По интенсивности выделения СО2 оценивалась устойчивость микробных систем дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы к внесению золы и фосфорных удобрений. Статистический анализ полученных данных показал, что под влиянием изучаемых удобрений и золы от термического обезвреживания биологических отходов произошли достоверные изменения интенсивности БД. Внесение суперфосфата привело к снижению интенсивности выделения СО2 на 40 мг/кг почвы за 24 часа по сравнению с почвой без удобрений и на 30 мг/кг почвы по сравнению с золой (при НСР05 = 20 мг/кг). Зола и фосфоритная мука за период вегетации не оказали существенного влияния на уровень БД.
Микроорганизмы исследуемых вариантов обладают неодинаковой активностью к использованию легкогидролизуемого источника углерода (глюкозы), по скорости потребления которой судят о потенциальной биохимической активности микроорганизмов. Интенсивность СИД уменьшилась на всех вариантах: с внесением фосфоритной муки и золы на 20 мг/кг, а с внесением суперфосфата на 70 мг/кг относительно почвы до внесения удобрений. Степень воздействия на устойчивость микробного сообщества дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве при внесении золы и фосфоритной муки в сравнении с суперфосфатом ниже, что является их преимуществом при использовании в качестве удобрения под ячмень.
Вопрос использования отходов в качестве удобрения не может быть положительно решен без исследования его как источника загрязнения тяжелыми металлами (ТМ) окружающей среды и конечной продукции. Поэтому при рассмотрении микроэлементного состава золы особое внимание было уделено наличию ТМ, так как этот показатель будет определять степень загрязнения почв (табл. 11).
11. Валовое содержание ТМ в золе от термического обезвреживания биологических отходов, мг/кг
Год пробы | Cd | Pb | As | Zn | Ni | Cu | Co | V |
2009 | <0,05 | 151,5 | <0,10 | 5972 | 4226 | 283 | 74 | 26 |
2010 | <0,05 | 4,6 | <0,10 | 231 | 4,0 | 2320 | 1,4 | 2,5 |
2011 | <0,05 | 2,4 | <0,10 | 242 | 7,9 | 38 | 1,7 | 3,4 |
Поступление в почву ТМ в больших количествах действует угнетающе в количественном и качественном отношениях на растительные организмы: подавляется ход метаболических процессов, тормозится развитие, снижается продуктивность (, 2004; , 2004).
Химический анализ почвы на содержание ТМ проводили в образцах, отобранных с делянок на вариантах с внесением золы в дозе Р2О5 30 кг д. в., рекомендуемой производству, а также в максимальной дозе опыта (табл. 12). Концентрация подвижных форм ТМ в почве сохранялась на уровне фона или незначительно превосходила его и была ниже установленных предельно допустимых концентраций (ПДК). Отмечалось незначительное увеличение подвижности свинца, меди, никеля и хрома при внесении золы в дозе фосфора 90 кг д. в.,
12. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве после уборки ячменя, мг/кг
(среднее гг.)
Вариант опыта | Cd | Pb | As | Zn | Ni | Cu | V | Cr |
Без удобрений | 0,06 | 0,24 | 0,43 | 2,28 | 1,38 | 0,33 | 0,05 | 0,51 |
Рзола30 | 0,07 | 0,19 | 0,44 | 2,52 | 1,27 | 0,32 | 0,05 | 0,45 |
Рзола90 | 0,06 | 0,30 | 0,33 | 2,34 | 1,56 | 0,37 | 0,06 | 0,52 |
ПДК1 | - | 6,0 | - | 23,0 | 4,0 | 3,0 | - | 6,0 |
Для установления безопасности продукции используемой в кормовых целях определяют содержание наиболее опасных ТМ – кадмия, свинца, ртути и мышьяка (МДУ № 000-4/281-7 от 07.08.87 г).
13. Содержание тяжелых металлов в зерне ячменя, мг/кг сухого вещества
Вариант опыта | Cd | Pb | Hg | As |
Рзола90 (2009 г.) | 0,13 | 0,08 | 0,032 | < 0,25 |
Рзола90 (2010 г.) | 0,11 | 0,10 | 0,027 | < 0,25 |
Рзола90 (2011 г.) | 0,09 | <0,07 | 0,011 | < 0,25 |
ПДК | 0,3 | 5,0 | 0,1 | 0,5 |
Опасность накопления ТМ в растительной продукции возникает при использовании высоких доз фосфорных удобрений, поэтому испытаниям подверглись образцы корма, полученные с делянок с внесением золы в дозе фосфора 90 кг д. в. на га (табл. 13). Концентрация ТМ в зерне ячменя во все годы исследований была значительно ниже установленных ПДК.
