санитарных врачей Молдавии, 1987 г., Всероссийской научной конференции "Экологически безопасное использование сточных вод и животноводческих стоков в сельском хозяйстве", (Барнаул, 1995 г.). Основные положения диссертации рассмотрены на заседании секции ученого совета ВНИИГиМ в 1986 г. и на заседании кафедры почвоведения и агрохимии Российского университета дружбы народов в 1998 г.

По результатам работы опубликованы монография (в соавторстве), 4 статьи (из них 3 в соавторстве). Материалы исследований отражены в 4 нормативно-технических документах.

Объем работы. Диссертация изложена на 220 страницах машинописного текста и состоит из введения, 7 глав основного текста, выводов и рекомендаций производству, включает 40 таблиц, 2 приложения и 4 рисунка. Список использованной литературы содержит 165 наименований, в том числе 52 на иностранных языках.

Условия, объекты и методика исследований.

Исследования состава сточных вод и эффективности применяемых сооружений их очистки проводились в 1983-1987 и 1990 гг. в Тираспольском, Слободзеиском. Ново-Аненском, Каушанском, Суворовском, Глодянском и других производственных объединениях консервной промышленности Молдавии. Постановка полевых опытов по орошению кормовых культур сточными водами была осуществлена в ¡983-1987 гг. на орошаемых землях совхоза "Молдавия ', колхозов им. Ленина и "Заря коммунизма" Слободзейского района (научный консультант профессор A.B. Шуравилин). По обеспеченности осадками вегетационные периоды (апрель-сентябрь) 1983, 1985 и 1987 гг. были средними, 1984 г. - влажный, а 1986 г. - сухой. Средняя температура воздуха в это; период была выше среднемноголетней в 1983 г. на 0.4°С и в 1986 г. - на 0 9"С, в 1985 г. была близка к многолетней, а в 1984 и 1987 гг. -меньше среднемноголетней соответственно на 0,9 и 0,7"С.

Почвенный покров опытных участков, расположенных в хозяйствах "Молдавия", им Ленина и "Заря коммунизма" представлен соответственно тяжелосуглинис^ой пойменной луговой почвой (опыт 1), обыкновенным (опыт 2) и карбонатным (опыт 3) черноземами среднесуглинистого гранулометрического состава. Грунтовые воды залегают на глубине 2 - 7 м. Почвы опытных участков характеризуются благоприятными водно-физическими свойствами. Плотность сложения пахотного слоя (0-30 см) составляет 1,171,18 г/см5, пористость - 54-55%, наименьшая влагоемкость 23,7-30,7%. Содержание гумуса - 2.62-3,50%, азота общего - 0,17-0,20%. азота гидролизуемого 5,3-6,7 мг/100 г, фосфора доступного 1,8-8,7 мг/100 г, калия обменного - 19,532,3 мг/100 с. емкость поглощения - 29.8-35,4 мг-экв./100 г, pH 7,6-7,8. Содержание солей в метровом слое - около 0,1% по сухому остатку.

Полевые опыты были заложены по схеме, включающей варианты с орошением сточными водами, чистой (речной) водой и контроль без орошения (табл. 1).

Повторность опытов грех-четырехкратная, учетная площадь делянки -50 м-. Опытными культурами являлись кукуруза, гибрид Молдавский 385ЛМВ. (опыт 1 -1983-1985 гг., опыт 2 - 1986-1987 гг.) и люцерна синяя, сорт "Туна" (опыт 2 - 1984-19!<5 гг.. второго и третьего года жизни, опыт 3 - 19861987 гг., первого и второю года жизни). Культуры возделывались по зональной агротехнике. Полив кукурузы проводили по бороздам, люцерны - по полосам. В опыте I для орошения применяли сточные воды пункта первичной переработки томатов, опыте 2 - пунктов первичной переработки яблок и томатов, опыте 3 - консервного плодоовощного завода.

Сточные воды предприятий плодоовощной консервной промышленности имели нестабильный химический состав, который существенно изменялся как по годам, так и в течение сезона их формирования. Они характеризуются (табл. 2) слабокислой - слабощелочной реакцией среды, повышенным содержанием взвешенных веществ (233-1000 мг/л) и органических соединений (ХПК - 153-1007 мг0;/л), невысокой минерализацией (сухой остаток - 0,7-1,12, прокаленный - 0.5-0,8 г/л), низкой концентрацией питательных элементов (N - 14-66, Рг0, - 2.3-7,4, К - 15-58 мг/л). Более высокие уровни содержания биогенных элементов (N, Р, К), взвешенных примесей и органических веществ отмечались в сточных водах от переработки томатов. При хранении сточных вод в прудах-накопителях происходит их "осветление", концентрация взвешенных веществ уменьшается в 2,8 раза.

Таблица 1.

Схема опытов

№№ п/п Варианты опыта

Опыт 1 (1983-1985 гг.), пойменная луговая почва

1.. Контроль без орошения.

2. Орошение чистой водой.

3. Орошение сточной водой от переработки томатов из пруда-накопителя.

4. Орошение сточной водой от переработки томатов из пруда-накопителя в смеси с чистой водой (1:1).

5. Орошение сточной водой от переработки томатов после механической очистки.

6. Орошение сточной водой от переработки томатов после механической очистки в смеси с чистой водой (1:1).

Опыт 2 (1984-1987 гг.), чернозем обыкновенный

1. Контроль без орошения

2. Орошение чистой водой.

3. Орошение сточной водой от переработки яблок.

4. Орошение сточной водой от переработки томатов.

5. Орошение смешанной сточной водой от переработки яблок и томатов (1:1).

Опыт 3 (1986-1987 гг.), чернозем карбонатный

1. Контроль без орошения.

2. Орошение чистой водой.

3. Орошение сточной водой консервного завода после механической очистки.

4. Орошение сточной водой консервного завода после биологической очистки.

5. Орошение сточной водой консервного завода после биологической очистки + минеральные удобрения (Г^поРадКпо).

Ирригационная оценка показала, что сточные воды предприятий плодоовощной консервной промышленности после механической и биологической очисток, а также хранения в прудах-накопителях характеризуются благоприятным качеством и пригодны для орошения сельскохозяйственных культур по большинству показателей (SAR - 0,95-3,55; коэффициент ионного обмена - 4,5-24,1; ирригационный коэффициент - 6,1-20,6). Санитарно-гигиеническая оценка качества сточных вод (табл.3) свидетельствует о высоких уровнях их бактериальной обсемененности. Сточные воды от первичной переработки яблок имели более низкий уровень химического загрязнения, чем от переработки томатов. Минимальные величины загрязнения органическими веществами отмечаются в сточных водах консервного завода. Концентрация нитратов в сточных водах была незначительной (2,8-5,6 мг/л). Содержание тяжелых металлов находилось в безопасных пределах.

