Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние осадков сточных вод на урожайность и качество сельскохозяйственных культур в условиях Волго-Вятского региона

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Влияние осадков сточных вод на урожайность и качество сельскохозяйственных культур в условиях Волго-Вятского региона"

На правах рукописи

...„лпл.лп „ ООЗОБЭЭ84

НИКОЛАЕВ Борис Владимирович

ВЛИЯНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ войго-вятского РЕГИОНА

Специальность 06.01.09 - растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов-2007

003069984

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном общеобразовательном учреждении высшего профессионального образования «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» на кафедре почвоведения и агрохимии.

Научный руководитель Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Михайлов Леонид Николаевич

Официальные оппоненты Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Курдюков Юрий Федорович

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Пилюгин Вячеслав Александрович

Ведущая организация Государственное научное учреждение «Чувашский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

Защита состоится «!£ » мая 2007 г в 10°° часов на заседании диссертационного совета 220 061 05 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н И Вавилова» по адресу 410012, г Саратов, Театральная пл , 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан « /У » ОЦ 2007 г

Ученый секретарь диссертационного смета,

доктор с.-х. наук, профессор Пронько Н.А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях интенсификации сельского хозяйства особая роль отводится возделыванию высококачественной растениеводческой продукции с целью удовлетворения возрастающих потребностей человека Однако в последние годы в Волго-Вятском регионе Российской Федерации прослеживается тенденция снижения урожайности основных сельскохозяйственных культур В частности, в Чувашской Республике урожайность зерновых культур не превышает 2,0-2,5 т/га Объясняется это, прежде всего, заметным падением плодородия почв, поскольку резко сократилось применение органических и минеральных удобрений Так, для бездефицитного баланса гумуса в почвах Чувашской Республики необходимо ежегодно вносить на гектар пашни 8-10 тонн органики, а вносится всего около половины нормы Из-за высокой стоимости значительно сократилось применение минеральных удобрений

С другой стороны, на очистных сооружениях региона накапливаются значительные запасы осадков сточных вод Например, ежегодно на очистных сооружениях г Новочебоксарска, куда поступают промышленные и канализационные стоки г. Чебоксары, накапливается свыше 1,2 млн тонн ОСВ Это огромный резерв для производства органического удобрения, рациональное использование которого позволило бы приостановить отрицательный баланс гумуса в почве, повысить урожайность сельскохозяйственных культур, одновременно решая санитарно-гигиенические и экологические проблемы региона

Основной фактор, сдерживающий применение ОСВ в сельском хозяйстве, это наличие в них солей тяжелых металлов, влияние которых на почву, продуктивность и качество растениеводческой продукции недостаточно изучено Научно-необоснованное использование ОСВ может повысить экологическую нагрузку на агроэкосистему за счет введения в нее ряда тяжелых металлов Си, Хп, Аб, РЬ, Сё,

В связи с этим, для эффективного использования осадков городских сточных вод в качестве удобрения в каждом конкретном регионе весьма актуально

всестороннее изучение их химического состава, определение влияния ОСВ на плодородие почв, урожай и качество сельскохозяйственный культур.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение влияния осадков сточных вод г. Новочебоксарска на урожайность и качество сельскохозяйственных культур в условиях Волго-Вятского региона (на примере Чувашской Республики) Основные задачи

— изучить химический состав осадков сточных вод г Новочебоксарска, включая микроэлементы, в том числе и контролируемые тяжелые металлы,

— определить действие ОСВ на агрохимические и биологические свойства светло-серых почв,

— выявить влияние ОСВ, навоза и минеральных удобрений на фотосинтетическую активность культур,

— установить эффективность ОСВ и их сочетаний с органическими и минеральными удобрениями на урожайность и качество сельскохозяйственных культур,

— рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность применения ОСВ при выращивании сельскохозяйственных культур

Научная новизна Впервые для почвенно-климатических условий Чувашской Республики

— выявлена возможность использования осадков городских сточных вод при выращивании сельскохозяйственных культур на светло-серых лесных почвах

— установлена зависимость качества зеленой массы кукурузы, зерна яровой пшеницы и ячменя от доз вносимых ОСВ,

Положения, выносимые на защиту:

— сравнительная удобрительная ценность ОСВ и навоза КРС,

— особенности изменения агрохимических и биологических свойств светлосерых лесных почв от применения ОСВ в качестве удобрения, -зависимость фотосинтетической активности растений кукурузы от доз ОСВ,

