Рабочая гипотеза исследования

Введение

 

Одной из главных экологических проблем существования и развития городов является утилизация хозяйственно-бытовых сточных вод. Эта проблема с развитием человеческой цивилизации становится все острее, так как продолжается рост городов за счет концентрации в них населения и промышленности. Следовательно, увеличивается и накопление городских сточных вод. По своему химическому составу осадки городских сточных вод (ОСВ) с иловых площадок могли бы служить прекрасным удобрением для большинства культур и мелиорантом почв. Однако по литературным данным имеется ряд ограничений использования их в этом направлении: наличие в них тяжелых металлов (ТМ), радионуклидов (РН), заразных микроорганизмов (ЗМ) и гельминтов (ГМ). В каждом конкретном случае требуется специфический подход к использованию ОСВ, так как каждый крупный город имеет осадки определенного качества, количества и состава.

Подобная проблема стоит и перед г. Калугой. На городских иловых площадках накоплен достаточно большой объем ОСВ. Ясной линии их утилизации на сегодняшний день нет. Изучается возможность использования ОСВ в качестве органо-минерального удобрения под с/х культуры. Доказано их положительное действие на продуктивность многих культур. Выявлены основные ТМ, накапливающиеся в продукции растениеводства при внесении ОСВ в высоких нормах. Установлены тенденции в изменениях параметров плодородия дерново-подзолистых почв [35,36].

Однако неизученными остались длительность эффективности действия ОСВ в качестве удобрения при разовом внесении, эффективность обезвоженного осадка сточных вод (ООСВ или КЕК), особенности действия ОСВ и ООСВ на фоне известкования почв, проблемы высоких доз ОСВ и ООСВ, технологические приемы локализации ОСВ и ООСВ в почву при возделывании различных культур, особенности применения ОСВ и ООСВ в различных севооборотах, мониторинг за накоплением ТМ в почвах, продукции растениеводства.

Цели и задачи исследования

Целью научно-исследовательской работы явилось изучение агроэкологической и экономической эффективности высоких доз осадков сточных вод различной влажности при почвенном пути их утилизации в качестве удобрения ячменя при возделывании его в технических целях для получения биотоплива.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) изучить особенности роста и развития ячменя при внесении в дерново-подзолистую супесчаную почву высоких доз ОСВ и ООСВ (в норме 200 т/га по сухому веществу) на третий год после их применения с различным способом их локализации в почве;

2) исследовать структуру, уровень и качество урожая ячменя на третий год после применения высоких доз ОСВ и ООСВ (в норме 200 т/га по сухому веществу) в качестве удобрения;

3) установить уровни накопления ТМ в зерне ячменя и дерново-подзолистой супесчаной почве при внесении в качестве удобрения 200 т/га по сухому веществу ОСВ и ООСВ на третий год последействия;

4) выявить изменение параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы на третий год после внесения в нее в качестве удобрения ячменя 200 т/га ОСВ и ООСВ.

5) рассчитать экономическую эффективность применения 200 т/га по сухому веществу ОСВ и ООСВ в качестве удобрения ячменя на третий год последействия на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Глава 2. Условия и методика проведения исследований

Технология возделывания ячменя

Предшественники

Лучший предшественник для ярового ячменя - пропашные культуры (кукуруза, картофель, сахарная свекла), под которые обычно вносят удобрения. Хорошими предшественниками являются также озимые, идущие по удобренному чистому пару.

Яровой ячмень, посеянный после пропашных культур, особенно пригоден для пивоварения; в этом случае он даст не только высокий урожай, но и зерно хорошего качества, с высоким содержанием крахмала. Для продовольственных целей или на корм скоту ячмень можно высевать после зерновых бобовых культур, накапливающих в почве много азота.

Ячмень, будучи скороспелой культурой, сам служит хорошим предшественником для яровых, а в некоторых районах и для озимых культур. Благодаря ранним срокам уборки ячмень более ценен как покровная культура, чем другие яровые зерновые хлеба.

Система удобрений

Применительно к конкретным условиям дозы удобрений устанавливают с учетом агрохимических свойств почвы, планируемой урожайности и запаса продуктивной влаги в почве. Фосфорные и калийные удобрения вносят под основную обработку почвы, при посеве и в рядки применяют суперфосфат или аммофос, так как данный тип удобрения позволяет намного увеличить эффективность фосфорных удобрений. Азотные удобрения вносят обычно под предпосевную обработку почвы.