Отсутствие бытовых стоков на пунктах первичной переработки плодов и овощей обуславливает в определенной мере эпидемиологическую безопасность производственных сточных вод. По результатам бактериологических

Таблица 2

Химический состав оросительной воды, мг/л

(среднее за период исследований)______

Номера вариантов рН Взвеш. в-ва Остаток нсо5 СЬ Са2+ N00111- Р205 ХПК

сухой | прокал.

Опыт 1 (1983-1985 гг.)

2 • 7,4 60 511 318 286 93 69 85 38 39 4 2 нет 75

3 7,0 354 1090 718 619 140 136 121 95 57 45 66 4,9 1007

4 7,1 164 562 486 608 118 99 100 73 53 28 37 2,7 588

5 6,4 1000 1118 569 889 91 105 149 78 65 32 50 2,3 870

6 7,1 567 823 456 599 97 91 124 62 55 20 30 1,5 481

Опыт 2 (1984-1987 гг.)

2 7,7 184 852 623 384 120 136 56 77 74 5 3,6 нет 71

3 6,3 598 949 667 508 156 144 62 91 80 15 31 0,5 567

4 6,2 763 1147 737 601 179 161 71 98 87 38 42 3,2 692

5 6,3 685 1049 706 I 557 164 154 65 94 83 37 37 1,9 637

Опыт 3(1986-1987 гг.)

2 8,1 200 900 688 425 127 178 75 68 104 6 3 1,3 57

3 6,3 521 699 500 307 146 112 45 59 80 20 14 4,5 370

4 7,6 233 983 792 354 252 98 34 68 155 15 23 7,4 153

5 7,5 413 1216 957 409 337 109 30 78 164 81 45 30 168

анализов сточных вод как пунктов первичной переработки, так и консервного завода не выявлено наличие патогенной микрофлоры.

Таблица 3

Ингредиенты, размерности Чистая вода Сточные воды

опьгг 1 опыт 2 опыт 3

из пруда-накопителя после механ. очистки от переработки яблок от переработки томатов после механич. очистки после биол. очистки

ОМЧ, млн./мл 0,032 11,5 9,1 13,3 14,2 3,2 1,4

Титры, мл:

ФКП 10 1 Ю-' 1<н Ю-4 Ю-" Ю-2 ю-3

БГКП 1<Н 10-5 10* 10"6 ICH Ю-4

Энтерококков 10 1 10-3 ю-3 Ю-3 10-3 Ю-3 10-3

Патогенная микрофлора не выделена не выделена не выделена не выделена не выделена не выделена не выдел ена

N-N02, мг/л 0,02 0,04 0,03 0,03 0,05 0,05 0,03

N-N03, мг/л 2,0 3,3 4,9 2,8 4,5 4,7 5,3

БПК5, мг Ог/л 41 604 522 340 428 221 94

Си, мг/л 0,01 0,03 0,06 0,02 0,04 0,03 0,05

2л, мг/л 0,005 0,02 0,03 0,01 0,03 0,03 0,04

Со, мг/л 0,001 0,003 0,004 0,002 0,004 0,004 0,005

Сс1, мг/л 0,0001 0,0005 0,0004 0,0006 0,0005 0,0007 0,0005

Сг, мг/л 0,001 0,004 0,004 0,003 0,004 0,004 0,005

Рв, мг/л 0,001 0,002 0,003 0,002 0,003 0,004 0,005

Определение химического состава сточных вод проводили по методикам, изложенным в руководствах Ю.Ю. Лурье и А.И. Рыбниковой (1974), Ю.Ю. Лурье (1984) и ВНПО "Прогресс" (1984); физических и водно-физических свойств почв - по методикам, изложенным в руководстве А.Ф. Вадюниной и З.А. Корчагиной (1986); химические анализы почв выполнялись в соответствии с руководствами Е.В. Аринушкиной (1970), A.B. Соколова (1975); показатели химического состава растений - в соответствии с руководствами A.B. Петербургского (1968), П.Т. Лебедева и А.Т. Усовича (1976), Е.В. Петухова и др. (1981). Содержание в почве подвижных форм микроэлементов определяли в аммонийно-ацетатном буфере с рН-4,8, их валовое содержание в растениях - после озоления в азотнокислой вытяжке методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ЦИНАО, 1985). Санитарно-химические, санитарно-бактериологические и гельминтологические анализы воды, почвы выполнены лабораториями Республиканской СЭС Молдавии. Численность почвенных микроорганизмов, ферментативную активность и интенсивность почвенного дыхания устанавливали по методикам, изложенным в руководствах Н.С. Егорова (1976), Ф.Х. Хазиева (1976) и работе Н.Д. Ананьевой и др. (1985). Влияние нагрузок сточных вод на самоочи-

щающую способность почв изучали по санитарно-химическим и бактериологическим показателям в мелкоделяночном опыте, эффективность почвенной очистки сточных вод - по количеству "снятых" загрязнений активным слоем (0-60 см) почвы в лизиметрических исследованиях. Учет урожая проводили сплошным методом, результаты обрабатывались методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

Результаты исследований.

Водный режим почвы. Для поддержания оптимальной предполивной влажности почвы (70-75% НВ) в активном слое (0-60 см) в опыте 1 при возделывании пожнивной кукурузы на силос на пойменной луговой почве в период исследований (1983-1985 гг.) потребовалось проведение 3-4 поливов оросительной нормой 1500-1900 м3/га. В 1983 и 1985 гг. первый полив был проведен чистой водой, а последующие - сточной. К поливам приступали с 1 июля - 1 августа, а заканчивали в период 8 - 18 сентября. В опыте 2 на обыкновенном черноземе при возделывании люцерны на зеленую массу (1984-1985 гг.) было проведено 5-6 поливов нормой 500 м3/га и оросительной нормой 25003000 м3/га. Первые два полива были проведены чистой водой (май-июнь), а последующие (июль-сентябрь) - сточными. В 1986-1987 гг. при возделывании пожнивной кукурузы на зеленую массу было проведено 4-5 поливов нормами 400-550 м3/га и оросительной нормой 1900-2600 м3/га, при этом в 1986 г. первые два полива (июнь-июль), а в 1987 г. - первый полив (июль) были проведены чистой водой, а последующие (июль-август) - сточными водами. При возделывании люцерны на зеленую массу на карбонатном черноземе (опыт 3) потребовалось проведение 6-7 поливов нормами 500 м3/га и оросительной нормой 3000-3500 м3/га. Первые два полива в 1986 г. и первый - 1987 г. были проведены чистой водой. Продолжительность оросительного периода варьировала в пределах 98-115 сут. (с 19 мая - 6 июня по 6-12 сентября). Как при поливах чистой водой, так и сточной режим орошения оставался одинаковым. В орошаемых вариантах влажность почвы в течение всего периода вегетации была оптимальной (не ниже 70-75% НВ), а в контроле без орошения она снижалась в отдельные периоды в слое 0-60 см до 60-65% НВ. При орошении сточными водами суммарное водопотребление увеличивалось на 36,866,4% на посевах кукурузы и на 61,4-96% - на люцерне. Так в опыте 1 суммарное водопотребление кукурузы на силос в среднем за 1983-1985 гг. составило 5501 м3/га при орошении, против 4020 м3/га - на контроле. В опыте 2 на посевах люцерны водопотребление составляло 6809 и 4218 м3/га соответственно при орошении и без орошения, а на посевах кукурузы эти показатели в среднем составляли 4987 и 2997 м!/га. В опыте 3 суммарное водопотребление люцерны на зеленую массу в среднем составляло 6204 м3/га в орошаемых вариантах и 3166 м3/га - в контроле без орошения.

