Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние орошения сточными водами сахарного завода на свойства обыкновенных черноземов при возделывании яровой пшеницы в условиях Алтайского края

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Влияние орошения сточными водами сахарного завода на свойства обыкновенных черноземов при возделывании яровой пшеницы в условиях Алтайского края"

На правах рукописи

СОЛОМОН ВОРКУ ГЕВРЕ

ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ СТОЧНШИ ВОДАМИ САХАРНОГО ЗАВОДА НА СВОЙСТВА ОБЬКНОВЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ НШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

06.01.03 - агропочвоводвнив

06.01.02 - сельскохозяйственная мелиорация

Автореферат диссертации на соискание ученоЦ степени кандидата сельскохозяйственных н»у*

Москва - 1997

Диссертационная работа выполнен« на кафедре общего земледелия сель-пкохоял^ственноро факультета Российского Университета дружбы народов. Полепив исследования проводились в 1992 - 1995 г.г. на землях колхоза им.-60-летия Октября Алейского района Алтайского края.

Научные руководители:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.В.Щуравилин кандидат сельскохозяйственных наук, доцен? П.М.Никифоров

Официальные оппоненты:

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

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания .

Защита диссертации состоится ^ 1997 г. в 13* час

на заседании диссертационного совета К 053.22.10 в Российском университете друкбы народов по адресу: П7198, г.Москва, ул.Миклухо-Маклая, дом.8, корпус 2 (сельскохозяйственный факультет).'

С диссертацией можно ознакомиться а Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по вдресу: 117198, г.Москва, ул.Миклу-хо-Миклая, д.6

Автореферат разослан 1997 г.

Ученый секретарь .

диссертационного совета /р . ц

квндицат биологических наук, доцснтЧ^^^'СаЛ^/^М.Мйлофеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Сточное воды предприятий пищевой промышленности, содержащие значительные количества органических нетоксичных веществ наименее опасны для окружающей среды. Это позволяет их использовать для орошения сельскохозяйственных культур. Сточные воды сахарных заводоз образуются в сезон лх работы (сентябрь-февраль) , характеризуются средней удобрительной ценностью. Технологический цикл их работы обуславливает формирование хозяй-сгвенно-бытовых, производственных и трансцортно-моечных сточных вод. В связи со значительным объемом сточных вод сахарных заводов и возможностью загрязнения окружающей природной среда, важное значение приобретает.их своевременная утилизация и, в частности, использование в качестве источника орошения и удобрения. Однако, до настоящего времени крайне мало данных по технологи)» использования таких сточных вод для орошения кормовых культур в условиях Алтайского края.

Цель и задачи исследования. Целью наших исследований являлось изучение влияния сточных вод сахарного завода г.Алейска на свойства обыкновенных черноземов, урожайность и качество яровой пшеницы на фуражное зерно, санитарко-бакгериологическое состояние почв, расгоний и окружающую среду, а также разработка технологий полива на второй очереди Алейской оросительной системы Алтайского края.

В задачи исследований входило:

1. Изучить особенности формирования.сточных вод сахарного завода, их химический состав, дать агроирригационную и санитарно-бактериологическую оцеы<у.

2. Выявить влияние сточных вод на водно-Физические, физико-химические и хшгческие свойства почв.'

3. Изучить водный режим почв при здобрителько-увлаянитель-ных поливах сточными водами,

4. Установить влияние орошения сточными водами на урожай я качество фуражного зерна яровой пшеницы.

5. Изучить санитарно-ба. териологическое состояние почз и растений при орошении сточными водами.

6. Разработать прогноз водно-солевого режима почвогрунга при орошении сточными водами. .

Научная новизна. Впервые в условиях существующего длатеяь-ного орошения (вторая очередь Алейской оросительной системы) про-

веден- комплексные исследования по изучению влияния удобрительно-увлажнятеяьного срошения сточками водами сахарного завода на свойства обыкновенных черноземов, урожайность и качество зерна яровой пшеницы, оанитарно-бакториологиче^кое состояние почв и растений в степной ьоне Алтайского края. Получены новые научные данные по обоснованию оптимального режима орошения и технологии' полива яровой пшеницы сточными родами сахарного завода. Проведены балансовые расчеты водно-солевого режима почв при многолетнем орошении сточными водами. Установлены закономерности изменения свойств обыкновенных черноземов под влиянием орошения сточными водами в зависимости от их качества. Изучено влияние поливов сточными водами в сочетании с минеральными и органическими удобрениями на плодородие почв, урожайность и качество фуражного зерна яровой пшеницы. Соотавлен прогноз изменения водно-солевого режима почв при орошении ¿Точными водами сахарного запода.

Практическая значимость. Утилизация сточных вод сахарного завода для орошения позволит предотвратить сброс сточных вод в реку Алей и кедопустить загрязнения ее вод биогенными элементами и тяжелыми металлами. Разработан режим орошения сточными водамь. Ночивы рекомендуются проводить сточной водой, разбавленной с речной в оочетании 1:1 на фоне внесения животноводческих стоков в качестве органического удобрения. При орошении разбавленными сточными водами (1:1) яровой пшеницы на фуражное зерно урожайность возрастала на 20,2 ц/га или на 104,1% по сравнению с контролем без орошения и на 12,4 ц/га -или на 45,8$ по сравнению с орошением чистой водой. Во влажные года в зависимости от тепло-влагообеспе-ченности вегетационного периода оросительная норма варьирует от 1000 до 2000 м3/га при проведеняи 2-4 поливов нормами 500 м3/га. Для засушливых лаг рекомендовано проведение пяти поливов ороси-тольной нормой 2100 м3/га.