Яровой ячмень относится к группе культур, чувствительных к повышенной кислотности. Он лучше растет при близкой к нейтральной реакции и хорошо отзывается на известкование. При повышенной кислотности почвенного раствора ухудшается рост и ветвление корней, поэтому затрудняется использования растениями воды и питательных элементов из почвы и удобрений. При кислой реакции нарушается обмен в растениях, ослабляется синтез белков, подавляются процессы превращения простых углеводов в более сложные органические соединения. Особенно чувствительны растения к повышенной кислотности почвы в первый период роста, сразу после прорастания.

При внесении извести она взаимодействует с угольной кислотой, находящейся в почвенном растворе, и нейтрализует ее, а также снижается содержание в почве подвижных соединений алюминия и марганца, они переходят в неактивное состояние, и поэтому устраняется вредное действие их на растения.

В результате снижения кислотности и улучшения физических свойств почвы под влиянием известкования усиливаются жизнедеятельность микроорганизмов и мобилизация ими азота, фосфора и других питательных элементов из почвенного органического вещества.

Известь обладает длительным действием. Установлено, что полная доза извести при основном известковании может положительно влиять на урожайность сельскохозяйственных культур в течение двух ротаций 7 – 8- польного севооборота, половинная доза – не более одной ротации (6 – 7лет). Полную, а также половинную дозу извести следует вносить с заделкой под плуг с осени под вспашку или весной под глубокую культивацию.

Для нормального роста и развития растений, кроме обычных видов удобрений (NPK), необходимо внесение недостающих микроудобрений – бора, марганца, цинка, меди, молибдена и др. недостаток в почве каких – либо из этих микроэлементов приводит к заболеваниям, нарушениям обмена веществ в растениях и значительному снижению урожаев.

Подготовка семян к посеву. Посев

Для посева следует использовать в первую очередь крупные семена, отличающиеся высокой энергией прорастания. Они дают более дружные всходы и лучше растут. Важные приемы повышения урожайности ярового ячменя (1-2 ц с 1га) — воздушно-тепловая обработка и солнечный обогрев семян. Семена протравливают против твердой головни преимущественно сухим способом. Протравливание проводят за две – четыре недели до посева.

Сроки посева

Яровой ячмень относится к культурам наиболее ранних сроков посева. Запоздание с посевом на 7 дней снижает урожайность в Нечерноземной зоне на 10—15%. При ранних сроках посева яровой ячмень дает более крупное зерно с меньшим содержанием пленок, а всходы меньше повреждаются шведской мухой. Сеять яровой ячмень следует одновременно с яровой пшеницей или сразу после нее.

Способы посева

Яровой ячмень лучше всего сеять узкорядным способом. На повышение урожайности и улучшение качества зерна большое влияние оказывает направление рядков. В многолетних опытах Опытной станции полеводства ТСХА при направлении рядков с севера на юг во все годы урожайность ячменя была на 1,5—2 ц с га выше, чем при направлении с востока на запад. Одновременно значительно возрастало содержание крахмала в зерне (на 2—3%).

Норма посева

Изменяются в зависимости от района возделывания. В Нечерноземной зоне норма посева колеблются в пределах 1,9—2,4 ц на 1га (5,5—6 млн. всхожих семян). Эти примерные нормы следует уточнять в зависимости от местных почвенных и агротехнических условий. В загущенных посевах ячменя содержание белка в зерне снижается; это следует учитывать при возделывании пивоваренного ячменя.

Глубина посева

Семеня ярового ячменя, заделывают на глубину 5см, так как почва среднесуглинистая. Высеянные семена ячменя набухают медленно, поэтому их следует заделывать обязательно во, влажный слой почвы.

Уход за посевами

В сухую весну после посева ярового ячменя применяют прикатывание, чтобы вызвать приток влаги к семенам из глубоких слоев почвы, а во влажные годы этот прием имеет цель ускорить прогревание почвы и вызвать появление дружных всходов.

На тяжелых заплывающих почвах может образоваться корка, затрудняющая появления всходов; ее надо разрушить боронованием. Боронование проводят до и после появления всходов. До появления всходов бороновать следует на третий день после посева поперек направлению рядков ячменя, для уничтожения не только корки, но и неокрепших всходов однолетних сорных растений.