Водно-физические свойства почв. Сточные воды предприятий плодоовощной промышленности не оказывали отрицательного влияния на основные водно-физические свойства почв. Плотность сложения в слое почвы 0-50 см в конце исследований была близка к исходной и контролю и составляла 1,23-1,26 г/см3 (опыт 1), 1,18-1,21 г/см3(опыт 2), 1,13-1,19 г/см3 (опыт 3). Пористость соответственно по опытам составляла 52-53%, 53-54,5% и 54,655,0%, наименьшая влагоемкость - 30,5-31,1%, 25,1-25,5% и 23,3-23,4%.

Поливы сточными водами не ухудшали агрегатный состав почв. В опыте 1 содержание агрономически ценных агрегатов в слое 0-30 см составляло 84,5-84,7%, а коэффициент структурности - 5,5-5,6. В то же время в контроле

эти показатели были ниже (84,3% и 5,4). В опыте 2 содержание агрономически ценных агрегатов по сравнению с контролем возрастало на 0,2-1,4% (80,1-81,3%) и в опыте 3 - на 1,1-1,2% (79,9-80,0%), а коэффициенты структурности увеличились на 0,1-0,3. Водопрочность почвенных агрегатов пойменной луговой почвы, обыкновенного и карбонатного черноземов при поливах сточными водами существенно не изменялась, но отмечалась тенденция ее увеличения.

Орошение сточными водами снижало водопроницаемость почвы на 3,04,0% по сравнению с исходным состоянием. В опыте 1, за шесть часов впитывалось 3262 м3/га в исходном состоянии почвы, а после поливов из пруда-накопителя - 3150 м3/га. В опыте 2 - соответственно 3755 м3/га и 3600 м3/га (при поливах сточной водой от переработки томатов). В опыте 3 эти показатели составляли 4340 и 4200 м3/га (полив сточной водой после механической очистки).

Агрохимические свойства почв. Двух-четырехлетнее орошение сточными водами предприятий плодоовощной промышленности способствовало улучшению основных агрохимических показателей почвы (табл. 4). Реакция среды за период орошения сточными водами практически не изменилась и в слое 0-60 см составляла 7,8-7,9 (опыт 1), 7,8-8,1 (опыт 2) и 7,7-8,0 (опыт 3).

При поливах сточными водами питательный режим почв несколько улучшился. В пойменной луговой почве (слой 0-60 см) содержание легкогид-ролизуемого азота оставалось на уровне контроля (по сравнению с исходным состоянием увеличилось с 7,29 до 7,78-8,18 мг/100 г или на 6,7-12,2%). Содержание доступного фосфора в орошаемых вариантах увеличилось по сравнению с контролем в 1,3-1,7 раза с 3,48 до 4,46-5,81 мг/100 г и подвижного калия возросло в 1,16-1,22 раза с 18,9 до 21,9-23,0 мг/100 г почвы. В опыте 2 на обыкновенном черноземе содержание яегкогидролизуемого азота возросло по сравнению с исходным состоянием с 4,00 до 4,67 и 4,88 мг/100 г (вар. 3 и 4 - поливы сточной водой соответственно от переработки яблок и томатов), доступного фосфора - с 7,8 до 8,2 мг/100 г (вар. 3) и 9,4 мг/100 г (вар. 4 - поливы сточной водой от переработки томатов). При орошении чистой водой содержание доступного фосфора составляло 9,6 мг/100 г. Содержание подвижного калия в слое почвы 0-60 см повышалось при поливах сточной водой с 11,8 (исходное состояние) до 15,6 (вар. 3) и 18,6 мг/100 г (вар. 4). В опыте 3 наиболее эффективным по влиянию на питательный режим был вариант 5. Здесь внесение минеральных удобрений со сточной водой после биологической очистки повышало содержание легкогидролизуемого азота с 4,6 до 5,56 мг/100 г, доступного фосфора - с 1,8 до 3,3 мг/100 г почвы и доступного калия - с 28,6 до 37,5 мг/100 г почвы. Положительное влияние на содержание подвижных форм N. Р, К в карбонатном черноземе отмечалось также при орошении сточной водой консервного завода после механической и биологической очистки (вар. 3 и 4).

Содержание гумуса в пахотном слое 0-30 см в опыте 1 при возделывании пожнивной кукурузы за трехлетний период практически не изменилось. Отмечалась тенденция его накопления при поливах сточной водой из пруда-накопителя с 2,79 до 2,88%. В опыте 2 содержание гумуса в этом слое возрастало с 3,47 до 3,63-3,65% при использовании сточных вод от переработки томатов и смеси сточных вод от томатов и яблок (вар. 4 и 5). При возделывании люцерны (опыт 3) содержание гумуса по сравнению с исходным состоянием за двухлетний период возросло с 3,07 до 3,24% (вар. 3 - поливы сточной

водой после механической очистки) и 3,27% (вар. 5 - при поливах сточной водой после биологической очистки в сочетании с внесением минеральных удобрений).

Таблица 4

Агрохимические свойства почв __

Номер варианта РН 1120 Азот легко-гидроли-зуемый Р;05 КгО Гумус, % Емкость поглощения Сумма обменных катионов Натрий обменный, %

мг/100 г мг экв./ЮО г

слой почвы 0-60 см слой почвы 0-30 см

Опыт 1. Пойменная луговая почва - исходные данные (1983 г.)

1-6 | 7,9 | 7,29 | 6,43 | 18,03 | 2,79 | 29,8 | 27,7 | 1,3

Конец исследований (1985 г.)

1. 7,9 8,14 3,48 18,9 2,79 29,9 28,1 1,3

2. 7,8 7,78 4,38 19,4 2,82 30,4 28,2 1,3

3. 7,9 7,80 5,75 23,0 2,88 31,4 29,6 1,4

4. 7,9 8,18 4,46 20,4 2,86 31,1 28,4 1,4

5. 7,9 8,08 5,81 21,9 2,87 30,9 28,6 1,4

6. 7,8 8,01 4,89 20,7 2,85 30,2 28,7 1,3

Опыт 2. Чернозем обыкновенный - исходные данные (1984 г.)

1-5 | 7,75 | 4,00 | 7,8 | 11,8 | 3,47 | 35,1 | 32,5 | 1.3

Конец исследований (1987 г.)