Апробация работы. Основные положения рабегы я результаты исследований докладывались в 1593-1935гг. на заседаниях кафедры общего земледелия, а в 1997 году на объединенном заседании кафедр почвоведения я агрохимии и общего земледелия РУДН.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 печатные работы п две статьи сдана в печать.

ОСърн диссертации. Диссертацисная работа состоит из введе-1шя, 5 глав, выводов и рекомендаций производству. Диссертация изложена на 146 страницах, мапинописного текста, включает 33 табли-

ЦП. Список литературы включает 157 наименований. Условия, объекты и методика исследований Исследования проводились в 1992-1995гг. на землях колхоза им.бО-летия Октября Алейскоги района Алтайского края. Вегетационный период (май-август) 1993 и 1993 гг. характеризовался наиболее низкими темперагурами по сравнению с многолетними данными'и большим количеством выпавших осадков, а 1994г. - бил теплым и влатаым.

Почтенный пскров представлен черноземом обыкновенным маломощным, среднесуглинистым, гпубоковскипающим, среднегумуспым (2,9-3,5$). В пахотном слое (0-25 см) содержание азота общего составляло 0,18-0,20$, гидролизуемого - 3,9 мг/ЮОг, подвижного фосфора 18,9 мг/ЮОг, обменного калия - 15,0 мг/ЮОг. Реакщ..; среды олабо-щелочная (рН 7,1-7,4), емкость поглощения 34,8 мг«эке/Ю0г, суша поглощенных оснований 33,4 мг*экв/Ю0г. Плотность сложения - 1,17 г/см3, пористость - 52,4$, наименьшая злагоемкосгь - 22,1%, водопроницаемость - 2,14 мм/мин за первый час и 1,07 мм/кип в среднем за шесть часов. Грунтовые вода залегают на глубине 7-10 л.

Сточные воды Алейского сахарного завода характеризовались слабой минерализацией (2465 мг/л по сухому остатку), в ионном составе преобладают бикарбонаты, хлор и натрий. Содержание взвешенных вещеогв составляет 262 мг/л, органических воцеств (ХПЮ-2867 игОук Концентрация водородных ионов (рН 7,8) характеризует в сроднем слабощелочную реакцию среды. Содержание азота, .¡¡юофора и калия соответственно составляло 41,0; 14,2 и 68,0 мг/л (габл.1).

Таблица т

Химический соогав оточных вод, мг/л

Годы РН Взвешенные вещества Сухой ХПК, оста- мгСг/1 ток V* (32 // К

1992 8,2 290 2317 ЗОЮ 357 231 17 9,5 84

1993 7,4 119 2308. 1024 487 495 58 19,5 40

1994 7,8 346 2788 4523 346 379 47 13,6 83

1995 7,7 293 2747 2910 395 371 40,5 14,0 65

Среднее 7,8 262 2465 2Ь67 396 369 41 14,2 68

Согласно агроиррйА'ацаонной оценке оточные воды сахарного завода обладают в целом благоприятными для орошения характеристиками (5АЯ = 7,7; соотношение одно- я двухвалентных катионов -

- 1,9; ирригационный коэффициент - 10,4), однако их использование целесообразно посла длительного отстаивания, при котором происходит улучшение их химического состава. Санитарно-бактериологичаское состояние сточных вод удовлетворительное, содержание тяжелых металлов по большинству элементов значительно ниже ПДК (за исключением мышьяка, никеля и свинца (табл.2). В стоках не отмечалось наличие патогенной микрофлоры, лиц гельминтов. 01.14 было невысоким.

Таблица 2

Содержание тяжелых металлов в сточных водах сахарного завода г.Алойска

Элементы \ Г о Д Ы На произ- п.™ водствен- ^ них полю:, среднее за 1993~95гг.

1992 1993 1994 Среднее

Алюминий 0,16 0,21 0,29 0,22 0,26 5

Бор 0,19' 0,28 0,28 0,23 0,5

Железо 1,72 1,43 1,97 1,73 1.2 20,0

Кадмий 0,007 0,009 0,005 0,007 о- 0,01

Кобальт . 0,06 0.01 0,12 0,06 - 0,1

Марганец 0,12 С,08 0,07 0,09 0,20 1.0

Кадь 0,15' 0,24 0,17 0,19 0,001 1.0

Молибден 0,006 0,008 0,004 0,006 - 0,01

Мышьяк 0,12 ■ 0,14 0,008 0,11 - 0,05

Никель 0,09 од§ 0,11 0,12 0,1

Свинец 0,26 ' 0,18 0,21 0,22 0,0018 0,03

Стронций 1,29 1,5? 1,62 1,49 - 7.0

Хр'-л (Сх.-^3) 0,23 0,31 0,12 • 0,22 0,03 0,5

Цинк 0,19 ■ 0,07 0,25 0,17 0,034 1.0

Бериллия 0 0 0 0 • \ 0,1

Полевой опыт оыд заложен и восьми вариантах о четырехкратной позтсрностэ в соответствия с методикой опытного дела (Юдин, 1980; Доспехов,1985) по следующая схеме (табл.3).

