. Эколого-агрохимическая оценка и оптимизация применения в качестве удобрений органосодержащих отходов производства (стр. 11 )

Использование грунтов на основе ОСВ в зеленом строительстве

Основной целью нижепредставленного опыта являлась оценка влияния режима эксплуатации газонов (с отчуждением или без отчуждения растительной массы) на продуктивность и состояние экосистемы. Для исследования приготовлены почвогрунты на основе ОСВ и опилок с добавлением в качестве дополнительного компонента грунтов почвы или торфа в разных соотношениях.

Грунты, полученные на основе ОСВ, по своей агрохимической характеристике не уступали контролю (стандартный грунт). Несколько лучшими свойствами (содержание органического вещества, подвижного калия, емкость поглощения) отличались грунты с использованием торфа, однако более высокое количество доступного фосфора отмечено в грунтах с почвой. Существенного влияния на агрохимические показатели режим содержания газона и соотноше-

ние компонентов в грунтах за анализируемый период (4 года) не оказали.

Использование грунтов на основе ОСВ позволило получить массу растений, не уступающую стандартному почвогрунту (табл. 32). В сумме за 4 года наблюдений лучший результат получен в вариантах 0,5:1:1, где прирост составил 81 % к контролю, и 1:1:1 – 74 % прибавки. Замкнутый цикл утилизации травостоя позволил поддерживать более высокую его продуктивность. Качественный состав растений изменялся в зависимости от состава грунта и от способа содержания газона. Содержание сухого вещества и клетчатки в траве выше в вариантах без отчуждения биомассы, а золы и нитратов – с отчуждением растительной биомассы.

Таблица 32 – Сравнение режимов содержания газона при средней

продуктивности фитоценоза (в среднем за год) (опыт № 24)

Вариант	Режим «а» - возврат биомассы в систему, кг/м2	Режим «б» – отчуждение биомассы из системы, кг/м2	Режим «а» в сравнении с режимом «б», ±
кг/м2	%
Контроль	2,19	2,22	− 0,03	− 1
ОСВ: опилки: торф
0,5: 1: 1	3,43	3,14	0,29	8
0,5: 2: 1	3,22	2,82	0,40	12
0,5: 1: 2	2,95	2,92	0,03	1
1: 1: 1	3,47	3,46	0,01	0
ОСВ: опилки: почва
0,5: 1: 1	3,96	3,71	0,25	6
0,5: 2: 1	3,75	3,39	0,36	10
0,5: 1: 2	2,89	2,94	− 0,05	− 2
1: 1: 1	3,79	3,75	0,04	1
НСР05	0,16	4

Содержание ТМ во всех грунтах, полученных на основе ОСВ, значительно превышает ОДК, установленные для почв, причем в грунтах с использованием торфа концентрация их в среднем в 2 раза выше, чем в грунтах с использованием почвы. Режим содержания газона не оказал однозначного влияния на содержание ТМ в грунте, хотя в грунтах с использованием ОСВ, опилок и торфа прослеживается достаточно четкая тенденция к некоторому снижению их количества при постоянном отчуждении биомассы.

Вместе с тем, концентрация ТМ в траве не превышала ПДК, установленных для сена, а их содержание и коэффициент биологического поглощения были ниже при выращивании культуры на грунтах с использованием торфа. Таким образом, увеличение содержания органического вещества и емкости поглощения в грунтах с использованием торфа, с одной стороны, способствует накоплению (сохранению) тяжелых металлов в верхнем слое, но с другой – снижает их доступность растениям.

