Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние осадка сточных вод городов на плодородие чернозема и продуктивность сельскохозяйственных культур

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние осадка сточных вод городов на плодородие чернозема и продуктивность сельскохозяйственных культур"

ЗАПАДНОЕ РЕГИОНАЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ВАСХНИЛ

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии агропрома БССР

На правах рукописи

АРХИП

Ольга Дмитриевна

УДК 631.879.25

ВЛИЯНИЕ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД ГОРОДОВ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Авторефер ат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Минск, 1990

Работа выполнена в отделе органических удобрений Молдавского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии им. Н. А. Димо.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук М. А. Цуркан.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных ¡наук, профессор А. А. Каликин-ский,

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник П. Ф. Жигарев.

Ведущее предприятие:

Кишиневский сельскохозяйственный институт им. М. В. Фрунзе.

Защита диссертации состоится « » СЧСТЯс)^ 1990 г. в « /3 » час. на заседании специализированного совета Д. 122.21.01 при Белорусском научно-исследовательском институте почвоведения и агрохимии (220108, г. Минск, ул. Казинца, 62, зал заседаний) .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института (г. Минск, ул. Казинца, 62).

Автореферат разослан « ¡Н » есит^Ц 1990 г-

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных наук

Л. М. Стефанькина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность ггооблеш. С развитием продашленности, ростом городов и повышением степени их благоустройства объем сточных вод, а следовательно, и осадка, получаемого при их очистке, о кадднм годом возрастает. В СССР ежегодное его проняводет—> во превышает 5 млн.т по сухому вешеотву (Касатиков, 1989). Скопление большого количества осадка затрудняет'работу ответных станций и создает угрозу загрязнения окружающей среда.

В Молдавии выход осадка сточных вод городов влажностью 95$ составляет около 3,3 шн.м3, или 1,5 млн.т влажностью 65-76^. Проблема утилизации такого объема осадка является весьма актуальной, требующей неотложного решения. В последнее время она еще более обострилась в связи с прекращением отвода новых площадей для нужд очистных сооружений. Наличие элементов питания для растений и органического вещества определяет целесообразность использования осадка в качество удобрения в сельском хозяйстве. Однако широкое применение осадка как в целом по стране, так и в Молдавии пока еще ограничено. Объясняется это неоднородностью его химического состава, котортй зависит от технологии поучения я состава счищаэшх стоков. Б связи с этим осадок мояет содержать токсические для растения соединения. Поэтом? использовать ого в качестве удобрения можно только после всестороннего изучения его химического состава и тех изменений в развитии растений и свойствах почв, вышваедах внесением осадка. Необходимость решения этих вопросов предопределила цель и задачи, объекты и метода исследований.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлись изучение состава осадка сточных вод и возможность использования его для удобрения сельскохозяйственных культур. В связи с

ехны в задачи исследований входило: • „

изучить агрохимические свойства осадка;

- выявить действие его на агрохимические свойства почни; •. - изучить влияние осадка на минеральное питание сельскохозяйственных культур;

• - установить эффективность и продолжительность действия различных доз осадка на урожай и качество продукции сельскохо-еяЁственшх культур;

- определить экономическую эффективность применения осадка сточенх вод под сельскохозяйственные культуры.

*

. Научная новизна. В данной работе впервые в условиях Молдавии дана подробная агрохимическая характеристика осадка стсяшх вод наиболее кдепшх городов республики и доказана возможность использования его в качестве удобрения. Установлена эффективность прямого дэйотвия в последействия осадка и его сочетания с минеральными удобрениями на урожай сельскохозяйственных культур в продуктивность севооборота на карбонатном черноземе. Дана економическая сценка его применения. Определены изменения нока-вателей качества оельскохоеяйоавеншх нулыур под влиянием осадка оточшх вод; изучено его влияние на пищевой режим карбонатного и выщелоченного черноземов, содержание макро- и иикровле-центов в почве в их поступление в растения; определены коэффициенты использования питательных веществ из удобрений раотевя-яии.

■ Зашишаеше полояения. I. Осадок сточных вод городов Молдавия - органо-иинералышй источник питания для растений. 2. Роль осадка сточных вод городов в улучшении агрохимических в фиаико-хишческях свойств чернозема, 3. Влияние осадка стсяшх вод на

урожай и качество сельскохозяйственной продукции, 4. Экологически безопасные приеш применения осадка сточных вод городов в качестве удобрения сельскохозяйственных культур.

Практическая ценность. Определена оптимальные дозы осадка сточных вод и частота его внесения под основные сельскохозяйственные культущ во избежание загрязнения псяш и урожая тяяола-ш металлами. Установлена эффективность применения ооадка как удобрения на черноземных почвах.

Материал! диссертации легли в основу изданных временных рекомендаций по применению осадка сточных вод в качестве удой-рения (1977 г.), временных технических условий на подготовку, транспортирование и использование осадка (1981 г.), рекомендаций по использованию удобрений в Молдавской ССР на I98I-I985 гг. (1981).