Размещение варианте*, рондомизированное._Площадь делянкп 50 и*" (5x10м). В опыте возделывалаоь яровая пшеница сор.а Омская 9. В период исследований проводилось учение химического состава сточыох вод сахарного завода г.Алэйока, их пригодности к орошению сельскохозяйственных культур, детально изучались свойства почв

- 5 -Схема опита

Таблица 3

№ Варианты опыта

1 Орошение сгочними водами сахарного завода

2 Орошение сточными водами + минеральные уде.прения

3 Орошение сточными водами + органические удобрения (животноводческие стоки)

4 Орошение оточнымя водами, разбавленными речной водой (1:1)

5 Орошение разбавленными ^точными водами + минеральные удобрения

6 Орошение разбавленными сточными водами + органические удобрения (животноводческие стоки)

7 Орошение речней водой

8 Контроль баз орошения и без удобрений

(водно-физические, физико-химические и хкличесдив), еодногсолевей режим, биологическая активность, санитарно-бакгериологи:;эскоэ соо-тояние (микроорганизмы,яйца гельминтов, нитраты, тяжелые металлы), определялась урожайность, качество кормовой продукции (зерно и солома). При этом использовались общепринятые и новые пгоды исследований оточных вод, почвы и растений.

При анализа водного и солевого режимов почвы использовались балансовые методы. Валорое содержание тяжелых металлов определялось спекгрофотоматрически.

Поливы яровой пшеницы проводили напуском по полосам при снижении влажности расчетного слоя почвы до 70-75$ HB. Учат урожая осуществляли на всей пгощадя веоов: а методам. Хи .ический анализ кормовой продукции (зерна и соломы) определяли по методу Н.А.Сму-рыгина (1^77). Основные экспериментальные данк_.в обработаны методом математической статистики (Доспехов,1985).

Одновременно с полевым опытом проводились производственные испытания.

Результаты исслодований

Режим орошения яровой П'"эницы. Для поддержания оптим-шной влажности почвы было проведено 3 полива ог;сительной нормой 150-м3/га в 1993 году, и 4 "олива оросительной нормой 2000 м3/га в 1994 году (табл.4). Расчетный сло!! увлажнения принимался равны;/ 0-60 см. Для сухих лег необхо„.шо проведение 5 поливов оросительной нормой 2100 м3/га в период с 26 мая по 27 июля.

Норш и сроки полипа яроаор. пшеницы на фуражное зерно

Таблица 4

Года Первый лив г.о- Второй по- Третий полив Четвертый полив Ороситель-

С норма полива, м- /га Дата ,полипа н^рма дата ,полива,полива мя/га норма дата полива,полива мэ/га норма дата полива, попи-м3/га ва ная -норма, м3/га

1992 500 СЭ.06 500 28.06 500 19.07 _ 1500

1993 500 10.06 500 08.07 - - 1000

1994 500 20.05 5 СЮ 15.06 500 01.07 500 15.7 2000

В контроле без орошения влажность ночей, начиная с третьей декады июня - первой декады июля резко снизились ниже оптик льних продолов-на 15-25^ от КВ- (на первое июля влажность почвы снизилась до ;0-55>» НВ в слое 0-60 и 0-100 см, а в середине июля она составила 49-53$ 11В). 3 орошаемых вариантах влажность почвы поддерживалась на оптимальном уровне. В целом ге:^" режим влажности почвы характеризовался отрицательным водным балансом при значительной доле расхода влаги из пахотного и подпахотного олоев За поркод вегетации убыль влаги из метрового'слоя составила в среднем 345 м3/га в орошаимых вариантах и 600 м3/га в контроле без орошения. В водном балансе суммарная расход влаги в орошаемых вариантах составлял 4590-4700 м3/га и был больше, чем в контроле на 1200-1310 м3/га или в среднем на 36,7Л'. Наибольшую долю занимают атмосферные осадка (60,2$ и з контроле 32,3^ от суммарного расхода).

Водно-физические свойсгра. Поливы сточными вода/ли сахарного завода оказывали незначительное влияние на водно-физические свойства обыкновенных- срсднесуглинисгих черноземов. На начало исследований плотность сложения в слов почеы 0-30 см составила ',16-1,20 г/см3, в слое 30-60 см - 1,26 г/см3, а в более глубоких горизонтах - 1,21-1,32 г/см3. Плотность твердой фазы в среднем в метрово1.. опое составляла 2,56 г/см3 при варьировании по профили от 2,51 до 2,63 г/см3. Пористость в слое почвы 0-20 см соспзгляла 53,3.1, в подпахотном (30-60 см) -.50,0*6, а в слое 0-60 см - 51,снижаясь с глубиной до 49,2$. В средам в метровом слое пористость почвы сосгавита 51,25?. Наименьшая влаго-емкоегь ь слое 0-60 см составила 24,а в метровом - 23,5%.

Пря поливах сточными водами в течение грех лег исследова-

ний существенных изменений в плогнсоги сложения и пористости почвы не наблюдалось. В среднем, при орошении тз слое 0-60 см плотность сложения составила 1,24-1,26 г/см3, в контроле - 1,21 г/см3, а в метровом слое соответственно 1,27 и 1,25 г/см3.