1. 7,75 4,11 7,8 15,0 3,48 35,4 32,3 1,3

2. 8,05 4,54 9,6 15,7 3,51 35,7 33,2 1,3

3. 8,15 4,67 8,2 15,6 3,53 36,2 34,0 1,1

4. 8,05 4,88 9,4 18,6 3,65 38,3 36,2 1,3

5. 8,05 4,82 8,8 17,7 3,63 37,8 35,5 1,3

Опыт 3. Чернозем карбонатный - исходные данные (1986 г.)

1-5 | 7,7 | 4,60 | 1,8 | 28,6 | 3,07 | 33,4 | 31,5 | 1,2

Конец исследований (1987 г.)

1. 7,7 4,67 1,4 28,6 3,09 34,0 31,7 1,2

2. 7.7 4,76 1,8 25,3 3,16 34,2 32,8 1,2

3. 7,8 5,10 2,0 29,9 3,24 35,0 33,2 1,3

4. 8,0 4,98 2,2 29,9 3,19 34,6 32,5 1,1

5. 8,0 5,56 3,3 37,5 3,27 35,4 33,8 1,3

Примечание. В опытах 1 и 3 подвижные формы Р2Оз и КгО определяли по Мачигину, в опыте 2 - по Чирикову.

Поглотительная способность почвы при поливах сточными водами также несколько повысилась по сравнению с орошением речной водой и контролем. Так в опыте 1 емкость поглощения пойменной луговой почвы в слое 0-30 см увеличилась с 29,8 мгэквЛОО г до 30,2-31,4 мгэкв./100 г, а сумма обменных оснований с 27,7 до 28,6-29,6 мг экв./100 г (вар. 3 - сточные воды из пруда-накопителя и вар. 5 - сточные воды после механической очистки). На обыкновенном черноземе (опыт 2) емкость поглощения и сумма поглощенных оснований в контроле составляли 35,4 и 32,3 мг- экв./100 г, а после четырехлетнего орошения сточными водами они увеличились соответственно до

36,2-38,3 и 34,0-36,2 -мг э.<н./100 г лочйы. Наиболее сысокие показатели поглотительной способности по чип получены при полипах сточкой водой от переработки томатов.

В опыте 3 на обыкновенном карбонатном черноземе при использовании сточных сод консервного завода существенно повысила«, поглотительная способность почзы ii сарнанге 5 при поливах сточными водами и сочетании с минеральными удобрениями. Здесь в слое 0-30 с\: емкость поглощения ьоз-росла по сраянепл.э с контролем с 34,0 до 35,4 мгзкь./ЮО г, а сумма обменных оснований с 31,7 до 33,8 мгзхв/НЮ г. Сод«ржакие обменного натрил за двух-чегырохлетни!! ;..-рнод орошс:1ЧЯ сточи;;мм водами в пэнмешюй луго-еой почве :; черною»* существенно не менялось и варьировало пределах 1,1-1,4% от емко«"!! поглощения.

/'•ч-сарЗ [^i й-:?'- исходном состояпни поименная лугой.'!>; и черноземные лочаи опытных учаегкоа относятся к категории игзасолеииых. Со-длм-.асге годнорастпоримых солей по сухому остатку варьировало с пределах 0,037-0,! 15 d слое 0-40 с;.! и 0,02-0,110% в слое 0-100 см. Поливы сточной содоЛ «s привод;, ;гл к заметному солеиакоплению. Осенью 1935 г. после трех лет сроше.шя сточис:; ьодой (опыт 1) содержание солей по сухому остатку в метровом елее составляло 0.11-0,12%. В опыте 2 после четырехлетнего ерошен;! i (осень '19?.7 г.) содержание солей достигало 0,084-0,090 и опыте 3 после двух лет оропк ':ня - 0,077-0,035% по сухому остатку, т.е. отрицательного слияния полисов динамику содсаого режин»' почз но наблюдалось. В опр-г;.'сл;нныс годи отмечалось как рассоление поч», так я н'.'значшельнов con;a^KOâW"!!Hie. Баланс солей при д;;ух-четырехлет;:ем орошелни сточным;; кодами не нарушался, оставался стабильным и мало чем отличался от сложившегося солсеого баланса почъ в условиях полиса речной кодой и без оро'ютия.

-СТ. ло?!Ъ к ¡-:-nv:.»ire-n, »оче-^-.'ой а--и. Орошение сточными «одами пунктов первичной переработки я блек и томатоз способствует увз-лнченг.ю численности аммонификаторов в «сенчий период 1,3-3,9 раза (опит .'!), по сраинепшо с их содержанием и почве контрольных парнангои. В летник Перу-од отмечается наименьшее количество микроорганизмов ео всех г-эрлатах, кроме варианта орошаемого чистой согчой. Максимальная чис-лглисс»ь ккгрифпкатороз (350 клеток на 1 г госошэтио сухси кочеы) наблюдается а вгееншш период в почв; орошаемой стопными водами от г.ерзичиоь г.ере^:.: йот;;« т.блск. Декнтрификаипонные прсцхсы наиболее ингсиспвио протехаюг з осснний период п;;и орошении еючиымн содами кузхта пер-l -¡чной переработки томатов. Полна сточных::; подами от переработки томатов ц смешанными сточными вода;,¡и резко сиихал численность целлюлозо-разрушающнх аэробов в осенний период, хотя в летний период в почве, орошаемой этими сточными водами их численность выше, чем в контроле. Орошение сточными содами пунктов первичной переработки томатов и яблок увеличивало и 1,2-2,7 раза активность почвенных ферментов классов дегидрогеназ и гидролаз (инвергаза) и снижало ь 1,2-2,2 раза активность уре-азы.

Орошение сточными водами плодоовощного консервного завода (опыт 3) в летне-осенний период вызывало появление максимального количества аммонифицирующих бактерий (в 1,5-3,3 раза больше по сравнению с неорошаемым контролем и в 1,2-1,9 раза по сравнению с орошением чистой водой). Максимум нитрифицирующих бактерий (750 клеток на 1 г абсолютно

сухо-; почвы) отмечается песком в почпе варианта 5, а в петне-осонпий пери-с i численность их снижается в 25 раз, однако различий между вариантами не •• чбгюдяется. Процессы денитрификации активно протекали а течение всего -íi?; «::.св!'ОГО периода, хотп отмечалось их резкое сипгсеиие я летний перч-од (. 2р. 4 и 5) п осенний период (вар. 1 и 3). Орошение сточной родс-.í xc:i-сргчсто эявода увеличивало численность целлюяозоразлагающих аэробных -лкроорганиз-юв "> -,>-57,4 раза i¡ лстние-осениие периоды, по сравнению с ■!/ "«сл-тиостио о почве чесгочп;мого контроля. Наибольшая численность слхг. олозоразя »ганяцпх аэрсбныч микроорганизмов отмечалось при орсле-тг-ч «гтляыми "одами заводя после биологической очистки (sap. 4). Вресзчче у,-сс>«'.»й ке «тзызало влияния на чолч'^ятво этих микроорганизме». Г"роа,'?рре сгопчы.чи аодзми консервного завода после механической очнст-• ч у .дччи'-ало фтемеитатизиутс активность от сосны к лету з 1,9-3,9 раза.