Боронование после появления всходов необходимо проводить в фазе кущения ярового ячменя на глубину 2 – 3см. Цель – сохранение накопленной влаги в почве, разрыхление почвы, увеличения доступа воздуха к корням и уничтожение всходов сорных растений. Для более раннего рыхления всходов лучше пользоваться вращающимися мотыгами, так как борона может повредить значительное количество слабо укоренившихся всходов.

В борьбе с сорной растительностью, болезнями и вредителями ярового ячменя широко используют химические средства (гербициды, фунгициды и инсектициды).

Схема опытов

 

Научно – исследовательская работа проводилась на опытном поле КФ РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева на экспериментальном участке кафедры сельскохозяйственной радиологии и экологии в 2007 году.

Объектами исследований являлись:

ü осадок сочных вод с иловых площадок г. Калуги (ОСВ);

ü обезвоженный осадок сточных вод (ООСВ или КЕК);

ü дерново – подзолистая супесчаная почва на водно – ледниковых отложениях, подстилаемая мореной;

ü сельскохозяйственная культура - ячмень.

Схема опыта включала следующие варианты:

1. Контроль (возделывание ячменя без удобрений);

2. ОСВ в норме 200 т/га по сухому веществу с внесением его в пахотный слой почвы;

3. ООСВ в норме 200 т/га по сухому веществу с внесением его в пахотный слой почвы;

4. ОСВ в норме 200 т/га по сухому веществу с внесением в подпахотный слой почвы;

5. ООСВ в норме 200 т/га по сухому веществу с внесением его в подпахотный слой почвы.

Обоснованием схемы опыта служит выдвинутая нами рабочая гипотеза, изложенная в главе «Введение». Расположение и размещение повторений и вариантов опыта представлено на рисунке 1.

 

1	2	3	4	5		2	4	5	3	1		5	4	3	2	1
б/у	ОСВп	ООСВп	ОСВпп	ООСВпп		б/у	ОСВп	ООСВп	ОСВпп	ООСВпп		б/у	ОСВп	ООСВп	ОСВпп	ООСВпп

Рисунок 1. Схема расположения повторений и вариантов опыта на Опытном поле КФ РГАУ-МСХА в 2007году.

Опыт заложен в трех кратной повторности. Расположение делянок одноярусное. Размещение вариантов опыта – систематическое. Размер опытной делянки 2,5 х 2 м. общая площадь делянки 5 кв. м. Общее количество делянок - 15.

 

Засоренность посевов ячменя

 

Сорняки – это растения, засоряющие сельскохозяйственные угодья и наносящие вред сельскохозяйственным культурам. Сорняки причиняют огромный ущерб сельскому хозяйству. Они снижают урожайность культур, ухудшают качество продукции. По данным А.В. Фесюкова на средне засоренных полях хозяйства недобирают 10 - 12 % валового урожая зерна, а на сильно засоренных полях урожай снижается в 1,5 – 2 раза.

Развивая мощную корневую систему, сорняки поглощают большое количество влаги и питательных веществ, чем культурное растение. Многие сорняки затеняют почву, в результате ее температура снижается на 2 – 4⁰С, ухудшается жизнедеятельность почвенных организмов и культурных растений. Кроме того, имеются сорняки, непосредственно истощающие культурное растение, питаются за его счет (паразитные и полупаразитные).

Сорняки способствуют размножению вредителей и распространению болезней сельскохозяйственных растений. Так, на корнях злаковых сорняков откладывают яйца гессенская муха и шведская муха – опаснейшие вредители хлебных злаков.

Засоренность посевов приводит не только к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, но и к ухудшению качества продукции. Многие сорняки вредны и даже ядовиты для сельскохозяйственных животных и для человека.

 

12. Динамика засоренности посевов ячменя в вариантах опыта (опытное поле КФ РГАУ-МСХА, 2007г., вид и количество сорняков)

Варианты опыта	Фазы развития
	Кущение	Выход в трубку	Колошение	Цветение	Молочная спелость	Восковая спелость
	Вид и количество сорняков
1. Контроль	Марь белая – 14 Вьюнок пол. –12 Пырей ползучий - 4	Марь белая – 14 Вьюнок пол. –12 Пырей ползучий – 4 Сурепка - 2	Вьюнок пол. –13 Марь белая – 16 Пырей ползучий – 5 Сурепка - 2	Марь белая – 14 Вьюнок пол. –12 Пырей ползучий - 6 Сурепка - 3	Марь белая – 16 Вьюнок пол. –15 Пырей ползучий - 6 Сурепка - 5	Марь белая – 16 Вьюнок пол. –15 Пырей ползучий -6 Сурепка - 5
2. ОСВпах	пырей -3	пырей-2	пырей-1	-	-	-
3. ООСВпах	пырей-2	пырей-1	-	-	-	-
4.ОСВппах	пырей-4	пырей-3	пырей-2	пырей-2	-	-
5. ООСВппах	пырей-3	пырей-1	пырей-1	-	-	-

