Влияние орошения городскими сточными водами на продуктивность сельскохозяйственных культур на горных красно-бурых карбонатных почвах Йемена

Салех Набиль Мохаммед Нораддин

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Влияние орошения городскими сточными водами на продуктивность сельскохозяйственных культур на горных красно-бурых карбонатных почвах Йемена
ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Влияние орошения городскими сточными водами на продуктивность сельскохозяйственных культур на горных красно-бурых карбонатных почвах Йемена"

На правах рукописи

САЛЕХ НАБИЛЬ МОХАММЕД НО£АДДИН

ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ ГОРОДСКАМИ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ГОРНЫХ КРАСНО-БУРЫХ КАРБОНАТНЫХ ПОЧВАХ ЙЕМЕНА

Специальность 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2010

- з ИЮН 2010

004602927

Работа выполнена на кафедре почвоведения и земледелия Российского университета дружбы народов

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Шуравилин Анатолий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гостшцев Дмитрий Петрович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Михалева Татьяна Аркадьевна

Ведущая организация: ФГНУ ВНИИ систем орошения и сельскохозяйственного водоснабжения « Радуга ».

Защита состоится « 20 » мая в 10~ часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова по адресу: 127550, г.Москва, ул. Б. Академическая, д. 44, к. 504.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова.

Автореферат разослан 17 апреля 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук С.Д. Исаева

Общая характеристика работы Актуальность исследований. В настоящее время все больше нарушается естественное распределение химических элементов на поверхности планеты. Во внешнюю среду поступает громадное количество разнообразных веществ. Одним из источников загрязнения природной среды являются сточные воды. Особое место среди них занимают городские сточные воды, отличающиеся разнообразием загрязняющих ингредиентов так и варьированием химического состава.

Наиболее экономически выгодной и экологически безопасной технологией доочистки городских сточных вод является использование их для орошения сельскохозяйственных культур. При этом за счет содержания органических веществ и микроэлементов в сточных водах происходит обогащение почвы питательными веществами и полезной микрофлорой, повышается плодородие почв и улучшается их водно-воздушный режим.

Неконтролируемое использование сточных вод на орошение приводит к повышенному содержанию в почве биогенных элементов, тяжелых металлов (ТМ), патогенных микроорганизмов. Это негативно сказывается как на объемах и качестве сельскохозяйственной продукции, так и на экологическом состоянии природной среды.

В Йемене сброс городских сточных вод в 1992 году составил 37 млн. м3, из них было очищено 20, а использовано только 6,0 млн. м3 (Хайдар, 2005). Большая часть городских сточных вод не используется и загрязняет окружающую среду.

В южном Йемене городские сточные воды используются для орошения сельскохозяйственных культур без научного обоснования. В связи с этим исследования влияния орошения условно очищенными городскими сточными водами на водный режим, плодородие и загрязнение почв, урожай и его качество, санитарно-бактериологические показатели весьма актуальны и своевременны.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлась разработка технологии орошения сельскохозяйственных культур сточными водами г. Ибб, выявление их влияния на питательный режим и химическое загрязнение горных красно-бурых карбонатных почв, урожайность и качество сельскохозяйственной продукции. В задачи исследований входило:

1. Изучить особенности формирования сточных вод г. Ибб, провести определение их состава по химическим и санитарно-бактериологическим показателям, установить эффективность работы очистных сооружений и дать агромелиоративную и санитарно- гигиеническую оценку качества сточных вод.

2. Разработать технологию полива сельскохозяйственных культур сточными водами (элементы режима орошения и водопотребления).

3. Изучить влияние орошения сточными водами на питательный режим и химическое загрязнение горных красно-бурых карбонатных почв.

4. Выполнить прогноз влияния сточных вод на распределение и накопление в почве тяжелых металлов.

5. Определить влияние орошения сточными водами на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции.

6. Определить энергетическую и экономическую эффективность орошения сточными водами.

Научная новизна. Впервые для условий южного Йемена проведены комплексные исследования по изучению влияния орошения условно очищенными городскими сточными водами на водный, питательный режимы и химическое загрязнение горных красно-бурых карбонатных почв, урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.

Дана агроирригационная и санитарно-гигиеническая оценка качества сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур.

Разработана технология орошения сельскохозяйственных культур городскими сточными водами. Определены нормы и сроки поливов, оросительная норма, суммарное водопотребление и коэффициенты водопотребления сельскохозяйственных культур при орошении сточными водами. Установлены биологические коэффициенты испарения для расчета оросительных норм. Выявлены закономерности влияния городских сточных вод на питательный режим и накопление тяжелых металлов в горной красно-бурой карбонатной почве, урожайность и качество сельскохозяйственной продукции.

Выполнены балансовые расчеты и регрессионный анализ для прогнозирования содержания тяжелых металлов в почве при орошении городскими сточными водами.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Формирование, очистка, химический состав городских сточных вод и их агроирригационная и санитарно-токсикологическая оценка для орошения сельскохозяйственных культур в условиях южного Йемена.

2. Особенности водопотребления и элементы рационального режима орошения люцерны, яровой пшеницы и картофеля условно очищенными городскими сточными водами г. Ибб южного Йемена.

3. Воздействие поливов сточными водами на питательный режим горной красно-бурой почвы и ее загрязнение тяжелыми металлами.

4. Прогноз содержания тяжелых металлов в почве при поливах городскими сточными водами.

Практическая значимость работы. На основании выполненных исследований разработана технология орошения городскими сточными водами люцерны, яровой пшеницы и картофеля, которая позволяет поддерживать оптимальной водный режим почвы и повысить урожайность сельскохозяйственных культур, по сравнению с поливом грунтовыми водами на 14.3-23.8 % без заметного ухудшения качества продукции.

В целях безопасного использования разработанной технологии орошения предложено соблюдать цикличность применения сточных вод в связи с возможным накоплением тяжелых металлов в почве и возделываемых культурах.

Рекомендации по технологии использования сточных вод на орошение найдут широкое применение в южном Йемене, что позволит сэкономить значительные объемы природной поверхностной и грунтовой воды.

Объекты и методика исследования. Объектом исследования являлись очистные сооружения г. Ибб (южный Йемен), условно очищенные городские сточные воды и технология орошения сельскохозяйственных культур (люцерна на зелёную массу, яровая пшеница на зерно и картофель) сточными водами, применяемая на землях крестьянского хозяйства "Аль Майтам" в окрестностях г.Ибб.

Полевые исследования проводились по стандартным и общепринятым методикам, при обработке результатов эксперимента использовались методы математической статистики.

Личный вклад автора состоит в обобщении результатов теоретических исследований, концептуальных подходов и экспериментальном обосновании технологических параметров орошения сельскохозяйственных культур городскими сточными водами.

Лично автором организованы и проведены экспериментальные исследования, по результатам которых разработана технология орошения сельскохозяйственных культур (люцерны на зелёную массу, яровой пшеницы на зерно, картофеля).

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международных научно-практических конференциях преподавателей, молодых ученых и аспирантов аграрных вузов РФ в 2008, 2009 и 2010 гг. (Москва, РУДН). Основные положения диссертации в 2008, 2009, 2010 гг. рассматривались на заседании кафедры почвоведения и земледелия Российского университета дружбы народов.

По результатам диссертационной работы опубликовано 6 статей, из которых одна по списку ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 185 стр. текста и состоит из введения, 6 глав основного текста, выводов и рекомендаций производству, включает 47 таблиц, 18 рисунков, 4 приложения. Список использованной литературы содержит 205 наименований на русском и других языках.

Содержание работы

В первой главе на основе анализа литературных источников рассмотрены современные технологии и технические решения при очистке и использовании на орошение городских сточных вод. Приведены источники формирования сточных вод, их химический состав, методы очистки. Рассмотрены методики оценки пригодности сточных вод для орошения по химическому составу, соотношению ионов, содержанию специфических ингредиентов, свойственным различным категориям стоков. Показано положительное влияние поливов сточными водами на почвенные и микробиологические процессы. Использование сточных вод на земледельческих полях орошения рассматривается многими исследователями как надежное средство их обезвреживания, эффективный способ получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур и охраны водоисточников от загрязнения. Проблемой улучшения качества сточных вод и их утилизацией занимались известные исследователи в различных странах мира.

Большинство исследователей считают, что получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур без снижения качества продукции при использовании сточных вод возможно только при соблюдении соответствующих нормативных требований и применении научно обоснованной техники и технологии орошения сточными водами, которая должна корректироваться в зависимости от природно-климатических и рельефных условий зоны.

Во второй главе дана природно-климатическая характеристика условий южного Йемена и объектов исследования; приведена схема опыта, методика исследований и агротехника возделывания сельскохозяйственных культур. Экспериментальные исследования проведены в 2007-2009 гг. на землях крестьянского хозяйства «Аль-Майтами» в окрестностях г. Ибб южного Йемена. При возделывании люцерны годовая температура воздуха в 2007-2009 гг. составляла 19.0-19.4°С при среднемноголетней величине 18.3°С, а годовая сумма осадков составляла 553.3 мм в 2007г., 728.4 мм в 2008г и 820.2 мм в 2009г при норме 809.9мм. Годовой дефицит влаги в 2007г. составил 975, 8 мм, а в 2008 и 2009 гг. 952,0 и 761,4 мм соответственно. В вегетационной период яровой пшеницы и картофеля (сентябрь-декабрь) средняя температура воздуха была близка к среднемноголетней величине в 2009г, а в 2007 и 2008 гг. она была выше многолетних значений на 1,0 и 1,1 °С при норме 16.9 °С. Сумма осадков была ниже нормы на 65,5 мм в 2007 г., на 10.5 мм в 2008 г. и на 19,8 мм в 2009 г. (при норме 141.8 мм). Дефицит естественного увлажнения составил 441,8-518 мм влаги.

Почвенный покров опытных участков представлен горными красно-бурыми кар-

бонатными почвами средне- и тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Содержание гумуса в верхнем слое почвы (0-40 см) составляет 1.07-1.24 % .карбонатов (СаС03) - 8.4-10 %. Почва умеренно обеспечена гумусом, низко обеспечена подвижным фосфором и высоко обеспечена обменным калием. Содержание общего азота составляет 0,059-0,065 %, подвижного фосфора 0,75-0,85 и обменного калия 11.4-12.2 мг на 100г почвы.

Емкость обмена высокая и варьирует от 33 до 39 мг-экв. на 100 г почвы. В составе обменных катионов доля натрия достигает 7,7-15 % (2,8-5,2 мг-экв. на 100 г почвы), что указывает на наличие процесса осолонцевания. Почва незасоленная.

Плотность сложения в слое почвы 0-40 см составляет 1,24-1,26 г/см3, пористость -50 %, наименьшая влагоемкость (НВ) - 28,1%, а максимальная гигроскопическая влага -5,0-6,8 % от массы. Почвы обладают слабой и средней водопроницаемостью. Для проведения исследований нами были выбраны три однородных по эколого-ландшафтным условиям опытных участка, где возделывалась люцерна на зелёную массу, яровая пшеница на зерно и картофель. На каждом опытном участке изучался полив грунтовыми водами из скважины (контроль-вариант 1) и орошение очищенными городскими сточными водами (вариант 2) в четырехкратной повторности (табл. 1). Исследования проводились в системе: сточные воды, почва, растения. Основными методами исследований были полевой и лабораторный. При этом использовались общепринятые методики. Анализ сточных вод выполнялся в лаборатории аграрного университета Йемена. Основные водно-физические свойства почвы определяли по методикам, изложенным в работе А.Ф. Ва-дюдиной, З.А. Корчагиной (1986). Определение химических показателей почв осуществлялось по методике, изложенней в руководстве Аринушкиной (1985).

1. Схема опыта

Номер опытного участка Культура Номер варианта Источник оросительной воды Глубина увлажнения, м Преполивная влажность почвы, %НВ

1 Люцерна на зелёную массу 1 (контроль) Полив грунтовыми водами 1.0 80

2 Полив сточными водами 1.0 80

2 Яровая пшеница 1 (контроль) Полив грунтовыми водами 0.70 70

2 Полив сточными водами 0.70 70

3 Картофель 1 (контроль) Полив грунтовыми водами 0.60 75

2 Полив сточными водами 0.60 75

Водопотребление сельскохозяйственных культур определялось балансовым методам, поливная норма по А.Н. Костякову, влажность почвы - термостатновесовым методом. Биологические коэффиценты испарения - расчетным путем.

Урожай сельскохозяйственных культур учитывался вручную поделяночно. Оценка качества выращенной продукции проводилась на основе общего химического анализа. Полевые исследования проводились по общепринятым методам. Обработка экспериментальных данных, их анализ, оценка точности и установление эмпирических зависимостей выполнялись по методике Б.А. Доспехова (1985).

Агротехника в опыте была общепринятая для горной части южного Йемена. На первом опытном участке возделывалась люцерна сорта -Хиджази", на втором - яровая пше-

ница сорта >Бухуз-13" и на третьем - картофель сорта -Фабюла.

В третьей главе излажены материалы по формированию и составу сточных вод, их очистке, агроирригационной и санитарно-гигиенической оценке. Сточные воды г. Ибб на 80% поступают из коммунально-бытового сектора и только 20% - от фабрик, небольших предприятий, лечебных учреждений, автомоек и др. Очистка сточных вод г. Ибб проводится на специальных очистных сооружениях.

Сточная жидкость из городского коллектора поступает на сооружения механической очистки, затем на сооружения биологической очистки. Для обеззараживания сточных вод её хлорируют в отстойнике. Затем стоки поступают в пруды-накопители или на поля орошения. Для улучшения очистки воды и снижения содержания в ней биогенных элементов в биопрудах нами применялась высшая водная растительность из семейство Рясковых. Городские сточные воды г. Ибб после их очистки характеризуются слабой минерализацией (в среднем 1162 мг/л) слабощелочной реакцией (рН=7,3-7,4) (табл.1). Содержание взвешенных веществ составляло 480-546 мг/л и превышало нормативные показатели (до 200 мг/л). Сточные воды содержат большое количество загрязнителей органического и биологического происхождения: значения ХПК составляли 209,8-230,1 мг/л, содержание БПК5 - 72,6-86,6 мг/л, т.е.были выше ПДК. По химизму засоления сточные воды хлоридно-бикарбонатные, а по катионному составу — кальциевые. Они характеризуются невысокой питательной ценностью. Содержание аммонийного азота, нитратов и нитритов было ниже ПДК. По содержанию фтора сточная вода остаётся загрязнённой, а количество химических загрязнителей - микроэлементов и тяжёлых металлов, было значительно ниже ПДК (табл.3). Содержание железа, меди, марганца и кобальта после биологической очистки оставалось более высоким по сравнению с другими элементами (в среднем 0,5 ПДК).

