Эффективность использования ила осадков сточных вод городских очистных сооружений под яровую пшеницу на чернозёмах Алтайского Приобья

• Автор: Симахин, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 145 с.

ВВЕДЕНИЕ
Агрохимической службой и научными учреждениями Алтайского края отмечается заметное снижение эффективного плодородия почв. Это обусловлено рядом причин, среди которых главные - ухудшение материально-технической базы, дороговизна минеральных удобрений и опасность засорения почв при внесении навоза.
Почти десятилетнее игнорирование органических и минеральных удобрений привело к созданию в пахотных почвах края отрицательных балансов органического вещества, азота, фосфора, калия, кальция и др. Почти все площади пахотных земель низко обеспечены подвижным цинком, более половины марганцем, кобальтом, около 30 % - бором, молибденом и другими жизненно-необходимыми микроэлементами.
В связи с утратой гумуса, кальция и подкислением почвенного рас твора в почвах снижается биологическая активность и способность культурных растений противостоять этому процессу. А возделывание зерновых более чем на 50% пашни обусловило «почвоутомление» и накопление патогенных микроорганизмов, вызывающих корневые и септориозные гнили у зерновых, сахарной свеклы, картофеля и овощных корнеплодов, т.к. количество полезных микроорганизмов, продуцирующих физиологически активные вещества, резко снизилось.
Всё это привело к падению эффективного плодородия почв и снижению продуктивности пашни (Применение гуминовых удобрений..., 2000) . В связи с этим в ряде регионов страны отмечается недостаток продуктов питания, что негативно складывается на состоянии здоровья и росте народонаселения страны. Поэтому перед аграрной наукой стоит важная задача - поиск путей повышения плодородия почв и получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур во всех регионах.
С целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур, в связи с уменьшением возврата элементов минерального питания в природный

круговорот при помощи органических и минеральных удобрений удовлетворением всё возрастающих потребностей в продуктах питания, необходимо изыскание новых резервов удобрительных веществ. В качестве одного из источников питательных веществ для растений могут быть осадки сточных вод (ОСВ), которые образуются на искусственных биологических сооружениях в результате очистки канализационных сточных вод от загрязняющих веществ с помощью активного ила. Ежегодное поступление ОСВ на очистные сооружения г. Барнаула оценивается в 1 14306 м"’ или 20670 т. сухого вещества. На данный момент его запасы составляют более 1 млн. т. Скопление больших количеств осадков затрудняет работу очистных сооружений и создаёт угрозу загрязнения окружающей среды, так как они, как правило, находятся на водоохранной территории.
Проблема утилизации осадков актуальна как с экономической, так и с природоохранной точек зрения. Как показывает отечественный и зарубежный опыт, осадки, полученные при очистке стоков, в которых преобладают хозяйственно-бытовые воды, наиболее целесообразно использовать в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур, так как они содержат в своём составе значительное количество органического вещества, питательных элементов и меньше токсикантов промышленного происхождения.
Осадки сточных вод по своему основному составу, а так же действию на почвенное плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур приближается к навозу (Кузьменкова, 1976; Экологические проблемы применения..., 1984; Воробьёва и др., 1997) и не содержат семян сорняков. При этом использование ОСВ освобождает иловые площадки, снижает нагрузку на прилегающие территории и загрязнение водных источников.
Однако бесконтрольное внесение в почву органических удобрений на основе городских отходов, где большая доля промышленных сточных вод, может привести к перенасыщению почвы, как удобрительными микроэлементами, так и токсичными металлами (кадмий, никель, свинец, ртуть и др.)

(Алексеев, 1987; Ачкасов, 1987). По данным обследования ОСВ очистных сооружений г. Барнаула около Уг запасов отвечает требованиям ГОСТа.
Кроме солей тяжёлых металлов, в составе ОСВ находятся жизнеспособные личинки и яйца гельминтов, патогенная, бактериальная и вирусная микрофлора, а также другие вредные вещества (фенолы, бензопирены), являющиеся ограничительным фактором использования их без предварительной обработки. Поэтому вопрос о применении ОСВ в качестве удобрения решается в каждом конкретном случае отдельно и зависит не только от химического, бактериального и физического состояния осадков, но и от почвенноклиматических условий их применения.
Важность данной проблемы предопределила цель настоящей работы.
Цель исследований. Определить эффективность использования ила ОСВ очистных сооружений КОС-2 г. Барнаула в качестве удобрения под яровую пшеницу в условиях Алтайского Приобья.
Реализация поставленной цели предусматривала решение следующих задач:
1. Изучить влияние ила ОСВ на агрохимические показатели потенциального плодородия почв.
2. Установить изменение валового содержания и подвижных форм тяжёлых металлов в почве при внесении ила ОСВ.
3. Определить влияние ила ОСВ на урожайность и качество яровой пшеницы.
4. Установить уровень накопления тяжёлых металлов в товарной и побочной части продукции.
5. Определить экономическую эффективность применения ила ОСВ в качестве удобрения.
Научная новизна. Впервые для выщелоченных чернозёмов Алтайского Приобья установлено положительное влияние ила ОСВ очистных сооружений КОС-2 г. Барнаула на урожайность и качество зерна яровой пшеницы, а

Pb, Ni и Cd).
В растениях определяли основные показатели качества: содержание клейковины и её группу, белок. Наряду с этим устанавливали накопление в товарной части урожая тяжёлых металлов. Все названные показатели определяли по принятым в агрохимической службе ГОСТам и оценивали по нормативам качества и МВТ и СанПиНа- 96.
Определение показателей свойств почв проводили в лабораторных условиях общепринятыми методами: содержание гумуса - по Никитину; валового азота - по А.М. Мещерякову; подвижного фосфора и обменного калия - по Ф.В. Чирикову; формы азота - нитратный азот с дисульфофеноловой кислотой; реакцию почвенного раствора - потенциометрически на pH-метре рН-130 (Агрохимический метод. ..,1965; Аринушкина,1970; Ванюдина, Корчагина, 1973; Лабораторный практикум, 1976; Александрова, Найдёнова, 1986; Практикум по агрохимии, 1987; Лактионов и др.,1990)
Подготовка почвенных образцов для определения валового содержания тяжёлых металлов проводилась методом кислотной экстракции. Подвижные формы извлекались - СН3ООН + NH4OH (ацетатно-аммонийный буфер) при pH = 4,8 (Обухов, Плеханова, 1991).
Минерализация растительных проб осуществлялась методом сухого озоления (Методические указания.. .,1989).
Содержание тяжёлых металлов в почвенных и растительных образцах определялось на атомно-абсорбционном спектрофотометре С-115 по методу А.И. Обухова и И.О. Плехановой (1991).
Для установления влияния нетрадиционных форм удобрений производился учёт урожая снопами с каждой делянки.
Закладка вегетационно-полевых опытов проводилась согласно общепринятым методам агрохимических исследований (Доспехов, 1985). Опыт закладывался на ровном участке, удалённом от дорог и лесополос, не имею-