Апробация -работы. Результата исследований дологеш и получили одобрение на Ш-м региональном совещании участников географической сети опытов с удобрениями МССР и УССР (Кишинев, 1977 Г.); конференция "Задачи колодах ученых и специалистов республики по . сокращении цикла "Наследованае-разработка-внедрениэ" (Кишинев, 1981 г.); научно-производственной конференции "Почвоведение и агрохимия - сельскохозяйственному производству Молдавии" (Кишинев, 1981 г.); республиканской научной конференции "Чернозеш Молдавии и их рациональное использование", посвященной 100-озетив "Русского чернозема" (Кишинев, 1983 г.); научно-практической конференции "Охрана природа в условиях интенсивной химизации сельскохозяйственного производства" (Кишинев, 1983 г.).

Реализация результатов исследований. Эффективность применения оптимальных доз осадка испытывалась в производственных условиях на полях совхоза "Советская Молдавия" Каушанслого района» Результат исследований испольэоааш при составлении реко-цандаций по приыецениэ осадка сточных вод под основные сельскохозяйственные культур! Молдавии. В сельскохозяйственное производство внедряется предасвеняв по применении осадка сточных вод в качестве удобрения, утвержденное НТС МСХ ЫССР в 1979 году, с общим вкономическим аффектом 90 аыс.руб.

Птбликапия. По материалам диссертации опубляковшо II работ.

Объем и структура работа. Диссертация изложена на 225 страницах машинописного текста, содержит 52 таблицы, 13 рисунков, 31 приложение и состоит из введения, сеш глав, выводов и ракшендаций производству, списка испольвованой литератур! (169 источников, в том числе иностранных - 47).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Условия и'методика

Почва опытных участков представлена черноземом карбонат-шм кбщшы легкоглинистым на легкой глине со следукадша агрохи-шческиш показателями пахотного слоя: гумус - 3,45$, общий ' авот - 0,20$, валовой фосфор - 0,14$, СаС03 - 1-2%, суша поглощенных оснований - 32-34 мг.зкв./100 г почвы, подвижный фосфор (по Мичигану) - 1,35'и обменный калий - .29 иг/ЮО г почва, рН водное - 7,8.

Погодные условия в года исследований складывались по-разному, За 1976-1980- гг. выпало от 487 до 616 мм осадков в год, меньше всего (487 ш) их било в 1976 г., больше - в 1979 и 1980 гг. (564-616 им). Саше благоприятные по условиям увлажне-

ния дая вукуйгга балл 1979 я 1280 гг., для огивой тег,тип и го-рохо-овсяной смеси - 1977 и для ярового ячменя и подсолнечника 1978 г. Температура воздуха не отклонялась существенно от оред-немноголетией.

Проведеш 4 полевых (схемы представлены в таблицах 4, 5, и 6) и 5 вегетационных опытов. Повторность полевых сштав - 4-кратная, учетная площадь делянок - 120 м2.

Длительность последействия осадка, внесённого под вспашу под кукурузу, убраннув на силос, я яровой ячмень, изучалась в. следующих севооборотах: I) кукуруза на силос, горохо-овес, яровой ячмень , подсолнечник, кукуруза; 2) яровой ячмень, озимая пшеница, подсолнечник, кукуруза.

Вегетационные опыаы закладывались в сосудах Митчерлюса еи-костью 16 кг сухой почвы на карбонатном и выщелоченном черноземах. Повторность опытов - 9-кратная. Исвытывались следующие норш осадка: 500, 1000 и 2000 г на сосуд. Опыты проводились со следующими культуршли: кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла, многолетние травы, картофель. Применяли осадок, высушенный на иловых полях, который содэряел (в расчете на сырое вещество)., в %: 66,5 вода, 0,64 общего азота,_ 0,72 фосфора и 0,23 калия.

Используошй в полевом опыте осадок содержал (в раочете на суров вещество), в %: 75,0 вода, 0,60 азота, 0,85 фосфора и 0,23 калия.

Компоста, приготовленные на основе осадка, содержали в рас~ чете на сырое вещество, в %: 43,6-51,6 вода, 0,58-0,80 азота, 0,58-0,76 фосфора и 0,19-0,60 калия.

Осадок сточных вод и компост вносили один раз при заклад-> ке опыта под основную обработку, минеральные удобрения •- ежегодно в виде аммиачной селитры, гранулированного суперфосфата

а калийной соли. Агротехника возделывания культур общепринятая'Хга данной зоны республики.

Содержание питательных веществ в ооадке и кошостах определяли согласно "Инструкции по проверке качества органических удобрений" (М., 1971). Анализ почвенных и растительных образцов проводили по общепринятым методикам; математическую обработку . урожайных данных - методом дисперсионного анализа по Доспехову (1979).

