Введение к работе
Актуальность. Важным условием сохранения экосистем Байкальского региона в устойчивом состоянии является изыскание возможностей использования отходов горнодобывающей отрасли, промышленных и коммунально-бытовых стоков в виде вторичного сырьевого ресурса и уменьшения степени их негативного воздействия на окружающую среду. Один из путей частичного возврата отходов - применение последних в качестве нетрадиционных удобрений для сохранения и расширенного воспроизводства почвенного плодородия и увеличения продуктивности агроценозов.
Наиболее распространенным видом органических отходов антропогенной деятельности являются осадки сточных вод (ОСВ) общегородских и поселковых сетей канализации. Несмотря на то, что нет однозначного мнения об их применении в народном хозяйстве, в передовых зарубежных странах масштабы организованного использования осадков уже составляют 35-40 % от общего количества образующихся ОСВ. При этом их существенная часть используется в сельскохозяйственном производстве в виде удобрений.
Необходимость применения ОСВ в земледелии Бурятии во многом обусловлена тем, что почвы республики обладают низким уровнем естественного плодородия. Поэтому они остро нуждаются в применении органических и минеральных удобрений, которые, к сожалению, применяются на сельскохозяйственных угодьях республики в крайне минимальном количестве из-за острого дефицита (различные виды навоза) и высокой стоимости (минеральные туки).
Осадки сточных вод г. Улан-Удэ являются постоянно возобновляемым (ежегодно образуется до 8-11 тысяч тонн) ценным удобрительным сырьем и могут стать эквивалентным и экономически выгодным заменителем традиционных органических удобрений в пригородных районах. Согласно проведенным ранее исследованиям, применение ОСВ в сельскохозяйственном производстве - экологически приемлемое и рентабельное агрохимическое мероприятие (Убугунов и др., 2000, 2002; Дорошкевич и др., 2002), Однако следует заметить, что до сих пор не выявлены оптимальные нормы внесения осадков на разных по генезису и уровню плодородия типах почв при выращивании различных сельскохозяйственных культур.
По содержанию макро- и микроэлементов осадки сточных вод г. Улан-Удэ не только не уступают, а даже превосходят традиционные виды органических удобрений. Однако в ОСВ обнаруживается несбалансированное соотношение основных питательных веществ: при относительно высоком содержании азота и фосфора оказывается низким количество калия. Поэтому при их применении в виде удобрений под сельскохозяйственные растения, особенно под кал пел юб ивы е (например, картофель), не-
I РОС НАЦИОНАЛЬНА*)
ЗІ БИБЛИОТЕКА
I Cflcrtf
\ о» »:
обходимо улучшать питание культур 'калием за счет совместного внесения с осадками калийных удобрений.
Наряду с положительным влиянием, это органическое удобрение при экологически ненормируемом внесении может оказаться потенциальным источником загрязнения почв и растениеводческой продукции избыточным количеством химических веществ, например, тяжелых металлов, органических и минеральных кислот, фенолов, полиароматических углеводородов. Использование разных видов таких удобрений имеет свои особенности, что обусловливает актуальность их изучения для разработки рекомендаций по наиболее эффективным и экологически безопасным способам их применения.
Таким образом, в Республике Бурятия, особенно в ее пригородных районах, необходимо самое серьезное внимание обратить на использование осадков сточных вод г. Улан-Удэ в виде органических удобрений и разработку эколого-агрохимических приемов повышения их эффективности путем оптимизации доз и соотношений ОСВ с калийными удобрениями.
Цель исследований - изучить и провести комплексную эколого-агрохимическую оценку влияния возрастающих доз осадков сточных вод г. Улан-Удэ и их смесей с калийными удобрениями (на фоне NP) на аллювиальные дерновые почвы и выращиваемые на них картофель и овощные культуры.
Задачи исследований.
Изучить воздействие возрастающих доз и соотношений осадков городских сточных вод и их смесей с разными нормами калийных удобрений (на фоне NP) на агрохимические параметры плодородия и степень загрязненности тяжелыми металлами аллювиальных дерновых почв.
Выявить влияние различных норм ОСВ на численность почвенных микроорганизмов (аммонификаторов, нитрификаторов и денитрификато-ров), целлюлозолитическую и протеолитическую активность почвы.
Исследовать изменения продуктивности, биохимического и минерального состава картофеля, редиса, салата и свеклы, вынос важнейших питательных веществ с урожаями этих культур и коэффициентов использования основных элементов из удобрений в зависимости от доз и соотношений ОСВ и минеральных туков.
4. Определить содержание в опытных культурах тяжелых металлов и
охарактеризовать санитарно-гигиеническое состояние их продукции.
5. Провести нормирование доз и соотношений осадков сточных вод и
их смесей с калийными удобрениями (на фоне NP) при выращивании кар
тофеля, редиса, салата и свеклы на аллювиальных дерновых почвах.
Научная новизна.
Впервые в условиях Забайкалья проведены исследования по выявлению оптимальных доз и соотношений ОСВ и калийных удобрений для оптимизации макроэлементного минерального питания сельскохозяйственных растений с выявлением экологически приемлемой нормы их внесения.
Изучено влияние возрастающих доз ОСВ на изменение количественного и качественного состава органического вещества в аллювиальных дерновых почвах. Исследована биологическая активность данной почвы и получены экспериментальные данные по влиянию различных доз ОСВ в чистом виде на потенциальную нитрификационную активность, численность аммонификаторов, нитрификаторов и денитрификаторов.
Оценен уровень накопления ТМ и микроэлементов в почве при внесении возрастающих доз ОСВ с калийными удобрениями. Исследовано влияние осадков городских сточных вод в чистом виде и при оптимизации их макроэлементного состава минеральными удобрениями на продуктивность и качественный состав картофеля и овощных культур (редиса, салата и свеклы) в товарной и нетоварной части продукции. Определено санитарно-гигиеническое состояние опытных культур при использовании испытуемых удобрений. Проведено нормирование доз и соотношений осадков сточных вод и калийных удобрений при выращивании картофеля и'овогц-ных культур (редиса, салата и свеклы).
Защищаемые положения:
1. Осадки городских сточных вод улучшают агрохимические свойства
и плодородие аллювиальной дерновой почвы, увеличивают урожайность
картофеля и овощных культур (редиса, салата и свеклы) в значительной
степени при сбалансированном минеральном питании.'
Использование ОСВ с калийными удобрениями (на фоне NP) повышает качество получаемой продукции картофеля, редиса, салата и свеклы по сравнению с внесением осадков сточных вод в чистом виде.
Оптимальной дозой внесения ОСВ, исходя из влияния их на плодородие почвы, урожайность, качество и санитарно-гигиеническое состояние сельскохозяйственных культур, а также загрязнение почв и растительной продукции ТМ, является 7,5 т/га в расчете на 2 года или 15 т/га - на 3 года.
Практическая значимость. Полученные научные и научно-практические материалы по эколого-агрохимической эффективности применения осадков городских сточных вод явились основой для разработки «Методических рекомендаций по использованию осадков сточных вод г. Улан-Удэ в виде удобрений» (2002 г.) и Технических условий «ТУ 0135-002-04793242-2003».
Результаты диссертационной работы нашли применение в учебном процессе в курсе лекций по «Агрохимии» и, спецкурсе «Нетрадиционные виды удобрений» в Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им, В.Р. Филиппова.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных: «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление» (Чита, 2001), «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования» (Чита, 2001), «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем» (Иркутск; 2001), «Пррблемы устойчивого развития региона» (Улан-Удэ, 2001),«Экология Южной Сибири» (Абакан, 2001), всероссийских «Экология Байкала и Прибайкалья» (Иркутск, 1999), «III съезд Докучаевского общества почвоведов» (Суздаль, 2000) и региональных конференциях: «Научно практическая конференция, посвященная 70-летию БурГСХА» (Улан-Удэ, 2001), «Байкал и мы: от понимания к сотрудничеству» (Чита, 2002), «Научное обоснование систем земледелия Забайкалья» (Чита, 2003), «Наука, образование, новые технологии» (Улан-Удэ, 2004).
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 1 статья в журнале «Агрохимия».
. Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, 6 глав, выводы и список литературы. Работа изложена на 198 страницах машинописного текста, содержащего 44 таблицы и 30 рисунков. Список литературы включает 178 наименований из них 23 иностранных авторов.