В очищенных сточных водах медь, марганец, кадмий и кобальт представляют определённую экологическую опасность (ЭО = 0,3-0,53). Однако суммарный показатель ЭО был ниже суммарного ПДК в 3.7 раза. Показатель химического загрязнения (ПХЗ) соответственно составил

2. Химический состав сточных вод г. Ибб перед поступлением их на поля орошения

за 2007-2009 г

Показатели Ед. измер. 2007г. 2008г. 2009г. Среднее

Концентрация солей мг/л 1064 1235 1186 1162

рН 7.5 7.3 7.1 7.3

Бикарбонаты НСОз" мг/л 715 725 720 720

Хлор мг/л 98 110 101 103

Сульфат мг/л 27 38 25 30

Кальций мг/л 108 120 108 112

Магний мг/л 39 45 24 36

Натрий мг/л 108 116 88 104

Калий мг/л 18 20 8.5 15.5

Фосфаты мг/л 6.8 11.57 15 12.13

Мобщ мг/л 10.9 23.07 43.6 25.87

Аммоний мг/л 5.87 7.33 10.67 7.95

Нитраты мг/л 2.67 4.27 5.33 4.07

Нитриты мг/л 0.44 0.51 0.62 0.52

Фтор мг/л 14.3 17.4 28.0 19.9

бпк5 мг с>2 /л 72.6 81.3 86.6 80.2

хпк мг Ог /л 209.8 230.1 218.0 219.3

Взвешенные вещества мг/л 480.0 534.0 546.0 520

3. Содержание микроэлементов и тяжелых металлов в сточных водах г. Ибб после их очистки за 2007 - 2009 г. мг/л

№ Показатели 2007 г. 2008г. 2009г. Среднее пдк Поэказатель (ОЭ) экологической опасности

1 Железо 0.16 0.17 0.22 0.183 5.0 0.037

2 Медь 0.026 0.151 0.141 0.106 0.2 0.53

3 Цинк 0.014 0.01 0.03 0.018 1.0 0.018

4 Марганец 0.04 0.09 0.11 0.008 0.2 0.40

5 Кобальт 0.02 0.021 0.03 0.024 0.05 0.48

6 Кадмий 0.001 0.002 0.003 0.002 0.01 0.3

7 Никель 0.002 0.003 0.004 0.003 0.2 0.015

8 Свинец 0.002 0.003 0.004 0.003 0.03 0.10

1 ПХЗ - - - - 6.96 1.88

0.27, что характеризует сточные воды как малозагрязнённые микроэлементами и тяжёлыми металлами. По большинству агроирригационных показателей сточные воды вполне пригодны для орошения сельскохозяйственных культур и не превышают допустимых величин. Однако в анионном составе солей преобладают бикарбонаты. Содержание иона натрия незначительно превышало рекомендуемые пределы. Содержание други анионов и катионов было в допустимых пределах. Согласно методике С.Я. Бездниной (2005), сточные воды относятся к умеренно опасным.

Санитарно-бактериологическая оценка городских сточных вод при поступлении на сельскохозяйственные угодья свидетельствует о том, что они содержат допустимые количества непатогенных микроорганизмов (БГПК, ФКЛ, КОЕ, энтерококков, клостри-дий) и не содержат патогенной микрофлоры и яиц гельминтов; среднее микробное число в стоках составляло 6.70.108.

В четвертой главе приведены результаты исследований по утилизации сточных вод с целью регулирования водного режима почв и улучшения водопотребления сельскохозяйственных культур.

Водопотребление и режим орошения сельскохозяйственных культур в опытах оставался одинаковым при поливе городскими сточными водами и грунтовой водой. При возделывании сельскохозяйственных культур изменялись сроки, число поливов и оросительная норма. Для поддержания предполивной влажности почвы на уровне 80 % HB в метровом слое почвы в 2007г. при орошении люцерны на зеленую массу потребовалось провести 10 поливов люцерны оросительной нормой 7160 м3/га при средней поливной норме 716 м3 /га, в 2008г. - 9 поливов нормами 770-790 м3 /га при оросительной норме 7030 м3 /га, в 2009г. была проведено 8 поливом нормами 770-790 м /га с оросительной нормой 6260 м3/га (табл.4). Выпадающие осадки способствовали снижению количества поливов люцерны.

При орошении яровой пшеницы для поддержания оптимальной предполивной влажности на уровне 70% HB в 2007-2009гг. было проведено от 4 до 5 поливов поливными нормами 800-820 м3 /га при оросительной норме 3260-4040 м3 /га. При возделывании картофеля для поддержания оптимальной влажности за вегетационный период потребовалось проведения 7-8 поливов нормами 540 - 550 м3/га и оросительной нормой 38304360 м3/га в зависимости от тепло и влагообеспеченности года (табл.5)

Влажность почвы во время посева была достаточно высокой (84-88% HB), но к концу вегетации она снижалась до 70 % HB и более. Оптимальная влажность активного слоя почвы поддерживалась поливами и находилась на заданном уровне в течение всего периода вегетации растений (отклонения ± 1.0-3.0 % по HB).

4. Нормы и сроки поливов люцерны на зеленую массу за 2007-2009гт.

2007 г. 2008 г. 2009 г.

Номер Дата Норма Номер Дата Норма Номер Дата Норма

полива полива полива, м3/га полива полива полива, м3/га полива полива полива, м3/га

1 15-01 500 1 08-01 780 1 24-01 770

2 5-02 600 2 31-01 780 2 15-02 780

3 22-02 780 3 24-02 780 3 07-30 790

4 15-03 780 4 10-03 790 4 26-03 790

5 31-03 790 5 05-10 790 5 15-10 790

6 12-07 650 6 27-10 790 6 05-11 790

7 14-10 770 7 15-11 780 7 26-11 780

8 31-10 770 8 05-12 770 8 12-12 770

9 20-11 760 9 26-12 770 9 - -

10 12-12 760 10 - - - - -

Оросительная норма 7160 7030 6260

5. Нормы сроки поливов пшеницы и картофеля

Номер полива 2007г. 2008г. 2009г.

Дата полива Норма полива, м3/га Дата полива Норма полива, м3/га Дата полива Норма полива, м3/га

Я ровая пшеница

1 28-9 800 05-10 810 10-10 800

2 10-10 810 21 — 10 820 25-10 810

3 29-10 820 15-11 820 10-11 820

4 17-11 810 09-12 810 27-11 810

5 10-12 800 - - 16-12 800

Итого 4040 3260 4040

Картофель

1 24-9 540 28-09 540 08-10 540

2 06-10 540 10-10 550 18-10 540

3 17-10 550 21-10 550 27-10 550

4 27-10 550 05-11 550 05-11 550

5 07-11 550 14-11 550 14-11 550

6 19-11 550 26-11 550 24-11 550

7 01-12 540* 10-12 540 04-12 540

8 14-12 540 15-12 540

Итого 4360 3830 4360

Продуктивные запасы влаги в почве в годы исследований сохранялись в течение всего периода вегетации сельскохозяйственных культур.

Результаты исследований суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур приведены в табл. 6 и 7 и на рис. 1. В среднем за три года возделывания люцерны суммарное водопотребление составило 13946 м3/га, а среднесуточное - 38,2 м3 /га. По месяцам вегетации водопотребление распределялось примерно равномерно. Наиболее высокое водопотребление люцерны характерно для тех месяцев вегетации, в которых отмечаются высокие температуры воздуха и выпадает малое количество осадков.

В суммарном водопотреблении люцерны, при её регулярном орошении и поддержании оптимальной влажности почвы, в среднем за три года наибольший удельный вес принадлежит атмосферным осадкам - 50 % и оросительной норме - 49,1 %. В усло-

виях орошения поступление влаги из почвы к растениям за годовой период составило всего лишь 0,9 % от суммарного водопотребления.

В целом, в зависимости от особенностей погодных условий вегетационного периода водопотребление яровой пшеницы изменялось в пределах 4591-5723 м3 /га, а среднесуточное водопотребление - 37,55 - 46,91 м3/га.

6. Водопотребление люцерны в 2007-2009 гг., м3/га

Месяцы вегетации 2007г 2008г 2009г Среднее

Всего За сутки Всего За сутки Всего За сутки Всего За сутки

Январь 893 28.81 985 31.77 723 23.32 867 27.97

Февраль 1317 47.03 1505 51.90 911 32.54 1244.33 43.82

Март 1192 38.45 1202 38.77 1305 42.10 1233 39.77

Апрель 1584 52.8 934 31.13 888 29.6 1135.33 37.84

Май 751 24.23 600 19.35 1108 35.77 819.67 26.44

Июнь 784 26.13 963 32.10 1212 40.4 986.33 32.88

Июль 1226 39.55 1151 37.13 1285 41.45 1220.67 39.38

Август 1090 35.16 1748 56.39 2331 75.19 1723 55.58

Сентябрь 1022 34.07 1101 36.7 1443 48.1 1188.67 39.62

Октябрь 987 31.84 1248 40.26 977 31.52 1070.67 34.54

Ноябрь 1502 50.06 1507 50.23 1111 37.03 1373.33 45.77

Декабрь 593 19.13 1445 46.61 1214 39.16 1084 34.97

Всего 12941 35.45 14389 39.31 14508 39.75 13946 38.17

7. Водопотребление яровой пшеницы и картофеля в м3 /га за 2007-2009гг.

Месяцы 2007г 2008г 2009г Среднее

Всего | За сутки Всего | За сутки Всего | За сутки Всего | За сутки

Яровая пшеница

Сентябрь 1464 48.80 987 32.9 1605 53.50 1352 45.07

Октябрь 1594 51.42 1660 53.55 1189 38.55 1481 47.77

Ноябрь 1460 48.67 1005 33.5 2153 71.77 1540 51.33

Декабрь 826 26.65 929 29.97 776 25.03 843 27.19

За вегетацию 5344 43.80 4581 37.55 5723 46.91 5216 42.75

Картофель

Сентябрь 1559 54.92 1206 40.2 2002 66.73 1589 53.95

Октябрь 1205 38.87 1585 51.13 458 14.77 1083 34.94

Ноябрь 1813 60.43 1918 64.27 2034 67.8 1926 64.2

Декабрь 1295 41.77 940 30.32 1411 45.52 1215 39.15

За вегетацию 5872 48.13 5659 46.39 6405 52.50 5813 47.65

10000 5000 0

6 7 8 месяцы

-2007г. - 2008г. 2009г.

Рис.1 Интегральная кривая водопотребления люцерны в 2007 - 2009 гг., мЗ /га

7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000

-2007г. -2008г. 2009г.

сентябрь октябрь ноябрь декабрь

месяцы

Рис.2 Интегральная кривая водопотребления яровой пшеницы 2007-2009гг.

Наибольшая величина водопотребления приходится на наиболее критические периоды роста и развития пшеницы (октябрь-ноябрь). В конце вегетации растения расходовали значительно меньше влаги. В суммарном водопотреблении яровой пшеницы в среднем за три года доля атмосферных осадков составила 19,5 %, оросительной воды - 72,5 % и влаги, израсходованной из почвы- 8.1 %.

Суммарное водопотребление картофеля в среднем за три года (2007-2009гг.) составило 5813 м3/га при среднесуточном водопотреблении 47,65 м3 /га. Оно достигало наибольших размеров (6405 м3 /га) в 2009г., несколько меньше отмечалось в 2007 г. (на 533 м3 /га, или на 8,3 %), наименьшее значение (5659 м3/га) наблюдалось в 2008 г., что меньше максимального значения на 746 м3 /га, или на 11,6 %. Во все годы исследований наибольшее водопотребление было зафиксировано в ноябре и в среднем составляло 1926 м3 /га, или 64,2 м3 /га за сутки. Этот период вегетации является критическим по влагообеспеченности и усиленное водоснабжение совпадает с фазой максимального клубнеообразования. В суммарном водопотреблении картофеля доля осадков составила 17,5 %, приход влаги из почвы - 13,4 % и оросительной воды - 69,1 %.

*7000 (ьбООО ,§5000 ¡5.4000 йзооо §2000 51000 оа О

-2007Г -2008г 2009г

сентябрь

октябрь

ноябрь

Рис.3 Интегральная кривая водопотребления картофеля за 2007г.-2009г.

Для определения суммарного водопотребления в практике проектирования режимов орошения сельскохозяйственных культур используют эмпирические зависимости с биологическими коэффициентами. Широкое распространение при этом получили эмпирические зависимости Г.К. Льгова с биофизическим коэффициентом, Н.В. Данильченко с биологическим коэффициентом испарения и И.А. Шарова с модулем испарения. По полученным данным для люцерны годовой биофизический коэффициент в среднем за годы исследований составил 1.98 м3/га на °С, для яровой пшеницы - 2,43 м3/га на °С, для картофеля - 2,82 м3/га на °С. Данные по биологическому коэффициенту испарения показали, что для люцерны за годовой период вегетации он в среднем составил 0,90 м3/га на 1 мм, за период вегетации яровой пшеницы -1,09 м3/га на 1мм, картофеля - 1,23 м3/га на 1мм.

Модуль испарения в формуле И.А. Шарова в среднем за годовой период люцерны составил 1,98 м3/га на °С, при возделывании яровой пшеницы - 1.89 м3/га на °С, картофеля - 2,21 м3/га на °С.

Полученные значения биологических коэффициентов люцерны, яровой пшеницы и картофеля могут быть использованы при определении суммарного водопотребления и разработке проектного режима орошения.

В пятой главе рассмотрено влияние орошения городскими сточными водами на питательный режим почвы, ее химическое загрязнение и на продуктивность сельскохозяйственных культур.

Поливы сточными водами способствовали повышению валового содержания и подвижных форм питательных элементов (табл.8). При этом изменение содержания основных элементов питания определялось в основном объёмом сточных вод, поданных на орошение.