8. Оценка эффективности использования

разных форм органосодержащих отходов

Утилизация отходов промышленного птице - и свиноводства в качестве удобрения в целом выгодна для хозяйства, поскольку при наличии согласованной с природоохранными службами технологии образования, хранения и использования их в земледелии в качестве удобрений полностью или частично освобождает предприятие от платежей за размещение отходов в окружающей среде. Экономия средств за счет этого для «Птицефабрика Сеймовская» может достигать 1 рублей, а для –руб. Систематическое применение ЖСН в дозе 200 т/га в зависимости от культуры позволяет получать от 2,8 до 14,6 кг к. ед./кг д. в., а птичий помет (20 т/га) – 2,1 кг к. ед./кг д. в, однако энергетически их использование невыгодно (0,3-0,8 ед.), из чего следует необходимость проведения мероприятий по снижению энергоемкости данных процессов, прежде всего, за счет сокращения периодичности и доз внесения. Одним из способов сокращения энергоемкости является переработка отходов методом метанового сбраживания, что позволяет сократить объемы отходов и получить дополнительное количество энергии.

Окупаемость жидкого органического удобрения «Урожай-С» в зависимости от дозы и удобряемой культуры варьирует от 5,7 до 56 кг з. ед./кг д. в. Наиболее отзывчивыми на внесение этого удобрения культурами были вико-овсяная смесь, выращиваемая на зерно, и яровая пшеница. В целом, удобрение, полученное методом метанового сбраживания, агрономически высокоэффективно. Учитывая же, что оно получается как побочный продукт при производстве биогаза из помета, ценность его возрастает и в экологическом аспекте рассматриваемых вопросов. Экономически использование биологической установки эффективно: при выходе 6 000 м3 биогаза и 100 т удобрения в сутки с учетом ориентировочной стоимости 1 т ЖОУ «Урожай-С» 600 руб. и 1 Гкал. – 100 руб., установка окупается в течение 1 года.

Оценивая возможность использования осадков сточных вод в качестве удобрения, в первую очередь следует учитывать потенциальную их опасность, связанную с возможным загрязнением почв и получаемой продукции тяжелыми металлами. Результаты определения предельных доз осадков, которые могут быть использованы в конкретных условиях, показали, что применяемые нами дозы не превышают требований ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. Расчеты свидетельствуют, что осадки могут увеличить содержание валовых форм ТМ в почве на 2 (свинец при максимальной дозе внесения) – 12 % (кадмий при внесении 60 т/га) без превышения ПДК (ОДК). Оценка агрономической эффективности внесения ОСВ под многолетнюю злаковую культуру (овсяницу луговую) показала, что окупаемость единицы NPK осадков ниже, чем навоза. В севообороте (ячмень, овес, вико-овсяная травосмесь и два года возделывания люцерны с тимофеевкой) в зависимости от дозы и вида осадка, 1 кг NРК с составе ОСВ обеспечил дополнительное получение от 4,1 до 8,0 кг кормовых единиц. При этом агрономическая ценность очищенных от тяжелых металлов осадков сточных вод была в 1,3-1,4 раза выше, чем ОСВ.

Окупаемость вермикомпостов прибавкой урожая овощных культур (корнеплоды столовой свеклы и моркови, пекинская капуста) высока (23,5-40,8 кг к. ед./кг д. в.), а зерновыми культурами – значительно ниже (1,2-6,3 кг з. ед./кг д. в.). Компосты (исходные субстраты для вермикомпостирования) по своей эффективности уступают как конечному продукту (вермикомпосту), так и исходным составляющим (ОСВ, навозу, помету). Применение вермикомпостов энергетически эффективно (2,7-2,8 ед.), причем удобрение на основе ОСВ и помета явно превосходило помет. Энергоэффективность вермикомпостов была большей, чем у ОСВ и исходных компостов, несмотря на более высокие энергозатраты, связанные с их производством и применением.

Таким образом, в агрономическом и энергетическом отношениях вермикомпосты на основе ОСВ не уступают таким удобрениям, как подстилочный навоз и помет кур.