2. Агрохимическая хат>^тша.шад_темт .аточмх-йш „Т-рджсв

Об.удобрительных свойствах осадка оточшх вод предваритель-

1

но можно судить по данным химического анализа. Выявлен.,, что осадок сточных вод наиболее крупных городов Молдавии, подсушен-.шй на иловдх полях, характеризуется выооним содержанием ваш (49-55/2)'-й органического вещества (45-50$), что связано с поступлением на очиотше сооругения сточных вод предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции в пищевой прошшшй-ности.

Осадок богат азотом и фосфором (1,58-8,67 и 1,74-3,9$ оо-ответственно) и беден калием (0,46-0,93$ в раочете на оухое вещество), Элементы питания в нем находится в подвижной форш. На доли подвижного азота приходится 35/5 от общего его количества, а фосфора, переходящего в 0,05 н.оолянокяолу» вытяжку, - 45$ от общего содержания этого элементе (табл.1)*

На очистные сооружения, вместе с бытовыми Стоками поступают в прошшшнные, в результате в осадке обнаруживаются некоторые шкровлеыента и тяжелые металлы (табл.2).

Таблица I

Химический состав осадка ототнах вод очистных сооружений крупных городов МССР (в расчете на сухое вещество)

Показатель 1 Кишинев [ Бельцы | Тирасполь ¡Бендерь [| Среднее

рН водное 7,6 7,4 7,6 7,3 7,5

Сухое вещество, % 41,5 45,4 34,6 22,7 36,1

Зольность, % 51,4 55,9 ёз,-4 49,0 52,4

Углерод, % 20,6 15,6 26,4 22,6 21,3

Азот общий, % 1,58 2,40 1.74 2,67 2,09

Фосфор (Р205), % 1,87 2,16 1,74 3,91 2,42

Калий О^О), % 0,93 0,61 0,46 0,58 0,64

Кальций (СаО), % 3,6 4,75 2,85 3,05 3,56

Магний (№)0), % 0,53 0,40 0,35 0,42 0,42

Азот нитратный, мг/100 г ЗЭ,6 14,5 3,50 28,2 19,6

Азот аммиачный, мг/100 г 34,8 547,8 478,5 2010,8 768,9

фосфор подви&най, мгДОи г 1000,8 754,6 290,0 1988,8 1008,5

Таблица 2

Содержание микроэлементов в осадке сточных вод городов, мг/кг абсолютно сухой массы8

Очистные сооружения (город) ! ! Си, ! 1 \ Мп ! ! ! Со ! ! ! иг 1 ! ! сг ! | 1 ! Мо ! ! . ! Ы г

Вендоры 235,0 348,2 11,3 45,1 81,3 38,9 1,9 4,5

Бельцы 219,1 294,0 14,8 30,0 208,3 28,0 1,4 4,0

Кишинев 315,2 287,1 16,4 82,2 191,7 25,5 1.4 3,4

Среднее 283,1 309,0 14,1 52,4 160,4 30,8 1.6 4,0

Анализировано по 10 образцов осадка с каздого города.

к

ИонольЕСВание осадка стсяшх вод в качестве удобрений ограничено нв-за низкой его транспортабельности (высокая влажность) в о гигиенической точки зрения. Компостирование осадка с такими кошовенташ как солома, навоз, гидролизный лигнин, земля позволило аа короткий срок поручить обеЁзарааеыноо оргаш:ч оское удобрений с хорошиш удобрительными и фиаическвш свойствами.

3. Влияние

При использовании осадка в качестве удобрения происходят не« которые изменения агрохимических свойств псяш. Разовое вносшшу 40 в 80 т/га способствовало увеличений ¿¡умш обменных основана!! о 33,4 до 36,8 мг.екв/ЮО г почвы, В моргай год действия осадка содержание органического вещества в слое 0-Й0 ом повысилось- на 0,14-0,31$, на третьем году последействия в варианте с едогодаш вквсением"40 т/га оно увеличилось в слое 0-20 см на 0,43% и 2040 сы - на 0,25$. сумма обменных'оснований возросла на 5 и 3,3 ыг.эквДОО г почвы соответственно, рН - до 8,1-8,2.

Таблица 3

Действие осадка на некоторые Зизшсо-хиыкческие свойства карбонатного чернозема. Полевой опыт (3-й год последействия)

!Гдуби-!рН Вариант !на, см! вод-опыта ! !ное ! ! ! 1 1 I

"I

!

!по++

Оа" мг.

++ !Гу- „

М

!Водо- !Коэф-рл «;!прочные !фици-2 агрегата! ент !>0,25мм, !струк~ \% к конт-1 турно-1 ролл !сти(К)

Контроль

Ооадск.аИга 40

80

40 (ежегодное внесение)

0-50 7,6 32,8 3,40 Ц182 0,140 100 1,05

20-40 7,9 33,0 3,30 0,174 0,13.5 100 1,06

0-20 7,8 34,0 3,53 0,205 0,149 118 1,20

20-40 7.9 34,0 3,32 0,170 0,144 105 1,25

0-20.7,9 35,2 3,62 0,215 0,167 122 1,38

20-40 7,9 33,8 3,40 0,182 0,150 122 1,39

0-20 8,1 37,8 3,83 0,256 0,178 167 1,39

20-40 8,2 35,3 3,55 0,226 0,173 165 1,29

Под влиянием осадка доля 1уми:ошх кислот в составе гуцуоа увеличилась в 1,1-1,2 раза по сравнению с контролем. Отношение ' ^гк:Сфк в пахотном горзонтэ составило 2,23-2,87, в подпахотном -2,15-2,52 против 2,0 и 1,61 в контрольном варианте.