8. Влияние поливов сточными и грунтовыми водами на содержание питательных элементов в верхнем слое почвы ( 0-30 см)_

Показатели Ед. измер. Возделываемая культура

Люцерна (опыт 1) Яровая пшеница (опыт 2) Картофель (опыт 3)

и с\ ь и о\

Начало исследо- вавий (1/01/200: Конец исследований (31/12/20( Начало исследований (1/09/200: Конец исследований (31/12/201 Начало исследований (1/09/200: Конец исследований (31/12/201

Полив городским сточными водами

^общин % 0.061 0.069 0.065 0.072 0.063 0.069

Робщий % 0.14 0.20 0.19 0.24 0.17 0.21

Кобщий % 1.45 2.03 1.89 2.46 1.68 2.1

N-N114 мг/кг 4.9 6.96 5.5 7.15 5.2 6.5

N-N03 мг/кг 0.5 0.69 0.9 1.14 0.7 0.88

Р205 мг/кг 7.6 10.11 8.1 10.09 7.9 9.6

К20 мг/кг 114.5 149.1 122.5 160.96 118.5 148.13

Полив грунтовыми водами

^общий % 0.061 0.063 0.063 0.065 0.064 0.066

Робщий % 0.14 0.16 0.16 0.18 0.18 0.19

^общий % 1.45 1.52 1.58 1.74 1.61 1.69

N-№4 мг/кг 4.9 5.13 5.0 5.48 5.0 5.44

N-N03 мг/кг 0.5 0.58 0.7 0.75 0.6 0.65

р205 мг/кг 7.6 8.34 7.8 8.26 7.7 8.19

к.2о мг/кг 114.5 120.6 116 121.7 115.6 122.3

Ежегодное орошение люцерны городскими сточными водами в течение 3 лет исследований (2007-2009гг.) увеличило валовое содержание питательных элементов в слое почвы 0-30 см на 13.1%, 42.9% и 40.0 % соответственно по азоту, фосфору и калию. В контроле, валовое содержание основных питательных элементов изменялось несущественно.

Содержание доступных растениям питательных элементов: аммония, нитратов, подвижного фосфора и обменного калия в верхнем слое почвы 0-30 см при поливах люцерны сточными водами увеличилось на 42%, 38%, 33% и 30,2%. При этом ежегодно увеличение содержания подвижных форм питательных элементов в слое почвы 0-30 см в среднем составляло 10-14%. При поливах люцерны грунтовыми водами содержание

подвижных питательных элементов в среднем за три года возросло незначительно (на 1.6-5.3%).

При трёхлетнем орошении яровой пшеницы городскими сточными водами валовое содержание питательных элементов в верхнем слое почвы 0-30 см увеличилось по азоту на 10.8 %, по фосфору - на 26,3 % и калию - на 30,2 %. Содержание подвижных питательных элементов - аммония, нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия в слое почвы 0-30 см возросло соответственно на 30, 26,7, 24,5 и 31,4 %. Следовательно, ежегодно за вегетационный период в верхнем слое почвы (0-30 см) наблюдалось увеличение аммиачного азота в среднем на 10 %, нитратного азота - на 8,2 %, подвижного фосфора - на 8.2 % и обменного калия - на 10,5 %. При поливах картофеля городскими сточными водами содержание валового азота, фосфора и калия в верхнем слое почвы 0-30 см за трехлетний период исследований увеличилось соответственно на 9.5, 23.5 и 25%. Содержание подвижных форм питательных элементов также существенно увеличилось. Так, содержание аммония за трехлетний период вегетации картофеля увеличилось на 25 %, нитратного азота -на 25.7% подвижного фосфора - на 21.5 % и обменного калия - на 23.3%. При этом, ежегодно происходило повышение содержания этих элементов в среднем на 8.3, 8.6, 7.2 и 7.8%.

Таким образом, орошение городскими сточными водами сельскохозяйственных культур на горных красно-бурых карбонатных почвах с невысоким плодородием оказало положительное влияние на питательный режим почвы. В целом поливы сельскохозяйственных культур городскими сточными водами поддерживали баланс питательных веществ почвы положительным, а поливы грунтовыми водами не приводили к отрицательному балансу.

В нашем исследовании при использовании сточных вод для увлажнительных поливов сельскохозяйственных культур определялось их влияние на содержание в почве валовых и подвижных соединений тяжелых металлов. Содержание тяжелых металлов в почве зависело от объема поданной воды и выноса элементов с урожаем. В целом валовое содержание тяжелых металлов в слое почвы 0-30 см не превышало допустимого.

Для анализа относительного изменения валового содержания тяжелых металлов при внесении стоков применялись коэффициенты концентрации Кс, рассчитываемые по формуле : Кс = Сак/ С/, где Сак - аномальная концентрация элемента в варианте; С/ -концентрация элемента на контроле.

По значению Кс выделены следующие убывающие ряды микроэлементов по опытам : опыт 1 (люцерна) Сё > № > Си > РЬ> 1п > Со

опыт 2 (яровая пшеница) С<1 > N1 > РЬ > Си > Ъа > Со опыт 3 (картофель) Сс1 > N1 > Си > РЬ> 2л\ > Со

По полученным данным, при поливах городскими сточными водами в максимальной степени повышается валовое содержание кадмия, никеля, а в минимальной - цинка и кобальта.

Следует отметить, что влияние орошения городскими сточными водами на подвижные формы микроэлементов проявляется в более контрастном изменении микроэлементного состава почвы в сравнении с валовым содержанием (табл. 9). Приведенные данные свидетельствуют о том, что содержание подвижных форм тяжелых металлов в слое почвы 0-30 см при трехлетнем орошении сельскохозяйственных культур городскими сточными водами заметно повышалось, но было значительно ниже предельно-допустимых концентраций. При орошении сточными водами содержание тяжелых металлов в слое почвы 0-30 см было ниже ПДК: по меди — в 2.9 раза, по кобальту в 4.7 раза, по кадмию - в 1.9 раза, а по другим элементам - в десятки раз. Следует отметить,

что содержание кадмия в верхнем слое почвы 0-30 см после трёхлетнего орошения люцерны очищенными городскими сточными водами составляло 0,52 ПДК. Эти значения свидетельствуют о том, что длительное орошение городскими сточными водами может привести к загрязнению почвы кадмием выше ПДК.

При возделывании яровой пшеницы и её поливах городскими сточными водами в верхнем слое почвы 0-30 см содержание меди за трёхлетний период увеличилось в 3,9 раза, цинка - в 2,8 раза, марганца - в 1,8 раза, кобальта - в 4,3 раза, кадмия - в 1,6 раза, никеля - в 3,7 раза и свинца - в 3,5 раза.

9. Содержание подвижных форм тяжелых металлов

(аммиачпое-ацетатный буфер с рН = 4.8) в слое почвы 0 - 30 см, мг/кг

Год Источник оросительной воды Элементы

Си Ъа Мп Со са № РЬ

Опыт 1 - люцерна

2007 Грунтовая 0.23 0.254 1.0 0.15 0.14 0.03 0.06

Сточная 0.48 0.44 1.72 0.45 0.18 0.1 0.13

2008 Грунтовая 0.26 0.256 1.0 0.15 0.14 0.03 0.06

Сточная 0.73 0.65 2.1 0.71 0.21 0.15 0.19

2009 Грунтовая 0.28 0.258 1.20 0.15 0.14 0.03 0.06

Сточная 1.05 0.92 2.80 1.06 0.26 0.19 0.25

Опыт 2 - яровая пшеница

2007 Грунтовая 0.224 0.252 0.99 0.15 0.14 0.03 0.06

Сточная 0.45 0.39 1.34 0.30 0.16 0.06 0.11

2008 Грунтовая 0.24 0.253 1.1 0.15 0.14 0.03 0.06

Сточная 0.65 0.53 1.46 0.44 0.19 0.09 0.15

2009 Грунтовая 0.25 0.255 1.05 0.15 0.14 0.03 0.06

Сточная 0.86 0.71 1.76 0.64 0.22 0.11 0.21

Опыт 3 картофель

2007 Грунтовая 0.225 0.253 1.0 0.15 0.14 0.03 0.06

Сточная 0.47 0.41 1.44 0.37 0.17 0.08 0.12

2008 Грунтовая 0.25 0.254 1.08 0.15 0.14 0.03 0.06

Сточная 0.69 0.56 1.69 0.53 0.20 0.11 0.16

2009 Грунтовая 0.26 0.256 1.14 0.15 0.14 0.03 0.06

Сточная 0.94 0.84 2.0 0.81 0.24 0.14 0.22

Исходное содержание (на начало исследований) 0.22 0.25 0.98 0.15 0.14 0.03 0.06

ПДК 3.0 23 400 5 0.5 4 6

В опыте 3 при поливах городскими сточными водами картофеля к концу исследований содержание меди повысилось в 4,3 раза, содержание марганца, цинка, никеля и свинца - в 2-4 раза, содержание кобальта - в 5,4 раза а кадмия - в 1,7 раза, (0,48 ПДК). Во избежание накопления тяжёлых металлов в почве целесообразно применять цикличный режим орошения, при котором чередуются периоды орошения сточными и грунтовыми водами.

Следует отметить, что вместе с городскими сточными водами в почву поступает значительное количество тяжелых металлов. По результатам прогноза видно, что концентрация тяжелых металлов в почве за 30-ти летный период орошения городскими сточными водами увеличится в несколько раз. При этом содержание меди и кадмия в почве уже к десяти годам орошения превысит ПДК, а кобальта - через 15 лет. Все другие элементы остаются ниже ПДК в течение трех ротаций севооборота. С использованием балансовых расчетов и полученных уравнений регрессии составлен оценочный про-

гноз загрязнения почв тяжелыми металлами при орошении сельскохозяйственных культур условно очищенными городскими сточными водами.

Для прогнозирования содержания тяжелых металлов в почве при поливах грунтовыми и условно очищенными сточными водами проведены балансовые расчеты на период трех ротаций севооборота - 18 лет. Концентрация тяжелых металлов и микроэлементов в воде принималась по фактическим данным, учитывалось поступление химических элементов с оросительной водой и вынос с урожаем. Миграция элементов ниже расчетного слоя с инфильтрационным током воды определялась расчетом. Результаты расчетов по меди, кадмию и кобальту представлены на рис. 4, 5 и 6.

Прогноз показал, что при поливах грунтовой водой содержание тяжелых металлов практически не увеличивается. При поливах сточной водой после 9 лет содержание подвижных соединений меди приближается к ПДК. Если с 10-го года начать поливать грунтовой водой, то оно остается высоким и нужны меры по очистке почвы. Более целесообразным может оказаться вариант дополнительной очистки сточной воды от соединений меди. Так, при снижении концентрации её в воде вдвое близкое к ПДК содержание подвижных соединений меди ожидается после 18 лет поливов сточной водой.

Рис. 4. Прогноз содержания подвижных соединений меди в почве для вариантов полива: грунтовой водой; сточной водой; сточной в течение 9 лет, затем грунтовой; сточной водой, частично очищенной от соединений меди

Годы

Рис. 5. Прогноз содержания подвижных соединений кадмия в почве для вариантов полива: грунтовой водой; сточной водой; сточной в течение 10 лет, затем грунтовой; сточной водой, частично очищенной от соединений кадмия

о и

' .......

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Годы I 1 Гр)нт. ■ Стж —*—ПДК Со |

Рис. 6. Прогноз содержания подвижных соединений кобальта в почве при поливах грунтовой и сточной водой

Прогнозы содержания почве подвижных форм цинка, марганца, никеля и свинца показали, что их содержание в почве в течение прогнозируемого периода намного ниже ПДК. Эти элементы не являются лимитирующими при обосновании возможности орошения сточными водами.

Прогноз по кадмию (рис. 5.) показал, что этот элемент накапливается в почве сравнительно быстро и к 12-му году достигает ПДК. Графики иллюстрируют варианты поливов грунтовой водой с 11-го года и дополнительной очистки воды от кадмия на очистных сооружениях, что позволит увеличить продолжительность безопасного орошения сточными водами.

По содержанию кобальта сточная вода менее опасна, чем по меди и кадмию однако дольше трех ротаций севооборота такой водой поливать нельзя (рис. 6). Все другие элементы остаются ниже ПДК в течение трех ротаций севооборота.

Нами был проведен корреляционно-регрессионный анализ зависимости содержания подвижных форм тяжёлых металлов за трехлетний период в слое почвы 0-30 см от исходного содержания и наличия их в сточной воде. Коэффициент детерминации И2 = 0.75-0.93. Уравнения линейной регрессии получены для Си, Zn, Сё, Со, РЬ для условий выращивания люцерны, яровой пшеницы и картофеля в виде: У = А + ВХ] + СХ2. Например, для кобальта под люцерной:

Со У=-1,077 +49,437Х, + 5,529Х2 (К2 =0,751);, для кадмия под яровой пшеницей:

С(1 У= 0,178 + 0,398Х] + 0,162 Х2 (Я2 =0,812);, для меди под картофелем:

Си У =0,162 +0,622Х, +5,482Х2 (Я2 =0,924) где У- содержание тяжелых металлов в почве, X] - содержание тяжелых металлов в воде, Х2 - исходное содержание тяжелых металлов.

Поливы сточными водами заметно повышали урожайность сельскохозяйственных культур по сравнению с грунтовыми водами во все годы исследований (табл.10). В среднем за три года урожайность зеленой массы люцерны при поливах городскими сточными водами составила 90,34 т/га и была выше контроля (полив грунтовыми водами) на 17,68 т/га или на 23,8%.

При поливах городскими сточными водами также получена высокая урожайность яровой пшеницы и картофеля. В среднем за три года урожайность зерна яровой пшени-

цы составила 5,06 т/га и была выше контроля на 0,71 т/га, или на 16.3%. Такая тенденция сохранялась в течение трех лет исследований.