ВЫВОДЫ

1.  Внесение очень высоких доз жидкого свиного навоза ( т/га) и бесподстилочного куриного помета (10-50 т/га) на светло-серой лесной легкосуглинистой почве, с учетом их последействия (викоовсяная смесь и яровой рапс на зеленую массу, овес на зерно), увеличили выход товарной продукции на 47-129 % и 43-105 % соответственно по отношению к неудобряемому контролю, превосходя по эффективности минеральные удобрения, превосходя по эффективности минеральные удобрения, которые были внесены в эквивалентном по содержанию элементов питания, количестве.

2.  Систематическое применение отходов промышленного птице - и свиноводства (бесподстилочный помет в дозе 20 т/га, жидкий свиной навоз – 200 т/га) на дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава с очень высоким содержанием подвижного фосфора способствовало увеличению продуктивности кормовых культур на 20 (свербига восточная) − 250 (левзея сафлоровидная) %, при этом содержание нитратов в полученной растительной продукции было ниже ПДУ (500 мг/кг), а клетчатки – выше установленного норматива.

3.  Использование нового жидкого органического удобрения «Урожай-С», полученного методом метанового сбраживания жидкого куриного помета, под предпосевную культивацию в дозе 5 т/га увеличило урожайность полевых культур на 0,12-1,00 т з. ед./га; при дозе 10 т/га выход зерна яровой пшеницы увеличился на 19 % (0,39 т/га), не уступая действию эквивалентного количества NPK в составе минеральных удобрений; при внесении 15 т/га урожайность зеленой массы кукурузы увеличилась на 40 %, что на 13 % превышало эффект от использования исходного для его получения продукта (жидкого птичьего помета).

4.  Осадки сточных вод с нормативным содержанием тяжелых металлов (не превышающим требований ГОСТ Р17.4.3.07-2001) при использовании их в земледелии повышали урожайность кормовых (сена овсяницы – на 17-30 % по отношению к неудобренному контролю в зависимости от дозы внесения) и технических (прибавка соломы льна-долгунца – 14-18 %) культур. Полученная продукция по основным показателям качества и безопасности соответствовала нормативным требованиям.

5.  Использование химически очищенных осадков сточных вод позволило существенно повысить продуктивность зерно-кормового севооборота (на 0,3- 0,5 т кормовых единиц с 1 га) и урожайность салата (вдвое по сравнению с неочищенными ОСВ). Оценка овощной продукции по санитарно-гигиеническим показателям позволяет отнести ее к экологически безопасным: содержание нитратов, кадмия, хрома, никеля, меди, цинка и железа в зеленой массе салата в 2-4 раза ниже, чем при внесении исходных осадков и не превышало ПДК.

6.  Эффективность применения ОСВ в цветоводстве определяется долей осадков в почвогрунтах и выращиваемой культурой. Для чайно-гибридных роз оптимальным являлся почвогрунт с соотношением «ОСВ:торф:почва» как 1:1:2, где получены самые крупные бутоны и максимальное количество товарных побегов (81 % − для сорта Кардинал и 90 % − для Голден Гейтс от общего количества продуктивных побегов). Увеличение доли ОСВ для выращивания горшечной рассады более приемлемо для бегонии, чем для сальвии, о чем свидетельствуют соотношение надземной и корневой массы, площадь листовой поверхности и способность к укоренению. Для сохранения надземной фитомассы («зеленый ковер») определяющим является наличие качественного органического субстрата (торфа) при минимальном количестве осадка сточных вод (соотношение «ОСВ:торф:почвогрунт» как 1:2:1).

7.  Исследования показали, что осадки сточных вод можно использовать в качестве компонента почвогрунтов в зеленом строительстве. Установлено, что режим содержания газона оказал влияние на продуктивность травостоя: она снижалась при отчуждении фитомассы, особенно в вариантах с минимальной долей ОСВ и максимальной долей опилок (на 10-12 %) (отношение «ОСВ:опилки:торф:» и «ОСВ:опилки:почва» как 0,5:2:1). Замена почвы на торф в грунтах, несмотря на очень высокое содержание тяжелых металлов в полученных грунтах, способствовало получению качественной и экологически безопасной растительной продукции (содержание нитратов и ТМ – ниже ПДК), которую можно использовать на кормовые цели.