— характер влияния доз ОСВ на урожайность и качественные показатели сельскохозяйственных культур,

Практическая значимость. Результаты исследований использованы для разработки научно обоснованных рекомендаций по применению осадков сточных вод г Новочебоксарска в качестве органических удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур, использование которых повышает плодородие зональных почв и урожайность культур

Производственные испытания, проведенные в СХПК «Сад» Чебоксарского района Чувашской Республики, показывают, что внесение 60 т/га ОСВ в прямом действии повышают урожайность зеленой массы кукурузы на 24,9 т/га (107,8%) На второй и третий годы последействия ОСВ прибавка урожая яровой пшеницы составила 0,53 т/га (29,4 %), ячменя 0,80 т/га (44,8 %) по сравнению с контролем.

Апробация работы Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научной конференции, посвященной 120-летию со дня рождения профессора Леонида Адольфовича Пельциха (Чебоксары, 2005), межрегиональной научно-практической конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки» (Чебоксары, 2006), научно-практических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2004), «Молодые ученые - сельскому хозяйству Чувашской Республики» (Чебоксары, 2005)

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей, одна из которых в журнале, рекомендованном ВАК РФ

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 110 странице компьютерного текста Включает 4 главы, выводы и предложения производству, содержит 36 таблиц, 13 рисунков Список литературы включает 163 источника, в том числе — 21 зарубежных авторов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия, объекты и методика проведения исследований Научные исследования проводились в 2003-2005 гг в СХПК «Сад» Чебоксарского района Чувашской Республики Погодные условия в 2003-2005 гг складывались по-разному Так, средняя температура за вегетационный период колебалась в пределах 16-17 градусов, сумма положительных температур за полный период колебалась в пределах 1665-1700°С, количество выпавших осадков - от 223 мм в 2005 г до 401 в 2003 г

В качестве объектов исследования были выбраны

1 Осадки сточных вод (ОСВ) г Новочебоксарск Очистные сооружения находятся в г. Новочебоксарске, куда поступают хозяйственно-бытовые и промышленные стоки городов Чебоксары и Новочебоксарск

2. Светло-серая лесная почва СХПК «Сад», Чебоксарского района Чувашской республики Пахотный горизонт характеризуется следующими агрохимическими показателями

- содержание гумуса по методу И В Тюрина - 2,22%,

- подвижный фосфор по Кирсанову - 412 мг/кг,

- обменный калий по Кирсанову — 113 мг/кг,

- рН kci - 6,48

3 Сельскохозяйственные культуры, рекомендованные для возделывания в Чувашской Республике кукуруза (Zea mays) - сорт «РОСС - 209», яровая пшеница (Tritikum aestivum) сорт — «Приокская», ячмень (Hordeum sateum) сорт — «Биос - 1»

Полевой опыт заложен в звене севооборота (кукуруза - яровая пшеница -ячмень) по следующей схеме

1 Контроль (без удобрений)

2 30 т/га ОСВ

3 60 т/га ОСВ

4 30 т/га навоз

5 60 т/га навоз

6 30 т/га ОСВ +30 т/га навоз

7 60 т/га ОСВ + NPK (под запрограммированный урожай 1-ой культуры - 50,0 т/га зеленой массы кукурузы)

8 Ni5oPi3o Кзо (эквивалентные содержанию в 60 т/га ОСВ)

По данной схеме для изучения прямого действия удобрений полевые опыты закладывались 3 года подряд при возделывании кукурузы, а также для изучения последействия внесения удобрений 2 года - при возделывании яровой пшеницы, 1 год — при возделывании ячменя В опытах применяли следующие удобрения аммиачная селитра, двойной суперфосфат и 40% калийная соль

Дозы внесения ОСВ и навоза подобраны таким образом, чтобы не допустить загрязнения почвы тяжелыми металлами и из расчета поддержания бездефицитного баланса гумуса

Опыт закладывали согласно схеме в звене севооборота Опыт включает 8 вариантов Повторность — четырехкратная Размер одной делянки - 36 м2, учетная площадь делянки - 25,2 м2 Расположение делянок - последовательное

ОСВ, навоз КРС, минеральные удобрения N130 Рпо Кзо вносились осенью под зябь, и азотное удобрение из расчета 20 кг д в /га при посеве кукурузы Агротехника возделывания кукурузы и зерновых культур общепринятая для данного региона

