+7 (342) 299 99 69

пн-пт с 900 до 1800

logotype
ГлавнаяО ТБОЛитератураПроблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производстваПерспективы утилизации осадков сточных вод и применение их в сельском хозяйстве

Перспективы утилизации осадков сточных вод и применение их в сельском хозяйстве

Одной из многочисленный экологических проблем современной цивилизации является утилизация отходов производства и потребления, в том числе осадков сточных вод (ОСВ) городских очистных сооружений. Уровень использования осадка сточных вод в сельском хозяйстве пока невысок. Большая часть отходов вывозится на свалки, создающие опасные очаги загрязнения окружающей среды. При этом безвозвратно теряются содержащиеся в отходах полезные компоненты.

Общий эффект воздействия ОСВ на почву заключается в том, что они повышают ее способность сохранять влагу, увеличивают содержание органического вещества и способствуют агрегации почвы (Шеуджен и др., 2005). Из литературных источников следует, что в большинстве случаев по удобрительной ценности ОСВ не уступают традиционным органическим удобрениям и правильное применение их в сельском хозяйстве позволяет повысить плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур (Лучицкая и др., 2007).

В последние годы применение промышленных минеральных удобрений в РФ резко снизилось, что связано с их высокой стоимостью и причинами другого характера. В частности, массовое применение минеральных удобрений и интенсивная обработка почвы снижает содержание в ней гумуса. Этот дефицит можно пополнить только применением органических удобрений, в т.ч. и ОСВ (Белюченко, Муравьев, 2009; Мельник 2009).

Для правильного использования осадков сточных вод в качестве удобрений необходимо в каждом конкретном регионе организовать всестороннее изучение их химического состава, определить влияние ОСВ на плодородие почв, урожай и качество сельскохозяйственных культур. Таким образом, поиск новых технологий утилизации ОСВ крайне актуален. В своих исследованиях мы изучали различные варианты использования осадков сточных вод.

Методика исследований. В Ботаническом саду КубГАУ осенью 2009 г. был заложен вегетационный опыт в сосудах с количеством почвы 6 кг. Изучение ОСВ проводилось в следующих вариантах: 1) почва (контроль), 2) почва + 360 г ОСВ (из расчета 60 т/га), 3) почва + 360 г ОСВ + 120 г фосфогипса (20 т/га), 4) почва + 360 г ОСВ + 120 г фосфогипса + 12 г опилок (2 т/га). Повторность опыта 10-кратная. В каждый сосуд высевали по семь семян озимой пшеницы на глубину 5 см; после всходов оставляли по три растения.

В 2010 г. изучали прямое воздействие указанных смесей на развитие озимой пшеницы, а в последующие годы - последействие. Оценку влияния указанной смеси проводили на основе агрохимических показателей почвы, биометрических данных озимой пшеницы, химического состава растений и по качеству зерна.

Результаты исследований и их обсуждение. Применение осадков сточных вод и фосфогипса заметно сказалось на агрохимических показателях почвы в вегетационных опытах как первого года исследования, так и в последействии (табл. 1).

Таблица 1. Агрохимические показатели почвы, 2010 - 2012 гг.

Вариант

Органическое вещество, %

^Гобщ.,

%

мг/кг

Р2О5, мг/кг

рН

2010 г.

Контроль

3,13

0,14

18,00

185,10

7,14

ОСВ

4,53

0,19

26,45

208,47

7,05

ОСВ+ФГ

4,67

0,20

41,45

314,72

7,01

ОСВ+ФГ+ опилки

4,87

0,20

44,75

322,57

7,04

2011 г.

Контроль

3,02

0,24

19,24

196,59

7,10

ОСВ

3,99

0,35

24,80

252,35

7,01

ОСВ+ФГ

4,22

0,38

34,60

327,02

6,98

ОСВ+ФГ+ опилки

4,34

0,39

35,40

314,57

7,01

2012 г.

Контроль

2,54

0,24

19,50

273,89

7,07

ОСВ

2,74

0,28

24,10

275,42

7,08

ОСВ+ФГ

3,27

0,29

25,20

315,48

6,93

ОСВ+ФГ+ опилки

3,25

0,32

20,40

395,04

6,68

Из полученных результатов видно, что осадки сточных вод заметно повышают содержание органического вещества от 3,13 до 4,53%, а добавление ФГ и опилок еще больше увеличивают этот показатель, что позволяет говорить о более экономном расходовании органического вещества под влиянием фосфогипса. На количество общего азота существенного влияния фосфогипс не оказывает, однако применение осадков сточных вод увеличивает его содержание при последействии.

В первый год исследования, заметно возрастает доля нитратного азота. Естественно, что повышение органического вещества в почве способствует накоплению нитратного азота, а также подвижного фосфора. Показатели рН почвы колеблются мало по сравнению с контролем и сохраняются на нейтральном уровне. Осадки сточных вод оказали заметное влияние на содержание в почве кальция, серы и кремния (табл. 2).

