CC BY
179
УДОБРИТЕЛЬНАЯ ЦЕННОСТЬ СТОЧНЫХ ВОД СВИНОКОМПЛЕКСА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО ВЫРАЩИВАЕМЫХ КУЛЬТУР
Ю.А. Нагорных, В.П. Герасименко
Аннотация. Приведены результаты химического анализа сточных вод свинокомплекса и биопрепаратов (Вэйст-Трит и Агротроф), зерна яровой пшеницы на заражённость патогенами и содержание тяжёлых металлов.
Ключевые слова: сточные воды, тяжёлые металлы, микроэлементы, фитоэкспертиза, патогены.
Химический состав стоков имеет свои особенности, в том числе высокую концентрацию удобрительных элементов и сухого вещества, 70 % которого составляет органика с наличием большого числа микроорганизмов [3]. Свиноводческие стоки являются важным средством пополнения макро- и микроэлементов в почве, но не пригодны для немедленного использования в качестве удобрения, потому характеризуются высоким содержанием биогенных и органических веществ, присутствием патогенов и тяжёлых металлов.
В связи с этим были проведёны химические анализы, представленные в таблице 1, характеризующие качество сточных вод свиноводческого комплекса «Лю-бимовская» и сточных вод совместно с биопрепаратами Вэйст-Трит и Агротроф. Химико-аналитические анализы выполнялись в 2013 г. в испытательной лаборатории по агрохимическому обслуживанию сельскохозяйственного производства ФГБУ «Центр агрохимической службы «Белгородский» (г. Белгород).
Приведённые в таблице 1 данные свидетельствуют, что химический состав сточных вод свинокомплекса и биопрепаратов имеют высокую концентрацию удобрительных веществ и сухого вещества. Наибольшая массовая доля сухого остатка приходится на пробу «Сточные воды + Агротроф», которая составляет 6,93 %. При этом необходимо отметить, что в данной пробе сточной воды массовая доля органического вещества равна 5,52 %, что в 2 раза больше проб сточной воды свинокомплекса и Вэйст-Трит (2,57 и 2,49 % соответственно).
Все пробы сточных вод свинокомплекса имеют слабощелочную реакцию, рН которых находится в пределах 7 - 8. Применение биопрепаратов Вэйст-Трит и Агротроф способствует снижению кислотности, соответственно, до 7,9 и 7,4. Это означает, что по данному показателю пробы сточных вод отвечают агромелиоративным требованиям к поливным сточным водам, для которых рН должно находиться в пределах от 5,5 до 8,5, но лучше 7,0 - 8,0 [4].
Таблица 1 - Результаты анализов сточных вод (СВ)
(N03), %
Массовая доля общего фосфора (Р205), % 26717-85 0,08 0,06 0,21
Массовая доля общего калия (К2О), % 26718-85 0,33 0,34 0,29
Массовая доля общего кальция (Са), % 26570-95 0,16 0,11 0,18
Массовая доля магния (Ыд), % 30502-97 0,056 0,062 0,065
Подвижный бор (В), % Р 50688-94 0,00005 0,00007 0,00006
Массовая доля серы (8), % МУ, М.-1993 0,09 0,092 0,08
Массовая доля натрия (Ыа), % 30503-97 0,05 0,05 0,07
Содержание натрия (с учётом кальция и магния) в пробах сточных вод свинокомплекса таково, что оно не может привести к солонцеванию почв, так как SAR (Sodium adsorption ratio) меньше соответствующих нормативов [2].
При использовании сточных вод свинокомплекса существует потенциальная опасность загрязнения почв тяжёлыми металлами, которые в почвах находятся в виде валовых запасов и подвижных форм. Критический момент валовых запасов означает, что превышение его загрязняет почву до опасных значений, свидетельствующих о необходимости санитарных мероприятий [1].