Водопрочность агрегатов размером более 0,25 мм при разовом внесении осадка повысилась на 18-22, при ежегодном - на 67%.

Заметного изменения содержания валовых форм свища, кобальта, молибдена и кадмия в пел в а не произошло. По даншы вегетеци-онного опыта их содергаияе при норма осадка 2000 г на сосуд увеличилось по сравнении с неудобренным вариантом соответственно на 1,8; 0,6; 0,3 и 0,5 от на I кг абсолвтно сухой почвы.

На всех вариантах почва существенно обогатилась зодорзстзо-риглкя формами кальция и сера. Содержание НСО3, Ct~ и Ы^4"1" оо-храшглось на уровне контрожьтх вариантов на карбонатной и несколько возросла на выщелоченной черноземах. Отмечалось незначительное увеличение содержания натрия» Количество общего азота а почве по годам действия состазнло 0,205-0,225$ против 0,1820,195$ в контроле.

Данные вегетационных опытов, где изучалась направленность . процессов в почве при применении более высоких доз удобрений, показали, что содержание органического вещества, общих форм зло-ментов и поглощенных оснований повышалось по всем вариантам как в первый, так и во второй года действия удобрений.

4. Содержание я длнрмщеа подвижных элементов питания под культураш звена полевого севооборота

Степень воздействия осадка на азотный режим псяш зависит от его дозы и от возделываемой культуры. Наибольшее накопление ' нитратов отметалось под пропашными культурами. Так, при внесении 40 т/га осадка под кукурузу на силос содержание нитратного азота

• II • '

а сдое 0-20 см псшкадось, в завискиостк от фаэи развития рас. тсеяй, на 3,5-20,7, при 80 т/га - на 5,9-18,3 мг/кг. Запаса нитратного азота в метровом слое почвы в весенний период (май) ОооткдЕ 121-141 кг/га против 98,3 кг/га в контроле.

Осадок практически не влиял на накопление нитратов в почва под культурами сплошного сева.

Последействие осадка на этот показатель также сильное проявилось под пропашными культурами. Весенние запасы нитратного азота в штрав ом слое под подсолнечником (4-й год действия) со-соатезнлЕ - 64,2-77,5 кг/га при 44,5 кг в контроле, под куку-1У80Й (5-8 год действия) - 65,5-128 кг/га (контроль - 46,7 кг/гаХ

Содержание аммиачного азота в потве изменилось в основной под воздействием высших доз осадка.

Количество подвижного фосфора в пехотном слое удобрениях вариантов в первый год действия увеличилось в 1,5-3,5 роза по сравнении с контролем. В последующе года действия осад?.а несколько ослабевает, но остается еще высоким. Так, на пятом году содержание »того элемента выше, чем в контрольном варианте на . 2,60-3,47 мг на 100 г почвы. Выявлено, что под влиянием . осадка происходит обогащение подвижными фосфатами не только

верхнего, но и нижележащих слоев (до глубины 60 см), что имеет ' большое значение для окультуривания почв.

Запасы подвижных фосфатов в метровом слое почвы в первый год действия возросли с 140 до 245-370 и в пятый - с 135 до 204-296 кг/га.

Применение осадка приводит к увеличению содержания групп уксуснорастворишх и солянокислых фосфатов. Разовое внесение осадка мало сказалось на содержании органофосфатов, но некоторое увеличение этой группы фосфатов отмечалось при ежегодном

его применении.

Осадок сточных вод не привел к существенное увеличении содержания обменного калия в почве, что связано (о чем <&ло сказано выше) с низким содержанием данного элемента в самоа осадке.

I

5. Влияние осадка сточных вод на динамику накопления сухого вещества и элементов питания в растениях

Наблюдения показали, что прирост сухого-вещества растений идет неравномерно и продолаается до фага полной спелости. Мансн-рлальное накопление биомассы отмечалось в фазе молочно-воснсаой спелости. В условиях вегетационного опыта на карбонатном черноземе в удобренных осадком вариантах сухая касса кукурузя в фазе цветения возросла в 1,6-2,4, в фазе полной спелости - в 2,03,5 раза, на выщелоченном - соответственно в 1,7 и 2,9 раза. В полевом опыте на карбонатном черноземе в первый год действия наибольший прирост биомассы ячменя наблюдался при норме осадка 40 т/га (450 г на 100 растений при 360 г в контроле). В год^ последействия наиболее интенсивное формирование биомассы отмечалось при норме 80 т/га.