Таблица 2. Содержание химических элементов в почвенных образцах

Вариант

Са, %

Бі, мг/кг

БСи2", %

2010

2011

2010

2011

2012

2010

2011

2012

Контроль

0,44

0,32

1,64

1,69

1,76

0,06

0,06

0,13

ОСВ

1,02

0,88

1,66

3,07

2,99

0,07

0,06

0,12

ОСВ+ФГ

1,30

0,12

1,76

3,62

2,71

0,20

0,28

0,29

ОСВ+ФГ+ опилки

1,56

1,36

2,39

3,37

3,02

0,11

0,09

0,14

Обращает внимание заметное увеличение, почти в 1,5 раза, в удобренной почве кремния. Кремний является не только питательным, но и конструктивным элементом, так как его недостаток приводит к разрушению органоминерального комплекса почвы, ускорению деградации органического вещества, ухудшению минерального состава.

Применение осадков сточных вод, как в чистом виде, так и в качестве компостов, оказало существенное влияние на развитие растений озимой пшеницы (табл. 3).

Таблица 3. Биометрические показатели озимой пшеницы

Кол-во

Длина

Кол-во

ил ТТ ґ\ Г* ТГҐ\ л

Кол-во зерен /растение,

Масса

ТТ (Л Ґ* X. тэ

Масса зерен /расте

Масса 1000 зерен,

Вариант

побегов, шт

колоса, см

колосков в колосе,

 

колосьев

/растение,

 

 

шт.

шт.

г

ние, г

г

2010 г.

Контроль

1,82

9,81

15,92

60,77

2,98

2,31

38,07

ОСВ

3,96

9,74

18,15

113,78

7,53

5,82

51,00

ОСВ+ФГ

3,15

9,13

18,15

104,44

6,28

5,04

48,55

ОСВ+ФГ+ опилки

3,15

9,37

18,30

103,52

6,21

4,92

47,80

2011 г.

Контроль

2,88

7,98

16,29

93,04

4,48

3,53

38,52

ОСВ

2,68

7,91

15,55

86,48

4,38

3,43

39,45

ОСВ+ФГ

3,28

8,62

17,44

127,22

6,59

5,17

40,27

ОСВ+ФГ+ опилки

5,50

9,56

18,13

255,56

13,76

10,46

38,92

2012 г.

Контроль

2,12

7,14

14,95

57,88

2,85

2,17

37,73

ОСВ

2,79

7,70

15,00

76,79

3,64

2,82

37,85

ОСВ+ФГ

3,08

8,51

15,22

81,31

4,28

3,21

40,23

ОСВ+ФГ+ опилки

4,77

8,98

16,98

99,69

6,78

3,97

40,19

Анализ биометрических характеристик растений озимой пшеницы показал, что осадки сточных вод способствовали увеличению количества побегов на растение, заметно увеличили длину колоса, количество зерен на растение и другие показатели. Заметно увеличилась масса зерна на растение и масса 1000 семян.

Различия в характере вегетации озимой пшеницы проявлялись во всех вариантах. Следует отметить, что сроки начала кущения и выхода в трубку по сравнению с контрольным вариантом опережали контрольный вариант на три дня.

Осадки сточных вод оказали весьма существенное влияние и на технологические качества зерна озимой пшеницы (табл. 4).

При анализе технологических свойств зерна озимой пшеницы можно отметить, что осадки сточных вод, особенно при внесении фосфогипса, заметно увеличивают в последействии содержание протеина, ИДК (индекс деформации клейковины) и весьма заметно - стекловидность зерна. Стекловидность характеризует консистенцию зерна, с которой связываются особенности его химического состава, физико-химических, структурно-механических и технологических свойств. Самая низкая стекловидность получена на контроле - 38,11%, а максимальное значение отмечено в варианте применения осадков сточных вод с фосфогипсом - 45,57%.

Таблица 4. Влияние компостов на качественные показатели зерна озимой пшеницы

Качественные показатели зерна озимой пшеницы

Вариант

Влажность, %

Протеин, %

Клейковина, %

ИДК, ед.

Стекловидность,

%

2010 г.

Контроль

13,30

10,23

15,95

68,92

39,20

ОСВ

13,31

11,80

27,59

66,63

45,75

ОСВ+ФГ

13,39

12,36

21,78

70,18

45,35

ОСВ+ФГ+ опилки

13,34

12,13

21,53

67,94

43,99

2011 г.

Контроль

12,85

11,73

18,14

65,60

38,11

ОСВ

13,17

13,56

22,89

69,36

45,73

ОСВ+ФГ

12,98

14,70

23,84

64,99

45,57

ОСВ+ФГ+ опилки

13,08

13,29

28,82

64,77

40,78

Массовая доля влаги в зерне озимой пшеницы находится в пределах нормы. Особое внимание следует обратить на содержание клейковины. Так, при внесении осадков сточных вод содержание клейковины увеличивается на 4,7% по сравнению с контролем, а при совместном применение осадков сточных вод с фосфогипсом на 5,7%. Еще более высокий уровень содержания клейковины отмечается при компостировании тройной смеси: осадков сточных вод, фосфогипса и опилок; разница с контролем здесь достигает 8,7%.

На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что компо-сты, включающие осадки сточных вод, фосфогипс и опилки, как первоначально, так и впоследствии, оказывают влияние на физические и химические свойства почв, морфологические особенности развития растений озимой пшеницы и существенно улучшают качество ее зерна.

Таким образом, одним из важнейших принципов рационального влияния на плодородие почв является альтернативный подход экологического характера с использованием осадка сточных вод, фосфогипса и опилок.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)
  • Комментарии к статье
  • Вконтакте
  • Facebook

Содержимое второго блока