 

Анализ данных таблицы 12 показывает, что засоренность посевов ячменя в контрольном варианте меньше средней. А в остальных делянках засорение не наблюдалось, за исключением редких экземпляров пырея. Это происходило вследствие того, что растения ячменя, возделываемые на удобрениях ОСВ и ООСВ, развивают очень большую вегетативную массу, поэтому происходило сильное подавление сорных растений и из – за нехватки света и питательных веществ сорняки на этих делянках не развивались.

 

Содержание тяжелых металлов в зерне ячменя

 

Поступление тяжелых металлов в растения возможно двумя способами: через корни с почвенным раствором и путем выпадения металлов из атмосферы на поверхность листьев. Проникновение ТМ в растения через корни зависит от их функций внутри организма, от уровня загрязнения почвы [32].

После проведения необходимых агрохимических анализов образцов зерен были получены значения содержания тяжелых металлов в зерне ячменя приведенные в таблице 15.

 

15. Содержание тяжелых металлов в зерне ячменя на третий год после применения высоких доз осадков с разным способом их заделки в почву (опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007 год, мг/кг)

Варианты опыта	Тяжелые металлы
	Pb	Zn	Cu	Ni	Cr	Mn	Cd
1. контроль	0,01	29,5	5,0	0,7	1,4	5,0	0,03
2. ОСВпах	0,06	61,0	9,1	2,0	3,0	10,3	0,15
3.ООСВпах	0,18	72,6	13,1	2,7	3,0	25,8	0,18
4.ОСВппах	0,02	52,8	8,1	0,7	1,8	3,9	0,02
5. ООСВппах	0,12	57,4	9,1	0,9	0,5	8,9	0,02
ПДК	0,2-0,5	50,0	10,0	0,5	0,2-0,3	-	0,1

 

По результатам химического анализа образцов зерен ячменя, можно сделать вывод, что содержание ТМ в зерне ячменя, выращенного без внесения удобрений, превышает ПДК по одному элементу – никелю. В зерне ячменя содержание свинца не превышает ПДК на всех вариантах опыта. Содержание меди в зерне выше ПДК лишь на варианте с внесением ООСВ в пахотный слой. Содержание цинка в зерне несколько выше норматива на всех делянках с внесением ОСВ и ООСВ. Содержание кадмия в зерне выше ПДК на делянках с внесением ОСВ и ООСВ в пахотный слой. Содержание хрома в зерне выше норматива на делянках с внесением ОСВ и ООСВ как в пахотный, так и в подпахотный слой. Содержание марганца в зерне не регламентировано.

 

3.8 Параметры плодородия и содержание тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве

 

Одна из основных проблем техногенного загрязнения сельскохозяйственной продукции в настоящее время – это накопление ТМ в почвах. Из-за повышенного их содержания в среде они поступают и накапливаются в организме, а время их очищения может превышать десятки лет.

Для того чтобы правильно организовать агротехнику сельскохозяйственных культур, необходимо знать динамику распределения ТМ в почве, растениях и микроорганизмах [32].

Результаты эколого-агрохимической оценки параметров плодородия и содержания ТМ в почве приведены в таблице16.

16. Содержание тяжелых металлов и изменение параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы на третий год после применения высоких доз осадков (опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007г., мг/кг)

Варианты опыта	Cd	Cu	Zn	Pb	Ni	Cr	Mn	Гумус %	рН	Р2О5 мг/кг	К2О мг/кг
1. контроль	0,1	9,1	10,5	3,6	2,8	1,8	415,0	0,53	6,2	226	40
2. ОСВпах	2,7	39,1	159,2	6,2	25,0	91,0	675,0	1,6	6,3	737	30
3. ООСВпах	0,5	39,0	109,2	6,5	34,0	37,0	500,0	1,3	6,3	778	46
ПДК	1-3	33-132	55-220	32-130	40-80	100	1500,0	-	-	-	-
Оптимальные параметры	-	-	-	-	-	-	-	2,0	6-6,5	200	200

 

Химический анализ почвы показал, что содержание в ней тяжелых металлов существенно меняется после внсения высоких доз осадков сточных разной влажности. Содержание изученных металлов в почве увеличивается после внесения осадков. Хотя их содержание в почве не превышает установленные ПДК, но наблюдается однозначная тенденция повышения содержания в ней ТМ. Поэтому, этот факт требует дальнейшего изучения периодичности внесения высоких доз осадков разной влажности в почвы региона.