Учет урожая зеленой массы кукурузы осуществляли по методике Госкомиссии по сортоиспытанию ручным способом, а зерна - путем прямого ком-байнирования «Сампо-500» методом сплошной уборки

Перед закладкой опытов были отобраны образцы почв с исследуемых участков, а также ОСВ и навоза КРС Анализ почвенных и растительных проб проводили на кафедре почвоведения и агрохимии ЧГСХА, а также в республиканском агрохимическом центре «Чувашский» Хлебопекарные качества яровой пшеницы определяли в лаборатории технологии зерна и массовых анализов Самарского НИИСХ

Содержание гумуса определяли методом ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), биологическую активность почвы - методом аппликаций (Мишустин, 1972), валовое содержание тяжелых металлов в почве — ГОСТ 18826-73, фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза - согласно методике Чиркова Ю И (1969), статистическую обработку данных - методом дисперси-

онного анализа по Доспехову Б А (1985), экономическую и биоэнергетическую эффективность по Минееву В Г. (1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Химический состав ОСВ г. Новочебоксарска и его агрохимическая ценность

Результаты сравнительного исследования химического состава ОСВ г Новочебоксарска и навоза крупного рогатого скота (КРС) приведены в таблице 1.

1 Химический состав осадков сточных вод г Новочебоксарска и полуперепревшего навоза КРС (в пересчете на сухое вещество)

№ п/п Показатели ОСВ Навоз КРС

1 Органическое вещество, % 54,1 - 70,0 52,4 - 74,5

2 N общ , % 1,20-1,42 0,53 - 0,60

3 РА,% 1,14-1,29 0,19-0,23

4 к2о, % 0,04-0,16 0,4-1,7

5 1л20, % 0,0035 - 0,0037 0,0036 - 0,0038

6 МяО, % 2,1-2,5 0,4 - 0,7

7 СаО, % 4,5 - 8,2 1,3 - 2,3

8 рНкс! 7,2 - 7,9 6,98 - 7,0

Из приведенных в таблице данных видно, что по химическому составу ОСВ достаточно сильно отличаются от навоза Содержание органического вещества, азота, фосфора, кальция и магния в осадках сточных вод выше, чем в навозе КРС, что определяет особую ценность их как удобрения Однако, содержание калия в навозе более чем в десять раз выше, чем в ОСВ По количеству органического вещества, общему содержанию кальция, фосфора ОСВ превосходит навоз, а по другим элементам их значения близки

Сдерживающим фактором использования осадков сточных вод в качестве удобрения является содержание в них ряда тяжелых металлов.

Перед внесением и заделкой в почву ОСВ провели повторный анализ содержания тяжелых металлов в исследуемой партии, в навозе КРС, которые предназначались для опытов (табл 2)

2. Содержание тяжелых металлов в ОСВ и навозе КРС, мг/кг

Элементы ОСВ Навоз КРС ПДК в ОСВ ПДК в почве

РЬ 48,5 14,0 1200 100

са 7,2 0,5 20 3

2,0 1,5 25 2

Аз 3,5 1,0 20 5

7,п 690,0 56,0 3000 300

Си 735,0 6,8 1200 100

Сг 205,0 6,5 5200 100

Содержание тяжелых металлов в ОСВ выше, чем в навозе. Однако пре* вшцение находится в пределах ПДК.

Влияние ОСВ, йавоза и минеральных удобрений на агрохимические свойства пахотного слон светло-серых лесных почв Содержание гумуса. Исследования показали, что внесение осадков сточных вод и навоза положительно влияет па содержание гумуса на светло-серых лесных почвах практически в любых внесенных дозах. При этом наибольший прирост содержания гумуса отмечен при внесении 60 г/га ОСВ (рис. I).

2.7 а 2,6 2.5 2.4 2,3 £ 2.2 3 2,1

I ^

к !•!

% 1,7 8 1,6

б 1.5 1,4 1.3

1.2

И 2003 г.

□ 2004 г.