6. Агроэнергетическая и экономическая оценка использования золы биологических отходов и фосфорных удобрений при выращивании ячменя.
Планирование трудовых и финансовых вложений в технологический процесс является основой экономически эффективного сельскохозяйственного производства. Очень часто высокие цены на удобрения препятствуют хозяйствам в повышении урожайности и качества сельскохозяйственных культур, поэтому прибыль от продажи получаемой растениеводческой продукции должна быть сопоставима со стоимостью удобрений.
Энергетическая отдача определялась в основном урожайностью вариантов, качество урожая в меньшей степени оказывало влияние. Наиболее энергетически эффективным из изучаемых нами фосфорных удобрений являлся суперфосфат. Максимальным коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) по опыту 3,0 получен при внесении суперфосфата в дозах 60 и 90 кг/га Р2О5. Однако наибольшее содержание общей энергии в 1 кг сухого вещества отмечалось в вариантах с золой. Для золы оптимальной дозой фосфора с точки зрения агроэнергетической оценки является 30 кг /га д. в., поскольку, выход энергии с урожаем был выше по сравнению с дозой 60 кг/га на 2196 МДж/га, с дозой 90 кг/га - на 924 МДж/га, КЭЭ и энергетическая себестоимость находились на одном уровне. Энергетические показатели урожая, полученного при внесении фосфоритной муки, уступали суперфосфату и золе. Как показали результаты исследований более эффективное использование фосфоритной муки возможно в дозе Р2О5 90 кг/га, так как в этом варианте получен больший выход энергии с урожаем по сравнению с другими дозами, более высокий КЭЭ и меньшая энергетическая себестоимость.
Условный чистый доход, получаемый с 1 га пашни, в вариантах с золой значительно превышал другие варианты. В среднем условный чистый доход от внесения золы составлял 5468 руб., против 1383 руб. от суперфосфата и 2780 руб. от фосфоритной муки. Уровень рентабельности в среднем при внесении золы составлял 60 %, что 5 раз выше, чем при внесении суперфосфата и в 2 раза выше, чем при внесении фосфоритной муки. Это объясняется тем, что зола - это отход производства. На сегодняшний день предприятия вносят плату за его транспортировку и размещение на полигонах твердых бытовых отходов, а также за негативное воздействие на окружающую среду в соответствии с нормами его накопления. Поэтому при использовании данного отхода в качестве удобрения основные затраты сводятся только к его транспортировке, измельчению и внесению в почву.
Наиболее экономически выгодно применять золу биологических отходов, суперфосфат и фосфоритную муку в дозе 30 кг /га Р2О5. Также следует отметить, что с увеличением дозы вносимого фосфора экономическая эффективность применения фосфорных удобрений и золы биологических отходов снижается.
ВЫВОДЫ
1. По результатам химического исследования золы в её составе обнаружено высокое содержание Р2О5 (16,3-23,0 %), который находится в хорошо усваиваемой для растений форме.
2. Наибольшая урожайность при использовании золы 3,3 т/га получена в дозе 30 кг/га д. в., дозы 60 и 90 кг/га не имели преимущества. Фосфоритная мука и суперфосфат существенное влияние на урожайность ячменя также оказывали при внесении 30 кг/га Р2О5, дальнейшее повышение дозы также не оказало достоверного влияния на уровень урожайности.
3. При внесении суперфосфата и фосфоритной муки урожайность гороха и ячменя увеличивается пропорционально вносимой дозе, достоверная прибавка получена при дозе фосфора 0,20 г/кг абсолютно сухой почвы. Наиболее эффективной дозой золы является 0,10 г/кг абсолютно сухой почвы, урожайность гороха составила 32,6 г/сосуд, ячменя 16,1 г/сосуд. Зола по своей эффективности не уступает суперфосфату и фосфоритной муке.
4. Зола, в качестве фосфорного удобрения, по своему воздействию на качество получаемой продукции и элементный состав зерна и соломы ячменя и гороха занимает промежуточное положение между суперфосфатом и фосфоритной мукой.