¡ ¡víHCjroirocíb почвенного дыхания при орошении сточными содомя пр-м^ри-пиЛ плодоовощной промышленности составляла ¡,22-4,15 мг СО г />00 •• почзи ч ^ас, при ее величине на контроле 1,13-4,29,

г> —'T,irn,;-rn;-;:g'j?;v«-cKce сч'тоя'яе г.у-?.. Наблюдения з опыте 1 за дн-чзус'о.', изменений химических показателей санитарного состояния поименной луговой псчры, орошаемой сточными годами пунктов по первичней пе-р-:р':0от::и томаточ. не выявили их прямой зависимости от гида сточных ьод (срр. 3-6). Ео гсех случаях содержание общего азота уменьшилось яри сро-с:ен:'Я на 5.0-20,0 мг/100 г, а концентрация хлоридов увеличивалась в 1,4-1,3 А>."сол!0тные значения санитарного ".ясла г.очвм всех вариантов »««та i :i \ ;/ротял.;.чии периода исследований соотзетстзосало уровню слабого х.ч-'Шчсзкого загрязнения (0,"9-0,95). Четыре.хлетчс-е орошение сточными годами пунктов пераичиой переработка .'.'блок и юмагов не вызывало резких изпелий показателей химического загрязнения обыкновенного чернсз ;ма (спыг -). Пс.енссч-ое поступление азота со сточными водами, интеисизеая г'ягегичая 'игсробпопспггессая деятельность при орошении и 2сс:гмилл!;-:м р-сг'.'ччл.мн сбусд-злнзалч относительно б.чшкое содерклнр-г т.г.ш-гральь'-го л;0! ; (аммиач.'.ого, нитратного и ннтритного) в почве опытных и коитрель-зарчгнтов. Абсолютное значение санитарного числа почзы всех ййрл-;чгот i¡a псотлхетрш периода исследований т-?;:же соотгетстрсзало уропи» с.чрррго загрт-Щ-гнил (0,8"Ч'1,97). В последний год исследозаний отмечено узел-i !€.тт5? "СЛСрИДОО П ЦГ:,1'ЙЧ.

Г..ухлегнег о;;оиенг:д сточными водами консермюго завода "Октгорь" с тзизляо с/щнетленного влияния на реакцию среды (рК), а также па ?.о-гл-р;'">'и:е сред:гас.»«.1 азота в карбонатном черко^емз. В то ясе премя от?/-че-!»о у- з.тч!че;ше концентрации аммиака и иочче орошаемых вариантов з 1,2-2,С р зч ;; концу чержда исследований. Высока.; селпчши са янтарного числа (v,rS4. ".рргз месяца после пелиеоз сточными водами свидетельствует о :::рсршо;!нн яроцсссоч самоочищения почвы.

"ссколь,;о иначе протекали процессы самоочищения в почве при оро-'píhhü сточными родами предприятии плодоовощной промышленности от бактериального загрязнения. В опыте 2 обращает па себя внимание ин;кая величина титра багтерий группы кишечной палочки з почве контроля без срсс.еиия. Почга при этом относится к сильно загрязненной з перЕый год исследсвашш и загрязненной - в четвертый (0,01-0,004 и 0,1-0,9). Очень низкие величины титра хлостридий (0,001-0,0001) отмечались при орошении сточнмкн родами пункта переработки томатоз (sap. 4) з четд-гртый год ис-

следований. В целом, по титру клостридий почва как в контроле, так и в орошаемых вариантах (2, 3 и 5) относится к категории загрязненной, а при орошении сточными водами от переработки томатов - сильно загрязненной. Рост численности нитрифицирующих и термофильных бактерий по сравнению с контролем при орошении сточными водами указывает на интенсивное прохождение процессов самоочищения в почве. Патогенная микрофлора (шигелла Флекснера) была выделена в 1987 г. на варианте с внесением сточных вод от переработки томатов перед орошением стоками и, видимо, ее поступление связано с поливами речной водой или другими источниками (птицы, скот).

В опыте 3 величина титра бактерий группы кишечной палочки в почве вариантов 1, 2 и 4 варьировала в пределах 0,1-0,001 (категории загрязненной и сильно загрязненной почвы), достигая 0,0001 (сильно загрязненная) в почве вариантов 3 и 5, а титр клостридий изменялся в пределах 0,1 (категория чистой почвы) в вариантах 1, 2 и 4, достигая 0,001-0,0001 (категория загрязненной почвы) в вариантах 3 и 5. При орошении стоками консервного завода после биологической очистки (вар. 4) уровень бактериального загрязнения был также высок и соответствовал категории сильного загрязнения. В целом, самоочищение почв от биологического загрязнения требует большего времени, чем от химического. В конце исследований не отмечалось загрязнение карбонатного чернозема патогенной микрофлоры, что подтверждает эпидемиологическую безопасность орошения сточными водами.

Содержание подвижных форм тяжелых металлов в слое 0-40 см пойменной луговой почвы (опыт 1) и черноземных почв (опыт 2, 3) при орошении сточными водами пунктов первичной переработки плодов и овощей и консервного завода было значительно ниже предельно допустимых концентраций (в 2-46 раза), хотя и увеличивалось по сравнению с исходным состоянием в 1,1-1,5 раза (кадмий - с 0,003-0,006 до 0,006-0,009; свинец - с 0,68-0,91 до 0,84-1,24; меди - с 0,20-0,29 до 0,27-0,37; цинк - с 0,41-0,60 до 0,48-1,20; кобальт - с 0,47-0,62 до 0,61-1,05; марганец - с 61,9-68,3 до 71,8-98,0 мг/кг почвы).

Эффективность почвенной очистки сточных вод. Активный слой почвы обеспечивает весьма высокую степень очистки сточных вод пунктов первичной переработки плодов и овощей по биогенным, взвешенным и органическим веществам. Так при мощности пойменной луговой почвы в лизиметре 60 см и поливных нормах 400 и 800 м3/га фильтрат сточных вод пункта переработки томатов был прозрачным, бесцветным, не имел запаха, в то время как исходные стохи обладали сероватой окраской и гнилостным запахом. В процессе фильтрации сточных вод происходило изменение их реакции среды (с рН-6,3-6,6 до 7,1-7,3); почвой поглощалось 55-62% всех растворенных веществ сточных вод и до 71% минеральных. Наиболее эффективно сточные воды очищались почвой от взвешенных веществ (95-97%), биогенных элементов (К-98, Р205-100, азот аммиачный - 98-99 и азот общий - 97-98%). Содержание нитратов в фильтрате сточных вод было близко к их количеству в фильтрате от чистой воды. Азот органических соединений при низком его содержании в исходной сточной воде (9,28-10,4 мг/л) поглощался на 98%. Концентрация органических веществ в фильтрате сточных вод была выше в 3,3-3,8 раза, чем в фильтрате от речной воды.