Осадок сточных вод оказал существенное влияние на содержание азота и фосфора в растениях как в первый год действия, тек и в последующие. С повышением нор,а осадка количество азота и фосфора повышается, а калия несколько снижается. Содержание элементов питания в растениях изменялось в зависимости от фаш вегетации и доен осадка.

Всего за севооборот на неудобренном участке вынос азота составил 490 кг, фосфора - 235 и калия - 587 кг. Максимальное количество элементов питания отчуждалось с урожаями культур при внесении 40 и 80 т/га осадка. Вынос азота в этих вариантах превысил вынос азота в контроле на 49 и 68$ соответственно, фос-

#ора - на 32 и 45 и калия - на 16 и 2%.

Коэффициенты использования азота, фосфора и калия оказались наиболее высокими при разовом внесении 40 т/га осадка и

составили соответственно 75, 22 и 101$. При корле 80 т/га они * ^

неоколысо снизились (52, 16 и 94%).

• В варианте с ежегодным применением осадка эти коэффнци-. енш были еще меньше (21, 7 и 39$).

6, Влияние осадка сточных во^ на урожай и качество сельскохозяйственных культур

Действие осадка на урожайность кукурузы, удобренной на силос, (Зыло'сашм выосиим при его внесении в норме 40 т/га, а ярового ячменя - при 20 т/га (табл.4,5). При использовании его в больших нормах (80 т/га) эффект был ниже. Совместное внесение осадка с" минеральными удобрениями имело преимущество перед раздельным их применением.

В первый год последействия на продуктивность озимой пшэ-кицц больше влияла низкая доза осадка - 20 т/га, а зеленой массы горохо-овсяной смеси - повышенные дош - 40 и 80 т/га (ом.табл.4,5). Однако значительная прибавка по.цучена и от 20 т/га (120 ц/га зеленой массы). Повторное внесение 40 т/га ' несколько повысило урожайность этих культур. Совместное внесение осадка о минеральными удобрениями оказало на урожай озимой пшеницы и горохо-овсяной смеси большее влияние, чем раздельное.

На второй год последействия урожай зерна ячменя возрос на 4;б-9,8, а семян подсолнечника - на 2,1-3,7 ц/га. Максимальная прибавка семян подсолнечника получена при 40 т/га, ярового ячменя - 80 т/га.

Таблица 4

Продуктивность сельскохозяйственна! кудь'Щ) в завЕсшюста от доз вкесонзя осадка сточных вод в следующем звене севооборота: кукуруза на силос, го-рохонэвес, яровой ячмзнб, подсолнечник, кукуруза (полевой ошт, поле $ I)

!Уттай на контроле и прибавка удобренных вариантов.п/га! Суммарные

Вариант опыта

Последействие

¡Действие; _

!ЭГ-ЙЕЙ. !но -1580 г

21976 г. ¡1977 г. |1978 г.) 1379 г* |но' •1Э8и г*

урожай!прибавка .. за на зер-| ц/га зерн.ед.

Контроль Осадок, т/га

170

173

44,5

17,7

58,5

160,2

20 100 120 4,6 1,5 7,8 216,4 56,2

40 120 130 8,6 2,9 11,3 230,9 70,7

80 105 132 9,8 1,7 13,2 229,4 69,2

40 (ежегодно) 120 143 11,9 2,7 9,5 235,1 74,9

40 т/га +Мео 160 157 13,1 4,3 17,2 255,2 95,0

40 т/га + (ЫР)60 165 163 14,1 5,3 19,4 258,7 98,5

40 т/га + (НРЮэд 175 167 14,9 4,3 20,7 250,2 90,0

(ВРЮбО 126 127 •4,2 5,5 II,2 238,5 78,3

НСР(05), ц/га 31,5 20,0 2,0 1,7 3,8 - -

Р. % 3,8 2,20 1,77 2,86 1,82 — -

м

Продуктивность сельскохозяйственных культур в зависимости от доз внесения осадка сточных вод в следующем звене севооборота: яровой ячмень, озимая пшеница, подсолнечник, кукуруза, кукуруза (полевой опыт, поле № 2)

Вариант опыта 'Действие I ...... i Последействие ¡'урожай) прибавка

iяровой !ячмень, 11976 г» ¡озимая ¡пшеница, 11977 г. ¡подсол-!нечник, 11978 г. ■! кукухуза на ¡вукур ¡зерно,1979 r.jrn, 1 ^за на зер-! ц/га зврн>6Д. i