Пористость почвы (0-60 см) орошаемых Езри-'игоз в среднем к концу исследований (осень 1994г.) составила 50,4,», а в контроле -- 52,СЙ. В метровом слое эти показатели соответственно составляли 50,2 и 51,2$.

Наименьшая влагоомкость в слоях почвы 0-30 и 0-100 см па трехлетний период орошения практически не изменилась и составляла в орошаемых вариантах 24,4 и 23,9$ в сравнении с 24,0 и 23,:.$ в контроле.

Более сущесгрчнные изменения наблюдались в водопроницаемости почвы. После трехлетнего орошония она снизилась с 2,13 мм/мвн до 1,92 мм/мин за первый час, а в среднем за шесть часов с 1,06 до 0,96-0,99 мм/мин пли на 9,9 и 8,5/°'. В целом, во всех вариантах водопроницаемость обыкновенного чернозема оценивается кал очень хорошая.

Структурно-агрегатный состав. Почва опытного участка обладает сравнительно непрочной пылевато-комковагой структурой. Пахотный слой отличается высокой структурностью и водопрочностью. Содержание агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) в слое почвы 0-30 см за годы исследований изменилось с 77,0&. до 71,6-75,1$, при этом коэффициент структурности снизился с 3,3 до 2,5-3,0. Водопрочных агрегатов в пахотном (0-30 см) слое исходной почвы было 68,5$, а после трехлетнего орошения их количество снизилось на 7,7%. При этом полиры смешанными сточными водами с дополнительным внесением животноводческих стоков в качестве органичаск.чх удобрений приводили к меньшему изменению водопрочности почвенных агрегатов (в среднем на 3£$). Наличие в почве пы.тавагой фракции обусловливало непрочность структурных агрегатов в быстрое их разрушение при воздействии поливов сточными Еодами.

физико-химические свойства. Обыкновенные среднесугликистые черноземы характеризуются достаточно высокой емкостью обмена (в олое 0-60 см - 34,3 мг*экв/100г почвы) я насыщенностью основаниями (32,5 мг*экв/100г Пли 94,8$ от емкости обмела). Преоблздаюцям катионом является кальций (82,6$), в 6,8 раза меньше магния (12,2$).- (габл.5). Трехлетнее орошение сточными водами сахарного завода привело к некоторому изменению емкости поглощения и соог-

Таблица 5

Поглотительная способность обыкновенного чернозема (слой 0-60 см) при орошении сточными водами

Номер варианта' РН Емкое погло щенил ть Сумма пог-- лощенных оснований " Са % • К На

мг» экп/ |.(;ог % от суммы

- ИслОдные дачные - весна 1992 года

1-8 7.1 34,3 32,5 82,6 12,2 2,4 2,8

Конец исследований - осень 1Е ¡94 года

J 7,4 35,1 зз,г 81,8 II,4 2,3 4,5

2. 7,4 33,5 33,7 12,4 12,4 2,4 4,3

3 7,4 36,3 33,7 78,9 13,7 2,6 4,8

4 7,3 36,3 33,7 73,9 13,7 2,6 3,6

5 7,3 35,4 33,6 81,4 12,8 2,6 3,5

6 7,3 36,0 33,9 80,6 , 13.0 2,5 3,9

' 7 7,2 34,7 32,9 81,8 12,7 2,6 3,9

8 7,1 34,4 32,6 82,8 12,2 2,4 2;6

ношения катионов. В вариантах о поливами разбавленными (1:1) сточ- ' ними -одам»; в сочетании с животноводческими стоками поглотительная способность почвы повышалась с 34,3 мг«экв/100г (исходное состояние) до 36,0 мг-экв/ЮЭг. а сумма обменных оснований возросла о 32,5 до 33,9 мг«эки/100г.

Содержание обманною натрия возросло незначительно (о 2,8 до 4,8$ от суммы), а в контроле оно оставалось на уровне 2,6$ от суммы и практически не отличалось от исходных данных. При трехлетнем орошении сточными водами сахарного завода и в сочетании о внзсенвем минеральных удобрений и животноводческих стоков (органических удобрений) осолонцевание почв не произошло (во всех вариантах опыта поглощенный натрий не превышал Ъ% от суммы). Реакция среды (рН) за этот период существенно не изменилась и составляла 7,1 (в контроле) и 7,2-7,4 в орошаемых вариантах.

Агрохимические свойства. Запасы гумуса у среднегумусбвых обыкновенных черноземов „оставляют 230 т/га в слое 0-60 см, а г.'.г«-г. . лзот. - 14,0 т/га. Легкогпдролчзуемого азота содержится в пахотном слое от 3,5 до 3,9 мг/ЮОг почвы, что составляет 2,0-2,5/» азчта оогего. Валовою фосфора черноземы содержат около 0,15,«, подвижного 15,2-т.6,9 мг/1С0г. За трехлетний период ороше-

ния сточными водами содержание гумуся в слое почвы 0-60 см увеличилось с 3,0-3,3$ до 3,2-3,5$ или на 6,7-9,4$, что, по-видимому, обусловлено поступлением органических вощссгв в верхний слой почвы со сточной водой и удобрениями, а также большим количеством органической массы корневых остатков. В контроле без орошения за эти годы содержание гумуса практически на изменилось. Содержание общего азота после трехлетнего орошения сточной водой увеличилось с 0,18-0,20 до 0,20-0,24$ (табл.6^.