10. Урожайность люцерны на зеленую массу, зерна яровой пшеницы и картофеля при _поливах сточными и грунтовыми водами за 2007-2009гг, т/га_

Вариант опыта 2007г. 2008г. 2009г. Среднее Отклонение от контроля 100%

% | т/га

Люцерна на зеленую массу

1. Грунтовая вода 61.39 79.51 77.09 72.66 -

2. Сточная вода 72.12 101.3 97.6 90.34 23.8 17.68

НСР05 1.85 2.68 2.14 3.53

Точность опыта % 5.3 5.9 5.5 6.4

Яровой пшеницы

1. Грунтовая вода 4,37 4,46 4,21 4,35 -

2. Сточная вода 5,07 5,12 4,98 5,06 16.3 0.71

НСРо.5 0,35 0,38 0,43 0.45

Точность опыта % 4.2 4.8 4.1 5.8

Картофель

1. Грунтовая вода 30,45 32,17 29,94 30.85 -

2. Сточная вода 35,88 36, 13 33,76 35,26 14.3 4.41

НСРо.5 1.41 1.48 1.0 1.59

точность опыта % 4.5 4.8 3.9 5.2

Аналогичная картина по урожайности сохранялась в опыте 3 для картофеля. Здесь при поливах сточными водами в среднем за годы исследований урожайность картофеля составила 35,26 т/га и была больше по сравнению с поливом грунтовой водой на 4,41 т/га или на 14,3%.

Характер изменения урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от источника оросительной воды сохранялся во все годы исследования.

Таким образом, полученные данные показали, что поливы сельскохозяйственных культур условно очищенными городскими сточными водами обеспечивают более высокую урожайность, по сравнению с поливом грунтовыми водами. Это связано с наличием в сточных водах большого количества питательных веществ (азот, фосфор, калий) и полезных микроэлементов. Кроме того, при орошении городскими сточными водами поступление питательных элементов в почву и растения происходило постоянно при каждом поливе, т.е. отмечалось дозированное внесение доступных питательных элементов вместе с водой во все основные фазы роста и развития растений.

Анализ полученных данных показал, что использование для орошения сточных вод позволяет снизить коэффициент водопотребления и затраты оросительной воды в среднем на 19.9 % при возделывании люцерны, на 19.5 % при возделывании яровой пшеницы и на 12.5% при возделывании картофеля. Коэффициент водопотребления при этом составил 154.4, 1465.2, 164.9 м3/га соответственно при поливах сточной водой люцерны , пшеницы и картофеля.

При орошении городскими сточными водами не исключается возможность накопления в урожае сельскохозяйственных культур нитратов и тяжелых металлов. При поливах люцерны городскими сточными водами кормовая масса характеризовалась высокими показателями протеина, клетчатки и сахара, и в среднем за 3 года они превышали контроль соответственно на 6,4, 7,6 и 7,8 %. Содержание фосфора, калия и кальция увеличилось в среднем за 3 года на 23,8 , 5,2 и 7,5 %, по сравнению с поливом грунтовой водой. Содержание нитратов в кормовой продукции как при поливах грунтовыми вода-

ми, так и сточными водами было незначительным и в среднем за 2007-2009 гг. составляло соответственно 0,12 и 0,15 %, что значительно ниже ПДК.

В среднем за годы исследований содержание тяжёлых металлов в зелёной массе люцерны при поливах сточными водами увеличилось: меди - на 11,2 %, цинка - на 34,8 %, никеля - на 10,7 %, кадмия - на 25 %, кобальта - на 44,4 % и свинца - на 28 % по сравнению с поливом грунтовой водой, однако их количество было невысоким и значительно ниже ПДК.

Нами был проведен корреляционно-регрессионный анализ зависимости концентрации тяжёлых металлов в кормовой продукции от содержания их подвижных форм в почве. Уравнения линейной регрессии имеют вид:

Си У= 0,07+0,69Х (г =0,88); Ъа У=0,86+0,04Х (г =0,92);

№ У= 0,49 - 1,23Х (г =0,90); Сс1 У= 0,001+0,002Х (г =0,93);

Со У=0,13 -0,003Х (г =0,96); РЬ У=0,43-0,58Х (г =0,87); где У- содержание тяжелого металла в растительной продукции, х- содержание тяжелого металла в почве.

Орошение сточными водами яровой пшеницы оказывало положительное влияние на увеличение в зерне протеина, общего азота, сырой клетчатки и зольных элементов. В среднем за три года в расчёте на сухое вещество содержание азота в зерне при орошении сточными водами увеличилось по сравнению с контролем на 2 %, содержание протеина - на 2,6 %, клетчатки - на 1,7 %. Сахара - на 3,2 % калия - на 43,7 %, кальция - на 10,3%, и фосфора - на 8,75 %. Содержание нитратов в зерне пшеницы при поливах сточными водами превышало контроль в среднем за три года на 56 % (с 0.25 до 0.39 мг/кг). Однако в целом их значения по абсолютным величинам были значительно ниже ПДК (0.5 % сухого вещества).

Интенсивность поглощения тяжелых металлов растениями была неодинаковой. При поливах городскими сточными водами отмечается заметное увеличение содержания тяжёлых металлов в зерне. Так, в среднем за три года содержание меди увеличилось в 1,7 раза, цинка - в 1,2 раза, никеля - в 1,3 раза, кадмия -в 1,4 раза, кобальта -в 1,3 раза. Содержание тяжёлых металлов в растениеводческой продукции хотя и увеличивалось при орошении городскими сточными водами, но по абсолютным показателям было незначительным и не оказало отрицательного влияния на её качество.

При орошении картофеля городскими сточными водами получаемая продукция соответствовала установленным стандартам по химическому составу, а содержание нитратов и тяжёлых металлов не превышало ПДК и других нормативов для технического картофеля. В среднем за три года при поливах сточными водами содержание сухого вещества увеличилось на 9.89 %, крахмала - на 10.1 %, сахара - на 9.6 %, аскорбиновой кислоты -на 4.4 мг % и клетчатки - на 16.9 %. Содержание нитратов увеличилось на 35,3 % (с 68 мг/кг при поливах грунтовыми водами до 92 мг/кг при орошении картофеля сточной водой). Однако содержание нитратов в клубнях картофеля не превышало предельно допустимых уровней.

При поливах сточными водами содержание тяжёлых металлов в клубнях картофеля было также значительно ниже ПДК. Так, в среднем за три года исследований содержание меди при поливах сточной водой было в 1,7 раза больше контроля, но значительно ниже ОДК. Содержание цинка и свинца было ниже ОДК в 2,8 и 1,4 раза, содержание никеля составляло 0,12 мг/кг и было в 4,17 раза меньше ОДК. Содержание кадмия составляло 0,02 мг/кг, но оставалось меньше ОДК в 1,5 раза. В целом, содержания тяжёлых металлов в клубнях картофеля при поливах сточными водами оставалась значительно ниже ОДК, но в 1,5-2 раза выше, чем при орошении грунтовыми водами.

Таким образом, орошение сточными водами г.Ибб не оказало отрицательного влияния на химический состав, питательную ценность и загрязнение продукции тяжёлыми металлами.

В шестой главе выполнены расчеты по энергетической, эколого-экономической и экономической эффективности орошения сельскохозяйственных культур городскими сточными водами. Орошение сельскохозяйственных культур (люцерна на зелёную массу, яровая пшеница на зерно и картофель - клубни) грунтовыми и сточными водами эффективно по показателям энергетической оценки. Поливы люцерны грунтовыми и сточными водами обеспечивали высокую энергическую эффективность.

Коэффициент энергетической эффективности был достаточно высоким, при возделывании люцерны составил 2.06 при поливах сточной водой и 1.98 при поливах грунтовыми водами. При технологии орошения яровой пшеницы грунтовыми и сточными водами коэффициент энергетической эффективности соответственно составил 1,72 и 1.76, а при поливах картофеля -1,67 и 1,74.

При этом использование сточных вод несколько повышает коэффициент энергетической эффективности. Из рассматриваемых культур наибольшее количество энергии накапливает картофель, а наименьшее - яровая пшеница Причём наибольший коэффициент энергетической эффективности был получен при орошении люцерны.

Эколого-экономический эффект с 1 га орошаемой площади при орошении городскими сточными водами составил 22,8 $, 14,7 $. и 14,6 $. при распределении городских сточных вод на полях, занятых, соответственно, люцерной на зелёную массу, яровой пшеницей на зерно и картофелем для кормовых целей.

Орошение сельскохозяйственных культур сточными водами является экономически выгодным мероприятием. Если в контроле (полив грунтовой водой) чистый доход составил 193.3 $/га, 143,3 и 1788,7 $/га, соответственно, при возделывании люцерны на зелёную массу, яровой пшеницы на зерно и картофеля на клубни, то при поливах сточными водами он в среднем за годы исследований увеличился соответственно до 310 $/га, 222 и 2096,3 $/га . Таким образом, чистый доход был больше, чем в контроле при возделывании люцерны на зелёную массу на 116,8 $/га, или на 60,4 %, при возделывании яровой пшеницы на зерно - на 78,7 $/га или на 54,9 %, и при возделывании клубней картофеля - на 307,7 $/га или на 17,2 %. Уровень рентабельности был также выше при поливах сточными водами по сравнению с поливом грунтовой водой в 1,45 раза при возделывании люцерны на зелёную массу; в 1,42 раза при возделывании яровой пшеницы на зерно, ив 1,06 раза при возделывании картофеля . При поливах сточными водами, по сравнению с поливом грунтовыми водами, снижалась также себестоимость продукции.

В целом, при поливах сточными водами экономическая эффективность заметно возрастает как по величине чистого дохода, так и по рентабельности. При поливах сельскохозяйственных культур грунтовыми водами экономическая эффективность также сохраняется на достаточно высоком уровне. При этом наиболее высокая экономическая эффективность среди сельскохозяйственных культур достигалась при возделывании картофеля, а наименьшая — при возделывании яровой пшеницы. С учётом энергетической оценки и эколого-экономического эффекта использование городских сточных вод на орошение сельскохозяйственных культур экономически выгодно.

выводы

1. Сточные воды г. Ибб (южный Йемен), прошедшие очистку, характеризуются слабой минерализацией (1064-1235 мг/л), слабощелочной реакцией (рН= 7,1 - 7,5), невысоким содержанием биогенных элементов (N - 25,9: Р205 - 12,1 и К20 - 15,5 мг/л). По агро-ирригационным и санитарно-бактериологическим показателям они являются умеренно опасными. Содержание большинства тяжёлых металлов значительно ниже ПДК, но такие загрязнители, как кадмий и кобальт представляют определённую экологическую опасность. Использование городских сточных вод и их доочистка при орошении сельскохозяйственных культур позволяет обеспечить охрану поверхностных источников от загрязнения.

2. При орошении люцерны на зелёную массу оптимальный водный режим почвы в течение года обеспечивался проведением 8-10 поливов поливными нормами 500 - 790 м3/га и оросительной нормой 6260 - 7160 м3/га в зависимости от естественной влаго- и теплообеспеченности года. При возделывании яровой пшеницы достаточно проведения 4-5 поливов поливными нормами 800 - 820 м3/га и оросительной нормой 3260 - 4040 м3/га, а при орошении картофеля потребовалось проведения 7-8 поливов поливными нормами 540 - 550 м3/га при оросительной норме 3830 - 4360 м3/га.

3. В условиях орошения наибольшее суммарное водопотребление было получено для люцерны, а наименьшее отмечалось в посевах яровой пшеницы. При этом суммарное водопотребление люцерны на зелёную массу составляло 12941 - 14508 м3/га при среднесуточном водопотреблении - 35,45 - 39,75 м3/га. Для яровой пшеницы указанные показатели соответственно составляли 4581 - 5723 м3/га и 37,55 - 46,91 м3/га, а для картофеля - 5659 — 6405 м3/га и 46,39 - 52,50 м3/га, изменяясь в зависимости от сложившихся погодных условий периода вегетации. При этом максимальные значения водопотреб-ления и биологических коэффициентов приходятся на критические периоды.

4. В суммарном водопотреблении люцерны наибольший удельный вес принадлежит атмосферным осадкам - 50 % и оросительной норме - 49,1 %, а 0,9 % поступает из вла-гозапасов. В суммарном водопотреблении яровой пшеницы удельный вес оросительной воды в среднем составляет 72,5 %, осадков - 19,5 и влагозапасов - 8,4 %, а картофеля -69,1 %; 17,5 % и 13,4 % соответственно.

5. Трёхлетнее орошение условно очищенными городскими сточными водами способствует улучшению питательного режима горных красно-бурых карбонатных средне-суглинистых почв, поддержание положительного баланса и оказывает благоприятное воздействия на почвенное плодородие. При орошении люцерны сточными водами в слое почвы 0 - 30 см содержание аммония, нитратов, подвижного фосфора и обменного калия за трёхлетний период увеличилось соответственно, с 4,9 до 6,96 мг/кг (на 42 %), с 0,5 до 0,9 мг/кг (на 38 %), с 7,6 до 10,11 мг/кг (на 33 %), и с 114,5 до 149,1 мг/кг (на 30,2 %). При орошении яровой пшеницы эти показатели соответственно увеличились с 5,5 до 7,15 мг/кг (на 30 %), с 0,9 до 1,14 мг/кг (на 26,7 %), с 8,1 до 10,09 мг/кг (на 24,5 %), с 122,5 до 160,96 мг/кг (на 31,4 %). Орошение картофеля сточной водой обеспечивало повышение в почве содержание аммония с 5,2 до 6,5 мг/кг (на 25 %), нитратного азота - с 0,70 до 0,88 мг/кг (на 25,7 %), подвижного фосфора - с 7,9 до 9,6 мг/кг (на 21,6 %) и обменного калия - с 118, 5 до 146, 1 мг/кг (на 23,3 %).

увеличилось в 1.9 - 4.8 раза, яровой пшеницы - в 1.6-4.3 раза и картофеля - в 1.7-5.5 раза. При поливах сельскохозяйственных культур грунтовыми водами содержание тяжёлых металлов в среднем за три года существенно не изменилось.

7. Оценочные прогнозы по балансовым расчетам и регрессионным уравнениям показали, что при многолетнем орошении сельскохозяйственных культур условно очищенными городским сточными водами содержание тяжёлых металлов в почве увеличивается в несколько раз. В зависимости от оросительной нормы и химического состава городских стоков содержание меди и кадмия в почве может превысить предел токсичности к десяти годам орошения, а кобальта - через 12-15 лет. Поэтому целесообразно ограничивать продолжительность поливов городскими сточными водами посредством внедрения эксплуатационного режима циклического орошения, который окажет положительное воздействие на природную среду.

8. Орошение условно очищенными городскими сточными водами на горных красно-бурых карбонатных почвах в среднем за три года повышало урожайность сельскохозяйственных культур по сравнению с поливом грунтовыми водами: люцерны на зелёную массу с 72,66 до 90,34 т/га или на 23,8 %, яровой пшеницы на зерно - с 4,35 до 5,06 т/га или на 16,3 %, и клубней картофеля - с 30,85 до 35,26 т/га или на 14,3 %.