Контроль 14,1 37,1 14,5 50,5 33,5 159,7

Осадок, т/га: 20 12,9 10,4 2,1 Г7.0 7,8 205,9 46,2

40 10,4 10,0 3,7 . 17,7 П,3 208,7 49,0

80 9,2 9,5 3,2 21,5 13,2 210,9 51,2

40 (ежегодно) 10,4 11,5 3,9 20,2 9,5 218,2 58,5

40 т/га + Kg0 11,3 14,9 4,9 23,4 17,2 ■ 225,6 65,9

40 т/га + (MOgQ 17,2 14,3 5,0 30,2 19,4 238,6 78,9

40 т/га + (ПРК)60 14,6 11,7 5,7 27,6 20,7 235,1 75,4

(HPK)SQ 10,7 5,0 2,1 14,6 П,2 201,9 42,2

НСР(05), ц/га 4,8 2,9 1,3 3,20 3,8 - -

■n tlf Г , /" 1,98 2,16 2,69 1,52 1,82

На третий год последействия подоолнечнпк слабо оашзслся на внесение осадка. Математически доказанная прибавка урожая подучена только при норме 40 т/га (2,9 ц/га). В другом севооборота (поле & 2) кукуруза полоаительно использовала последействие осадка. Максимальная прибавка (21,5 ц/га) получена при внесении 80 т/га осадка. Высока эффективность и более низких норм. При совместном внесении осадка и минеральных удобрений она была еще выше.

Урояайность кукурузы (пятой культуры севооборота) значительно повышалась при внесении 40 я 80 т/га осадка. Эффективность низкой норш (20 т/га) на пятом году действия была в 1,5 раза шло. Существенные прибавки урожая (17,2-20,7 ц/га) получены при сочетании осадка с минеральными удобрениями. Эффективность раздельного внесения - осадка и минеральных удобрений была почти на одном уровне.

Таким образом, эффективность осадка сточных вод городов оставалась высокой в течение всей ротации пятипольного севооборота. Суммарная урожайность возделываешх культур при использовании 20 т/га осадка превысила таковую на контроле на 56,2 ц зерновых единиц, 40 т/га - на 70,7 ц. Удвоение пооледней дозы не приводило к росту урожая.

Результата опытов о использованием компостов показали, что удобрения, полученные на основе осадка, дали существенную прибавку урожая испытуемых культур. В первый год действия наиболее аффективными были компост из осадка о соломой, и осадка о навозом. В этих вариантах урожай зеленой массы горохо-овсяной смеси возроо на 150 и 152 ц соответственно (табл.6). В последействии положительный результат дали компоста из осадка с лигнином и осадка о землей.

Влияние различных компостов, приготовленных на основе осадка, на урожай сельскохозяйственна культур, ц/га

!_Урожай на контроле и прибавки удобренных вариантов, ц/га_

Вариант опыта |_ Поле Л I _ !_Поле № 2_

! Действие! Последействие !Действие!_ Последействие

'.горох- ! яроз ой Гп оде о л-! кукуруза! озимая '.подсол-! кукуруза ¡кукуруза на _!овес !ячмень!нечник !на зерно!пшеница !нечник !на зерно ¡зерно_

Контроль 173 44,5 17,7 58,5 37,1 14,5 50,5 58,5

Компост, 40 т/га

Осадок+зешн (9:1) 137 8,2 2,6 22,2 5,9 2,1 10,2 12,2

Осадсж+лигнин (4:1) 143 4,1 1,5 10,2 3,9 1.2 7,8 10,2

Осадок+солома (4:1) 150 7,9 2,5 7,5 6,7 2,1 9,8 7,5

Осадск+павоз (1:1) 152 8,7 2,8 13,0 6,9 3,0 П,5 13,0

Р, % 2,20 1,77 2,86 1,82 2,16 1,69 1,52 1,82

НСР(0,95)' ц/га 20,0 2,5 1,7 3,8 1.4 1.3 3,2 3,8

В условиях вегетационного опыта применение осадка обеспечило повышенно продуктивности растений кукурузы в 5,2-5,4 раза, сахарной свеклы - 2-3,4, подсолнечника - 3,7-3,9, многолетних трав - 1,8-2,2 и картофеля --в 2,2 раза.Так на как и в полевых опытах наиболее эффективными были средние норш осадка.

Результаты наших исследований показали, что осадок сточных вод способствовал не только повышению урожая сельскохозяйственна* культур, но и его качества. Выявлено, что содержание сырого баа в зерно ячменя увеличилось на 0,5-1,3% в первый год действия и на 0,6-2,5$ - во второй. При совместном применении осадка и шнеральных удобрений оно увеличилось еще больше - на 3,7$. В зерне озимой пшенищ от последействия разных норм осадка содержание сирого белка возросло на 0,3-^2,0$ по сравнению с контролем, а при сочетания осадка с азотными удобрениями - на 2,6$.

Содерганпэ сырого яира в семенах подсолнечника на вариантах о использованием осадка оставалось на уровне контроля,, а при ого сочетании с. минеральными удобрениями снижалось на 1,8/1. Крахма-лютость кдубней картофеля (вегетационный опыт) в удобренных вариантах была выше на 2,9$.

В изучаемых культурах (кукуруза, ячмень) содержание тяжелы* металлов (Съ , Си и &0 при удобрении осадком несколько увеличилось, особенно в вегетативных органах. Так, на карбонатном черноземе (вегетационный опыт) в листьях кукурузы при внесении . высоких доз (2000 г осадка на сосуд) содержание М» возросло о 3,20 мг в контроле до 5,90 мг/кг, Си - с 4,52 до 7,46, Сь - с 1,23 до 5,25 И Се(- с 0,70 до 4,50 мг/кг.