8.  Установлено, что ОСВ были летальной средой для вермикультуры, а предварительное компостирование их с экологически чистыми органосодержащими материалами обеспечило нормальные условия для развития червей. Содержание азота и органического вещества в вермикомпостах было ниже, чем в исходных субстратах, концентрация тяжелых металлов в них также снижалась, но соответствовала установленным требованиям лишь в удобрении, полученном на основе ОСВ и подстилочного навоза (соотношение компонентов 1:1). В агрономическом отношении более эффективным являлся вермикомпост на основе ОСВ и птичьего помета (прибавки урожая зерновых культур достигали 40 %, овощных – 160 % по отношению к абсолютному контролю), а в экологическом плане – вермикомпост на основе ОСВ и подстилочного навоза КРС (содержание тяжелых металлов в нем не превышало установленных нормативов).

9.  Использование нетрадиционных удобрительных материалов в сельском хозяйстве оказало положительное влияние на плодородие почвы: значительно увеличивалось содержание подвижных соединений фосфора (на мг/кг в зависимости от формы и дозы удобрения) и минеральных форм азота (на 5-10 мг/кг); стабилизировались физико-химические показатели почвы; при использовании качественных удобрений (вермикомпосты) повышалось содержание в почве органического вещества (на 8-10 % в сравнении с неудобренным контролем). Проблемным элементом в земледелии при внесении изучаемых удобрений является содержание в почве обменного калия: интенсивность баланса по элементу при внесении ОСВ и «Урожая-С» составила 1-36 %.

10.  Внесение органосодержащих отходов народного хозяйства, как энергетического материала, обогащенного собственной специфической микрофлорой, отразилось на биологической характеристике почвы, о чем свидетельствуют комплексные показатели активности почвенной биоты. Существенное и стабильно положительное влияние удобрения оказали на нитрифицирующую способность (при внесении ЖОУ «Урожай-С» она увеличивалась в 1,5-2,0 раза по сравнению с неудобренным контролем). Наиболее адекватно изменения микробиологического состояния почв отражала целлюлозоразлагающая способность (при внесении ОСВ в 90 % случаев наблюдалось ее явное снижение), наименее устойчивое действие удобрения оказали на интенсивность дыхания.

11.  Агроэкономическая эффективность жидкого свиного навоза в зависимости от культуры достигала 14,6 (левзея сафлоровидная), птичьего помета – 2,0 (кострец безостый), осадков сточных вод в зависимости от дозы и культуры – 8,0, вермикомпостов (в зависимости от вида) в полевом севообороте – 3,6, в овощном – 40,8 (вермикомпост на основе ОСВ и помета) кг к. ед./кг д. в. Окупаемость 1 кг действующего вещества жидкого органического удобрения «Урожай-С» в зависимости от культуры и дозы изменялась от 5,7 (ячмень на зерно) до 56,0 (викоовсяная смесь на зерно) кг з. ед.

12.  Экономия предприятий индустриального птице - и свиноводства за счет снижения экологических платежей за размещение органосодержащих отходов производства (птичьего помета и жидкого свиного навоза) в окружающей среде в результате их утилизации в агроэкосистеме составляет более 1,2 и 12,6 млн. рублей соответственно. Однако энергетически их длительное использование в земледелии неэффективно: энергоотдача не превышает 0,4 единиц. Разовое внесение осадков сточных вод окупается энергией в 1,8-3,3 раза; энергоэффективность вермикомпостов достигает 2,7-2,8 единиц (соответственно вермикомпост на основе навоза КРС и вермикомпост на основе птичьего помета).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1.  Жидкое органическое удобрение «Урожай-С» следует использовать под предпосевную культивацию почвы в дозах от 5 до 10 т/га под яровую пшеницу, ячмень, кукурузу, викоовсяную смесь.