Таблица 6

Агрохимические свойства обыкновенного чернозема

(слой 0-60 см) при "поливах'сточными водами за 1992-1994гг.

анта нача- конец нача- конец нача- конец нача- конец нача- конец ло ис-иссле-ло ис-исслв-ло ис-иссле-ло ис-иссле-ло ис-иссле-следо-дова- следо-дова- следо-дова- следо-дова- следо-дова-ваний ний ваний иий ваний ниП ваний ний ваний нпй

I 3,0 < 0,18 0,20 15,4 16,8 14,3 15,7 3,5 5,6

2 3,2 3,3 0,18 0,22 16,9 19,6 14,5 16,3 3,7 6,2

3 3,1 3,5 0,19 0,24 16Д 18,2 14,6 15,8 3,9 6,9

4 3,2 3,3 0,18 0,20 1.5,8 16,4 14,3 15,6 3,8 5,4

5 3,1 3,2 0,19 0.21 16,7 18,5 15,2 16,9 3,6 5,6

6 3,2 3,4 0,20 0,22 16,0 17,3 15,1 16,2 3,8 6,5

7 3,3 3,3 0,20 ■ 0,22 16,4 16,7 15,4 15,6 3,9 4.4

8 3,0 2,9 0,18 0,19 15,2 15,6 14,3 14,0 3,8 3,6

Содержание подвижного фосфора за период рошения сточными водами также увеличилось-(с 15,4-16,9 мг/ЮОг до 16,4-19,5 чг/100г) особелно в вариантах 2 и 3 при поливах сточными водами в сочетании с миноральными и органическими удобрениям? (соотвэт-ственно с 16,9 до 19,6 мг/ЮОг и с 15,1 до 18,2 мг/ЮОг), а со- ■ держание обменного калия - с 14,3-15,4 мг/ЮО^ до 15,6-16,9 мг/ЮОг, в го время как оно в контроле практически не изменилось (14,3 в начале - 14,0 мг/ЮОг в конце исследований).

Поливы сточными водами способствовали повышению количества легкогидролизуемого азота с 3,5-3,9 мг/ЮОг до 4,4-6,9 мг/ЮОг или на 25,7-,6,9$. Особенно заметно увеличение содержания дегко-гидролазуемого азота отмечалось в вариантах с дополнительна« применением минеральных (о 3,7 до 6,2 мг/ЮОг или п-ч 67,г,,?) и орга-

нмческих удобрений (с 3,9 до 6,9 мг/ЮОг или на 76,9%). В контроле без орошения и внесош'я удобрений содержание легкогидролизуе-мого азота (как » других доступных растениям питательных элементов) уменьшалось (с 3,8 до 3,6 мг/ЮОг или на 5,3^).

Солевой режим. Обыкновенные черноземы содержат незначительное количество воднорастворимых солей(0,05-0,1% по сухому остатку) Трехлетнее орошение сточными водами сахарных заводоя заметно повлияло на соловой режим почв, однако стелой^ их засоления не изменилась и они оставались в разряде незаселенных. При этом отмечалось ежегодного сезонное соленакопление, особенно высокое при поливах сточным:) водами сахарного завода в сочетании с животноводческими стоками (вар.З), а также смешанными стоками с речной водой (нар.С). Однако, в делом, интенсивность солонакоплонля была невелика как но сухому остатку, так и токсичным солям. Содержание воднорастворимых солей в метровом слое почвы не превышало 0,09$. Во вневедотационный период отмечалось некоторое вымывание солей, что обусловлено влиянием промывного режима почвы (за счет атмосферных осадков) в отдельные сезоны холодного периода. Однако, при поливах сточными водами отмечается тенденция ежегодного накопления солей, количество которых за три года (весна 1992 - осень . 1994г.) увеличилось на Ц--42& (по сухому остатку). Следовательно, несмотря на невысокие абсолютные показатели содержания солей в почве применение сточных вод сахашюго завода должно быть ограничено во времени (не ежегодно) и проводится экологически безопасными нормами.

Ба; .нсозые расчеты показали, что за трехлетний период запасы солей в почве при поливах сточными водами увеличились в среднем на 3,0-5,0 т/га, в го время как в келгроле без орошения ош не изменились. Это обусловлено е;, годным поступлением солей со отечной водой.

Санигарнс—бактериологическое состояние почвы. Орошение обыкновенного чернозема сточными водами сахарного завода не приводило к их биологическому загрязнению. В почве не было обнаружено патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. Величина коли-титра не превышала 1,11. Общее микробное число (С.МЧ) было значительно ниже допустимых пределов и в среднем составляло \8xld*, что соответствовало контролю. Следует огметпхь, что при полипах срочными водами сахарного завода также не отмь ¿алось химического загрязлвния почвы. Содержание нитратов по ва^иг, .там опыта варьировало в пре-

делах 3,6 мг/кг (контроль) - 7,1 мг/кг (вар.З, орогание сточной водой на фона внаселия животноводческих стоков'' и оставалось во много раз нижа ПДК. Содержание тяжелых металлов в почве не превышало уровней ПДК. При атом необход..мо отметить, что почта в естественном состоянии богата бериллием (п три раза вышо ПДК), медью и цинком п внесение сточных вод сахарного завода с их низким содержанием но оказывало заметного влияния на их накоплонио.

Урожайность яровой пшоницы на фуражное зерно. Орошоние сточными водами сахарного завода способствовало повышению урожайности зерна яровой пшеницы на 11,3-20,2 ц/га или на 158,5-204,1$ (тлбл. 7). При поливах сточными водами урожайность яровой пшеницы в срод-

Таблица 7-

Урожайность яровой пшеницы на фуражное зорно, ц/га

Нпмпп пппипнтч Года исследований Отк,:онзние номер варианта -- от контроля

1992 ШЗ 1994 среднее ц/га %

I 28,4 30,3 33,1 30,6 11,3 158,?

2 35,1 36,2 33,5 36,5 17,2 189,1

3 37,1 38,1 39,7 38,3 19,0 198,4

4 28,9 30,9 33,2 30,9 11,6 160,1

5 36,4 37,5 39,5 37,8 18,5 £95,9

6 . 38,2 39,6 40,8 39,5 20,2 204,1

7 ' 26,3 27,3 '27,5 27,1 17,8 140,4

8 18,1 19,4 20,3 19,3 - 100

05: дяя частных различий 2,14 2,67 2,96

для факторов А, В, AB 1,26 ' 1,49 1,87 фактор А вода, В - - оросительная удобрение

нем за три года составила 30,6 и/га, в сочетании о минеральными удобрениями - 36,5 ц/га,в сочетании с животноводческими стокам!; (органическое удобрение) - 33,3 ц/га, что превышало контроль на 11,3-13,0 ц/га или на 150,5-198,4$. Проведение поливов смешанными стоками с речной водой (1:1) способствовало большому росту урожая, особенно на фоне внесения животноводческих стоков. Если при поливах' смешанными стоками (вяр.4) урожайность зерна составила 30,9 ц/га, а при поливах смаянными стоками в сочетании с минеральными удобрениями (пар.5) - 37,8 ц/га, то при поливах смешанными сточиьь

ми водами на фоне внесения животноводческих стоков (вар.6) -39,5 ц/га, что было больше контроля соответственно на 11,6; 18,5 и 20,2 ц/га или на 160,1-204,1$. При поливах речной водой урожай повышается по сравнению с контролем на 17,8 ц/га или на 140,4$ (27,1 ц/га в среднем за 1993-1994 гг.).

Таким образом, наиболее благоприятный уровень плодородия черноземов поддерживался поливами сточными водами сахарного завода разбавленными речной водой (1:1) в сочетании о внесением животноводческих стоков в качестве органического удобрения.

Качество кормовой массы. Трехлетнее орошение яровой пшеницы сточьими водами сахарного завода существенно не изменило питательную ценность кормовой массы. Зерно яровой пшеницы по всем показателям мало чем отличалось от контроля. Так, например, содержание азота в зерне с орошаемых стоками вариантов составляло 1,4-1,5$ (з контроле 1,6$). Содержание протеина соответственно составляло 8,8 и 9,1$, клетчатки - 2,6- 3,0 и .2,9$. Количество оахара в орошаемых вариантах было несколько ниже, чем в контроле, а нитратов наоборот, выше в 1,5-2,0 раза. Однако, их значения были ниже 11ДК. Ко,.лчес'*во К, Са и Р в орошаемых вариантах было несколько ниже, чем в контроле. В целом, зоохимический анализ зерна и соломы яровой пшеницы свидетельствует о высокой их питательной ценности без существенных отклонений от общепринятого стандарта для данной культуры.

Производсгвеннне испытания .проводились на землях колхоза им.бО-легия Октября'(36 га) в 1993-1995гг. по следующей схеме: I. - Орошг- :ие сточными водами сахарного завода. 2.- Орошение ^точными водами сахарного завода, разбавленными речной водой (1:1). 3. Контроль без орошения.

Поливы проводила дождеванием о использованием дождевальной машины ДШ-64 "Волжанка" в 1993 и 1995 гг. 3 раза оросительной нормой 1500 м^га, а 1994г. - 4 раза оросительной нормой 2000 м/га. Оценивая полученные данные в производственном опыте по выявлению влияния орошения сточными водами сахарного завода на свойства почвы и урожайность яровой пшеницы следует отметить общее их положительное влияние за счет улучшения питательного режима и влагообеспеченносги. При этом не произошло накопления поглощенного натрия и >16 наблюдались процессы осолонцева^ия и засоления. Наибольшая урожайность зер..а в среднем за 1993-1995гг. (38,4 ц/па) была получена при ороше. ии сточными водами•сахарного

завода разбавленными речной водой (!•!) в сочетании с животноводческими стоками п качестве органического удобрений. По сравнению

0 коитролом она была выше на 20,6 и/га или на 209,8/4, а по сравнению с орошением речными водами - на 8,4 ц/га или на 24,7/6. Питательная ценность кормовой массы мало чем отличалась от контроля.