9. Орошение условно очищенными городскими сточными водами благоприятно сказывалось на качестве продукции: по сравнению с грунтовыми водами в зелёной массе люцерны и зерна яровой пшеницы увеличивалось содержание протеина, сахара, клетчатки, элементов минерального питания, а в клубнях картофеля - также содержание крахмала. Содержание нитратов не превышало ПДК.

10. Орошение условно очищенными городскими сточными водами приводит к повышению содержания тяжёлых металлов в сельскохозяйственной продукции по сравнению с поливом грунтовой водой, но их количество не превышало ПДК. Выявлены закономерности и составлены корреляционные зависимости содержания тяжёлых металлов в зелёной массе люцерны от их содержания в почве. Определены коэффициенты биологического поглощения зерна яровой пшеницы. Полученные данные по содержанию тяжёлых металлов, особенно кадмия, свидетельствуют о необходимости регулирования норм подачи сточной воды и целесообразности проведения цикличного орошения, позволяющего значительно снизить риски возможного загрязнения растительной продукции.

11. Орошение сельскохозяйственных культур городскими сточными водами с учётом энергетической оценки, эколого-экономического эффекта обеспечило значительной экономический эффект, больший, чем при поливах грунтовыми водами. Коэффициент энергетической эффективности в среднем за три года составил 2,06 при возделывании люцерны на зелёную массу, 1,76 и 1,74 соответственно, при возделывании зерна яровой пшеницы и клубней картофеля. При этом был получен высокий годовой эколого-экономический эффект - 14,7 - 22,8 $/га. Чистый доход от возделывания люцерны на зелёную массу составил 310$/га, яровой пшеницы на зерно - 222 $/га, а картофеля -2096,3$/га. Наиболее высокая экономическая эффективность поливов сточными водами получена при возделывании картофеля, а наименьшая - при возделывании яровой пшеницы.

Рекомендации производству

1. С целью повышения эффективности охраны окружающей среды утилизация городских сточных вод на земледельческих полях орошения должна осуществляться после проведения их предварительной экологически безопасной очистки на механических и биологических сооружениях и хлорирования с последующей аккумуляцией в прудах-накопителях.

2. В зависимости от объёмов городских сточных вод, химического состава и возможности утилизации на земледельческих полях орошения рекомендуется их использовать с применением экологически безопасной технологии цикличного орошения, основанной на периодической подаче сточных вод в течение 4-5 лет и грунтовой воды в течение 2-3 лет, что значительно снизит риски возможного загрязнения почв и растительной продукции.

3. Орошение сельскохозяйственных культур условно очищенными городскими сточными водами в экологически допустимых пределах рекомендуется проводить по дефициту водопотребления растений, также как и грунтовыми водами в зависимости от тепло-влагообеспеченности вегетационного периода и биологических особенностей сельскохозяйственных культур. При возделывании люцерны рекомендуется проводить 8-10 поливов при влажности почвы 80 % HB нормами 500-790 м3 /га и оросительной норме 6260 - 7160 м3 /га. При возделывании яровой пшеницы следует проводить 4-5 поливов по влажности почвы 70 % HB поливными нормами 800 - 820 м3 /га с оросительной нормой 3260 - 4040 м3 /га, а картофеля - 7 - 8 поливов по влажности почвы 75 % HB поливными нормами 540 - 550 м3 /га при оросительной норме 3830 - 4360 м3 /га.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Салех Набиль Мохаммед, Шуравилин A.B. Орошение многолетних трав сточными водами в южном Йемене// Вестник Российского университета дружбы народов. Серия Агрономия и животноводство, № 1,2009. - С. 30-35.

2. Салех Набиль Мохаммед Нораддин. Сточные воды г. Ибб ( Южный Йемен) и их использование для орошения сельскохозяйственных культур// Актуальные проблемы современного аграрного производства. Сборник статей международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых и аспирантов аграрных вузов РФ. М.: РУДН, 2008. -С.30-32.

3. Салех Набиль Мохаммед Нораддин. Орошение городскими сточными водами сельскохозяйственных культур в южном Йемене // Инновационные процессы в АПК. Сборник статей международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых и аспирантов аграрных вузов РФ. М.: РУДН, 2009. - С.81-84.

4. Салех Набиль Мохаммед Режим орошения сельскохозяйственных культур городскими сточными водами в южном Йемене // Инновационные процессы в АПК. Сборник статей 2 международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50- летию образования РУДН, М.:2010. -С.113-115.

5. Салех Набиль Мохаммед Водопотребление сельскохозяйственных куль-тур//Инновационные процессы в АПК. Сборник статей 2 международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50- летию образования РУДН, М.:2010. - С.115 - 117.

Подписано к печати 16. 04.2010г. Заказ 1. Тираж 100 ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии 127550, Москва, ул. Б Академическая, 44

N¿3

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Салех Набиль Мохаммед Нораддин

Введение

Глава 1. Современные технологии и технические решения 10 при очистке и использовании на орошение городских сточных вод

1.1. Источники загрязнения сточных вод и их химический состав

1.2. Очистка сточных вод

1.3 Санитарно-бактериологическая и ирригационная оценка сточных 18 вод

1.4 Способы техника и технологии полива

1.5 Влияние орошения сточными водами на почвенные и микробиоло- 26 гические процессы

1.6 Влияние орошения сточными водами на развитие и урожайность 34 сельскохозяйственных культур и качество продукции

Глава 2. Объекты, условия и методика исследований

2.1. Природно-климатические условия района исследований

2.2. Характеристика почв опытных участков 47 2.3 Схема опыта и методика исследований 54 2.4. Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур в опыте

Глава 3. Формирование и состав сточных вод, их очистка и оценка 62 пригодности для орошения

3.1 Сооружения по очистке и обеззараживанию городских сточных вод

3.2. Формирование и состав городских сточных вод

3.3. Агромелиоративная и санитарно-бактериологическая оценка 75 городских сточных вод, используемых для орошения сельскохозяйственных культур

3.4. Санитарно-бактериологическая характеристика сточных вод и их 81 оценка

Глава 4. Утилизация сточных вод с целью регулирования водного ре- 84 жима почв и улучшения водопотребления сельскохозяйственных культур

4.1. Понятие об экологически обоснованных режимах орошения

4.2. Режим орошения сельскохозяйственных культур

4.3. Динамика влажности и влагозапасов почвы при орошении сельско- 93 хозяйственных культур сточными и грунтовыми водами

4.4. Водный баланс и водопотребление сельскохозяйственных культур 102 4.5 Биологические коэффициенты сельскохозяйственных культур для расчета водопотребления и оросительной нормы

Глава 5. Влияние сточных вод на питательный режим почв, их хими- 117 ческое загрязнение и на продуктивность сельскохозяйственных культур

5.1. Питательный режим почв при поливах городскими сточными во- 117 дами

5.2 Загрязнение почв тяжелыми металлами при орошении городскими 124 сточными водами

5.3. Прогноз загрязнения почвы тяжёлыми металлами

5.4. Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости 137 от качества оросительной воды

5.5. Качество сельскохозяйственной продукции и её загрязнение тя- 141 жёлыми металлами б.Экономическая эффективность орошения сельскохозяйственных культур городскими сточными водами

6.1 Энергетическая эффективность возделывания сельскохозяйствен- 151 ных культур при орошения городскими сточными водами

6.2. Расчет эколого-экономического эффекта при орошении городскими 154 сточными водами

6.3. Оценка экономической эффективности орошения сельскохозяйст- 156 венных культур городскими сточными водами

Выводы и практические предложения

Рекомендация

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Влияние орошения городскими сточными водами на продуктивность сельскохозяйственных культур на горных красно-бурых карбонатных почвах Йемена"

Актуальность исследований. В настоящее время естественное распределение химических элементов на поверхности планеты все больше нарушается. Биосфера загрязняется техногенными продуктами, возникает реальная угроза тотального загрязнения, что составляет серьезную опасность для здоровья человека. Особую озабоченность вызывает охрана поверхностных и подземных вод в связи с бурной интенсификацией промышленного и сельскохозяйственного производства, так как во внешнюю среду поступает громадное количество самых разнообразных веществ, созданных человеком. Одним из источников загрязнения природной среды являются сточные воды.

Опыт сельскохозяйственного использования многих видов сточных вод показывает, что почти 60% стоков пригодны для орошения. При использовании сточных вод решается одновременно несколько задач: происходит почвенная очистка их и предотвращается загрязнении в водоисточников, увлажняется почва и используются питательные элементы стоков, что повышает плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур, экономится пресная вода.

Однако в сточных водах могут содержаться токсичные вещества, тяжелые металлы, патогенные микробы, яйца гельминтов, которые отрицательно влияют на качество сельскохозяйственной продукции, почвенные процессы и окружающую среду. Для предупреждения их негативного влияния при орошении необходимо регламентирование качественного состава вод, обеспечивающее экологическую безопасность. Сущность проблемы безопасного использования сточных вод в сельскохозяйственном производстве в различных почвенно-климатических зонах заключается в дифференцированном подходе к оценке химического состава стоков, влиянию их на почву, растения, подземные воды с учетом антропогенных процессов, протекающих в отдельных регионах.

Особое место среди сточных вод занимают городские сточные воды, отличающиеся как большим разнообразием загрязняющих ингредиентов, так и значительным варьированием химического состава. Городские сточные воды используются на орошение после прохождения сооружений искусственной биологической очистки или подготовки в специальных биологических прудах, после чего их собирают в накопители и далее подают в оросительную сеть.

В Йемене сброс городских сточных вод в 1992 году составил 37 млн. м3, из них объём очищенных вод 20 млн. м , а использовано только 6,0 млн. м (Хайдар, 2005). Большинство городских сточных вод нигде не используются и в основном загрязняют окружающую среду. Поэтому очень важно разработать научно обоснованную технологию использования очищенных сточных вод для полива сельскохозяйственных культур. В связи с этим нами в 20072009 гг. на полях фермерского хозяйства «Аль-маитами" южного Йемена были проведены комплексные исследования по изучению влияния орошения городскими сточными водами на плодородие почв и их загрязнение тяжелыми металлами, урожаи сельскохозяйственных культур, качество продукции, санитарно-бактериологические показатели.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась разработка технологии орошения сельскохозяйственных культур сточными водами г. Ибб, выявление ее влияния на свойства горных красно-бурых карбонатных почв, урожайность и качество сельскохозяйственной продукции.

В задачи исследований входило:

1. изучение особенностей формирования сточных вод г. Ибб, определение их состава по химическим, бактериологическим и гельминтологическим показателям, агромелиоративная и санитарная оценка качества сточных вод;

2. изучение влияния орошения сточными водами на питательный режим и химическое загрязнение горных красно-бурых карбонатных почв;

3. разработка технологии полива сельскохозяйственных культур сточными водами;

4. изучение влияния орошения сточными водами на урожайность сельскохозяйственных культур и качество сельскохозяйственной продукции.

5. прогноз влияния сточных вод на распределение и накопление в почве тяжелых металлов;

6. Определение энергетической и экономической и эффективность использования сточных вод на орошение сельскохозяйственных культур.

Научная новизна работы. Впервые для условий южного Йемена проведены комплексные исследования по изучению влияния орошения условно очищенными городскими сточными водами на водный, питательный режимы и химическое загрязнение горных красно-бурых карбонатных почв, урожайность сельскохозяйственных культур и качества продукции.

Дана агроирригационная и санитарно-гигииеническая оценка качества сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур.

Разработана технологии орошения сельскохозяйственных культур городскими сточными водами. Определены нормы и сороки поливов, оросительная норма, суммарное водопотребление и коэффициенты водопотребления сельскохозяйственных культур при орошении сточными водами. Установлены биологические коэффициенты испарения для расчета оросительных норм сельскохозяйственных культур. Выявлены закономерности влияния городских сточных вод на питательный режим и накопление тяжелых металлов в горной красно-бурой карбонатной почве процессы, урожайность и качества сельскохозяйственной продукции.

Выполнены балансовые расчеты и регрессивной анализ для прогнозирования содержания тяжелых металлов в почве при орошении городскими сточными водами.

На защиту выносится следующие положения :

2. Особенности водопотребления и элементы оптимального режима орошения люцерны, яровой пшеницы и картофеля условно очищенными городскими сточными водами.

3. Воздействие поливов сточными водами на питательный режим горной красно-бурой почвы и ее загрязнении тяжелыми металлами.

4. Прогноз содержания тяжелых металлов в почве при поливах городскими сточными водами.

5. Технология орошения сточными водами, обеспечивающая получение высокой урожайности сельскохозяйственных культур без ухудшения качеством продукции. Корреляционном анализ зависимостей концентрации тяжелых металлов в зеленой массе люцерны от их содержания в почве. Практическая значимость работы. На основании выполненных исследованный разработана технология орошения городскими сточными водами люцерны, яровой пшеницы и картофеля. Предложенная технология орошения условно очищенными городскими сточными водами позволяет поддерживать оптимальной водный режим почвы и повысить урожайность сельскохозяйственных культур, по сравнении с поливом грунтовыми водами на 14.3-23.8 % без заметного ухудшения качества продукции.

В целях безопасного использования разработанной технологии орошения необходимо соблюдать цикличность применения сточных вод в связи с возможным накопление тяжелых металлов в почве и возделываемых культурах.

Личный вклад автора, состоит в обобщении результатов теоретических исследований, концептуальных подходов и экспериментальном обосновании технологических параметров орошения сельскохозяйственных культур городскими сточными водами. Лично автором организованы и проведены экспериментальные исследования, по результатам которых разработана технология орошения сельскохозяйственных культур (люцерны на зелёную массу, яровой пшеницы на зерно, картофеля).

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международных научно-практических конференциях преподавателей , молодых ученых и аспирантов аграрных вузов РФ в 2009 и 2010 гг.(М. РУДН). Основные положения диссертации ежегодно (2008, 2009, 2010 гг.) рассматривались на заседании кафедры почвоведения и земледелия Российского университета дружбы народов.

По результатам диссертационной работы опубликовано 6 статьей , из которых одна по списку ВАК РФ.