2.  Увеличить производство удобрений на основе метанового сбраживания органососержащих отходов птицеводства, позволяющее улучшить экологическую ситуацию в районах функционирования животноводческих
комплексов и снизить расход энергоносителей.

3.  Рекомендовать применение осадков сточных вод в оранжереях и зеленом строительстве, что позволит более рационально использовать традиционные органические удобрения, прежде всего, навоз и помет. Доля осадка в грунте должна определяться агроэкологической характеристикой ОСВ и других составляющих грунта и не превышать 20 % общего объема.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1.  , , ,Седов состояние дерново-подзолистых почв при систематическом использовании птичьего помета // Резервы повышения плодородия почв и эффективности удобрений: Матер. межд. науч.-практ. конф. – Горки, БСХА, 1996. – С. 125-127.

2.  , , , Седов состояние дерново-подзолистых почв при удобрении высокими дозами птичьего помета // Повышение плодородия почв в современном земледелии с использованием удобрений и ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур: Первая Междунар. конф. Географ. Сети опытов с удобр. ..., Часть вторая: РАСХН, ВИУА. – М., 1998. – С. 17-22

3.  , Д., , Гуров дерново-подзолистой почвы при внесении жидкого свиного навоза // Агрохимический вестник. – 1998. – № 3. – С. 37-39.

4.  , , Трифонов и последствия применения птичьего помета в качестве удобрения // Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах: Матер. V научн.-практ. конф. – М.: МГУ, 1998. С. 2 –23-228.

5.  , Н,. Эффективность использования в качестве удобрения осадков сточных вод, очищенных от тяжелых металлов // Современные проблемы оптимизации минерального питания растений: Матер. научно-практ. конф. – Н. Новгород: НГСХА, 1998. - С. 80-85.

6.  , , , и др. Эффективность применения осадков сточных вод, очищенных от тяжелых металлов, в качестве удобрений под яровые культуры //Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах: Матер. V научн.-практ. конф. – М.: МГУ, 1998. – С. 191-194.

7.  , , Дабахова многолетнего систематического применения удобрений на продуктивность севооборота// Современные проблемы оптимизации минерального питания растений: Матер. научн.-практ. конф. Н. – Новгород: НГСХА, 1998. – С. 264-267.

8.  , , В Фосфатный режим почв на высоком естественном и искусственном фонах фосфора // Пути повышения продуктивности посевов в современных условиях: Сб. науч. тр. – Н. Новгород: НГСХА, 1998. – С. 142-152.

9.  , О возможности использования 0,2н НС1 для определения подвижных форм фосфора в длительно удобрявшихся почвах // Совершенствование методологии исследований фосфатного режима почв, оптимизация фосфорного питания растений и баланс фосфора в агроэкосистемах: Матер. симпозиума. – М.: ВНИПТИХИМ, 1999. – С. 156-166.

10. Д, , Титова биогумуса на качество товарной продукции редиса // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Матер. регион. научн.-практ. конф. – Вып. 3. – Йошкар-Ола, 2001. – С. 96-97.

11. , Эколого-агрохимические особенности дерново-подзолистых и светло-серых лесных почв с очень высоким содержанием подвижных соединений фосфора // Агрохимия. – № 3. – 2002. – С. 47-54.

12. , , Титова разных доз и приемов использования вермикомпоста // Актуальные проблемы лесного хозяйства и рациональное использование природных ресурсов Нижегородской области: Сб. научн. тр. Матер. научн. конф. / НГСХА. – Н. Новгород, 2002. – С. 242-245.

13. , , Трифонов оценка применения птичьего помета и минеральных удобрений на светло-серой лесной почве // Здоровье, питание – биологические ресурсы: Матер. научн. практ. конф., посв. 125-летию со дня рожд. . Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2002. – Т. 1. – С. 409-417.