В зерне кукурузы отмечалось накопление отдельных металлов также при повышенных дозах осадка. Так, содержание Сс1 возросло

с 0,07 до 0,23, H - с 0,25 до 0,45 мг/кг.

Б зерне ячменя (полевой опыт) отмечена тенденция к накоплению Ы и № при высоких дозах осадка (80 т/га) - соответственно 0,14 и 0,36 мг/кг против 0,06 и 0,19 в контроле.

Учитывая тенденцию к накоплении тяяелых металлов в растениях при внесении осадка, необходимо избегать его применения в высоких дозах (80-100 т/га) и ооблвдать частоту внесения - один раэ в 4-5 лет,

7. Эконошческая эффективность применения оомжа сточных вод в качестве удобрения

При чередовании культур кукуруза на силос, горохо-овес, яровой ячмень, подсолнечник, кукуруза условно чистый доход от применения 20-80 т/га осадка составил 313-414 руб. Наибольший доход подучен при внесении 40 т/га (414 руб.). Повышение дозы осадка приводит к снижению его. Однако наивысшая окупаемость одного рубля затрат получена при дозе 20 т/га (6,56 руб.). Совместное внесение осадка с минеральными удобрениями приводит к снижению окупаемости одного рубля до 4,5-3,0 руб. из-за затрат, связанных с приобретением минеральных удобрений. Аналогичные результаты получены и в другом звене севооборота.

ВЫВОДЫ

I. Интенсивный рост городов и прошшленности по переработке сельскохозяйственной продукции создает локальные очаги загрязнения окружающей среда. В связи с этим разработка мероприятий по утилизации осадка сточных вод городов в качестве удобрения имеет не только экономическое, но и природоохранное значение.

2. Осадок сточных вод городов Молдавии характеризуется достаточно высоким содержанием сухого (36,1$) и органического вещества (21,3$), общего азота (2,09$), фосфора (2,42$) и калия (0,64$) в расчете на сухую массу. Подвижность азота составляет около 35$, а фосфора - 45$. Наибольшее содержание азота и фосфора отмечено в осадке сточных вод тех городов, где действуют гидролизно-дрояжевые заводы.

3. Лимитирующим фактором использования этого резерного органического сырья в качестве удобрения является содержание в ном таких тяжелых металлов, как свинец (31 мг/кг сухой масса), никель (52), медь (283) и хром (160). Снижение концентрации тя-вшнх металлов и их влияния на почву я растения достигается при правильном применении осадка: компостировании его о различными отходами производства; применении осадка и компоотов на.его основе на нейтральных и слабощелочных почвах, где подвижнооть тяжелых металлов заметно снижается{ совладения оптимальных доа

й частоты внесения.

4. Осадок стопных вещ Городов оказывает существенное влияние на показателя аошщиального плодородия чернозема. При его применении в дозах 40-80 т/га оодержаиие органического вещества в пахотном слое карбонатного чернозема повышается на 0,13-0,22$, общего азота - на 0,023-0,033 и фосфора - на 0,009-0,027$, об-мэшшх катионов (Са+++М^'н") - на 1,2-2,4 мг«экв/100 г почвы. Количество гушновых кислот в ооотаве гумуса возрастает в 1,11,2 раза, а оптическая плотность снигается с 24 до 23,722,5 мг/мп. Коэффициент отруктурнооти повышается о 1,05 до 1,211,38, а сумма агрегатов более 0,25 ым возрастает на 18-22$. При »том содержание тяжелых металлов(свинца, хрома, никеля) в почве и

соотношение ионов в почвенном растворе существенно не изменяются.

5. Под влиянием осадка стотннх вод заметно улучшается пищевой режим почвы, особенно азотный и фосфоршй. Весенние запасы нитратного азота в слое почвы 0-100 см под пропашными культурами (подсолнечник, кукуруза) увеличиваются с 65-78 до 121-141 кг/га, а подвижного фосфора - с 130 до 260-310 кг/га. Калийный реаим карбонатного чернозема в вариантах с применением осадка изменяется незначительно,, что связано с относительно низким содержанием этого элемента в осадке и высоким - в почве. Компостирование осадка с навозом, соломой, почвой или его сочетание с калийными удобрениями позволяет оптимизировать соотношение подвие-шх форм основных элементов в почве.

6. В условиях вегетационного опыта применение осадка обеспечило повышение продуктивнооти растений кукурузы в 5,2-5,4 ра- • за, сахарной свеклы - 2-3,4, подсолнечника - 3,7-3,9, многолет- ■■ них трав - 1,8-2,2, картофеля - в 2,2 раза по сравнению с контролем.