Анализ параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы выявил низкое содержание гумуса в контроле, а в остальных вариантах опыта наблюдается его повышение. Содержание подвижных форм фосфора в анализированных образцах намного превышает оптимальное значение, а в контроле соответствует ему. Содержание калия в почве изрядно низко. Это дает основание на дополнительное внесение калийных удобрений с целью повышения продуктивной способности плодородного слоя почвы. Также наблюдается незначительное повышение значения рН в вариантах с внесением максимальных доз ОСВ и ООСВ.

 

Экономическая эффективность

 

Экономическая эффективность в сельском хозяйстве предусматривает задачи:

ü Добиться динамичного роста и развития эффективности всех отраслей;

ü Увеличение производства и повышение качества продукции;

ü Значительно повысить эффективность использования земли, производственных фондов, материальных, финансовых и трудовых ресурсов.

Важнейшими путями повышения эффективности сельского хозяйства являются: постоянное обновление и совершенствование техники и технологии производства; использование достижений науки и техники; передового опыта; совершенствование структуры производства; улучшение использования производственных фондов и капиталовложений; экономия трудовых и материальных ресурсов; повышение качества и снижение себестоимости продукции; повышение рентабельности.

Рентабельность представляет собой эффективность, прибыльность, доходность предприятия.

 

17.Экономическая эффективность возделывания ячменя при применении высоких доз ОСВ и ООСВ (2007г.)

Показатель	Контроль	ОСВ (200 т/га)пах	ООСВ (200т/га)пах
1. Урожайность всего, ц/га	18,0	44,0	51,3
2. Площадь, га	100	100	100
3. Валовый сбор всего, ц	1800	4400	5130
4. Производственные затраты, тыс. руб.
5. Себестоимость, руб/ц
6. Цена продукции, руб/ц
7. Стоимость валовой продукции всего, тыс/руб
8. Чистый доход, тыс. руб.
9. Уровень рентабельности, %

 

Анализируя данную таблицу можно сделать, что уровень рентабельности повышается при использовании ООСВ (200 т/га). Так как при внесение этого удобрения урожайность составляет 51,3 ц, валовой сбор самый наивысший и составляет соответственно 5130 ц и чистый доход при использовании данного вида удобрений составляет 1471,06 тыс. руб. по сравнению с контролем (106,09 тыс. руб.). Поэтому наиболее эффективно применять в качестве удобрения под ячмень ООСВ_пах. Уровень рентабельности при использовании ООСВ составляет 253%, что намного выше, чем при использования ОСВ и при возделывания ячменя без удобрений.

 

Выводы и предложения

 

1.По результатам настоящих сертификационных испытаний проб осадков ОСК г. Калуги механически обезвоженных на центрифугах с флокулянтами, выдержанных на площадке складирования в течение последних 2 – 3 лет, установлено, что механически обезвоженные осадки по агрохимическим показателям, содержанию ТМ и мышьяка, а также по санитарно – микробиологическим и паразитологическим показателям отвечают требованиям СаНПиН 2.1.7.573-96, типового технологического регламента, а также требованиям ГОСТ РФ 17.4.3.07-2001.

2. В результате проведенных исследований установлено, что полевая влажность почвы во время вегетации ячменя находилась в оптимальных пределах, но к концу развития растений снизилась. В вариантах опыта с применением ОСВ и ООСВ влажность почвы больше, по сравнению с контролем. Это объясняется тем, что ОСВ и ООСВ способствуют накоплению продуктивной влаги в почве.

3. В ходе исследований выявлено, что рост и развитие растений ячменя при внесении высоких доз ОСВ и ООСВ происходили лучше, чем на контроле. Установлено, что наибольшая площадь листьев была достигнута на вариантах опыта с внесением ООСВ в пахотный и подпахотный слои почвы.

4. Установлено, что при применении высоких доз ОСВ и ООСВ даты основных фаз развития ячменя наступает быстрее по сравнению с контролем, а начиная с фазы молочной спелости происходит замедление процессов созревания и поэтому наступление этой фазы у растений ячменя происходит позже 5-6дней, чем на контроле.