14. , Роль удобрений в повышении продуктивности культур и плодородия светло-серой лесной почвы // Проблемы воспроизводства плодородия почвы при адаптивной интенсификации сельскохозяйственного производства Евро-Северо-Востока России: Матер. научн.-практ. конф., 21-22 июня 2001 г. – Киров, 2002. – С. 13-15.

15. , , К вопросу о возможности использования осадков сточных вод в зеленом строительстве // Лесоэкологические проблемы Поволжья: Сб. научн. тр. – Н. Новгород: НГСХА, 2003. – С. 289-296.

16. , , , К вопросу использования осадков сточных вод в луговом кормопроизводстве // Стратегия развития сельского, лесного хозяйства и сферы услуг в Российской Федерации и в мире: Матер. междунар. Симпозиума – Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2003. – С. 235-238.

17. , , Новикова оценка органического удобрения «Урожай С», полученного методом сбраживания птичьего помета // Агротехнические приемы повышения продуктивности сельскохозяйственных растений в современных условиях: Сб. научн. тр.– Н. Новгород: НГСХА, 2003. – С. 161-167.

18. , , К вопросу о возможности использования вермикомпостов на основе осадков сточных вод в овощеводстве // Дождевые черви и плодородие почв: Матер. 2-й Междунар. научн.-практ. конф. – Владимир. – С. 186-187.

19. , Зеленкина удобрений, полученных с использованием ОСВ, в звене полевого севооборота // Почвы – национальное достояние России: Матер. IV съезда Докучаевского общества почвоведов – Новосибирск: Наука-Центр, 2004. – Кн. 2. – С. 38.

20. , Д., К вопросу о возможности использования осадков сточных вод в земледелии //Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии: Сб. докл. Междунар. научн.-практ. конф. / ВНИПТИОУ. – Владимир, 2004. – С. 456-463.

21. , Изучение возможности использования осадков сточных вод в цветоводстве // Почвы – национальное достояние России: Матер. IV съезда Докучаевского общества почвоведов – Новосибирск: Наука-Центр, 2004. – Кн. 2. – С. 112.

22. , Сравнительное изучение эффективности возрастающих доз жидкого органического удобрения «Урожай-С» и минеральных удобрений // Новое в науке ХХI века (Межвуз. научный сборник) Н. Новгород, 2004. – С. 29-34.

23. , , Тюрникова минеральных удобрений и мелиорантов в многолетнем опыте // Плодородие. – № 4. – 2004 . – С. 14-15.

24. , , Фосфор в земледелии Нижегородской области (монография) // Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2005. – 219 с.

25. , Изучение возможности использования осадков сточных вод при культивировании газонного покрытия // Природообустройство и рациональное природопользование – необходимые условия социально-экономического развития России: Сб. научн. тр. Часть 1. – М.: МГУ природообустройства. – 2005. – С. 447-450.

26. Агрохимические показатели почвогрунтов с различным содержанием ОСВ при выращивании роз // Плодородие. – №2. – 2005. – С. 21-22.

27. Агрономическая оценка применения вермикомпоста // Плодородие. – № 3. – 2005. – С. 19-20.

28. , Эколого-агрохимические аспекты использования осадков промышленно-бытовых сточных вод в почвогрунтах для зеленого строительства // Агрохимия. – № 2. – 2006. – С. 44-50.

29. Влияние возрастающих доз жидкого свиного навоза на урожайность и качество кукурузы // Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства: Сб. докл. Междунар. научн.-практ. конф. – М.: Россельхозакадмеия – ГНУ ВНИПТИОУ, 2006. – С. 163-165.

30. , Сонина агрономической эффективности жидкого органического удобрения «Урожай-С» // Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства: Сб. докл. Междунар. научн.-практ.. конф. – М.: Россельхозакадемия – ГНУ ВНИПТИОУ, 2006. – С. 161-163.