Прогноз водно-солового режима почв. Концентрация химических веществ в почвенном растворе и сточных водах свидетельствует о том, что по всем компонентам химического состава почвенный раствор содержит их в 1,5-2,0 раза и более, чем стоки. В связи с этим згочные воды сахарного завода используемые для орошения можно зчитать как условно пригодные. При длительном орошонии такими стоками намечается тенденция к опреснению почвогрунтов активного слоя ючвы. Поэтому целесообразно проведение расчета режима засолоши ючв на период эксплуатации оросительной системы. Для оценки воз-ложпости осолонцевания черноземов при орошонии сточными водами сахарного завода использована математическая модель совместного тероноса катионов Ка, и Са. Распределение катионов натрия, лагния и кальция в ППК устанавливается в соответствии с равновесной изотермой ионообменной сорбции, исходя из содержания этих компонентов в оросительной воде. Ожидаемое содержание обменного ¡атрия за 20 лег орошения сточными водами сахарного завода увеличится с 2,83 до 4,751 от ППК, магния - от 12,96 до 18,54$ и кальция - уменьшится от 84,21 до 77,66/4. При этом содержание обменного калия не учитывалось. Таким образом, при 20-летнем оро-иенив черноземов сточными водами сахарного завода возможно уве-тичение доли магния в ППК в 1,43 раза за счет сниженп доли каль-;ия, а содержание обменного натрия нэ превышает допустимых зна-1ений {&% от ППК).

В и В О Д Ы

I, Сточные воды сахарного завода после предварительной мэ-саничесгой и биологической очистки характеризуются щелочной ре-

1 кциэй (рН 7,8), слабой минерализацией (2465 мг/л по сухому остатку) , высокими показателями ХПК (2867 МГО2/Л*, малым количеог-ю;л взвешенных веществ (262 мг/л), средней удобрительное ценно-:ть:. (К - 41,0 мг/л; Рг05 - 14,2 мг/л и К20 - 68,0 мг/л). Они )бладаюг относительно благоприятными агроирригацио.шыми характеристиками (5АЯ = 7,7;' соотношение одно- и дау^вллонтцых катио-?ов - 1,9; ирригационный коэффициент - 10,4). Перед орошением гуждаются в длительном отстаивании. Санитарно-баятериологвческое

состояние сточных вод удовлетворительное. Биологического и хи."ачес кого загрязнения практически но наблюдалось (за исключением повышенного содержания мышьяка, никеля и свинца).

2. При глубоком залегании слабоминерализоваиных грунтовых вод (7-10 м) з вегетационные периоды о повышенным количеством осад нов для создания оптимального рожима влажности обыкновенного чернозема (70-75$ НВ) при возделывании яровой пшеницы нэ черно требуется проведение 3-4 поливов с оросительной нормой 1500-2000 м/'га я в очень сухие года - 5 поливов с ороситольной нормой 2100 м/га.

3. Под влиянием трехлетнего орошения сточными водами сахарного завода водно-физические свойства обыкновенного чернозема (плотность сложения, пористость, наименьшая влагоемкость) на претерпевали существенных изменений. В слое почвы 0-60 см плотность сложения составила 1,24-1,26 г/см, пористость - 50,4$, наименьшая влагссмкость - 24,4$. Однако, произошло снижение водопроницаемости почвы на 8,5$ (с 1,06 до 0,96-0,99 мм/мин в среднем за 6 чяо.)

4. Поливы сточными водами сахарного завода способствовали некоторому снижению количества агрономически ценных агрегатов (о 77,0 до 71,6-75,1$ в слое почвы 0-30 см) и их водопрочности (в среднем за три года на 3-7,7$). Орошение сточными водами сахарного завода на фоне внесения животноводческих стоков способствовало сохранению водопрочной отруктуры.

5. Трехлетнее орошение сточными водами сахарного завода в сочетании с животноводческими стока/ли повышало емкость поглощения почвы в слое 0-60 см (с 34,3 до 36,0 мг»экв/'Ю0.г), и оуыму обманных оснований (о 32,5 до 33,9 мг*экв/100г). Содержание обманного натрия повысилось'с 2,8 до 4,8$ от суммы и не приводило к развитию процессов осолонцевания.

6. За трехлетний период орошения сточными водами сахарного завода содержание гумуса в слое почвы 0-60 см увеличилось с 3,0-3,3 до 3,2-3,5$, общего азота с 0,18-0,20 до 0,20-0 24$, подвижного фосфора-с 15,4-16,9 до 16,4-19,6 мг/т00г, обменного калия -с 14,3-15,4 до 15,6-16,9 мг/100г. Наибольшее содержание элементов питания в почве отмечалось при внесении органических (животноводческие стоки) и минеральных удобрений. В целом, плодородие обыкновенных черноземов при орошении сточными водами и их смесью

с резной водой (1:1) не ухудшалось, а по сравнению с речной водой даже улучшалось. '

7. Интенсивность соленакопленил за трехлетний период ор.о-

шбния сточными подами была невелика. В метровом слое почни содержание воднорасгворимых сола£* практически не изменилось (0,06-0,01,.:; по сухому остатку), хотя отмечалось сезонное (от ввонн к осени) заселение (10-32*/»), которое в значительной степени устранялось во вневеготационный период. В связи с этим применение сточных вод сахарного завода для орошения должно быть ограничено во времени и проводится малыми экологически безопасными нормами (300-500 м^/га).

8. Санигарно-бакториологическое сопдоячиз обыкновенньг' черноземов в результата трехлетнего орошения сточными водами сяуар-ного завода существенно не изменялось. В слое почвы 0-60 см но было обнаружено патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. Величина коли-титра но превышала 1,11, общее микробное число Ц8хЮа) было значительно ниже допустимых пределов. Содержание нитратов не превышало 7,1 мг/кг (ГЩ - .ТЗО мг/кг), а количество тяжелых металлов было ниже ПДК, за исключением бериллия (в 3 раза емшэ ПДК чяже в естественном состоянии почвы).