5. Выявлено, что при выращивании ячменя с внесением высоких доз ОСВ и ООСВ, растения образуют большую вегетативную массу, тем самым полностью подавляя развитие сорняков.

6. В результате исследований установлено, что наибольшая урожайность ячменя была получена на вариантах опыта с внесением ООСВ в пахотный и подпахотный слой. По сравнению с контролем, наибольшая прибавка урожая составила 30-34 ц/га. Определенно, что по всем показателям структуры урожая ячменя на варианте с ООСВ_пах превышает другие варианты опыта.

7. Установлено, что при внесении высоких доз ОСВ и ООСВ содержание тяжелых металлов в зерне превышает ПДК по Zn, Ni, Cr, Cd, а также превышение по Cu в варианте с ООСВ_пах. По другим ТМ содержание в зерне выше ПДК не наблюдалось.

8. По результатам химического анализа почвы выявлено, что содержание в ней ТМ по вариантам опыта не превышает ПДК, хотя наблюдается явная тенденция повышения их содержания в дерново-подзолистой почве.

9. Установлено, что при внесении высоких доз ОСВ и ООСВ в пахотный слой, произошли изменения параметров плодородия почвы. Содержание гумуса увеличилось до 1,3 - 1,6%, но не достигло оптимального уровня. Кислотность почвы в вариантах опыта с ОСВ_пах и ООСВ_пах увеличилось до 6,3. Содержание Р₂О₅ сильно увеличилось и во много превышает оптимальный уровень. К₂О в почве в варианте с ОСВ_пах понизился, а в варианте с ООСВ_пах повысился, но для достижения оптимального уровня необходимо его дополнительное внесение в форме калийных минеральных удобрений.

10. Расчеты экономической эффективности применения высоких доз ОСВ и ООСВ показали, что наибольший уровень рентабельности и чисты доход достигнуты при применении ООСВ_пах в норме 200 т/га по СВ., соответствнно.

Рекомендация производству

В хозяйствах пригородной зоны г. Калуги рекомендуется вносить высокие дозы осадков сточных вод (до 200 т/га по СВ) на длительную перспективу при возделывании зерновых кормовых культур на дерново-подзолистых почвах при локализации их в подпахотный слой.

Список использованной литературы

1. Антонова О.Я. Характеристика состава термически высушенного ОСВ как удобрения // В сб.: Опыт сбора, транспортировка, переработка и уничтожение бытовых и промышленных отходов, охрана окружающей среды – П.: 1976, с. 34 – 45.

2. Белая О.П. Об удобрительных свойствах ОСВ // В сб.: Мелиорация водное хозяйство – М.: Урожай, 1968, с. 43 – 48.

3. Беляков Г.И. Практикум по охране труда. – М.: Агропромиздат, 1988. – 160 с

4. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильинский, А.Ф. Козьяков и др.: Под общ. Ред. С.В. Белова, 2-е изд., испр. И доп. – М.; Высш. шк., 1999, 448с.

5. Вавилов П. П. и др. Растениеводство. – М.: Колос, 1979, 396 с.

6. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. – М.: Агроконсалт, 2001, 392с.

7. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. // СанПин 2.1.7.573.-96 – М.: Минздрав России, 1997, 57 с.

8. Гольдфарб Л.П., Туровский М.С., Беляева С.Д. Опыт утилизации ОСВ в качестве удобрения. – М.: Стройиздат, 1983, 26 с.

9. Даукшае И., Лукаенионсне Э. Способы обработки ОСВ и возможность их использования в сельском хозяйстве. // Тезисы координационного научно-технического совещания «Использование ОСВ и твердых бытовых отходов в сельском хозяйстве». – Владимир, 1983, с. 8 – 12.

10. Двойнишникова Е.И. Влияние ОСВ на микрофлору почв. // Сборник научных трудов БСХА. – 1975, с. 36 – 39.

11. Двойнишников Е.И., Каликинсккая Н.А. Влияние ОСВ на биологическую активность почвы. // Сборник научных трудов БСХА. – 1975, с. 9 – 11.

12. Дегобюк Э.Г., Проскура З.В. Использование ОСВ кожевенного производства в качестве удобрения.// Агрохимия, 1983, №5, с.41 – 45.