5. Действие золы в проведенных опытах было аналогичным и не зависело от особенностей корневой системы изучаемых культур, что подтверждает данные её химического исследования.
6. При дополнительном внесении магния с суперфосфатом и фосфоритной мукой общие закономерности действия удобрений на продуктивность культур сохраняются. Зола действует слабее суперфосфата, но не уступает по эффективности фосфоритной муке.
7. Действие удобрений на накопление доступных для растений ячменя групп – рыхлосвязанных фосфатов и алюмофосфатов в почве различно: при внесении суперфосфата их содержалось на 6,2 мг/кг больше, чем при внесении фосфоритной муки и на 16,0 мг/кг больше чем при внесении золы.
8. При внесении гранулированного суперфосфата увеличивалось содержание фосфора во фракциях Са-Р1, Al-P, Fe-P и уменьшалось – во фракциях Са-Р2, Са-Р3 по сравнению с золой и фосфоритной мукой. Фосфоритная мука и зола, в отличие от суперфосфата, в меньшей мере приводили к повышению содержания фосфора во фракциях Al-P и Fe-P, но увеличивали фракции Са-фосфатов на 9,7-9,9 %.
9. Степень воздействия на устойчивость микробного сообщества дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве при внесении золы и фосфоритной муки в сравнении с суперфосфатом ниже, что может быть их преимуществом при использовании.
10. Внесение золы от термического обезвреживания биологических отходов в высокой дозе в экологических аспектах является безопасным приемом. Содержание ТМ, как в почве, так и растительной продукции значительно ниже ПДК. Выявлено, что с повышением окультуренности почв происходит снижение содержания ТМ в зерне ячменя.
11. Энергетическая отдача определялась в основном урожайностью вариантов, качество урожая в меньшей степени оказывало влияние. Наиболее энергетически эффективным фосфорным удобрением являлся суперфосфат, при внесении в дозах Р2О560 и 90 кг/га получен наибольший коэффициент энергетической эффективности по опыту - 3,0.
12. Наибольший условный чистый доход (5468 руб./га) и уровень рентабельности (60 %) отмечены в вариантах с золой, более экономически выгодно применять золу биологических отходов, суперфосфат и фосфоритную муку в дозе 30 кг /га Р2О5.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В Предуралье на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой среднеокультуренной почве на ряду с традиционными формами фосфорных удобрений при возделывании ячменя на фоне N60K60 использовать золу биологических отходов в дозе 30 кг/га д. в.
ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи в журналах рекомендованных ВАК:
1. Действие золы от термического обезвреживания биологических отходов на урожайность зерна ячменя, возделываемого на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве Предуралья / , // Аграрный Вестник Урала. – 2012. - №2(94). - С. 15-16.
Научные статьи:
2. Свойства золы, получаемой при термическом уничтожении биологических отходов / , , // Экология и научно-технический прогресс: Материалы VII международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Пермь: ПГТУ, 2008. – С. 248-250.
3. Влияние золы на урожайность зерна гороха в условиях дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв Пермского края / , , // Инновационному развитию АПК – научное обеспечение: сборник научных статей Международной научно-практической конференции посвященной 80-летию Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика . – Пермь: Пермская ГСХА, 2010. – С. 138-141.
4. Влияние золы от термического обзвреживания биологических отходов на агрохимические свойства дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы Предуралья // Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов: материалы Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения посвященной 165-летию со дня рождения . – Санкт-Петербург: СпБГУ, 2011. – С. 238-239.
5. Эффективность применения отхода – золы от термического обезвреживания биологических отходов в качестве фосфорного удобрения // Материалы III Студенческого регионального конкурса инновационных проектов по программе У. М.Н. И.К. - Пермь, 2011. – С. 125-127.
6. Зола от термического обезвреживания биологических отходов – альтернатива фосфорным удобрениям / , //Проблемы и тенденции развития современного общества: материалы XI-ой Международной научно-практической конференции. – Одесса: InPress, 2011. – С. 10-13.
Формат 60×841/16. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 000
Отпечатано в ИПЦ «ПрокростЪ»
Пермской государственной сельскохозяйственной академии
имени академика
Россия, 3
Тел.:
[1] Данные за 2009 и 2011 гг.
[2] Данные за 2009 и 2010 гг.
1 Согласно ГН 2.1.7.2041-06
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