С увеличением поливной кормы эффективность очистки как сточной, так и чистой воды несколько снижалась по сумме растворенных веществ и

прокаленного остатка солей. Так на обыкновенном черноземе степень почвенной очистки сточных вод консервного завода при поливной норме 1200 м3/га по минеральным веществам составляла 83-98% и по органическим -93%.

Самоочищающая способность почв. В зависимости от исходного загрязнения почвы и вида сточных вод самоочищение почв происходило в первые 2-4 недели после полива при нормах нагрузки 400-1200 м3/га. Спустя 2 недели по химическим показателям почва, орошаемая сточными водами, была близка к контролю и через месяц достигла исходного уровня. По санитарно-химическим показателям (санитарному числу и др.), уровню микробной об-семененности почвы опытных участков относились к категории слабо загрязненных.

Урожайность кормовых культур и качество их продукции. Орошение сточными водами оказывало положительное воздействие на урожайность кормовых культур (табл. 5). При орошении пожнивной кукурузы на пойменных луговых почвах наиболее высокая урожайность достигается при поливах сточными водами от переработки томатов из пруда-накопителя (40,4 т/га), а на обыкновенном черноземе - после их механической очистки (в среднем 40,3 т/га). При возделывании люцерны на обыкновенном черноземе наиболее благоприятные условия для получения максимального урожая также достигаются при использовании сточных вод от переработки томатов (78,0 т/га). На карбонатном черноземе наиболее высокая урожайность зеленой массы люцерны обеспечивается при орошении сточными водами консервного завода после биологической очистки с дополнительным внесением минеральных удобрений (43,6 т/га).

Таблица 5

Урожайность зеленой массы кормовых культур, т/га _

Годы Варианты нср05 Ошибка опыта, %

1 2 3 4 5 6

Опыт 1. куку( эуза

1983 18,3 26,2 43,9 29,4 37,2 32,5 1,3 3,3

1984 16,4 29,2 37,1 30,0 35,2 29,6 1,6 2,7

1985 17,9 31,7 40,2 34,3 36,1 30,7 1,1 ' 3,5

Среднее 17,5 32,0 40,4 34,6 36,2 30,9

Опыт 2. люцерна

1984 32,6 55,9 58,4 71,4 63,7 1,8 3,6

1985 34,6 60,5 66,3 84,5 75,4 2,1 2,9

Среднее 33,6 58,2 62,4 78,0 69,6

Опыт 2. кукуруза

, 1986 18,7 38,4 42,8 49,5 46,2 1,3 3,1

1987 19,8 39,3 45,7 51,3 48,7 1,5 2,6

Среднее 19,3 38,9 44,3 50,4 47,5

Опыт 3. люцерна

1986 5,0 13,3 15,1 14,8 18,0 0,9 2,7

1987 24,9 52,6 57,3 58,7 69,1 2,6 3,2

Среднее 15,0 33,0 36,2 36,8 43,6

Орошение сточными водами пунктов первичной переработки томатов и

яблок (опыт 1 и 2) не вызывало снижения качества урожая кукурузы и лю-

церны. При орошении сточными водами консервного завода (опыт 3) показатели качества зеленой массы люцерны оставались высокими и характеризовали кормовую массу как высокопитательную. Содержание нитратов в зеленой массе кукурузы при орошении сточными водами пунктов первичной переработки томатов и яблок составляло 480-626 мг/кг, при их содержании в контроле - 286-353 мг/кг, а в зеленой массе люцерны их количество соответственно составляло 1119-1490 мг/кг и 892 мг/кг. Орошение сточными водами консервного завода в среднем за 3 года способствовало большему накоплению нитратов в зеленой массе люцерны до 1851-2424 мг/кг, а при дополнительном внесении минеральных удобрений вместе со сточной водой - до 3282 мг/кг, в то время как в контроле их содержалось - 1403 мг/кг. В целом концентрации нитратного азота в зеленой массе люцерны и кукурузы не выходили за критические пределы (0,1% нитратного азота).

Двух-четырехлетнее орошение сточными водами предприятий плодоовощной промышленности не привело к высокому содержанию тяжелых металлов в кормовой продукции. Наиболее высокие концентрации тяжелых металлов в зеленой массе люцерны и кукурузы отмечались в вариантах с орошением сточной водой от переработки томатов. В среднем по вариантам полива сточными водами в зеленой массе кукурузы содержание металлов составляло: Си - 0,33-0,47; 7,п - 0,25-0,33; № - 0,22-0,24; Сс1 - 0,0002-0,0005; Со -0,11-0,16; Мп -20-23; Бе - 0,01; Бг - 0,001; РЬ - 0,002-0,004 мг/кг, а в люцерне -Си - 0,60-0,66; Хп - 0,33-0,36; N1 - 0,21-0,24; Сс1 - 0,0004; Со - 0,13-0,18; Мп - 1222; Бе - 0,01; Бг - 0,001; РЬ - 0,002-0,004 мг/кг. Эти величины содержания тяжелых металлов оставались значительно ниже ПДК.

Технология использовании сточных сод на орошение сельскохозяйственных культур. Подготовленные (после очистки) сточные воды предприятий плодоовощной промышленности следует использовать по технологической схеме, включающей их сезонный для пунктов и круглогодовой для заводов прием и аккумулирование, последующую подачу стоков на орошение в период вегетации кормовых культур, а так же для вневегегационных (влагозарядковых) поливов. Транспортировка сточных под может осуществляться мобильным транспортом (при небольших объемах стоков) или с помощью транспортирующего трубопровода. Полив сточными водами может проводиться дождевальными машинами типа ДДА-100М (ДДА-Ю0МА), ДДН-70, ДКШ-64 "Волжанка", "Днепр", "Фрегат", а также комплектами ирригационного оборудования.

Для надежной работы дождевальной техники содержание взвешенных веществ в сточных водах не должно превышать 5-20 г/л, а их размеры - 1-2,5 мм для коротко- и среднеструйных дождевателей и 10-15 мм - для дальнеструйных. Кроме этого могут применяться поверхностные поливы и внутри-цочвенное орошение. Орошение кормовых культур сточными водами предприятий плодоовощной промышленности следует проводить по их водопо-треблению. При этом поливной режим принимается аналогично, как и при использовании воды поверхностных источников. При орошении пожнивной кукурузы на зеленую массу в зависимости от влагообеспеченности года число поливов варьирует от 3 до 5, а оросительная норма от 1600 до 2300 м3/га (табл. 6), При возделывании люцерны первого года жизни число поливов составляет 4-6 при оросительной норме 2000-2800 м'/га, а на ее посевах 2-3 года пользования количество поливов следует увеличить до 5-8 при оросительной норме 3500-4800 м3/га. При недостатке объемов сточных вод для

орошения целесообразно дополнительно использовать речную воду (в чистом виде или в смеси со сточными водами). Последний полив сточными водами перед уборкой урожая назначается с учетом карантинных сроков.

Таблица 6.

Режим орошения .кормовых культур сточными водами предприятий плодоовощной консервной промышленности

Культура Глубина Полив Обеспе- Ориентировочные Число Средняя

расчет- -ная ченность сроки поливов поли- ороси-

ного норма, осадка- вов тельная

слоя,м м3/га ми, % норма, м'/га

начало конец

Кукуруза летнего по- 0,4-0,5 400- 50 15-25.07. 1-10.09 3-4 1600

сева 500

(пожнивно) 95 1-10.07 10-20.09 4-5 2300

Люцерна 50 20-30.06. 1-10.09. 4-5 2000

первого 0,5-0,6 450-

года жизни 600

95 10-20.06 10-20.09. 5-6 2800

Люцерна 50 1-10.06. 5-15.09. 5-6 3500

следующих лет жизни 0,6-0,7 600700

95 10-20.05. 15-25.09. 7-8 4800

Экономическая эффективность технологии орошения сточными водами.

Расчеты (в ценах 1983-1987 гг.) эффективности технологии орошения сточными водами пунктов первичной переработки в сравнении с вывозом их мобильным транспортом показали, что при объеме стоков 2 тыс. м3/год экономический эффект составил 0,2 руб./и3, при 10 тыс. м3/год - 1,9 руб./м3, а при объеме стоков 18 тыс. м3/год - 1,41 руб./м3. По сравнению с контролем (без орошения) прирост чистого дохода от орошения сточными водами составил 198,5 руб./га.

ВЫВОДЫ

1. Сточные воды предприятий плодоовощной консервной промышленности после механической или биологической очистки обладают не постоянным химическим составом и характеризуется слабокислой-слабощелочной реакцией среды (pH 5,9-7,6), невысокой минерализацией (0,7-1,2 г/л по сухому остатку и 0,5-0,96 г/л по прокаленному), преимущественно хлоридно-бикарбонатно-кальциево(-натриево)-магниевым составом, невысокими концентрациями питательных элементов (N-14-75, Р2О5-0,5-8,0, К-15-67 мг/л) и от низкого до повышенного содержанием ХПК (0,150,93 г Ог/л) и взвешенных веществ (0,2-1,0 r/л). По большинству методов ирригационной оценки сточные воды пригодны для орошения (SAR - 0,95-3,55, ирригационный коэффициент - 6,1-20,6, коэффициент ионного обмена - 4,524,1). Сточные воды по санитарно-гигиеническим показателям безопасны для орошения, отсутствуют патогенная микрофлора, яйца гельминтов, содержа-

ние тяжелых металлов - ниже ПДК. Аккумуляция и хранение сточных вод в прудах-накопителях способствует их осветлению, снижает загрязненность.

2. Под влиянием двух-четырехлетнего орошения сточными водами физические и водно-физические свойства пойменной луговых почв, обыкновенных и карбонатных черноземов не претерпевали существенных изменений. В слое 0-50 см плотность сложения составляла 1,18-1,26 г/см3, пористость - 5255%, НВ-23,3-31,1%. Содержание агрономически ценных агрегатов в пахотном слое увеличилось на 0,2-2,0%, при тенденции повышения водопрочности почвенных агрегатов, при этом водопроницаемость (за 6 часов) почв несколько уменьшилась (на 3-4%).

3. Плодородие пойменной луговых и черноземных почв под влиянием орошения сточными водами повышалось. Содержание гумуса в слое 0-30 см увеличилось с 2,79 до 2,88% (опыт 1), с 3,47 до 3,65% (опыт 2) и с 3,07 до 3,27% (опыт 3). Реакция среды в активном слое почвы 0-60 см практически не изменялась (рН 7,7-8,1). Содержание легкогидролизуемого азота оставалось на уровне контроля в опыте 1, а в опытах 2 и 3 - увеличилось на 5-21%, содержание фосфора возросло с 3,48 до 5,81 (опыт 1), с 7,8 до 9,4 (опыт 2), с 1,4 до 2,2 мг/100 г (опыт 3), калия - с 18,9 до 23,0 (опыт 1), с 15,0 до 18,6 (опыт 2), с 28,6 до 29,9 мг/100 г. (опыт 3). Поглотительная способность почв в пахотном слое 0-30 см при двух-четырех летнем орошении сточными водами увеличивалась на 3-9%, а содержание обменного натрия практически не изменилось и составляло 1,1-1,4% от емкости обмена. Дополнительное внесение минеральных удобрений вместе со сточной водой способствовало улучшению агрохимических показателей.

4. Орошение сточными водами не вызывало существенных изменений солевого режима почв и при этом не проявлялись процессы соленакопления. Количество водорастворимых солей в метровом слое почвы за два-четыре года орошения практически не изменялось и находилось в пределах 0,080,11%. Солевой баланс почв при поливах сточными водами был близок к балансу, сложившемуся при поливах речной водой и на контроле без орошения. Опасность засоления и осолонцевання в зоне черноземных почв при этом мала.

5. Орошение уточными водами предприятий плодоовощной промышленности оказывало положительное влияние на микрофлору обыкновенных и карбонатных черноземов. Численность аммонификаторов возрастала в 1,34,0 раза, денитрификаторов - в 1,9-4,1 раза. Активность инвертазы увеличивалась в 1,2-1,5 раза. Внесение минеральных удобрений увеличивало биологическую активность почвы.

6. При орошении сточными водами санитарное состояние почв по химическим показателям не выходило за пределы уровня слабого загрязнения, и фактически не отличалось от контроля, по санитарно-бактериологическим показателям - соответствовало категории загрязненных и сильно загрязненных (титр БГКП - 0,01-0,0001). Содержание подвижных форм тяжелых металлов (Со, Zn, Cu, Cd, Mn, Pb) при орошении сточными водами, по сравнению с исходным состоянием возросло в 1,2-2,0 раза, но их величины оставались значительно ниже ПДК.

7. Эффективность очистки сточных вод в активном слое (0-60 см) пойменной луговой почвы и обыкновенного чернозема составляла 89-99% для ХПК, 95-99% - для калия и аммиачного азота и 100%) - для фосфора при нагрузке <400-1200 м3/га. Фильтрат был прозрачен и не имел запаха.

8. Орошение сточными водами пунктов первичной переработки томатов на пойменной луговой почве в среднем за 3 года повышало урожайность пожнивной кукурузы по сравнению с контролем на 76,6-130,9%. Максимальная урожайность зеленой массы 40,4 т/га была получена при использовании для поливов сточных вод пункта переработки томатов из пруда-накопителя. Урожайность пожнивной кукурузы на обыкновенном черноземе была наибольшей - 50,4 т/га (в среднем за 2 года) при орошении сточными водами от переработки томатов и была на 161% выше контроля или на 29,6%, по сравнению с чистой водой. При возделывании люцерны средняя урожайность составила - 78 т/га, что выше контроля на 132,1% и на 34% по сравнению с поливом чистой водой. На карбонатных черноземах урожайность люцерны была наибольшей 36,8 т/га (в среднем за 2 года) при поливе сточными водами консервного завода, после их биологической очистки или выше контроля на 145% и полива чистой водой на 11%. Внесение с поливной водой минеральных удобрений увеличивало урожайность на 6,8 т/га или на 18,5%.

9. Орошение кукурузы сточными водами пунктов первичной переработки томатов и яблок благоприятно влияло на качество растений. Зеленая масса, полученная с опытных вариантов, характеризовалась повышенным содержанием протеина, золы, более узким соотношением Са:Р, по сравнению с неорошаемым контролем. Зерно кукурузы по качеству - близко продукции контрольных вариантов. Сточные воды пунктов первичной переработки и консервного завода "Октябрь" не оказывали отрицательного влияния на качество зеленой массы люцерны. Орошение и дополнительное поступление со сточными водами питательных веществ- способствовало увеличению содержания в растениях сырого протеина, фосфора, кальция, калия и натрия. Содержание тяжелых металлов в зеленой массе люцерны и кукурузы увеличивалось по сравнению с контролем, но оставалось ниже ПДК.

10. Капитальные вложения на строительство систем подготовки и орошения сточными водами пунктов первичной переработки определены в сумме от 3930 до 23460 руб., эксплуатационные - 2191-4698 руб., при этом для большинства из них требуется только реконструкция. Капитальные затраты на приобретение мобильного транспорта составляют от 3387 до 10161 руб., расходы на его эксплуатацию - от 2683 до 30363 руб. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения технологии орошения сточными водами колеблется в пределах 411-25309 руб. Срок окупаемости вложений - от 3 до 11 лет.

Рекомендации производству

1. Перед использованием производственных сточных вод предприятий плодоовощной промышленности для орошения они должны пройти механическую очистку, а при необходимости и нейтрализацию, с последующей их аккумуляцией в прудах-накопителях. Сточные воды консервных заводов, сбрасываемые в канализацию совместно с бытовыми стоками, должны пройти биологическую очистку. В зависимости от мощности, продолжительности работы предприятия и возделываемой кормовой культуры сточные воды можно использовать как в сочетании с чистой водой, так и без нее.

2. В зависимости от тепло-влагообеспеченности вегетационного периода под пожнивную кукурузу рекомендуется проводить 3-5 поливов, нормой 400-500 м3/га при оросительной норме 1600-2300 м3/га. При выращивании люцерны необходимо проводить за вегетацию 5-8 поливов, нормами 450-700 м3/га с оросительной нормой 2800-4800 м3/га. Поливные и оросительные

нормы следует устанавливать по водопотреблению культур с учетом их биологических особенностей. Влажность расчетного слоя почвы необходимо поддерживать на уровне не ниже 70-75% НВ.

3. Подачу сточных вод из накопителя рекомендуется осуществлять насосной станцией по стационарным или разборным трубопроводам. Орошение сточными водами можно проводить дождеванием, поверхностным способом и внутрипочвенно. При поливе дождеванием рекомендуется использовать среднеструйные машины и установки.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Мишин С.И. Исследования по оценке пригодности сточных вод пунктов первичной переработки овощей и плодов Молдавской ССР //Сельскохозяйственное использование сточных вод и навозных стоков: Сб. науч. тр. /ВНИИГиМ - М„ 1986. - С.104-108.

2. Руководство по использованию на орошение сельскохозяйственных культур сточных вод пунктов по первичной переработке плодов и овощей в условиях Молдавской ССР /ВНПО "Прогресс" - М., 1987 - 53 с. - (в соавторстве).

3. Магдей М.В., Бабэлеу В.П., Гроник О.Н., Соколюк П.Т.; Сирецяну Д.И., Мишин С.И. Гигиеническое обоснование использования для орошения сточных вод пунктов первичной переработки овощей и фруктов //Актуальные вопросы гигиены: Тез. докл. II съезда гигиенистов, санитарных врачей, микробиологов, эпидемиологов и паразитологов Молдавской ССР. -Кишинев, 1987.-С. 41-42.

4. Использование сточных вод предприятий пищевой промышленности для орошения: Пособие к ВСН 33-2.2.02-86 "Оросительные системы с использованием сточных вод: Нормы проектирования" - М., 1988 - 49 с.

5. Мишин С.И., Ищенко Н.Ф., Ильинская С.П. Влияние орошения сточными водами предприятий консервной промышленности на численность и активность почвенной микрофлоры //Использование животноводческих стоков и сточных вод в орошаемом земледелии: Сб. науч. тр. /ВНИИГиМ -М., 1989. - С.30-40.

6. Гроник О.Н., Мишин С.И., Сирецяну Д-И., Соколюк П.Т. Санитарно-гигиеническое состояние черноземных почв при орошении сточными водами предприятий плодоовощной консервной промышленности //Экологические и технико-экономические аспекты утилизации сточных вод и животноводческих стоков: Сб. науч. тр./ВНИИГиМ - М., 1990 - С.196-216.

7. Овцов Л.П., Кутепов Л.Е., Мишин С.И. Агроэкологические основы орошения сточными водами - г. Королев: ООО "Витапресс Графике", 1997 -167 с.

Мишин Сергей Иванович (Россия) "Особенности использования сточных вод предприятий плодоовощной промышленности для орошения кормовых культур на аллювиальных и черноземных почвах Молдавии".

Приведены особенности формирования сточных вод предприятий плодоовощной промышленности и их химический состав. Изучено влияние орошения ими на водно-физические, агрохимические и мелиоративные свойства аллювиальных и черноземных почв. Показано изменение питательного режима почв, урожайности и качества кормовых культур при орошении сточными водами. Дана санитарная оценка качества сточных вод и состояния орошаемых почв. Разработаны рекомендации по эффективной утилизации сточных вод без отрицательного влияния на окружающую среду.

Sergey I. Mishin (Russia).

Peculiarities of using sewage water from frut and vegetables factories for irrigation of forage on alluvial and chernozem soil of Moldavia.

Sewage water formation on frut and vegetables factories and chemical composition have given. Influence of sewage water irrigation on water - phisical, agrochemical and amelioratwe properties of alluvial and chernozem soils have stadied. Illustrated the change of Soil nutrition regime, yield and gualitv of forage after the irrigation of sewage water. Evaluation of sanitary condition of sewage water and soil properties. Recomendation on the effectiveness of sewage water utilization withont to environment arc worked ont.

Подписано в почать 21.04.98 г. Объем 1 п.п. Тир. 100 За::. 212

Типография ВВА