13. Дмитриева В.И. Продолжительность действия ОСВ и их влияние на почву. // Вестник с.-х. Науки, 1969, №7, с. 23 – 26.

14. Дмитриева В.И. Агроэкологические аспекты использование органических отходов в качестве удобрения в условиях Центральной Якутии: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 03.00.16 / - М., 2000, с. 17.

15. Канунникова Т.В. Агроэкологическое использование осадков сточных вод в качестве удобрения в Центральном Черноземье: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 11.01.01 / - Курск., 2000, с. 21.

16. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. – М.: Изд-во МСХА, 2000, 473 с.

17. Колошин А.И. Охрана труда. – М.: Колос, 1981, 80 – 91 с.

18. Касатиков В.А. Агроэкологические основы применения осадков городских сточных вод в качестве удобрения: Автореф. дис. док. наук: 03.00.16 / - М., 1989, 46 с.

19. Кобозев. И.В., Тюльдюков В.А., Парахин Н.В. Предотвращение критических ситуаций в агроэкосистемах. – М.: Изд-во МСХА, 1995, 264 с.

20. Криченко Т.С. Интенсификация процесса сбраживания ОСВ за счет циркуляции его в метотенках. // Водоснабжение и санитарная техника, 1975, №6 с. 33 – 36.

21. Корекова Т.С. Туровский И.С. С/х значение утилизации ОСВ как удобрения. // Водоснабжение и санитарная техника, 1975, №2 с. 25 – 28.

22. Лайнен Б.Т., Нейл Ф.м. Использование ОСВ в с/х. // Советско-американский симпозиум по обработке ОСВ. – 1975, с. 121 – 125.

23. Луговая Ж.Г. Использование илов ОСВ для получения органических удобрений. – Харьков 1972 – 25 с.

24. Луковников А.В., Шкрабак В.С. Охрана труда. – М.: ВО Агропромиздат,1991, 24 – 28 с.

25. Левченко М.Г., Гуденко Д.Д. Использование ОСВ в с/х. – Киев 1974, 38 с.

26. Мезина Э.И. Шевяков Ю.М. Изучение удобрительного действия обеззараженных ОСВ. // Харьковский с/х ин-т им. В.В. Докучаева – Харьков 1978, с 35.

27. Майорова Л.А., Романенко Н.А. Санитарно-гельминтологическая оценка разных способов использования ОСВ и их осадка на земледельческих полях орошения. // Сб. с/х использования сточных вод. – М., 1972, с. 35 – 39.

28. Мохамед Акаих Тома. Агроэкологическая оценка ОСВ и мелиорантов на биогеохимические показатели полевого агроценоза: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 03.00.16 / - М., 2000, с. 21.

29. Охрана труда в сельском хозяйстве: Справочник / Сост. В.Н. Михайлов и др. – М.: Агропромиздат, 1988. – 543 с.

30. Положение (Регламент) об осадках городских сточных вод, применяемых в качестве удобрения. Изд. 2-е доп. М.: НТИ АКХ., 1986, с. 6.

31. Рекомендации применения ОСВ с иловых площадок в качестве удобрения. Владимир: ВНИПТИОУ, 1984, с. 22.

32. Солуянов П.В. Охрана труда. – М.: Колос,1977, 335 с.

33. Соколов О.А., Семенов В.А., Агаев В.А. Нитраты в окружающей среде – Пущено ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1988, 316с.

34. Соколов О.А., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 1. Атлас распределения ТМ в объектах окружающей среды – Пущено ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1999, 164 с.

35. Соколова Л.А., Сюняев Х.Х. Тяжелые металлы в окружающей среде и сельскохозяйственной продукции // Уч.-мет. пособие КФ МСХА – Калуга, 2000, 36 с.

36. Сюняев Н.К., Тютюнькова М.В., Слипец А.А. Очистка сточных вод и утилизация их осадков. Монография. Изд. РГАУ-МСХА. М.2005.- с.170

37. Теснецкий Н.П. Содержание и подвижность некоторых элементов в ОСВ. // Сб. использование микроудобрений в условиях интенсивного земледелия Западного региона. – Минск БСХА, 1988, с. 47 – 49.

38. Трудовой кодекс РФ. ФЗ. – М.: ООО «Знак – Б», 2002 – 277 с.

39. Хоренко Л.А. Разработка приемов получения экологически безопасной продукции при выращивании картофеля на почвах с внесением ОСВ: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 03.00.16 / - М., 2000, с. 19.

40. Яшин И.М., Шишков П.А., Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах. Уч. пособие. М.: Изд-во МСХА, 2000, 560 с.

 

Приложения

Приложение 1

 

Дисперсионный анализ.

17.50 16.50 17.00

43.00 43.50 42.50

51.50 50.50 52.00

42.00 42.50 41.50

54.50 54.00 55.00

 

Результаты дисперсионного анализа

Показатели	Вариация	ЧСС	Дисперсия	F
Общая Повторений Вариантов Остаток	2608.4 0.2 2605.3 2.9	14 2 4 8	651.3 0.37	1776.3

 

Существенность частных различий

Средняя ошибка опыта S_x – 0.35

Ошибка разности средних S_d – 0.49

НСР – 1.14

Введение

 

Одной из главных экологических проблем существования и развития городов является утилизация хозяйственно-бытовых сточных вод. Эта проблема с развитием человеческой цивилизации становится все острее, так как продолжается рост городов за счет концентрации в них населения и промышленности. Следовательно, увеличивается и накопление городских сточных вод. По своему химическому составу осадки городских сточных вод (ОСВ) с иловых площадок могли бы служить прекрасным удобрением для большинства культур и мелиорантом почв. Однако по литературным данным имеется ряд ограничений использования их в этом направлении: наличие в них тяжелых металлов (ТМ), радионуклидов (РН), заразных микроорганизмов (ЗМ) и гельминтов (ГМ). В каждом конкретном случае требуется специфический подход к использованию ОСВ, так как каждый крупный город имеет осадки определенного качества, количества и состава.

Подобная проблема стоит и перед г. Калугой. На городских иловых площадках накоплен достаточно большой объем ОСВ. Ясной линии их утилизации на сегодняшний день нет. Изучается возможность использования ОСВ в качестве органо-минерального удобрения под с/х культуры. Доказано их положительное действие на продуктивность многих культур. Выявлены основные ТМ, накапливающиеся в продукции растениеводства при внесении ОСВ в высоких нормах. Установлены тенденции в изменениях параметров плодородия дерново-подзолистых почв [35,36].

Однако неизученными остались длительность эффективности действия ОСВ в качестве удобрения при разовом внесении, эффективность обезвоженного осадка сточных вод (ООСВ или КЕК), особенности действия ОСВ и ООСВ на фоне известкования почв, проблемы высоких доз ОСВ и ООСВ, технологические приемы локализации ОСВ и ООСВ в почву при возделывании различных культур, особенности применения ОСВ и ООСВ в различных севооборотах, мониторинг за накоплением ТМ в почвах, продукции растениеводства.

Цели и задачи исследования

Целью научно-исследовательской работы явилось изучение агроэкологической и экономической эффективности высоких доз осадков сточных вод различной влажности при почвенном пути их утилизации в качестве удобрения ячменя при возделывании его в технических целях для получения биотоплива.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) изучить особенности роста и развития ячменя при внесении в дерново-подзолистую супесчаную почву высоких доз ОСВ и ООСВ (в норме 200 т/га по сухому веществу) на третий год после их применения с различным способом их локализации в почве;

2) исследовать структуру, уровень и качество урожая ячменя на третий год после применения высоких доз ОСВ и ООСВ (в норме 200 т/га по сухому веществу) в качестве удобрения;

3) установить уровни накопления ТМ в зерне ячменя и дерново-подзолистой супесчаной почве при внесении в качестве удобрения 200 т/га по сухому веществу ОСВ и ООСВ на третий год последействия;

4) выявить изменение параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы на третий год после внесения в нее в качестве удобрения ячменя 200 т/га ОСВ и ООСВ.

5) рассчитать экономическую эффективность применения 200 т/га по сухому веществу ОСВ и ООСВ в качестве удобрения ячменя на третий год последействия на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Рабочая гипотеза исследования

Из-за нехватки близлежащих площадей вокруг иловых площадок для внесения рекомендованных доз осадков в качестве удобрения с/х культур, выявить агроэкологическую и экономическую эффективность внесения высоких доз ОСВ и ООСВ на перспективу в качестве удобрения любых ботанических видов растений и мелиоранта почв без ущерба окружающей среде и для получения биотоплива.

Научная новизна исследования определяется тем, что впервые в условиях нашего региона изучена эффективность высоких доз ОСВ и ООСВ в качестве удобрения ячменя в последействии на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Практическое значение полученных результатов состоит в том, ч