9. Наиболее высокий урожай зерна яровой'пшеницы (39,5 ц/га) б сродием за 19Э2-1994гг. был получен при поливах разбавленными . речной водой (1:1) сточными водами на фоне внесения животноводческих стоков в качестве органических удобрений, что было выше контроля на 20,2 г^га (или на 204,1$) и выше, чем при поливах сточной, водой на 8,9 и/га (илч на 29,1$) и на 12,4 ц/га (или на 45,8$), чем при поливах ^ечной водой. Полученная продукция отличалась высокой питательной ценностью. Как в соломе, так и в зерне увеличилось содержание клетчатки, фосфора и калия, незначительно уменьшилось содержание азота и протеина. В зерне было выше содержание зольных элементов, одинаковое содержание сахара и несколько меньшое содержание азота и кальция. Остальные показатели' соответствовали контролю. Количество нитратов в зернофуража было в 1,5 -2,0 раза выше контроля, но значительно, ниже 1Щ.

10. Прогнозные расчеты показали, что орошение сточными водами сахарного завода посла эффективной предварительной очистки не приводит к значительному увеличению содержания воднорлотг.ори-мых солей в метровом сло<э почвы, хотя и отмечается тенденция со-ленакопл'знйя за 20-летний период. При длительном орошнии сточными водами (более 20 лет) имеется потенциальная вэроятнооть осо-лонцевания обыкновенных черноземов вследгтвио формирования неблагоприятного катионного состава почвен::опоглощаюцаго комплекса. Содержание! поглощенного магния увеличивается в 1,4 рула, а натрия

но превышает допустимых значений (6$ от ПИК).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При орошении яровой пшеницы на фуражное зерно сточными водами сахарного завода целесообразно их разбавить речной водоi (1:1) и поливы проводить экологически допустимыми нормами (300-500 м3/га) по водопотреблонию при влажности почвы 70-75$ HB на фоне вносения животноводческих стоков (в качестве органического удобрения) по выносу азота урожаем.

2. Во влажные вегетационные периоды для создания оптимального водного режима обыкновенных черноземов достаточно проведени 2-4 поливов оросительными нормами 1000-2000 м3/га в зависимости ог естественной гепло-влагообоспечопносги. В сухие вегетационные порчоди яровую пшеницу на фуражное зерно целесообразно поливать пять раз оросительной нормой 2100 м3/га. -

3. Перед использованием сточных вод сахарного завода для орошения кормовых культур с целью предотвращения загрязнения и сохранения плодородия почв после их предварительной механической и биологической очистки необходимо проводить длительное отстаивание в прудах-отстойниках. .

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Соломон В.Г., Шуравилин A.B., Никифоров П.М. Влияние сточных вод сахарного завода на плодородие обыкновенных чепноземов // Актуальные вопросы землеустройства, землепользования и земель ного кадастра.Тез.докл.научн.конф. - М.: ГУЗ, 1996.- С.83-84.

2. Соломбн В.Г., Шуравилин A.B., Никифоров П.М. Технология пилив, кормовых культур сточными водами сахарного завода г.Алейскв Алтайского края // Актуальные вопросы землеустройства, зем-лепользог.шиЛ и земельного кадастра. Тез.докл.научн.конф. -М.: ГУЗ, 1996. - С.84-86.

3. Соломон В.Г., Шуравилин A.B., Никифоров П.М. Влияние внесения сточных вод сахарного завода на загрязнение почв и растительной продукции / Актуальные вопросы землеустройства, землепользования и земельного кадастра. Тез.докл.научн.конф. - М.: ГУЗ, 1997. - С.68-70.

СОЛОМОН ВОРКУ ГЕБРЕ (Эфиопия)

" Влияние орошения сточными водами сахарного за пода на свойства обыкновенных черноземов при возделывании яровой пшеницы в условиях Алтайского края". Исследованиями в 1992 -1995гг. установлено положительное ялиянпо орошении сточными чодам! сахарного завода, разбавленными речной водой (1:1), на фоне внесения животноводческих стоков в качестве удобрений па свойства обыкновепирго чернозема, урожайность и питательную ценность фуражного зерна. Рекомендовано проведение 2-5 поливов оросительной нормой 1000 -2100 м А а и поличном нормой 300-500 м^га. Урожайность зерня по сравнению с контролем попытается на 20,2 ц/га или на 204,1%.

SO! OViON WORKU GEBRE( ETHIOPIA)

'' The inlhicnce of irrigation with wastewater from sugar factory in Altaiskaya region oil properties of Common Chernozem soil (black soil) in spring wheat cultivation".

The research was conducted during 1992-1995 on cultivated hinds ol Altaiskaya region and the following results were presented: utilisation ofsugar factory wastewater diluted with river water (1:1) proportion andapplying livestocks sewage an organic fertiliser show the best result in impioving soil property of .onnnoo Chernozem soil, increases yeild and quality of spring wheat.

The recommended application of irrigation in the rate of 1000-2100 m/ha in 2-5 irrigation frequency and watering'in the nile ol 300-500 m/ha increased yeild of spring wheat, comparing to the control (check ) by 2,02 ton/ha or 204,1%.

_^^-^^^

— Тши ¿Ш. Орялоиякадзе, ^