CC BY
48
УДК 628.381.1
ПРИЕМЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОРГАНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ УДОБРЕНИЯ
Л.Д. Варламова, д.с.-х.н., В.Г. Бусоргин, к.с.-х.н., И.Д. Короленко, к.с.-х.н., Н.А. Сонина
Нижегородская ГСХА, e-mail: [email protected]
Установлено, что использование осадков сточных вод с нормативным содержанием загрязняющих веществ в качестве удобрения позволяет получать продукцию, отвечающую требованиям СанПиН, и повышает урожайность культур на 20-27%. Химическая очистка ОСВ снижает в них концентрацию тяжелых металлов практически на порядок. Вермикомпост на основе ОСВ превосходит по своему действию не только осадок, но и традиционное органическое удобрение (навоз или помет), внесенные в эквивалентных по сухому веществу дозах, на 5-15%. Применение на удобрение эффлюента, образующегося при анаэробном сбраживании птичьего помета, увеличивает урожайность в зависимости от дозы, приема использования и культуры в пределах 5-90%.
Ключевые слова: утилизация, удобрение, осадки сточных вод, химическая очистка ОСВ, тяжелые металлы, вермикомпостирование, почвогрунт, санитарно-гигиенические требования, метановое сбраживание.
DEVICES FOR IMPROVEMENT OF ORGANIC WASTES QUALITY USED AS FERTILIZERS L.D. Varlamova, V.G. Busorgin, I.D. Korolenko, N.A. Sonina
It is established, that the usage of waste sludge depositions with the standard maintenance ofpolluting substances as fertilizers allows to receive production, which is meeting the specification requirements and raises the cultures yield by 20-27%. Chemical clearing of waste waters depositions reduces significantly the concentration of heavy metals in them. Vermicompost based on waste sludge depositions excels in its action by 5-15% not only a deposition, but also traditional organic fertilizer (manure or dung), applied in doses equivalent in a dry substance. Application of the effluent fertilizer, formed at anaerobic fermentation of bird's dung, increases the yield depending on a dose, device of the usage and the culture within 5-90%.
Keywords: recycling, fertilizer, waste sludge depositions, chemical clearing of waste sludge depositions, heavy metals, vermicomposting, soil-ground, sanitary-and-hygienic requirements, methane fermentation.
Проблема утилизации осадков сточных вод (ОСВ) в силу огромного их скопления, разнообразия химического и микробиологического состава, размещения на территориях, непосредственно прилегающих к водным источникам, интересует специалистов разных отраслей не одно десятилетие. Ученые кафедры агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА занимаются изучением вопросов возможности и эффективности применения ОСВ в качестве удобрения с конца восьмидесятых годов ХХ столетия. Исследования ведут по нескольким направлениям: агроэкологическая оценка применения осадков в качестве органического удобрения в естественном состоянии; использование ОСВ после химической очистки; вермикомпостирование ОСВ после предварительного их компостирования с более чистым в экологическом отношении материалом; использование в составе почвогрунтов с последующим применением в цветоводстве и зеленом строительстве.
Применение ОСВ под зерновые и технические культуры, многолетние и однолетние травы в дозах от 20 до 60 т/га при естественной влажности и 5-10 т/га в расчете на абсолютно сухое вещество обеспечивало увеличение урожайности культур (с учетом последействия) на 1027% [1]. При этом качество получаемой продукции не снижалось по сравнению с неудобренными вариантами. Полученная продукция в большинстве случаев отвечала санитарно-гигиеническим требованиям безопасности, а в отдельных вариантах - превосходила контроль. Наиболее проблематичными элементами во всех исследованиях с ОСВ были кадмий и никель.
Кислотная очистка осадков (технология Нижегородского ГТУ им. Р.Е. Алексеева) позволяет снизить в них
содержание тяжелых металлов (ТМ) в 2-6 раз, а по отдельным элементам, например, по кадмию - практически на 2 порядка [2]. Эффективность очищенных осадков зависит от применяемой технологии нейтрализации кислот и в большинстве случаев превосходит действие неочищенного осадка как по влиянию на урожайность (в среднем на 6%), так и на качество продукции. При этом существенно снижается накопление ТМ в почве и продукции растениеводства.
Учитывая высокое содержание ТМ в ОСВ, одним из способов снижения их токсичности служит компостирование с более чистыми компонентами, а при использовании их в зеленом строительстве или в оранжерейном хозяйстве - включение в состав почвогрунтов. В.И. Титова и Л.Д. Варламова [3] изучали трехкомпонентные грунты, которые наряду с ОСВ состояли из опилок и торфа, опилок и почвы, торфа и почвогрунта, взятых в разных соотношениях (0,5:1:1; 0,5:2:1; 0,5:1:2; 1:1:1; 2:1:1; 1:2:1; 1:1:2). Все полученные грунты не обладали выраженной фитотоксичностью по содержанию в них ТМ и санитарно-гигиеническим показателям и отвечали нормативным требованиям, а количество подвижных форм питательных элементов обеспечивало нормальное развитие опытных культур. Развитие и продуктивность сортов роз на опытном грунте с соотношением компонентов 1:1:2 (ОСВ:торф:почвогрунт), при соблюдении принятой в оранжерее технологии, превосходило эффект от их возделывания на типичном почвогрунте; рассада сальвии и бегонии лучше развивалась на грунте с преобладанием ОСВ; «зеленый ковер» (травосмесь овсяницы красной и мятлика лугового) предпочитал грунт с большей долей торфа. Таким образом, ОСВ с успехом могут
заменить в оранжерейных грунтах традиционные органические удобрения (навоз, помет), однако соотношение компонентов в таких грунтах должно соответствовать биологическим особенностям конкретных культур.