Структура и объем диссертации ; Диссертация изложена на 181 стр. компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав основного текста, выводов и рекомендаций производству, включает 47 таблиц, 18 рисунков и 4 приложения. Список использованной литературы содержит 205 наименований на русском и других языках.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Салех Набиль Мохаммед Нораддин

ВЫВОДЫ

1. Сточные воды г. Ибб (южный Йемен), прошедшие механическую и биологическую очистки и хлорирование на очистных сооружениях, характеризуются слабой минерализацией (1064-1235 мг/л), слабощелочной реакцией (рН= 7,1 - 7,5), невысоким содержанием биогенных элементов (N -25,9: Р205 - 12,1 и К20 - 15,5 мг/л). По агроирригационным и санитарно-бактериологическим показателям, являются умеренно опасными. Содержание большинства тяжёлых металлов значительно ниже ПДК, но такие загрязнители, как кадмий и кобальт представляют определённую экологическую опасность. Использование городских сточных вод и их доочистка при орошении сельскохозяйственных культур позволяет обеспечить охрану поверхностных источников от загрязнения.

2. При орошении люцерны на зелёную массу оптимальный водный режим почвы в течение года обеспечивался проведением 8-10 поливов поливными нормами 500 - 790 м3/га и оросительной нормой 6260 - 7160 м3/га в зависимости от естественной влаго- и теплообеспеченности года. При возделывании яровой пшеницы потребовалось проведение 4-5 поливов поливными нормами 800 - 820 м3/га и оросительной нормой 3260 - 4040 м3/га, а при орошении картофеля достаточно проведения 7-8 поливов поливными нормами 540 - 550 м /га при оросительной норме 3830 - 4360 м3/га.

3. Суммарное водопотребление сельскохозяйственных культур зависит от погодных условий года, количества выпадающих осадков, влагозапасов в почве и биологических свойств растений. Наибольшее суммарное водопотребление в условиях орошения было получено для люцерны, а наименьшее отмечалось в посевах яровой пшеницы. При этом суммарное водопотребление люцерны на зелёную массу составляло 12941 - 14508 м3/га при среднесуточном водопотреблении - 35,45 - 39,75 м3/га. Для яровой пшеницы указанные показатели соответственно составляли 4581 - 5723 м3/га и 37,55 - 46,91 м3/га, а для картофеля - 5659 - 6405 м3/га и 46,39 - 52,50 м3/га, изменяясь в зависимости от сложившихся погодных условий периода вегетации. При этом максимальные значения водопотребления и биологических коэффициентов приходятся на критические периоды.

4. В суммарном водопотреблении люцерны наибольший удельный вес принадлежит атмосферным осадкам - 50 % и оросительной норме - 49,1 %, а 0,9 % поступает из влагозапасов. В суммарном водопотреблении яровой пшеницы удельный вес оросительной воды в среднем составляет 72,5 %, осадков - 19,5 и влагозапасов - 8,4 %, а картофеля - 69,1 %; 17,5 % и 13,4 % соответственно.

5. Орошение городскими сточными водами способствует улучшению питательного режима горных красно-бурых карбонатных среднесуглинистых почв, поддержанию положительного баланса и оказывает благоприятное воздействия на почвенное плодородие. При орошении люцерны сточными водами в слое почвы 0 - 30 см содержание аммония, нитратов, подвижного фосфора и обменного калия за трёхлетний период увеличилось соответственно, с 4,9 до 6,96 мг/кг (на 42 %), с 0,5 до 0,9 мг/кг (на 38 %), с 7,6 до 10,11 мг/кг (на 33 %), и с 114,5 до 149,1 мг/кг (на 30,2 %). При орошении яровой пшеницы эти показатели соответственно увеличились с 5,5 до 7,15 мг/кг (на 30 %), с 0,9 до 1,14 мг/кг (на 26,7 %), с 8,1 до 10,09 мг/кг (на 24,5 %), с 122,5 до 160,96 мг/кг (на 31,4 %). Орошение картофеля сточной водой обеспечивало повышение содержание аммония с 5,2 до 6,5 мг/кг (на

25 %), нитратного азота - с 0,70 до 0,88 мг/кг (на 25,7 %), подвижного фосфора - с 7,9 до 9,6 мг/кг (на 21,6 %) и обменного калия - с 118, 5 до 146, 1 мг/кг (на 23,3 %).

6. Содержание тяжелых металлов в горной красно-бурой карбонатной почве в слое 0-30 см при трехлетнем орошении сельскохозяйственных культур условно очищенными городскими сточными водами существенно повышалось по сравнению с исходными данными и поливом грунтовыми водами, но их значения во всех случаях были значительно ниже ПДК. При орошении сточными водами люцерны содержание тяжелых металлов увеличилось в 1.9 - 4.8 раза, яровой пшеницы - в 1.6-4.3 раза и картофеля - в 1.7-5.5 раза. При поливах сельскохозяйственных культур грунтовыми водами содержание тяжёлых металлов в среднем за три года существенно не изменилось.

7. Оценочные прогнозы по балансовым расчетами и регрессионным уравнениям, составленным автором, показали, что при многолетнем орошении сельскохозяйственных культур условно очищенными городским сточными водами содержание тяжёлых металлов в почве увеличивается в несколько раз. В зависимости от оросительной нормы и химического состава городских стоков содержание меди и кадмия в почве может превысить предел токсичности к десяти годам орошения, а кобальта - через 12-15 лет. Поэтому целесообразно ограничивать продолжительность поливов городскими сточными водами и устанавливать перерывы для поливов грунтовыми водами, т.е. необходимо внедрение циклического орошения, которое окажет положительное воздействие на природную среду.

10.Орошение условно очищенными городскими сточными водами приводит к повышению содержания тяжёлых металлов в сельскохозяйственной продукции по сравнению с поливом грунтовой водой, но их количество не превышало ПДК. Выявлены закономерности и составлены корреляционные зависимости содержания тяжёлых металлов в зелёной массе люцерны от их содержания в почве. Определены коэффициенты биологического поглощения зерна яровой пшеницы. Полученные данные по содержанию тяжёлых металлов, особенно кадмия, свидетельствуют о необходимости регулирования норм подачи сточной воды и целесообразности проведения цикличного орошения, позволяющего значительно снизить риски возможного загрязнения растительной продукции.

11.Орошение сельскохозяйственных культур городскими сточными водами с учётом энергетической оценки, эколого-экономического эффекта обеспечило значительной экономический эффект, больший, чем при поливах грунтовыми водами. Коэффициент экологической эффективности в среднем за три года составил 2,06 при возделывании люцерны на зелёную массу, 1,76 и 1,74 соответственно, при возделывании зерна яровой пшеницы и клубней картофеля. При этом был получен высокий годовой эколого-экономический эффект - 147.3 - 228.2 $/га. Чистый доход от возделывания люцерны на зелёную массу составил 310,1 $/га, яровой пшеницы на зерно - 222 $/га, а картофеля - 2096,3 $/га. Наиболее высокая экономическая эффективность поливов сточными водами получена при возделывании картофеля, а наименьшая - при возделывании яровой пшеницы.

Рекомендации производству

1. Для повышения эффективности охраны окружающей среды утилизация городских сточных вод на земледельческих полях орошения должна осуществляться после проведения их предварительной экологически безопасной очистки на механических и биологических сооружениях и хлорирования с последующей аккумуляцией в прудах-накопителях.

3. Орошение сельскохозяйственных культур условно очищенными город-* скими сточными водами в экологически допустимых пределах рекомендуется проводить по дефициту водопотребления растений, также как и грунтовыми водами в зависимости от тепло-влагообеспеченности вегетационного периода и биологических особенностей сельскохозяйственных культур. При возделывании люцерны рекомендуется проводить 8-10 поливов при влажности почвы 80 % НВ нормами 500-790 м /га и оросительной нормой 6260 - 7160 м3 /га. При возделывании яровой пшеницы следует проводить 4-5 поливов по влажности почвы 70 % НВ поливными нор

3 3 мами 800 - 820 м /га с оросительной нормой 3260 - 4040 м /га, а картофеля - 7 - 8 поливов по влажности почвы 75 % НВ поливными нормами 540 - 550 м3 /га при оросительной норме 3830 - 4360 м3 /га.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Салех Набиль Мохаммед Нораддин, Москва

1. Андреев, Н.Г., Мерзлая Т.Е., Афанасьев Р.А. Орошение пастбищ сточными водами. М. : 1972. - 125с.

2. Андреев Н.Г., Мерзлая Т.Е., Олефиренко И.Х. и др. Орошение сточными водами. Земледелие, 1981, № 8. - С. 39-40.

3. Антамонов М.Ю. Альтернативный подход к классификации опасности промышленных отходов// Гигиена и санитария. 1999. - №4. С.- 62-64.

4. Антипов-Каратаев И.Н. Мелиорация солонцов в условиях орошения: Учеб. Пособие // И.Н. Антипов-Каратаев. М.: АН СССР. 1940. 432с.

5. Антипов-Каратаев И.Н. К мелиоративной оценке оросительной воды / Почвоведение: учеб. пособие.// И.Н. Антипов-Каратаев, Г.М.Кадер; М.: АН СССР. 1959.- 101с.

6. А.С. 808372 СССР. Способ очистки кислых сточных вод. Опубл. в БИ 1981.

7. Безднина С.Я. Качество воды для орошения: принципы и методы оценки. -М.,: Издательство «РОМА». 1997. -135с.

8. Безднина С.Я. Экологические основы водопользования. М.: ВНИИА. 2005.- 224с.

9. Беличенко Ю. П. , Рациональное использование и охрана водных ресурсов, -2-е изд., перераб. и доп. М.: Россельхозиздат, 1986, - 303 с.

10. Бескровный Ю.Г., Козинец М.В., Бойко В.И. и др. Использование сточных вод для орошения. Киев: Урожай, 1989. - 215с.

11. Беспамятнов Г.П., Богушевская К.К. и др. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. М.: Химия. 1975. - С. 98-112.

12. Бойко В.И., Насонов Ю.Ф. Солевой режим чернозёма типичного при длительном орошении сточными водами Харькова // Влияние орошения сточными водами и навозными стоками на плодородие почвы. Сб. науч. трудов. -М.: ВНИИГиМ. 1987.- С. 53-59.

13. Бочевар Ф.М., Лапшин Н.Н., Орадовская А.Е. Защита подземных вод от загрязнения. М., Недра, 1979. 155 с.

14. Буданов М.Ф. Требования к качеству оросительных вод. Киев, Водноехозяйство, ВНП-1, 1965. С. 38-56.

15. Буданов М.Ф. Система и состав контроля за качеством природных и сточных вод при использовании их для орошения. Киев, 1970. - 47 с.

16. Буц 3. А. Влияние орошения сточными водами химико-фармацевтического

17. Завода «6 Акрихин» на плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы и урожай многолетних трав. Автореферат дисс. на соискание учен, степени канд. с.-х. наук. М., 1989.

18. Василенко В.А., Гресь В.Ф. Влияние орошения сточными водами на плодородие почв в различных природно-климатических условиях Крыма // Сельскохозяйственное использование сточных вод и навозных стоков. Сб. науч. трудов. М.: ВНИИГиМ, 1986, - С. 125-129.

19. Василькова 3. Г. Основы санитарной гельминтологии. М., 1947 - 325с.

20. Вежбицкий Я. Влияние орошения сточными водами на плодородие почв. -М., 1965.- 8 с.

21. Вербич С.В., Гребенюк О.В. Проблема электрофильтрования дисперсных систем // Химия и технология воды. М.: 1991. Т.13 - №12. - С. 1059-1076.

22. Вернадский В.И. Биосфера. I-II. Избранные сочинения. М.: изд. АН СССР, т. 5, 1960 - 422с.

23. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения .-М.: Наука. 1965.-327с.

24. Вернадский В.И. Очерки по биохимии.//В.И. Вернадский. М.: Наука, 1983.-422с.

25. Веселов Е.А. Биологические тесты при санитарно-биологическом изучении Водоёмов // Жизнь пресных вод СССР. -Л.: Изд-во АН СССР, 1954. Т.4. 4.2. С.7-37.

26. Вильяме В.Р. Избранные сочинения. М.: Московский рабочий, 1940- 468с.

27. Владимирский В.И. Влияние круглогодового орошения сточными водами на грунтовые воды. М.: 1957. 14 с.

28. Воробьева Р.П. Использование сточных вод и животноводческих стоков для орошения сельскохозяйственных культур в условиях Юго-западной Сибири. Монография. -М.: Россельхозакадемия, 1995, 311с.

29. Воробьева Р.П. Влияние животноводческих стоков и соломы на свойства черноземов и урожайность с.-х. культур в условиях Кемеровской области. Автореф. дисс. канд. с- х. наук. М., Российский университет дружбы народов, 2000. - 16 с.

30. Глушкова В.Г. Экономика природопользования / В.Г.Глушкова, С.В.

31. Макарова.- М.: Изд. ГАРОЛРИКИ, 2003. С. 321, 350-351.

32. Гольдберг В.М., Ивлев В.В., Воробьева Р.П. Гидрогеологическое обоснование использования городских сточных вод для орошения на примерен. Алейска Алтайского края. -М.: Геоэкология, №3, 1994. С. 22-35.

33. Гончарук Е.И., Сидоренко Г.И., Хруслова Т.Н. Гигиенические основы почвенной очистки сточных вод. М.: Медицина. 1976. - 184с.

34. Гордеев-Гаврилов В.К. Способы очистки мутных поверхностных вод Текст. / Д.Д. Педашенко, Л.Н. Божко // Изв. Жил.-коммун. Акад. Гор. Х-во и экол. -М.: 2000. №1.- С. 19-24.

35. Горелов А.А. Экология: Учеб. Пособие. / А.А. Горелов. М.: Центр, 1998.-240с.

36. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 2003 г.» М.: 2003. - 185с.

37. Гугняев И.П., Куликова О.С, Куликов А.И. Использование осадка сточных вод в качестве удобрения сельскохозяйственных культур. // Использование городских и промышленных сточных вод для орошения. Сб. науч. трудов, М., ВНИССВ, 1982. С. 60-66.

38. Дашкова Е. Санитарно-гигиеническая характеристика земледельческих полей орошения в почвенно-климатических условиях г. Ашхабада. / П.А. Цветков, Агр. Опыт. Овощеводов Ашхабадского района по использованию сточных вод. М.: Колос, 1965.

39. Демина М.И. Обеззараживающая способность почвы и пласта многолетних трав при орошении сточными водами. // Влияние орошения сточными водами и навозными стоками на плодородие почвы. Сб. науч. трудов. М.: ВНИИССВ, 1987. - С. 127 - 138.