В полевых опытах внеоепие 40 т/га осадка повышает продуктивность 5-польного зернопропашного севооборота на 70,7 ц/га зерновых единиц. Увеличение доеа в два раза практически не ска-швается на уровне суммарной прибавки (69,2 ц/га), а при сочетании оптимальной дош (40 т/га) с азотными удобрениями этот показатель повышается до 95 ц/га, иле 19,0 ц/га зерновых еданиц в год. Эффективность осадка зависит от места его размещения в севообороте. При внесении его в оптимальных дозах (20-40 т/га) под кукурузу среднегодовая прибавка урожая составила 11,2-14,1, а под культуры сплошного сева - 9,2-9,8 ц/га зерновых единиц.

7. Коэффициент использования питательных веществ культурами севооборота из осадка зависит от дозы его внесения. При дозе

40 т/га этот показатель составил дли азота 75$, фосфора - 22 и калия - 101$, а при 80 т/га - соответственно 52, 16 и 94$.

8. На удобренных осадком вариантах улучшается качество зер- -на ярового ячменя и озимой шпенищ. Применение осадка раадольио

и в сочеташи с шнеральшш удобреншш повышает оодерзание сырого белка в зерне ярового ячменя на 0,5-3,1$. Послодействио осадка способствует увеличении содержания сирого балка в зерне овнмой пшенида на 0,8-1,6$, а в сочетании с шнеральшш удоб-рзкияш - на 1,2-2,6$. При повышенных дозах (80) отмочено накопление тяжела металлов в вегетативных органах растений, В зерно ятеэш и кукурусы оодоргашю их знстителыю ызньшэ.

9. В пятипольном аэрнопропашном сезооборото макешлальшй условно чиошй доход достигнут при использовании осадка сточных вод в дозах 20-40 т/га - 313-414 руб. Окупаемость I рубля затрат самая высокая при внесении 20 т/га осадаа - 6,56 руб. Добавление минеральных удобрений к осадку приводит к снижению окупаемости I рубля затрат до 4,5-3,05 руб.

10. Применение компостов на основе осадка экономически ш-тото. Наибольший зкономичоошгй эффект подучен при внесении компоста иэ осалса и навоза в дозе 40 т/га: условно чистый доход ооотсаил 346 руб. при окупаемости I рубля затрат 4,92 руб.

■••■ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Осади: сточных вод городов рекомендуется вносить на кар-бонатних и обакншеншх черноземах в зернопропашшх севооборотах под пропашино культуры в дозе 20-40 т/га один раз в 4-5 лет.

Б целях снижения концентрации тяжелых металлов и улучшении физических свойств осадок рекомендуется компостировать о навозом

в соотношении 1:1, соломой - 1:1, почвой - 9:1, лигнином - 4:|. Доза внесения кошостов - 40 т/га один раз за севооборот.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Использование осадка городских сточных вод в качестве удобрения.- Кишинев, 1976.- 4 с. - (Информационный листок) (в соавторстве).

2. Влияние осадка сточных вод городов на продуктивность сельскохозяйственных культур// Тез.докл. III регион.совещ.гео-сети опытов с удобрениями МССР и УССР.- Кишинев, 1977.- Часть I.- С.89—90.

3. Временные рекомендации по применению осадка сточных вод в качестве удобрения.- Кишинев, 1977.- II с. (в соавторстве).

4. Накопление органической массы и химический состав органов кукурузы под действием осадка городских стоков// Интенсивная химизация земледелия и эффективность удобрений.- Кишинев: Штиин-ца, 1978.- С.59-72.

5. Эффективность осадка сточных вод городов в зависимости от его способа применения// Система удобрений в интенсивном земледелии.- Кишинев: Штиинца, 1979.- С.72-82.

6. Урожай и качество кукурузы под влиянием осадка сточных вод городов// Урожай и качество сельскохозяйственных культур при систематическом применении удобрений,- Кишинев, 1982.-

С.88-93.

7. Действие и последействие осадка сточных вод на урожай .сельскохозяйственных культур// Органические удобрения, плодо-родиб~"1почв и урожай.- Кишинев, 1983.- С.71-82.

8. Изменение качества гувдуса и структурно-агрегатного состава карбонатного чернозема под действием осадка сточных вод

городов// Органические удобрения а воспроизводство почвенного плодородия,- Кишинев, 1984,- С.34-45.

9. Использование осадка сточных вод городов - важный резерв повышения плодородия почв// Проблема гумуса в земледелии я использование органических удобрений: Тез.докл. и рекомендации по регулировании баланса гумуса в земледелии,- Владимир, 1987.- С.36-37.

10. На что годится осадок сточных вод городов// Сельское хозяйство Молдавии, 1989. - С.24.

11. Городские отхода и способ их утилизации,- Кишинев: Штиинца, 1989. - 135 с. (в соавторстве).

Подписано в печать 09.07.90. АБ 05703. Формат 60x84 1/16. Объем 1,5 печ.л. У-ч.-иэд.л. 1,0. Ротапринт. Заказ Р 301. Тирад ТОО экз.

Типография издательства "Штиинца". 277004, Кишинев, Берзарина, 8.