Использование ОСВ в зеленом строительстве показало, что введение их в состав грунтов позволяет повысить продуктивность газона (овсяницы луговой) и увеличить срок его эксплуатации, особенно при содержании в режиме «возврата», когда скашиваемая трава не отчуждается с газона. Грунты, состоящие из ОСВ, опилок и почвы, в этом отношении имели преимущество перед грунтами, где в качестве третьего компонента использовали торф, однако в экологическом отношении преимущество имели торфогрунты. Наибольшая продуктивность растений достигалась вне зависимости от компонентов при их соотношении 1:1:1, а в экологическом отношении преимущество имели грунты с соотношением 0,5:1:2.
Вермикомпостирование или переработка органосо-держащих материалов с помощью дождевых червей -один из способов повышения качества органосодержа-щих отходов при использовании их на удобрение. Вер-микомпостирование на основе осадков сточных вод (ОСВ + навоз КРС, ОСВ + помет, ОСВ + торф, ОСВ + солома с соотношением компонентов 1:1) позволило существенно улучшить органолептические, физические и физико-химические свойства исходных материалов [1, 4]. Наиболее ценным в агрономическом отношении был вермикомпост на основе ОСВ и помета, а в экологическом - на основе ОСВ и подстилочного навоза КРС. При внесении в равных по сухому веществу дозах (10 т/га) прибавка урожая в звене севооборота (столовая свекла ^ столовая морковь ^ пекинская капуста) от навоза составила 50%, от ОСВ - 33%, от вермикомпоста на основе ОСВ и навоза - 55%, а на основе ОСВ и помета -66%. В звене полевого севооборота (озимая пшеница ^ ячмень ^ вика + овес) преимущество также имел вер-микомпост с использованием помета (прибавка составила 28% против 19% при внесении вермиудобрения на основе навоза). В то же время по качеству и по показателям безопасности определенное преимущество имела продукция, выращенная с использованием вермикомпо-ста на основе ОСВ и навоза КРС.
Внесение вермикомпостов способствовало увеличению обеспеченности почв подвижными соединениями фосфора, не оказывая значимого влияния на содержание минеральных форм азота и подвижного калия. Кроме
того, вермикомпосты положительно влияли на биологическую активность почвы (дыхание, нитрификация, цел-люлозолитическая активность), действуя на уровне навоза, существенно превосходя ОСВ. Из отмеченного следует, что вермикомпостирование, несмотря на определенные материальные затраты, может рассматриваться как действенный способ переработки ОСВ для получения качественного органического удобрения, что позволит снизить остроту проблемы их утилизации.
С развитием промышленного птицеводства, животноводства и свиноводства использование побочной продукции (навоз, помет) с каждым годом становится все острее, поскольку площади для утилизации ограничены, а объемы производства возрастают. В качестве одного из путей решения данной проблемы рассматривается возможность метанового сбраживания помета (навоза) с целью получения биологического топлива. При этом эффлюент, остающийся после переработки исходного продукта микроорганизмами, характеризуется хорошими органолептическими показателями, в нем снижается содержание патогенной микрофлоры, количество всхожих семян сорной растительности, повышается доступность питательных элементов, происходит обогащение биологически активными веществами.
Удобрение, полученное методом метанового сбраживания птичьего помета (коммерческое название «Уро-жай-С»), не проявляет фитотоксичности даже при очень высоких дозах внесения, оказывает положительное действие на посевные качества семян полевых и овощных культур при обработке их водными растворами (0,52,0%) удобрения [5]. Прибавка урожая в зависимости от удобряемых культур, почвенно-климатических условий, дозы удобрения и приема его использования достигает 90%. В двухлетнем микрополевом опыте с последовательно выращиваемыми яровой пшеницей (прямое действие) и столовой свеклой (наложение прямого действия на последействие), установлена неодинаковая отзывчивость этих культур на изучаемое удобрение. Дозы удобрения (соответственно 10 и 40 т/га) увеличивали урожайность яровой пшеницы в среднем на 4 и 23%, в то время как для столовой свеклы они варьировали от 24 до 96%. Таким образом, корнеплод, характеризующийся длительным периодом питания, более отзывчив на данное удобрение, чем культура с более коротким вегетационным периодом. Обе культуры были отзывчивы и на предпосевную обработку семян водным раствором
Влияние удобрения «Урожай-С» на урожайность (в сумме по двум культурам)
Вариант Урожайность, г зерн.ед./м2 Отклонение от ...
контроля дозы стимулятора
%
Посев семенами, не об заботанными стимулятором роста
Контроль 839 - - -
Урожай-С, 10 кг/м2 1032 23 23 -
Урожай-С, 40 кг/м2 1222 46 46 -
Посев семенами, обработанными стимулятором роста
Контроль 971 16 - 16
Урожай-С, 10 кг/м2 1106 32 14 7
Урожай-С, 40 кг/м2 1382 65 42 13
НСР05 12" 9 6""
*семена пшеницы обрабатывали 2%, а столовой свеклы - 1% водным раствором удобрения; **НСР для частных различий; ***НСР для фактора «доза»; ****НСР для фактора «стимулятор».
удобрения, причем свекла также характеризовалась большей отзывчивостью. Отмечено, что на яровой пшенице эффективность удобрения в качестве стимулятора повышалась по мере увеличения обеспеченности растений питательными элементами, а на свекле максимальный эффект проявился в контроле. Суммарный эффект по двум культурам (таблица) показал высокую отдачу от предпосевной обработки семян водными растворами «Урожай-С», существенно повысив урожайность как в контроле, так и на фоне удобрений. Следует отметить, что прирост урожая обеспечивается не за счет элементов, вносимых в составе удобрения, где их концентрация весьма незначительна (М - 0,17-0,40%, Р2О5 - 0,030,24%, К2О - 0,02-0,13%), а за счет мобилизации поч-
венных запасов. Так, при внесении в почву «Урожай-С» даже в невысоких дозах существенно возрастает биологическая активность почв, что сопровождается накоплением азота и фосфора в доступной для растений форме.
Таким образом, увеличение урожайности за счет повышенной мобилизации почвенных запасов азота, фосфора и калия, ведет к дефицитному балансу элементов питания в почве, то есть, к постепенному снижению ее плодородия. Опубликованных результатов исследований в указанном направлении к настоящему времени недостаточно, что и предопределяет дальнейшую нашу работу с удобрениями такого типа.
Литература
1. Варламова Л.Д. Эколого-агрохимическая оценка и оптимизация применения в качестве удобрений органосо-держащих отходов производства: автореф. дис. ... д.с.-х.н.: 06.01.04 - Саранск, 2007. - 42 с.
2. Бусоргин В.Г., Титова В.И., Варламова Л.Д.и др. Эффективность применения осадков сточных вод, очищенных от тяжелых металлов, в качестве удобрений под яровые культуры // Удобрения и химические мелиоранты в агроэко-системах: Материалы V научно-практической конференции - М.: МГУ, 1998. - С. 191-194.
3. Титова В.И., Варламова Л.Д. Эколого-агрохимические аспекты использования осадков промышленно-бытовых сточных вод в почвогрунтах для зеленого строительства // Агрохимия. - № 2. - 2006. - С. 44-50.
4. Короленко И.Д. Изучение возможности использования вермикомпостирования для получения агрономически эффективных и безопасных удобрений на основе ОСВ: автореф. дис. ... к.с.-х.н.: 06.01.04, 03.00.16 - М. - Немчинов-ка, 2004. - 20 с.
5. Варламова Л.Д., Сонина Н.А. Оценка агрономической эффективности жидкого органического удобрения «Уро-жай-С» // Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства: Сб. докл. Межд. научно-практической конференции - М.: РАСХН - ВНИПТИОУ, 2006. - С. 161-163.
УДК 631.432
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
Е.Ю. Гейгер, к.с.-х.н., В.И. Титова, д.с.-х.н., Е.В. Дабахова, д.с.-х.н., И.В. Садомовская, аспирант
Нижегородская ГСХА, e-mail: [email protected]
Представлены исследования качественного состояния подземных вод территорий, находящихся в зоне воздействия предприятий индустриального свино- и птицеводства, результаты анализа эффективности очистки промышленных стоков различных производств, изменение качества поверхностного водоисточника в результате организованного сброса очищенных стоков.
Ключевые слова: подземные воды, речная экосистема, эффективность очистки стоков, самоочищающая способность водоемов, предприятия сельскохозяйственной отрасли.
INFLUENCE OF ANTHROPOGENIC FACTORS ON AN ECOLOGICAL CONDITION OF WATER OBJECTS OF THE NIZHNIY NOVGOROD REGION E.Yu. Geyger, V.I. Titova, E.V. Dabakhova, I.V. Sadоmovskaya
There are presented the results of groundwater qualitative state in the areas, situated in the zone of the industrial enterprises ofpig and poultry production influence, the results of the analysis of efficiency of various industrial sewage' treatment, changes in the quality of surface water sources as a result of discharges of treated sewage.
Keywords: groundwater, river ecosystem, the efficiency of sewage treatment, self-purification capacity of water basins, agricultural enterprises.
В силу своей незащищенности и уязвимости наибольшее внимание в экологических исследованиях уделяют поверхностным водотокам (рекам, водохранилищам, озерам), которые в совокупности обеспечивают более 80% всего водопотребления в нашей стране. Од-
ной из основополагающих причин загрязнения российских водоемов остается сброс неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод: ежегодно в водные объекты страны поступает 32% промышленных и 61% коммунально-бытовых стоков [1]. По данным Департамента