В этих случаях требуется контроль содержания данных химических веществ в свиноводческих сточных водах для предотвращения загрязнения окружающей среды. С этой целью был проведён химический анализ сточных вод на содержание в них тяжёлых металлов (таблица 2).
Таблица 2 - Содержание тяжёлых металлов в сточных водах (СВ) свинокомплекса и СВ + биопрепараты_
№ п/п Результаты измерений
Cu Mn Zn Cd Co Pb
1. Сточные воды 8,48 1,5 15,72 0,0065 0,043 0,031
2. Сточные воды + Вэйст-Трит 7,86 2,03 14,11 0,007 0,049 0,030
3. Сточные воды + Агротроф 10,02 2,08 17,4 0,0085 0,045 0,034
ПДК 1 0,1 1 0,01 1 0,03
Данные, представленные в таблице 2, показывают, что концентрация тяжёлых металлов в стоках превышает ПДК по меди, марганцу, цинку, кадмию. Причём по меди в 7 - 10 раз, по марганцу в 15 - 20 раз, по цинку в 14 - 17 раз. Концентрация кобальта и свинца находится в пределах ПДК.
В связи с этим, при использовании сточных вод свинокомплекса в качестве удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур необходим строгий контроль за тяжёлыми металлами не только в сточных водах, но и в почве. Так, если в почве упомянутые металлы будут находиться на уровне ПДК, то при орошении сточными водами необходимы дополнительные мероприятия, снижающие их подвижность в почве, например, известкование.
свинокомплекса и СВ + биопрепараты
Показатели Нормативы на методы испытаний Результаты измерений
СВ СВ + Вэйст-Трит СВ + Агротроф
рНКС1, рН ед. 27979-88 8,1 7,9 7,4
Массовая доля влаги,% 26713-85 96,38 96,60 93,07
Массовая доля сухого остатка, % 26713-85 3,62 3,40 6,93
Массовая доля золы, % 26714-85 1,05 0,91 1,41
Массовая доля органического вещества, % 27980-88 2,57 2,49 5,52
Массовая доля общего азота (Ы), % 26715-85 0,52 0,50 0,53
Массовая доля нитратного азота 26717-85 0,0075 0,01 0,0076
Полевой опыт с яровой пшеницей сорта Дарья (2013 г.) включал варианты:
1. Контроль;
2. Сточные воды свинокомплекса (29 т/га);
3. Сточные воды свинокомплекса + Вэйст-Трит;
4. Сточные воды свинокомплекса + Агротроф;
5. Известь.
При этом известь вносили в почву в норме 5,6 т/га.
При использовании сточных вод свинокомплекса в качестве удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур возможно загрязнение продукции патогенами и тяжёлыми металлами.
Поэтому для определения качества яровой пшеницы была проведена фитоэкспертиза зерна (таблица 3), которая показала, что во всех образцах отсутствуют такие патогены, как головневые образования (мешочки, комочки), склероции спорыньи, Pénicillium, Aspergillus.
Исследования, представленные в таблице 3, показывают, что наибольшая заражённость зёрен яровой пшеницы на всех вариантах опыта приходится на патоген Альтернария. Наименьшее значение данного показателя на контроле и в варианте «сточные воды + Агротроф», т.е. 31 и 30,67 % соответственно. Максимальный показатель заражённости зёрен патогеном Альтернария приходится на вариант сточные воды свинокомплекса, что свидетельствует об их токсичности.
Таблица 3 - Результаты исследований зерна яровой
Анализ данных показал, что наибольший общий процент зараженных зёрен наблюдается на варианте со сточными водами (48,67 %), а наименьший на контроле (40,33 %). Необходимо отметить положительное действие биопрепаратов Агротроф и Вэйст-Трит, которые снизили заражённость зерна по сравнению со сточными водами на 6,67 и 4,67% соответственно. Почти такое же снижение заражённости наблюдается на варианте с известью.
Исследования зерна яровой пшеницы на содержание тяжёлых металлов показали, что в продукции отсутствуют мышьяк и ртуть (таблица 4).
Из полученных данных видно, что при внесении сточных вод свинокомплекса происходит увеличение концентрации свинца и кадмия (1,09 и 0,42 мг/кг соответственно). Данные металлы превышают нормы по НД на продукцию в 2 раза по свинцу и в 4 раза по кадмию.
На вариантах с биопрепаратами Вэйст-Трит и Аг-ротроф значения тяжелых металлов находятся на уровне нормы, что указывает на их обеззараживающую способность. При этом на варианте с известью содержание
тяжёлых металлов соответствует ПДК. Это объясняется тем, что на данном варианте не были внесены сточные воды.
Таблица 4 - Содержание тяжёлых металлов в зерне яровой пшеницы___
Варианты опыта Токсичные элементы Нормы по НД на продукцию, мг/кг Результаты испытаний
Контроль Свинец Кадмий Мышьяк Ртуть 0,5 0,1 0,2 0,03 0,34 0,031 Не обнаружено* Не обнаружено*
Сточные воды Свинец Кадмий Мышьяк Ртуть 0,5 0,1 0,2 0,03 1,09 0,42 Не обнаружено* Не обнаружено*
Сточные воды + Вэйст-Трит Свинец Кадмий Мышьяк Ртуть 0,5 0,1 0,2 0,03 0,52 0,040 Не обнаружено* Не обнаружено*
Сточные воды + Агротроф Свинец Кадмий Мышьяк Ртуть 0,5 0,1 0,2 0,03 0,41 0,13 Не обнаружено* Не обнаружено*
Известь Свинец Кадмий Мышьяк Ртуть 0,5 0,1 0,2 0,03 0,59 0,14 Не обнаружено* Не обнаружено*
*-не обнаружено в пределах диапазона измерений метода
Таким образом, можно сделать вывод о том, что биопрепараты Агротроф и Вэйст-Трит препятствуют переходу патогенов и тяжёлых металлов из почвы в продукцию.
Список использованных источников
1 Брезгунов В.С. Последствия влияния стоков свинокомплексов на свойства почв // Сборник научных работ. -1995. - Т.42. - С. 233 - 246.
2 Герасименко В.П., Нагорных Ю.А. К методике оценки норм внесения сточных вод в почву под культуры // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - № 2. - С. 64 - 66.
3 Кузьмина Е.О. Реакция сфагновых мхов на жидкие стоки животноводческих // Экология. - 1993. - № 2. - С. 10-14.
4 Сыздыкова Н.Л., Алексейко И.С. Использование животноводческих стоков при орошении, как способ их утилизации // Проблемы экологии и рационального использования природных ресурсов в Дальневосточном регионе. - 2004. - Т.1. - С. 105 - 109.
Информация об авторах
Нагорных Юлия Анатольевна, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», nagornih.jul@mail.ru
Герасименко Виктор Поликарпович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры экологии и охраны природы ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», gvikpol@mail.ru
пшеницы на заражённость их патогенами (2013 г.)
СВ + СВ + Агротроф
Показатели Контроль СВ Вэйст-Трит Известь
Головневые образования, % Нет Нет Нет Нет Нет
Склероции спорыньи, % Нет Нет Нет Нет Нет
Нагрузка спор головни на 1 Нет Нет Нет Нет Нет
зерно, шт.
Фузариум, % Нет Нет Нет 0,33 Нет
Гельминтоспо-риозы, % 6,67 8,67 7,00 7,00 6,67
Альтернария, % 31,00 37,67 34,33 30,67 33,33
Кладоспориум, % 1,33 0,33 1,00 2,00 1,33
Пенициллиум, % Нет Нет Нет Нет Нет
Аспергиллус, % Нет Нет Нет Нет Нет
Бактериозы, % 1,33 2,00 1,67 2,00 1,67
Общий процент заражённых 40,33 48,67 44,00 42,00 43,00
зёрен,%