40. Дирсе А. Режим орошения сельскохозяйственных культур сточными водами на дренированных почвах. Каунас, 1970.

41. Додолина В.Т, Пертина М.Н. Мелиорация солонцов посредством навозной жижи // Докл. Моск. с.-х. акад. им. К.А. Тимирязева, 1963. вып. 94. -С. 109-115.

42. Додолина В.Т., В.И. Федотова Пригодность для орошения и удобрительная ценность некоторых видов сточных вод. /В.Т. Додолина. М.: 1965. -С. 14.

43. Додолина В.Т. Классификация сточных вод по степени пригодности их для орошения. / В.Т. Додолина. VII Международное совещание по сельскохозяйственному использованию сточных вод. Сб. науч. Трудов. Киев: Урожай, 1969.-С. 16-174.

44. Додолина В.Т. Классификация сточных вод по степени пригодности их для орошения /В.Т. Додолина. IV Международное совещание по с.-х. использованию сточных вод. Киев, 1970.

45. Додолина В.Т. Классификация сточных вод по удобрительной ценности / В.Т. Додолина. Сб. науч. Трудов. М: ВНИИГиМ, 1975. вып.2 - С. 7684.

46. Додолина В.Т., Кутепов JI.E. Использование в ирригации сточных вод как метод мелиорации засоленных и солонцеватых светло-каштановых почв в Волгоградской области // Зем. ресурсы мира, их использование и охрана. -М.: 1978.-С. 244-252.

47. Додолина В.Т. Агромелиоративный потенциал сточных вод предприятий пищевой промышленности. // Использование городских и промышленных сточных вод для орошения. Сб. науч. трудов. М.-: ВНИИССВ, 1982. - С. 3-7.

48. Додолина В.Т. Использование агромелиоративного потенциала сточных вод в сельском хозяйстве: // Сельскохозяйственное использование сточных вод и навозных стоков. Сб. науч. тр. М.: ВНИИГиМ, 1986. - С. 39-45.

49. Додолина В.Т. Доочистка животноводческих стоков на полях орошения. //Сельскохозяйственное использование стоков эффективный способ охраны водных источников от загрязнения. - М., 1991. - С 40-47.

50. Докучаев В.В. Избранные труды. М.: АН СССР, 1949. - 495с.

51. Драчёв С.М. Борьба с загрязнением рек, озёр и водохранилищ промышленными и бытовыми стоками. -М.: Наука, 1964. -274с.

52. Жолдакова З.И., Красовский Г.Н., Синицина О.О. Оценка опасности загрязнения водных объектов химическими веществами для здоровья населения // Гигиена и санитария. М., 1999. №6.- С. 53-57.

53. Жуков А.И. Методы очистки производственных сточных вод. / А.И. Жуков, И.Л. Монгайт, И.Д. Родзиллер. М.: Стройиздат, 1990. -188с.

54. Заиченко А.И., Колесов Б.Н., Романенко Н.А. Очистка и доочистка сточных вод в биологических прудах. // Гигиена и санитария. — М., 1979, № 10, -С. 38 -44.

55. Зимовец Б.А. и др. Концептуальные основы мелиорации почв. // Мелиорация и водное хозяйство. М.,1992, №5-6.

56. Зубаиров О.З. Поливной режим сахарной свёклы при орошении её сточными водами в свёклосеющей зоне Казахской ССР. дис. канд с.-х. наук / Зубаиров О.З.-М., 1978.

57. Зубаиров О.З., Новиков В.М. Характер соленакопления при поливе сточными водами серозёмных почв // Гидротехника и мелиорация. М., 1988, №11. С. 19-20.

58. Зубаиров О.З., Жургенов Ж. Орошение сточными водами в совхозе "Илийский" Алма-Атинской области. // Экологические и технико-экономические аспекты утилизации сточных вод и животноводческих стоков. Сб. науч. тр.- М.: ВНИИГиМ, 1990. С. 56-61.

59. Зубарев С.В., Кузнецова Е.В., Берзун Ю.С., Рубинская Э.В. Применение окислительных методов для очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. М.: ЦНИИТЭНефте-хим, 1987.

60. Игнатова В.В., Овцов Л.П., Элик Э.Е. и др. Сельскохозяйственное использование сточных вод / Справочник. М.: Росагропромиздат, 1969.

61. Игнатова В.В., Бойко В.А. Эффективность внесения органических и минеральных удобрений при орошении сточными водами // Сельскохозяйственное использование сточных вод. Сб. науч.трудов. М.: ВНИИГиМ, 1975. -С. 90-94.

62. Игнатова В.В. Биологическая активность почвы при орошении сточными водами //Использование сточных вод и навозных стоков на орошение и удобрение // Сельскохозяйственное использование сточных вод: Сб. науч. тр. М.: ВНИИГиМ, 1985. - С. 43-48.

63. Калиев А.Ж. Оценка влияния длительного орошения сточными водами газоперерабатывающей промышленности на окружающую среду // Экология. -М., 1981, №6.-С. 436-440.

64. Камшилов М.М. Буферность живой системы / М.М. Камшилов // Журнал общей биологии. М., 1973.-Т.34.-Вып. 159.- С. 104-110.

65. Канардов И.П. Орошение сточными водами. Дисс. на соиск. уч. степени канд. с.-х. наук. М., 1946. - 228 с.

66. Канардов И. П., Еремеев К. Е., Орошение сельскохозяйственных культурсточными водами. // Почвенные методы обезвреживания сточных вод и отбросов. M.-JL: 1957.

67. Канардов И.П. Некоторые особенности поливного режима на земледельческих полях орошения. М., 1965. - 19с.

68. Канардов И.П. Доочистка сточных вод в природных условиях. Текст. //Обобщение передового опыта в использовании сточных вод в сельском хозяйстве М.: Россельхозиздат, 1974. - С. 3-8.

69. Клячко В.А. Очистка природных вод / Клячко В.А., Апельцин И.Э. -М., 1971.-С. 15-20

70. Ковалёва Н.А., Мишин С.И., Щербаков В.А. и др. Использование сточных вод для орошения древесно-кустарниковых насаждений // Хозяйственно-питьевая и сточные воды. Проблемы очистки и использования: Сб.науч.трудов. Пенза, 1965. - С. 48-50.

71. Ковалёва Н.А. Использование сточных вод тонкосуконной фабрики для орошения кормовых культур на дерново-подзолистой супесчаной почве. Автореферат дисс. на соискание учен, степени канд. с.-х. наук. М., 1966.

72. Ковалева Н.Г., Ковалев В.Г. Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности. М.: Химия, 1966. - 160 с.

73. Ковда В.А. Происхождение и режим засоленных почв. / В.А. Ковда. -М.: АН СССР, 1946, Т.1. С. 573.

74. Ковда В.А., Егоров В.В., Степанов В.П., Муратов B.C. Классификация почв по степени засоления // Ботанический журнал. М., 1960, №2.

75. Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды / Кожинов В.Ф.-1971.-С. 188-190.

76. Костяков А.Н. Основы мелиорации, 5 изд.-М.,1951. Лит.: Фокеев П. И

77. Костяков А.Н. Основы мелиорации. // М.: сельхоз гиз. М.: 1960. 662с.

78. Красовский Г.Н., Егорова Н.А. Гигиенические и экологические критерии вредности в области охраны водных объектов // Гигиена и санитария. ~ М.: 2000. №6. -С. 14-17.

79. Креймер Л.Л., Гершенков А.Ш., Герасимова Л.Н., Николаев А.Н. Пигментные продукты из отходов очистки сточных вод производства цветных металлов // Наука и образование. Матер. Всероссийской науч.-техн. конф. -Мурманск: МГТУ, 2002. С. 554

80. Кривопишин И.П. Озон в промышленном птицеводстве // М.: Россель-хозиздат, 1979. С. 69-71.

81. Крылёв А.О., Скрылёва Т.Л., Колтыков Г.Н. Флотационная очистка сточных вод гальванических производств // Химия и технология воды. 1997. -№5.-С. 532-536.

82. Кузин Е.Н., Надежкина Е.В., Пиманов О.В. Землеведение: учеб. пособие. Пенза: ПГСХА, 1993. - С.262.

83. Кутепов Л.Е. Использование на полях орошения сточных вод Волжского промрайона и влияние их на агромелиоративные показатели почв: ав-тореф. дис. канд. с.-х. наук. М., 1974. - 23с.

84. Кутепов Л.Е. Оценка пригодности сточных вод для орошения.

85. Почвенные методы очистки и использования сточных вод животноводческих стоков на орошение. Сб. научных трудов. М.: 1983.

86. Куттера Я. Основы орошения пастбищ городскими сточными водами. /Я. Куттера // Доклады IV Международной конференции по использованию сточных вод для орошения. Румыния, 1965. -С. 63-72.

87. Лапшина Н.А Естественно-биологическая очистка сточных вод масло-сырзаводов на полях орошения. Сб. науч. трудов. М.: ВНИИССВ, 1982. - С. 22-28.

88. Ларешин В.Г., Мукбиль А.А. Почвы оазисов южной Аравии // Почвенно-экологические условия орошаемого земледелия в супераридной зоне. М.: Изд-во РУДН, 1996.- 368с.

89. Левич А.П. Биотическая концепция контроля природной среды / А.П. Левич // Доклады академии наук. М., 1994.- №2,- С. 280-282.

90. Ленкаускайте Ч.Л. Паразитарные болезни человека. Вильнюс: Мокс-лас, 1968.

91. Лесников Л.А. О типах действия сточных вод на водоёмы и водные организмы / Лесников Л.А. // Вопросы рыбного хозяйства на внутренних водоёмах СССР.- Л., 1969. С. 265-276.

92. Лотош В.Е. Экология природопользования. Екатеринбург: Полиграфист, 2001.-540с.

93. Лукашевич О.Д., Патрушев Е.И. Очистка соединений железа и марганца: проблемы и перспективы // Химия и химическая технология. -М.,2004. Т. 47. - Вып.1. - С. 66-70

94. Лысогоров С.Д. Влияние сточных вод на плодородие орошаемой почвы. /С.Д. Лысогоров, В.А. Ушкаренко. Сб. науч. трудов. Киев, Харьковский с.-х. ин-т, 1969. - С. 70-76.

95. Манченко Е.О. Микробиология и гидробиология природных и сточных вод./ Манченко Е.О. Новочеркасск, 1974. - С. 15-20

96. Марауска М.К., Ваутиня Д.Я., Неймане И.Я. и др. /Микробиологическая деградация бесподстилочного навоза животноводческих комплексов. Микробная очистка: Тез. докл. I Всесоюз, конф. -Киев, 1982.- С.142-143.

97. Маренкин Ф.С. Опыт выращивания кормовых культур при круглогодовом орошении сточными водами песчаных и супесчаных земель.-М., 1957.

98. Маренкин Ф.С. Влияние орошения полей сточными водами на развитие и урожай культур сочного корма на легких подзолистых почвах Московской области. Автореферат дисс. на соискание учен, степени канд. с.-х. наук.-М., 1970.

99. Марымов В.И. Обезвреживание и утилизация сточных вод промышленных предприятий на ЗПО в зоне Нижнего Поволжья: автореф. дис. докт. с.-х. наук. Волгоград, 1975. - 47с.

100. Марымов В.И. Использование промышленных сточных вод для орошения. М., 1978. 71с.

101. Марымов В.И. Проблема использования сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур // Использование сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур. Волгоград, 1990. - С 62-69.

102. Матвеев П.Н. Почвенный метод обезвреживания сточных вод в СССР и за рубежом и его санитарно-гигиеническая характеристика / П.Н. Матвеев. -М.: Медицина, 1976.- 208 с.

103. Мерзлая Г.Е. Влияние сточных вод на продуктивность сенокосов и пастбищ./ Г.Е. Мерзлая // Животноводство, 1963, №11. С. 29-31.

104. Мерзлая Г.Е. Научные основы создания интенсивных сенокосов и пастбищ при орошении сточными водами: автореф; дис. докт. с.-х. Наук /Г.Е.Мерзлая. М., 1978. -С. 32.

105. Мерзлая Г.Е., Береснев Б.Г., Гаврилова В.А. Агроэкологическая роль органических удобрений // Агроэкологический мониторинг и проблемы расширенного воспроизводства плодородия почв. Научные труды ВИУА.

106. М., ВАСХНИЛ, ВИУА, 1991. с. 103-110.

107. Можейко A.M. Гипсование солонцеватых каштановых почв УССР, орошаемых минерализованными водами, как метод борьбы с осолонцевани-ем этих почв / A.M. Можейко, Т.К. Воротник // Тр. Укр. н.-и. ин-та почвоведения.-Киев, 1958.-С. 11-208.

108. Новиков В.М. Орошение сточными водами в СССР / В.М. Новиков // Сельскохозяйственное использование сточных вод.- М., 1972. -С. 129-137.

109. Новиков В.Н., Игнатова В.В. Использование для орошения сточных вод населённых пунктов, промышленных предприятий и стоков животноводческих комплексов. Сб. науч. трудов. М.: ВНИИГИМ, 1975. - С. 3-9.

110. Новиков В.М. Состояние и развитие научных исследований по с.-х. использованию сточных вод в СССР / В.М. Новиков // Использование сточных вод для орошения. М., 1978. - 517с.

111. Новиков В.М., Элик Э.Е., Ковалева Н.А. и др. Использование сточных вод и навозных стоков для орошения // Мелиорация и водное хозяйство. Серия 1, вып. 2, М., 1985. 65с.

112. Новиков В.М. и др. Использование сточных вод и навозных стоков для орошения. Обзорная информация, серия 1. Орошение и оросительные системы. - М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1985, №1. - С. 84-92.

113. Овцов Л.П. и др. Сельскохозяйственное использование сточных вод. Справочник, М., Россельхозиздат, 1989, 223с.

114. Овцов Л.П., Сергиенко Л.И., Семенов Б.С. Рекомендации по использованию сточных вод Саратовской городской станции аэрации в качестве удобренийна правобережье Саратовской области. Саратов: Ареал, 1994. - С. 3-20.

115. Овцов Л.П., Сергиенко Л.И., Музыченко Л.А. и др. Правила эксплуатации оросительных систем с использование сточных вод. М.: Министерствосельского хозяйства и продовольствия РФ, 1997. С. 96-118.