□ 2005 г

1 2 3 4 5 Ь 1 Я I- ариай:.-/ опыта

1 - Контроль, 2 - 30 т/га ОСВ, 3 - 60 т/га ОСВ, 4 - 30 т/га навоз, 5-60 т/га навоз. 6 - 30 т/га ОСВ + 30 т/га навоз, 7-60 т/га ОСВ + ЫРК (под запрограммированный урожай), | - !ЯРК (-жвтжнпшо содержанию в 60 т/га ОСВ)

Рис. 1. Влияние ОСВ, навоза, минеральных удобрений на содержание гумуса в светло-серой лесной почве, %

Нужно отметить, что повышение содержания гумуса в пахотном слое почв после применения ОСВ, более высокое, чем после внесения навоза, что сказывается и в последействии

Содержание подвижного фосфора. Как было уже отмечено, почвы опытного участка светло-серые лесные, среднесуглинистого гранулометрического состава Содержание подвижного фосфора в пахотном слое колеблется в пределах 390-420 мг/кг

Исследования показали, что в вариантах с внесением ОСВ содержание подвижного фосфора (Р205) заметно увеличивается. В то же время, исходя из больших запасов фосфора в ОСВ (больше чем в навозе КРС), мы ожидали больший процент повышения в почве данного элемента питания При внесении 60 т/га ОСВ отмечено максимальное увеличение фосфора до 452 мг/кг почвы

Содержание обменного калия Содержание калия в почве увеличивается более отчетливо в вариантах с внесением 60 т/га навоза, чем при внесении 60 т/га ОСВ Это связано с тем, что содержание калия в самих осадках сточных обнаруживается меньше, чем в навозе

Содержание тяжелых металлов. Применение ОСВ в качестве органического удобрения в первый год привело к повышению меди на 22,0 - 26,5 мг/кг; цинка на 11,0 - 19,4 мг/кг, свинца - 8,6 - 9,2 мг/кг, кадмия - 0,71 - 0,78 мг/кг Однако использование ОСВ в дозах 30-60 т/га не приводило к увеличению содержания валовых форм тяжелых металлов в почве выше ПДК На второй и третий годы последействия органических удобрений наметилась тенденция к снижению содержания этих элементов в почве

Обменная кислотность При определении химического состава осадков сточных вод нами было выявлено, что они имеют слабощелочную реакцию -рН кс) = 7,95 Так как изучаемые светло - серые лесные почвы изначально имели слабокислую реакцию пахотного слоя (рН кс! =5,24), то при внесении 30 - 60 т/га ОСВ она переместилась в сторону нейтральной Необходимо отметить, что ОСВ на реакцию почвенной среды воздействовали значительно эффективнее навоза в эквивалентных дозах

Биологическая активность светло-серых лесных почв. Наибольшая активность почвы отмечена в вариантах с внесением 60 т/га ОСВ и 30 т/га ОСВ в сочетании 30 т/га навоза, как в первый год внесения, так и в последействии, где средний показатель биологической активности светло-серой лесной почвы превысил контроль на 16,2 — 29,5%

Таким образом, на основании проведенных исследований можно заключить, что ОСВ, смещает реакцию среды в щелочную сторону, способствует улучшению агрохимических и биологических показателей светло-серых лесных почв

Влияние ОСВ на фотосинтетический потенциал, урожайность и качество зеленой массы кукурузы

Фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза.

Максимальное значение фотосинтетического потенциала (ФП) за вегетацию 2778,3 тыс м2 дней/га было получено на посевах кукурузы при внесении минеральных удобрений, чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) составила 4,13 г/м2 в сутки (табл 3)

3 Показатели фотосинтетической деятельности посевов кукурузы

в зависимости от применяемых удобрений

Варианты опыта Максимальная площадь листьев, тыс м2/га ФП тыс м2 дней/га ЧПФ г/м2 в сутки

Контроль 35,7 1949,4 2,62

30 т/га ОСВ 36,1 1964,3 2,65

60 т/га ОСВ 38,3 2064,4 2,84

30 т/га навоз 38,0 2061,5 2,81

60 т/га навоз 38,4 2059,9 2,90 "

30 т/га ОСВ+ЗО т/га навоз 39,0 2119,3 3,05

60 т/га ОСВ+№К (под за-программ урожай) 51,4 2759,5 4,02

№К (экв содерж в 60 т/га ОСВ) 51,9 2778,3 4,13

Так же высокий ФП и ЧПФ обеспечивались на варианте при совместном внесении ОСВ с минеральными удобрениями, где эти показатели были равны соответственно 2759,5 тыс.м2 дней/га и 4,02 г/м5 в сутки.. Внесение ОСВ в чистом виде и совместно с навозом также значительно повысило значения ФП по сравнению с контролем на 5,9 - 8,7%, и ЧПФ на 8,4 - 16,4 %.

Урожайность зеленой массы кукурузы. Осадки сточных вод увеличили, в сравнении С контролем, урожайность зеленой массы кукурузы от 2,03 до 24,80 т/га. Внесение навоза позволило получить дополнительно 2,35 - 5,33 т/га урожая (рис. 2), Резко возрастала урожайность зеленой массы кукурузы при применении минеральных удобрений. Это связано с тем, что они лучше усваиваются растениями, а кроме этого в вариантах с внесением минеральных удобрений сохранялось больше влаги по сравнению с использованием органических удобрений. Так как почвы опытного участка бедны калием, то эффект от калий-содержащих минеральных удобрений мы предполагали при теоретических расчетах, что и подтвердили результаты опытов.

50

1 2 3 4 5 6 7 8 Варианты опыта

/ - Контроль, 2 - 50 т/га ОСВ, 3 - 60 т/га ОСВ. 4-30 т/га навоз, 5 — 60 т/га

навоз, 6-30 т/га ОСВ Л 30 т/га навоз, 7 - 60 т/га ОСВ + МРК (под з¿триграмм. урожай), 8 - N^,K (эквивалентно содержанию в 60 т/га ОСВ)

Рис. 2. ВлияЕше ОСВ, навоза, минеральных удобрений на урожайность

зеленой массы кукурузы, т/га

Питательная ценность зеленой массы кукурузы. Изучая биохимический состав зеленой массы кукурузы, было установлено, что наибольшее содержание сырого протеина 11,61% и каротина 6,18% отмечено в варианте совместного применения ОСВ и минеральных удобрений (табл 4).

4. Влияние ОСВ, навоза, минеральных удобрений на качество зеленой массы кукурузы (в среднем за 2003 -2005 гг )

Варианты опыта Содержание в сухом веществе, % Обменная энергия, МДж/кг

Сырой протеин Каротин Сырая клетчатка Сырой жир БЭВ

Контроль 11,42 1,41 29,02 2,03 40,9 8,63

30 т/га ОСВ 11,17 0,29 22,16 2,19 53,9 9,30

60 т/га ОСВ 11,04 1,26 23,68 2,57 52,2 9,31

30 т/га навоза 10,89 4,50 26,28 2,25 48,3 9,09

60 т/га навоза 11,38 2,53 24,52 2,33 50,2 9,19

30 т/га ОСВ + 30 т/га навоза 10,35 2,62 23,43 2,78 52,4 9,27

60 т/га ОСВ + ЫРК(под запро-грамм урожай) 11,61 6,18 24,86 2,39 49,1 9,15

ЫРК(экв содерж в 60 т/га ОСВ) 10,09 4,39 25,21 2,51 50,0 9,11

Наибольший процент содержания жира 2,78% отмечен при внесении сме-

си ОСВ и навоза Практически не уступает ему по содержанию жира вариант с внесением 60 т/га ОСВ - 2,57% Установлено также, что внесение навоза в большей мере способствует накоплению сырой клетчатки, чем ОСВ

Влияние ОСВ на структурные показатели, урожайность и качество яровой пшеницы

Структурные показатели яровой пшеницы. Результаты исследований показали, что в последействии ОСВ, а также совместное внесение ОСВ с навозом и минеральными удобрениями улучшают структуру урожая наблюдается увеличение длины колоса, числа зерен в колосе, массы 1000 семян, а также продуктивной кустистости (табл 5) Максимальная длина колоса отмечена в варианте совместного применения ОСВ и минеральных удобрений 8,22 см при

7,14 см в контроле, но наибольшее количество зерен В колосе и масса 1000 семян в варианте с внесением 30 т/га ОСВ.

5. Влияние OCR на структурные показатели урожая яровой пшеницы (в Среднем за 2004-2005 гг.)

Варианты опыта : Длина растений, СМ Общая кустистость J3 Ж F- Я (J II II С * Длина колоса, | см Число зерен в колосе, шт Масса зерен с 1 колоса, г Масса 1000 зерен, г

Контроль 81,56 1,1.6 1,14 7,14 23,4 0,72 30,8

30 т/га ОСВ 88,55 ' U8 1,14 1 7,79 1 29,1 0,93 32,1

60 т/га ÖCB 93,78 1,20 1,18 8,04 27,9 0,86 31,0

30 т/га навоз 89.44 1,18 1,17 7,42 24,3 I- 0,75 31,0

60 т/га навоз 91,34 1,22 1,18 7,73 28,3 0,88 31,3

30 т/га ОСВ + 30 т/га навоз 92,31 1,18 1,18 7,66 28,1 0,84 29,9

60 т/га ОСВ у NPK 92,10 1,20 '.17 8,22 27,1 0,84 31,2

NPK. (эк», содерж. в 60 т/га ОСВ) 95,43 1,15 1,14 7,65 26,5 0,83 31,5

Урожайность яровой пшеницы. Исследования, проведенные 1? 2004 г. показали, что все внесенные удобрения, в т.ч. и осадки городских сточных вод, в последействии достоверно обеспечивают прирост урожая яровой пшеницы по Сравнению с контролем на 0,27 - 0,53 т/га (15 - 20,4 %). МаксимальныЙ урожай 2,33 т/га был получен в варианте с внесением 30 т/га ОСВ. Несколько уступал ему вариант с внесением 60 т/га навоза К!'С (рис. 3).

J J J i b 1 8 Fliipuniinj uijbmi

1 ~ Контроль, 2 - ЗА т/га ОСВ, 3 — 60 т/га ОСВ, 4 — 30 т/га нйчоз, 5 - 60 т/га навоз, 6 - 30 т/га ОСВ + 30 т/га навоз, 7 -60 т/га ОСВ + 1уРК (под з(¡программ урожаи), 8 - ,\'/'К (эквивалентно содержанию в 60 т/га ОСВ)

Рис. 3. Влияние ОСВ, навоза, минеральных удобрений на урожайность яровой

пшеницы, т/га

Хлебопекарные свойства яровой пшеницы. Осадки сточных вод оказали весьма существенное влияние на технологические качества зерна (табл 6) В частности, в последействии его внесения повышалось содержание клейковины в муке до 30% при 28% в контроле Наибольший процент содержания белка отмечен в варианте с применением ОСВ и минеральных удобрений (13,4%)

б Влияние удобрений на содержание общего азота, белка и клейковины

в зерне яровой пшеницы, % (в среднем за 2004 - 2005 гг )

Варианты опыта Азот общий Белок Клейковина

Контроль 2,10 11,97 28,0

30 т/га ОСВ 2,03 11,57 28,0

60 т/га ОСВ 2,10 11,97 30,0

30 т/га навоз 2,14 12,20 28,0

60 т/га навоз 2,20 12,54 28,0

30 т/га ОСВ + 30 т/га навоз 2,24 12,77 30,7

60 т/га ОСВ + №>К (под запро-грамм урожай) 2,35 13,40 30,0

№К (экв содерж в 60 т/га ОСВ) 2,28 13,00 31,2

Из данных, приведенных в таблице видно, что зерно яровой пшеницы, выращенное с внесением ОСВ, по содержанию общего азота не уступает зерну пшеницы, выращенной с использованием традиционного навоза

Влияние ОСВ на структурные показатели, урожайность и качество

ячменя

Структурные показатели ячменя. Результаты исследований 2005 г показали, что применение ОСВ как в чистом виде, так и при совместном применении с навозом и минеральными удобрениями значительно улучшали структурные и физические показатели ячменя

В последействии применения ОСВ при дозе 60 т/га значительно повышалась длина растения (67,3 см), при этом не замечалось полегание, как это случилось в варианте с применением 60 т/га навоза КРС, где средняя длина растений составила 73,4 см Одновременно возрастала и длина колоса Так в варианте с внесением 30 т/га ОСВ превышение над контролем составило 29,1%, а в

последействии внесения 60 т/га ОСВ превышение составило 43,7% Число зерен в колосе, их масса значительно возрастали и ничем не уступали действию навоза в эквивалентных количествах. Максимальная масса 1000 зерен отмечена в варианте с применением осадков сточных вод совместно с минеральными удобрениями и при внесении 60 т/га навоза (49,9 - 50,0 г) Такие же результаты получены при учете продуктивной кустистости Так, в варианте с использованием ОСВ и минеральных удобрений она составила- 1,40 при 1,31 в контроле

Урожайность ячменя. Эффективность последействия ОСВ, навоза и их совместного применения оказалась весьма высокой и на третий год Так, в 2005 г. прирост урожая ячменя от внесенных удобрений составил 0,54 - 0,92 т/га (30,7 — 52,3%) Наибольший урожай был получен в варианте применения 60 т/га навоза, где урожайность составила 2,7 т/га Однако в этом варианте есть и негативная сторона в том плане, что к началу уборки основная часть стеблестоя полегло из-за высокой длины растений, что повело за собой потерю урожая. Достоверно возрастала урожайность в вариантах с внесением 60 т/га ОСВ и совместного внесения ОСВ и минеральных удобрений.

Питательная ценность зерна ячменя В последействии ОСВ в 2005 г содержание сырого протеина в зерне ячменя превысило контроль на 0,45 — 1,31%, переваримого протеина-3,15-9,45 г/кг

Экономическая и биоэнергетическая эффективность применения ОСВ при возделывании сельскохозяйственных культур

В 2003 г уровень рентабельности возделывания кукурузы на зеленую массу с внесением ОСВ и минеральных удобрений составил 31,6%, но максимальный эффект от примененных удобрений был получен в их последействии Так, в

2004 г уровень рентабельности при внесении 30 т/га ОСВ составил 67,4%, а в

2005 г - 107,9%

Подсчет аккумуляции биоэнергии выращиваемыми сельскохозяйственными культурами под воздействием применяемых удобрений показывает, что в зависимости от вида удобрений, их доз и сочетаний по сравнению с контролем она колебалась в пределах 33 803 - 259 351 МДж/га. ОСВ по сво-

ему влиянию на аккумуляцию биоэнергии растениями звена севооборота практически не уступает навозу, об этом свидетельствуют и коэффициенты энергетической эффективности

Наибольшее количество энергии культуры, возделываемые в звене севооборота, накапливали при совместном использовании осадков сточных вод с расчетными дозами калийных удобрений под запрограммированные урожаи, коэффициент энергетической эффективности при этом достигал — 3,54

ВЫВОДЫ

1. В осадках сточных вод г Новочебоксарска содержится 54,1% органического вещества, 1,42% - азота, 1,18% - фосфора, 0,05% - калия, 8,58% - кальция, 2,48% - магния, 0,035% - лития, реакция среды - нейтральная Эти показатели выше, чем в навозе крупного рогатого скота, что определяет их особую ценность как органического удобрения Однако, в навозе КРС содержание калия почти в 10 раз выше, чем в ОСВ В ОСВ также обнаруживается широкий набор микроэлементов, включая и тяжелые металлы (свинец, цинк, медь, кадмий и ДР-)

2 Осадки сточных вод, применяемые в качестве удобрений улучшают агрохимические и биологические показатели светло-серых лесных почв Содержание гумуса при дозе 60 т/га возросло с 2,24 % до 2,61%, подвижного фосфора - с 410 мг/кг до 449 мг/кг, обменного калия - с 111 мг/кг до 129 мг/кг Обменная кислотность понизилась с 6,51 до 6,77 ОСВ, по своему действию на биологическую активность светло-серых лесных почв не уступает навозу КРС, а при рациональном использовании в дозах до 60 т/га - превосходит навоз Но максимальная биологическая активность светло-серых лесных почв обнаруживается при совместном применении ОСВ и навоза (процент разложения льняной ткани составил 20 - 25%)

3 Внесение ОСВ, как в чистом виде, так и в смеси минеральными удобрениями не засоряют почву семенами сорных растений, тем самым снижают засоренность посевов

4 При применении ОСВ в дозах 30 - 60 т/га обнаруживается повышение фотосинтетической активности кукурузы, в частности ЧПФ возрастает на 1,2 -8,3%, также наблюдается улучшение структурных показателей зерновых культур длина колоса яровой пшеницы увеличивается на 0,65 — 0,90 см, число зерен в колосе возрастает до 29,1 шт. при 23,4 шт в контроле, масса 1000 семян увеличивается от 0,2 до 1,3 г, длина колоса ячменя увеличивается на 1,4 — 2,1 см, число зерен в колосе возрастает до 19,1 шт при 14,0 шт в контроле, масса 1000 семян увеличивается от 1,4 до 2,8 г

5 Осадки сточных вод в дозах 30 - 60 т/га существенно повышают урожайность сельскохозяйственных культур, как в прямом действии - урожайность зеленой массы кукурузы от 2,03 до 24,80 т/га, (9,7 - 118,3 %), так и в последействии - яровой пшеницы от 0,34 до 0,41 т/га, (19,5 - 23,2%), ячменя от 0,54 до 0,92 т/га, (30,7 - 52,3 %)

6 Химический состав продукции растениеводства, полученный с применением ОСВ, по своим качественным показателям не уступает продукции полученной с применением традиционного навоза, а в вариантах с внесением повышенных доз ОСВ - превосходит его Отмечено также улучшение хлебопекарных свойств муки, полученной из зерна яровой пшеницы выращенной на светлосерой лесной почве на 2 - ой год после внесения ОСВ В частности отмечено повышение содержания клейковины в муке до 30% в воздушно сухом веществе, при 28% в контроле, увеличение объема хлебцев, улучшение формы и цвета, а также вкуса хлеба

7 Содержание тяжелых металлов (РЬ, Си, Ня, Сс1) как в почве, так и в растениеводческой продукции от применяемых в дозах до 60 т/га ОСВ, остается в пределах ПДК

8 Экономическая эффективность применения ОСВ в качестве удобрения при возделывании сельскохозяйственных культур на светло-серых лесных почвах в первый год повышается незначительно (уровень рентабельности - 31,6%) В последействии рентабельность возделывания яровой пшеницы достигает 67,4%, а при возделывании ячменя - до 107,9 %

9. Биоэнергетическая эффективность звена севооборота при применении ОСВ заметно повышается Коэффициент биоэнергетической эффективности в зависимости от применяемых доз ОСВ колеблется в пределах 2,30 - 3,54

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и плодородия светло-серых лесных почв, а также сохранения в чистоте окружающей природной среды, рекомендуется использование ОСВ г Новочебоксарска в качестве органического удобрения в хозяйствах Волго-Вятского региона из расчета 30 - 60 т/га совместно с хлористым калием 70 - 150 кг/га в д в , но не чаще одного раза в 5 лет под зяблевую вспашку Дозы ОСВ целесообразно устанавливать дифференцированно в зависимости от степени окультуренности почвы и обеспечения элементами питания возделываемых сельскохозяйственных культур, с учетом содержания тяжелых металлов в пахотном слое и в самих ОСВ с тем, чтобы их количество не превышало ПДК как в почве, так и в растениях

Список работ опубликованных по материалам диссертации:

1 Николаев Б В Последействие удобрений на структурные показатели урожая яровой пшеницы / Б В Николаев, Л Н Михайлов// Матер международной научной конференции, посвященной 120-летию со дня рождения профессора Леонида Адольфовича Пельциха / ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2005 -С 110-111

2 Николаев Б В Влияние ОСВ, навоза и их смеси на биохимический состав кукурузы / Б В Николаев, Л Н Михайлов, О А Васильев //«Молодые ученые - сельскому хозяйству Чувашской Республики» матер науч - практ конф / ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2005 - С 47-49

3 Николаев Б В Влияние осадков городских вод на хлебопекарные качества яровой пшеницы / Николаев Б В // «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки» сб науч тр межрег науч -практ конф молодых ученых, аспирантов и студентов / ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2006 - С 55-56

4 Николаев Б В Влияние ОСВ на содержание тяжелых металлов в серых лесных почвах / Николаев Б В «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки». Сб науч тр межрег науч-практ конф молодых ученых, аспирантов и студентов / ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2006 - С 56-57

5 Николаев Б.В Влияние осадков сточных вод на агрохимические свойства серой лесной почвы, урожайность и качество зеленой массы кукурузы / Б В Николаев, Л H Михайлов, О А Васильев // «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» матер науч - практ конф / Map roc ун-т — Йошкар-Ола, 2004 - С 73-74

6 Николаев Б В Влияние ОСВ и навоза на урожайность и биохимический состав кукурузы / Б В Николаев, Л H Михайлов, О А Васильев// Труды ЧГСХА - Том 19 / ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2004 - С 8384

7 Николаев Б В Экономическая и биоэнергетическая эффективность применения осадков городских сточных вод при возделывании сельскохозяйственных культур / Б В Николаев, Л H Михайлов// Вестник Саратовского госаг-роуниверситета им H И Вавилова . № 1, 2007 - С. 51-53

Подписано в печать 13 04 2007 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Гарнитура Times New Roman Печать RISO Объем 1,0 печ л Тираж 100 экз Заказ №024

Отпечатано с готового оригинал-макета Центр полиграфических и копировальных услуг Предприниматель Серман Ю Б Свидетельство № 3117 410600, Саратов, ул Московская, д 152, офис 19, тел 26-18-19,51-16-28