116. Орлов В.П. Орошение сельскохозяйственных культур сточными водами /В.П. Орлов. М.: Сельхозиздат, 1955. - 100с.

117. Орлов В.А. Озонирование воды.- М.: Стройиздат, 1984. 88 с.

118. Павлов А.Л., Павлова А.Н. Влияние городских и сельскохозяйственных сточных вод на экологическую ситуацию водоемов. Проблемы экологии в сельском хозяйстве. Пенза, 1993. - С. 10-11.

119. Паль JI.Jl. Справочник по очистке природных и сточных вод. / Л.Л. Паль и др. М.: Химия, 1994. - С. 198.

120. Пат. 51-7440. Япония. Адсорбент для удаления ионов тяжёлых металлов. Опубл. 1976.

121. Пекаторос Л.Г. Вторичное засоление почв левобережных пойм и дельты р. Дунай на территории Украины / Л.Г. Пекаторос // Почвоведение. -М., 1964.-№2.-С. 75-86.

122. Поляков В.Е., Полякова И.Г., Тарасевич Ю.И. Очистка артезианской воды от ионов марганца и железа с использованием модифицированного клиноптилолита // Химия и технология воды. М., 1997. -№5. -С. 493- 505.

123. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. изд. 2-е пер. и доп.- Л,: Химия, 1975. - 456с.

124. Природопользование. Учебник для ВУЗов / Арустамов Э.А., Гуськов Г.В., Косолапова Н.В., Прокопенко Н.А., Волощенко А.Е., Платонов А.П. -М.: Изд. Дашков и К, изд. 8-е, 2007.

125. Радов А.С., Пустовой И.В., Корольков А.В. Практикум по агрохимии. Учебное пособие. М.: Колос, 1969. - 375с.

126. Радов А.С. Рекомендации по орошаемому земледелию Волгоградской области. Волгоград, 1965.

127. Райзич ОЗ., Сытин В.З. Влияние орошения сточными водами г. Шевченко на агромелиоративное состояние почвы и урожай люцерны. //Сельскохозяйственное использованию сточных вод и навозных стоков. Сб.н.тр. М.: ВНИИГиМ, 1986. - С. 36-39.

128. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990.-637с.

129. Рогозина Ю.С. Рациональное использование и охрана водных ресурсов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Россельхозиздат, 1991. - 354 с.

130. Розов А.П. Мелиоративное почвоведение. / А.П. Розов. М.: Сельхоз-гиз, 1956.-439с.

131. Романенко Н.А. Санитарная гельминтология. М.: Медицина, 1982. -С. 137- 140.

132. Романенко Н.А. Гигиенические требования к методам орошения сельскохозяйственных культур городскими сточными водами // Обзорная информация. ВНИИТЭИ. М.: Агропром, 1993. 32с.

133. Романенко Н.А. Использование животноводческих стоков, сточных води их осадков для орошения и удобрении с.-х. культур. / Н.А. Романенко, Р.П. Воробьёва, З.М. Гофурова. М. 1995. -271с.

134. Русаков Н.В. Гигиенические принципы оценки промышленных отходов в целях картографирования // Гигиена и санитария. М.,1993. - №7.- С. 3-10.

135. Русаков Н.В., Павлов В.Н. Определение класса опасности промышленных отходов расчётным методом. М.: Изд. Акад. Пром. Экологии, 1997, №3,-С. 48-49.

136. Сало Т.Л., Хвесик М.А. Влияние орошения городских сточных вод на мелиоративное состояние орошаемых массивов // Мелиорация и водное хозяйство. М., 1987, Сер.4, вып.З. - С. 4-9.

137. Санду и др. Контроль и прогнозирование плодородия мелиорированных почв. / Пер. с румынского Н.В.рудзина М.: Колос, 1984. - 220с.

138. Сводный доклад стран членов СЭВ по теме «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения», Будапешт, 1973. - М.: Химия, 1973. - 2 4 с.

139. Седова К.П. Влияние длительного орошения хозяйственно-бытовыми сточными водами на изменение водно-физических свойств почв // Использование городских и промышленных сточных вод для орошения. Сб. науч. тр. -М.: ВНИИССВ, 1982. С. 28-36.

140. Сельскохозяйственное использование сточных вод, Справочник. М., 1989.

141. Сергиенко Л.И. Использование сточных вод завода органического синтеза для орошения в зоне светло-каштановых осолонцеватых почв Волгоградского Заволжья: автореф. дис. канд. с.-х. наук. М., 1974. - 22 с.

142. Сергиенко Л.И. Сточные воды химической и микробиологической промышленности, их очистка и использование для орошения различных сельскохозяйственных культур в Нижнем Поволжье. Автореф. дис. докт. с.-х. наук.- Волгоград, 1987. 41 с.

143. Сергиенко Л.И., Овцов Л.П., Семенов Б.С. Экологические аспекты использования сточных вод на орошение. Волжский, 1993. - 190с.

144. Синицын Н.В: Влияние сточных вод на урожай кормовых культур.

145. Автореферат дисс. на соискание учен, степени канд. с.-х. наук. М., 1965.

146. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. Л.: Химия, 1982. -292 с.

147. Соболева И.М. Количество и качество шахтных вод Донбасса и их использование в сельском хозяйстве. Сб. докладов VI международного совещания по использованию сточных вод в сельском хозяйстве. 1965.

148. Соболева И.М. Шахтные воды Донбасса и их использование для сельскохозяйственного орошения. М., 1965.

149. Соболева ИМ. Сточные воды Северо-Восточной части Донбасса, их очистка и использование в народном хозяйстве. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Клев, 1970.

150. Сойфер С.Я. Рекомендации по использованию дренажных вод для орошения сельскохозяйственных культур (для условий Волгоградского Заволжья) / С.Я. Сойфер, JT.H. Василенко. М., 1978. - 44 с.

151. Строганов Н. С. Методика определения токсичности водной среды / Н.С. Строганов // Методики биологических исследований по водной токсикологии. / Под ред. Строганова Н. С. М.: Наука, 1973. - С. 14-60.

152. Тарасов М.Н, Принципы прогнозирования загрязнения пестицидами поверхностных вод // Гидрохимические материалы. — 1991. — Т. 110.1. С. 130-143.

153. Тимофеева С.С. Современное состояние технологии регенерации и утилизации металлов сточных вод гальванических производств // Химия и технология воды. М., 1990. Т. 12. - №3.- С. 237-243.

154. Тимоченко И.И. Использование сточных вод промышленных предприятий для орошения риса в Волгоградском Заволжье: автореф. дис. канд. с.-х. наук. Волгоград, 1972. - 28 с.

155. Тихомиров Н.П., Телентинов В.Е. Экологическое нормирование и организация природоохранной деятельности на территории водных объектов // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов.-М.,1999.-№2.-С. 2-70.

156. Требования к качеству сточных вод и их осадков, используемых для орошения и удобрения. М., Минсельхозпрод РФ, 1995. 36с.

157. Усманов Н.Р., Демин В.А. Сельскохозяйственное использование сточных вод в УССР. // Гидротехника и мелиорация. М., № 2, 1977.- С. 12 -14.

158. Усманов Н.Р., Бабакаченова Т.Я., Мутавалиев А.Х. Сельскохозяйственное использование городских сточных вод в Узбекистане // Использование городских и промышленных вод для орошения. Сб. науч. трудов. М.: ВНИ-ИССВ, 1982.-С. 109-115.

159. Федодеев В.И., Овцов Л.П., Элик Э.Е. Современное состояние и перспективы сельскохозяйственного использования сточных вод. Обз. информация ЦБНТИ Минводстроя СССР. М., 1990. - 42с.

160. Хаустов А.П., Редина М.М. Экологическая оценка эффективности производства: информационное обеспечение эколого-экономического анализа // Экономика природопользования. М., 1999, №3. - С. 2 - 24.

161. Хлебников Н.И. и др. Санитарно-гигиеническая оценка обезвреживания и использования сточных вод на сельскохозяйственных землях. М., 1957.

162. Хлебников Н.И. Обезвреживание и использование сточных вод на сельскохозяйственных полях / Н.И. Хлебников // Материалы комиссии по подготовке предложений об использовании коммунальных и промышленных сточных вод в сельском хозяйстве. М., 1963. С. 26-45.

163. Хлебников Н.И. Исследования по обезвреживанию и использованию промышленных сточных вод на земледельческих полях орошения / Н.И. Хлебников. М.: Колос. 1965. - С. 16.

164. Шварц У. Использование сточных вод в сельском хозяйстве ГДР (орошение) / У. Шварц. Междунар. журнал, 1970. - № 4. - 97 с.

165. Шульц М.Вопросы круглогодичного орошения сточными водами на супесчаных почвах: дис. канд. техн. наук. М.: МГМИ, 1962.

166. Шульц М. Круглогодовое орошение сточными водами /. М. Шульц. -М.: Колос, 1965,- 191с.

167. Шубин В.Ф. Основные направления и итоги научно-исследовательских работ по утилизации сточных вод на земледельческих полях орошения / В.Ф. Шубин // Труды Волгоградского СХИ. Т. 31. Волгоград, 1969 - С. 186-194.

168. Шуравилин А.В. Влияние осадка сточных вод (ОСВ) на орошаемую лу-гово-чернозёмную почву / А.В. Шуравилин //Тез. докл. III съезда Докучаев. Общества почвоведов. М, 2000. - 178 с.

169. Шуравилин А.В., Мабрук Хемдан И.М., Меркурьев B.C. Влияние животноводческих стоков на плодородие дерново-подзолистых почв //Мелиорация и водное хозяйство. М., 2004, №6.

170. Шуравилин А.В., Сурикова Н. В Удобрение почвы осадком сточных вод. //Животноводство. М., 2004 , № 4. - с. 43-44.

171. Экснер К. Опыт орошения сточными водами тяжёлых по механическому составу почв в условиях ГДР: дис. канд. тех. наук. М.: МГМИ, 1966.

172. Элик Э.Е., Новиков В.М., Игнатова В.В. Сельскохозяйственное использование городских сточных вод в США // Обзорная информация, вып. З.-М., 1993.-75с.

173. Яковлев. С.В;, Воронов Ю.В.^Водоотведение и очистка сточных вод. -М.,1972'. 704 с.

174. Bower H. et al. Civil engineering 1978, v. 48, № 1 p. 133.

175. Burger D.W. Water conserving irrigation systems// сотр. ргос/ Intern plant ropagatoresoc. (settle cuash), 1994 vol. 42 p. 260-266.

176. Burger H.T., Survivae of Taenia Saginata eggs in Sawase and on pasbure Process and Use Sewase Sludge. Proc.3, Jnt. Symp. Brighton. 1983, Sept.27-30, 1984.P.191-201.

177. Collomb J., Baradel J.M., Thevenot MT. et al. Recovery of heleminth eggs in sludge from a wastewater treatment plant Process, and Use Sewase Sludge. Proc.3. Jnt.Symp.Bringhton. 1983. Sept. 27-30., 1984,p.202-207.

178. Fredman David Solid waste tasting and quality assurance. ASTM. Philadelphia.1987. Special technical publication.

179. Helal H.M., Ramadan M., Fleckenstein J. 1995.Vergleichende Untersuchun-genzur Schwermetallbelastung von Kulturpflanzen in Agypten. In VDLUFA Kongres.1995. VDLUFA- Schriftenreihe. Heft 40, 749-752.

180. Kansal B.D., Saini S.P., Thakur N.P. Interaction effect of phosphorus and lead in Maize (Zea Mays). Indian J. agr. sc, 1992, vol.62. №1 p.77-79.

181. Lo K.V., Liao P.H., Efficiency of chemical, setting and centrifugation methods in the treatment of swine wastewaters. Canad. agr. Engg. 1994, Vol / 36.№ l.-P. 54.

182. Madsen C.S. Kan slam (stadig) bruges som godning Erhvervs jordbruget, 1994, Arg. 8, № 6 - S. 18-20.

183. Marenkin F. S., Morozova V.A. Zinc and Cadmium Diarsenides Single Crystal sand Films: Synthesis and Fhysicochemical Properties. Russian Journal of Inorganic Chemistry, V. 45, Suppl. 1, p. S80 S103 (1970).

184. Markland R., "Coumputerized regional planning for plaht disposals of waste water". Urban system, 1977, vol.2, № 1, p. 1-14.

185. Maurer M.A., Davies F.S., Graetz D.A., Reclaimed wastewater irrigation and fertilization of mature "redlush" eraefruit trees on sodosols in florida. J. Am. Soc. Hortic. Sc., 1995, Vol.120, № 3. P .394.

186. Metz R. Einfluss mehrjahriger Alwasserver wertung and withtinge Mess-grossen der Fruchbarkeit von Bo den des Standorttypes D2a / R. Metz., W Hiibne., K. Straigtr. Feldwirtschuft, 1985. - Jg. 26. - № 5. - P. 216-217.

187. Payne, J.F., A- R. Overman, M. N. Allhands, and W. G. Leseman. 1982. "Operational Characteristics of a Wastewater Irrigation System."Applied Engineering in Agriculture, Vol. 5(3): 355-60.

188. Pescod M.B. Wastewater treatment and use in agriculture. FAO irrigation and drainage paper. 47. Rome, 1992. XIV, 125c.

189. Pond C.E., Crites R.W. Waste water treatment and ruse by land application, vol. I and II. EPA, office of research and development. August 1973, pp 12-16.

190. Roodman, D.M. and N. Lenssen "A building revolution: how ecology and health concerns are transforming construction", 1995 Worldwatch Paper 124, Worldwatch Institute, Washington, DC, March.

191. Ross A.D., Lawrie R.A. Keneally J.P. Whatmuff M.S., Risk characterisation and management of sewage sludge on agricultural T and imnlications for the environment and food chain. Austral. Veter. J., 1992, Vol. 69, № 8 p. 177 181.

192. SCHWARZ К, ROGINSKI EE, FOLTZ CM. Ineffectiveness of molybdenum, osmium and cobalt in dietary necrotic liver degeneration. Nature. 1970. 472473.

193. Геоморфология района исследований

Информация о работе

Салех Набиль Мохаммед Нораддин
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва, 2010
ВАК 06.01.02

Диссертация

Влияние орошения городскими сточными водами на продуктивность сельскохозяйственных культур на горных красно-бурых карбонатных почвах Йемена - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы