Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Специальность 06.01.09 - растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ВЛИЯНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ВОЛГО-ВЯТСКОГО РЕГИОНА

НИКОЛАЕВ Б.В.

Саратов - 2007

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном общеобразовательном учреждении высшего профессионального образования «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» на кафедре почвоведения и агрохимии.

Научный руководитель:	Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Михайлов Леонид Николаевич
Официальные оппоненты:	Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Курдюков Юрий Федорович
	Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Пилюгин Вячеслав Александрович
Ведущая организация:	Государственное научное учреждение «Чувашский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

Защита состоится «18» мая 2007 г. в 10єє часов на заседании диссертационного совета 220.061.05 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан «___» _______ 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор с.-х. наук, профессор Пронько Н.А.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях интенсификации сельского хозяйства особая роль отводится возделыванию высококачественной растениеводческой продукции с целью удовлетворения возрастающих потребностей человека. Однако в последние годы в Волго-Вятском регионе Российской Федерации прослеживается тенденция снижения урожайности основных сельскохозяйственных культур. В частности, в Чувашской Республике урожайность зерновых культур не превышает 2,0-2,5 т/га. Объясняется это, прежде всего, заметным падением плодородия почв, поскольку резко сократилось применение органических и минеральных удобрений. Так, для бездефицитного баланса гумуса в почвах Чувашской Республики необходимо ежегодно вносить на гектар пашни 8 - 10 тонн органики, а вносится всего около половины нормы. Из-за высокой стоимости значительно сократилось применение минеральных удобрений.

С другой стороны, на очистных сооружениях региона накапливаются значительные запасы осадков сточных вод. Например, ежегодно на очистных сооружениях г. Новочебоксарска, куда поступают промышленные и канализационные стоки г. Чебоксары, накапливается свыше 1,2 млн. тонн ОСВ. Это огромный резерв для производства органического удобрения, рациональное использование которого позволило бы приостановить отрицательный баланс гумуса в почве, повысить урожайность сельскохозяйственных культур, одновременно решая санитарно-гигиенические и экологические проблемы региона.

Основной фактор, сдерживающий применение ОСВ в сельском хозяйстве, это наличие в них солей тяжелых металлов, влияние которых на почву, продуктивность и качество растениеводческой продукции недостаточно изучено. Научно-необоснованное использование ОСВ может повысить экологическую нагрузку на агроэкосистему за счет введения в нее ряда тяжелых металлов: Cu, Zn, As, Pb, Cd, Hg.

В связи с этим, для эффективного использования осадков городских сточных вод в качестве удобрения в каждом конкретном регионе весьма актуально всестороннее изучение их химического состава, определение влияния ОСВ на плодородие почв, урожай и качество сельскохозяйственный культур.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение влияния осадков сточных вод г. Новочебоксарска на урожайность и качество сельскохозяйственных культур в условиях Волго-Вятского региона (на примере Чувашской Республики).

Основные задачи:

- изучить химический состав осадков сточных вод г. Новочебоксарска, включая микроэлементы, в том числе и контролируемые тяжелые металлы;

- определить действие ОСВ на агрохимические и биологические свойства светло-серых почв;

- выявить влияние ОСВ, навоза и минеральных удобрений на фотосинтетическую активность культур;

- установить эффективность ОСВ и их сочетаний с органическими и минеральными удобрениями на урожайность и качество сельскохозяйственных культур;

- рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность применения ОСВ при выращивании сельскохозяйственных культур.

Научная новизна. Впервые для почвенно-климатических условий Чувашской Республики:

- выявлена возможность использования осадков городских сточных вод при выращивании сельскохозяйственных культур на светло-серых лесных почвах.

- установлена зависимость качества зеленой массы кукурузы, зерна яровой пшеницы и ячменя от доз вносимых ОСВ;

Положения, выносимые на защиту:

- сравнительная удобрительная ценность ОСВ и навоза КРС;

- особенности изменения агрохимических и биологических свойств светло-серых лесных почв от применения ОСВ в качестве удобрения;

- зависимость фотосинтетической активности растений кукурузы от доз ОСВ;

- характер влияния доз ОСВ на урожайность и качественные показатели сельскохозяйственных культур;

Практическая значимость. Результаты исследований использованы для разработки научно обоснованных рекомендаций по применению осадков сточных вод г. Новочебоксарска в качестве органических удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур, использование которых повышает плодородие зональных почв и урожайность культур.

Производственные испытания, проведенные в СХПК «Сад» Чебоксарского района Чувашской Республики, показывают, что внесение 60 т/га ОСВ в прямом действии повышают урожайность зеленой массы кукурузы на 24,9 т/га (107,8%). На второй и третий годы последействия ОСВ прибавка урожая яровой пшеницы составила 0,53 т/га (29,4 %), ячменя 0,80 т/га (44,8 %) по сравнению с контролем.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научной конференции, посвященной 120-летию со дня рождения профессора Леонида Адольфовича Пельциха (Чебоксары, 2005), межрегиональной научно-практической конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки» (Чебоксары, 2006), научно-практических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2004), «Молодые ученые - сельскому хозяйству Чувашской Республики» (Чебоксары, 2005).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей, одна из которых в журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 110 странице компьютерного текста. Включает 4 главы, выводы и предложения производству, содержит 36 таблиц, 13 рисунков. Список литературы включает 163 источника, в том числе - 21 зарубежных авторов.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия, объекты и методика проведения исследований

Научные исследования проводились в 2003-2005 гг. в СХПК «Сад» Чебоксарского района Чувашской Республики. Погодные условия в 2003-2005 гг. складывались по-разному. Так, средняя температура за вегетационный период колебалась в пределах 16 - 17 градусов, сумма положительных температур за полный период колебалась в пределах 1665-1700єС, количество выпавших осадков - от 223 мм в 2005 г. до 401 в 2003 г.

В качестве объектов исследования были выбраны:

1. Осадки сточных вод (ОСВ) г. Новочебоксарск. Очистные сооружения находятся в г. Новочебоксарске, куда поступают хозяйственно-бытовые и промышленные стоки городов Чебоксары и Новочебоксарск.

2. Светло-серая лесная почва СХПК «Сад», Чебоксарского района Чувашской республики. Пахотный горизонт характеризуется следующими агрохимическими показателями:

- содержание гумуса по методу И. В. Тюрина - 2,22%;

- подвижный фосфор по Кирсанову - 412 мг/кг;

- обменный калий по Кирсанову - 113 мг/кг;

- рН kcl - 6,48.

3. Сельскохозяйственные культуры, рекомендованные для возделывания в Чувашской Республике: кукуруза (Zea mays) - сорт «РОСС - 209», яровая пшеница (Tritikum aestivum) сорт - «Приокская», ячмень (Hordeum sateum) сорт - «Биос - 1».

Полевой опыт заложен в звене севооборота (кукуруза - яровая пшеница - ячмень) по следующей схеме:

1. Контроль (без удобрений)

2. 30 т/га ОСВ

3. 60 т/га ОСВ

4. 30 т/га навоз

5. 60 т/га навоз

6. 30 т/га ОСВ +30 т/га навоз

7. 60 т/га ОСВ + NPK (под запрограммированный урожай Й-ой культуры - 50,0 т/га зеленой массы кукурузы).

8. N150 P130 K30 (эквивалентные содержанию в 60 т/га ОСВ).

По данной схеме для изучения прямого действия удобрений полевые опыты закладывались 3 года подряд при возделывании кукурузы, а также для изучения последействия внесения удобрений: 2 года - при возделывании яровой пшеницы, 1 год - при возделывании ячменя. В опытах применяли следующие удобрения: аммиачная селитра, двойной суперфосфат и 40% калийная соль.

Дозы внесения ОСВ и навоза подобраны таким образом, чтобы не допустить загрязнения почвы тяжелыми металлами и из расчета поддержания бездефицитного баланса гумуса.

Опыт закладывали согласно схеме в звене севооборота. Опыт включает 8 вариантов. Повторность - четырехкратная. Размер одной делянки - 36 мІ, учетная площадь делянки - 25,2 мІ. Расположение делянок - последовательное.

ОСВ, навоз КРС, минеральные удобрения N130 P130 K30 вносились осенью под зябь, и азотное удобрение из расчета 20 кг. д. в./га при посеве кукурузы. Агротехника возделывания кукурузы и зерновых культур общепринятая для данного региона.

Учет урожая зеленой массы кукурузы осуществляли по методике Госкомиссии по сортоиспытанию ручным способом, а зерна - путем прямого комбайнирования «Сампо-500» методом сплошной уборки.

Перед закладкой опытов были отобраны образцы почв с исследуемых участков, а также ОСВ и навоза КРС. Анализ почвенных и растительных проб проводили на кафедре почвоведения и агрохимии ЧГСХА, а также в республиканском агрохимическом центре «Чувашский». Хлебопекарные качества яровой пшеницы определяли в лаборатории технологии зерна и массовых анализов Самарского НИИСХ.

Содержание гумуса определяли методом ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), биологическую активность почвы - методом аппликаций (Мишустин, 1972), валовое содержание тяжелых металлов в почве - ГОСТ 18826-73, фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза - согласно методике Чиркова Ю. И. (1969), статистическую обработку данных - методом дисперсионного анализа по Доспехову Б. А. (1985), экономическую и биоэнергетическую эффективность по Минееву В.Г. (1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Химический состав ОСВ г. Новочебоксарска и его агрохимическая ценность

Результаты сравнительного исследования химического состава ОСВ г. Новочебоксарска и навоза крупного рогатого скота (КРС) приведены в таблице 1.

1. Химический состав осадков сточных вод г. Новочебоксарска и полуперепревшего навоза КРС (в пересчете на сухое вещество)

№ п/п	Показатели	ОСВ	Навоз КРС
1	Органическое вещество, %	54,1 - 70,0	52,4 - 74,5
2	N общ., %	1,20 - 1,42	0,53 - 0,60
3	Р2О5,%	1,14 - 1,29	0,19 - 0,23
4	К2О, %	0,04 - 0,16	0,4 - 1,7
5	Li2O, %	0,0035 - 0,0037	0,0036 - 0,0038
6	МgО, %	2,1 - 2,5	0,4 - 0,7
7	СаО, %	4,5 - 8,2	1,3 - 2,3
8	рН kcl	7,2 - 7,9	6,98 - 7,0

Из приведенных в таблице данных видно, что по химическому составу ОСВ достаточно сильно отличаются от навоза. Содержание органического вещества, азота, фосфора, кальция и магния в осадках сточных вод выше, чем в навозе КРС, что определяет особую ценность их как удобрения. Однако, содержание калия в навозе более чем в десять раз выше, чем в ОСВ. По количеству органического вещества, общему содержанию кальция, фосфора ОСВ превосходит навоз, а по другим элементам их значения близки.

Сдерживающим фактором использования осадков сточных вод в качестве удобрения является содержание в них ряда тяжелых металлов.

Перед внесением и заделкой в почву ОСВ провели повторный анализ содержания тяжелых металлов в исследуемой партии, в навозе КРС, которые предназначались для опытов (табл. 2).

2. Содержание тяжелых металлов в ОСВ и навозе КРС, мг/кг

Элементы	ОСВ	Навоз КРС	ПДК в ОСВ	ПДК в почве
Pb	48,5	14,0	1200	100
Cd	7,2	0,5	20	3
Hg	2,0	1,5	25	2
As	3,5	1,0	20	5
Zn	690,0	56,0	3000	300
Cu	735,0	6,8	1200	100
Cr	205,0	6,5	1200	100

Содержание тяжелых металлов в ОСВ выше, чем в навозе. Однако превышение находится в пределах ПДК.

Влияние ОСВ, навоза и минеральных удобрений на агрохимические свойства пахотного слоя светло-серых лесных почв

Содержание гумуса. Исследования показали, что внесение осадков сточных вод и навоза положительно влияет на содержание гумуса на светло-серых лесных почвах практически в любых внесенных дозах. При этом наибольший прирост содержания гумуса отмечен при внесении 60 т/га ОСВ (рис. 1).

Рис. 1. Влияние ОСВ, навоза, минеральных удобрений на содержание гумуса в светло-серой лесной почве, %

1 - Контроль, 2 - 30 т/га ОСВ, 3 - 60 т/га ОСВ, 4 - 30 т/га навоз, 5 - 60 т/га навоз, 6 - 30 т/га ОСВ + 30 т/га навоз, 7 - 60 т/га ОСВ + NPK (под запрограммированный урожай), 8 - NPK (эквивалентно содержанию в 60 т/га ОСВ)

Нужно отметить, что повышение содержания гумуса в пахотном слое почв после применения ОСВ, более высокое, чем после внесения навоза, что сказывается и в последействии.

Содержание подвижного фосфора. Как было уже отмечено, почвы опытного участка светло-серые лесные, среднесуглинистого гранулометрического состава. Содержание подвижного фосфора в пахотном слое колеблется в пределах 390-420 мг/кг.

Исследования показали, что в вариантах с внесением ОСВ содержание подвижного фосфора (Р2О5) заметно увеличивается. В то же время, исходя из больших запасов фосфора в ОСВ (больше чем в навозе КРС), мы ожидали больший процент повышения в почве данного элемента питания. При внесении 60 т/га ОСВ отмечено максимальное увеличение фосфора до 452 мг/кг почвы.

Содержание обменного калия. Содержание калия в почве увеличивается более отчетливо в вариантах с внесением 60 т/га навоза, чем при внесении 60 т/га ОСВ. Это связано с тем, что содержание калия в самих осадках сточных обнаруживается меньше, чем в навозе.

Содержание тяжелых металлов. Применение ОСВ в качестве органического удобрения в первый год привело к повышению меди на 22,0 - 26,5 мг/кг; цинка на 11,0 - 19,4 мг/кг; свинца - 8,6 - 9,2 мг/кг; кадмия - 0,71 - 0,78 мг/кг. Однако использование ОСВ в дозах 30-60 т/га не приводило к увеличению содержания валовых форм тяжелых металлов в почве выше ПДК. На второй и третий годы последействия органических удобрений наметилась тенденция к снижению содержания этих элементов в почве.

Обменная кислотность. При определении химического состава осадков сточных вод нами было выявлено, что они имеют слабощелочную реакцию - рН kcl = 7,95. Так как изучаемые светло - серые лесные почвы изначально имели слабокислую реакцию пахотного слоя (рН kcl =5,24), то при внесении 30 - 60 т/га ОСВ она переместилась в сторону нейтральной. Необходимо отметить, что ОСВ на реакцию почвенной среды воздействовали значительно эффективнее навоза в эквивалентных дозах.

Биологическая активность светло-серых лесных почв. Наибольшая активность почвы отмечена в вариантах с внесением 60 т/га ОСВ и 30 т/га ОСВ в сочетании 30 т/га навоза, как в первый год внесения, так и в последействии, где средний показатель биологической активности светло-серой лесной почвы превысил контроль на 16,2 - 29,5%.

Таким образом, на основании проведенных исследований можно заключить, что ОСВ, смещает реакцию среды в щелочную сторону, способствует улучшению агрохимических и биологических показателей светло-серых лесных почв.

Влияние ОСВ на фотосинтетический потенциал, урожайность и качество зеленой массы кукурузы

Фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза.

Максимальное значение фотосинтетического потенциала (ФП) за вегетацию 2778,3 тыс.мІ дней/га было получено на посевах кукурузы при внесении минеральных удобрений, чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) составила 4,13 г/мІ в сутки (табл. 3).

3. Показатели фотосинтетической деятельности посевов кукурузы в зависимости от применяемых удобрений

Варианты опыта	Максимальная площадь листьев, тыс.мІ/га	ФП тыс.мІ дней/га	ЧПФ г/мІ в сутки
Контроль	35,7	1949,4	2,62
30 т/га ОСВ	36,1	1964,3	2,65
60 т/га ОСВ	38,3	2064,4	2,84
30 т/га навоз	38,0	2061,5	2,81
60 т/га навоз	38,4	2059,9	2,90
30 т/га ОСВ+30 т/га навоз	39,0	2119,3	3,05
60 т/га ОСВ+NPK (под запрограмм. урожай)	51,4	2759,5	4,02
NPK (экв.содерж. в 60 т/га ОСВ)	51,9	2778,3	4,13

Так же высокий ФП и ЧПФ обеспечивались на варианте при совместном внесении ОСВ с минеральными удобрениями, где эти показатели были равны соответственно 2759,5 тыс.мІ дней/га и 4,02 г/мІ в сутки. Внесение ОСВ в чистом виде и совместно с навозом также значительно повысило значения ФП по сравнению с контролем на 5,9 - 8,7%, и ЧПФ на 8,4 - 16,4 %. сточный вода почва навоз

Урожайность зеленой массы кукурузы. Осадки сточных вод увеличили, в сравнении с контролем, урожайность зеленой массы кукурузы от 2,03 до 24,80 т/га. Внесение навоза позволило получить дополнительно 2,35 - 5,33 т/га урожая (рис. 2). Резко возрастала урожайность зеленой массы кукурузы при применении минеральных удобрений. Это связано с тем, что они лучше усваиваются растениями, а кроме этого в вариантах с внесением минеральных удобрений сохранялось больше влаги по сравнению с использованием органических удобрений. Так как почвы опытного участка бедны калием, то эффект от калийсодержащих минеральных удобрений мы предполагали при теоретических расчетах, что и подтвердили результаты опытов.

Рис. 2. Влияние ОСВ, навоза, минеральных удобрений на урожайность зеленой массы кукурузы, т/га

1 - Контроль, 2 - 30 т/га ОСВ, 3 - 60 т/га ОСВ, 4 - 30 т/га навоз, 5 - 60 т/га навоз, 6 - 30 т/га ОСВ + 30 т/га навоз, 7 - 60 т/га ОСВ + NPK (под запрограмм. урожай), 8 - NPK (эквивалентно содержанию в 60 т/га ОСВ)

Питательная ценность зеленой массы кукурузы. Изучая биохимический состав зеленой массы кукурузы, было установлено, что наибольшее содержание сырого протеина 11,61% и каротина 6,18% отмечено в варианте совместного применения ОСВ и минеральных удобрений (табл. 4).

4. Влияние ОСВ, навоза, минеральных удобрений на качество зеленой массы кукурузы (в среднем за 2003 -2005 гг.)

Варианты опыта	Содержание в сухом веществе, %	Обменная энергия, МДж/кг
	Сырой протеин	Каротин	Сырая клетчатка	Сырой жир	БЭВ
Контроль	11,42	1,41	29,02	2,03	40,9	8,63
30 т/га ОСВ	11,17	0,29	22,16	2,19	53,9	9,30
60 т/га ОСВ	11,04	1,26	23,68	2,57	52,2	9,31
30 т/га навоза	10,89	4,50	26,28	2,25	48,3	9,09
60 т/га навоза	11,38	2,53	24,52	2,33	50,2	9,19
30 т/га ОСВ + 30 т/га навоза	10,35	2,62	23,43	2,78	52,4	9,27
60 т/га ОСВ + NPK(под запрограмм. урожай)	11,61	6,18	24,86	2,39	49,1	9,15
NPK (экв. содерж. в 60 т/га ОСВ)	10,09	4,39	25,21	2,51	50,0	9,11

Наибольший процент содержания жира 2,78% отмечен при внесении смеси ОСВ и навоза. Практически не уступает ему по содержанию жира вариант с внесением 60 т/га ОСВ - 2,57%. Установлено также, что внесение навоза в большей мере способствует накоплению сырой клетчатки, чем ОСВ.

Влияние ОСВ на структурные показатели, урожайность и качество яровой пшеницы

Структурные показатели яровой пшеницы. Результаты исследований показали, что в последействии ОСВ, а также совместное внесение ОСВ с навозом и минеральными удобрениями улучшают структуру урожая: наблюдается увеличение длины колоса, числа зерен в колосе, массы 1000 семян, а также продуктивной кустистости (табл. 5). Максимальная длина колоса отмечена в варианте совместного применения ОСВ и минеральных удобрений 8,22 см при 7,14 см в контроле, но наибольшее количество зерен в колосе и масса 1000 семян в варианте с внесением 30 т/га ОСВ.

5. Влияние ОСВ на структурные показатели урожая яровой пшеницы (в среднем за 2004-2005 гг.)

Урожайность яровой пшеницы. Исследования, проведенные в 2004 г. показали, что все внесенные удобрения, в т.ч. и осадки городских сточных вод, в последействии достоверно обеспечивают прирост урожая яровой пшеницы по сравнению с контролем на 0,27 - 0,53 т/га (15 - 29,4 %). Максимальный урожай 2,33 т/га был получен в варианте с внесением 30 т/га ОСВ. Несколько уступал ему вариант с внесением 60 т/га навоза КРС (рис. 3).

Варианты опыта	Длина растений, см	Общая кустистость	Продуктивная кустистость	Длина колоса, см	Число зерен в колосе, шт	Масса зерен с 1колоса, г	Масса 1000 зерен, г
Контроль	81,56	1,16	1,14	7,14	23,4	0,72	30,8
30 т/га ОСВ	88,55	1,18	1,14	7,79	29,1	0,93	32,1
60 т/га ОСВ	93,78	1,20	1,18	8,04	27,9	0,86	31,0
30 т/га навоз	89,44	1,18	1,17	7,42	24,3	0,75	31,0
60 т/га навоз	91,34	1,22	1,18	7,73	28,3	0,88	31,3
30 т/га ОСВ + 30 т/га навоз	92,31	1,18	1,18	7,66	28,1	0,84	29,9
60 т/га ОСВ + NPK	92,10	1,20	1,17	8,22	27,1	0,84	31,2
NPK (экв. содерж. в 60 т/га ОСВ)	95,43	1,15	1,14	7,65	26,5	0,83	31,5

Рис. 3. Влияние ОСВ, навоза, минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы, т/га

1 - Контроль, 2 - 30 т/га ОСВ, 3 - 60 т/га ОСВ, 4 - 30 т/га навоз, 5 - 60 т/га навоз, 6 - 30 т/га ОСВ + 30 т/га навоз, 7 - 60 т/га ОСВ + NPK (под запрограмм. урожай), 8 - NPK (эквивалентно содержанию в 60 т/га ОСВ)

Хлебопекарные свойства яровой пшеницы. Осадки сточных вод оказали весьма существенное влияние на технологические качества зерна (табл. 6). В частности, в последействии его внесения повышалось содержание клейковины в муке до 30% при 28% в контроле. Наибольший процент содержания белка отмечен в варианте с применением ОСВ и минеральных удобрений (13,4%).

6. Влияние удобрений на содержание общего азота, белка и клейковины в зерне яровой пшеницы, % (в среднем за 2004 - 2005 гг.)

Варианты опыта	Азот общий	Белок	Клейковина
Контроль	2,10	11,97	28,0
30 т/га ОСВ	2,03	11,57	28,0
60 т/га ОСВ	2,10	11,97	30,0
30 т/га навоз	2,14	12,20	28,0
60 т/га навоз	2,20	12,54	28,0
30 т/га ОСВ + 30 т/га навоз	2,24	12,77	30,7
60 т/га ОСВ + NPK (под запрограмм. урожай)	2,35	13,40	30,0
NPK (экв. содерж. В 60 т/га ОСВ)	2,28	13,00	31,2

Из данных, приведенных в таблице видно, что зерно яровой пшеницы, выращенное с внесением ОСВ, по содержанию общего азота не уступает зерну пшеницы, выращенной с использованием традиционного навоза.

Влияние ОСВ на структурные показатели, урожайность и качество ячменя

Структурные показатели ячменя. Результаты исследований 2005 г. показали, что применение ОСВ как в чистом виде, так и при совместном применении с навозом и минеральными удобрениями значительно улучшали структурные и физические показатели ячменя.

В последействии применения ОСВ при дозе 60 т/га значительно повышалась длина растения (67,3 см), при этом не замечалось полегание, как это случилось в варианте с применением 60 т/га навоза КРС, где средняя длина растений составила 73,4 см. Одновременно возрастала и длина колоса. Так в варианте с внесением 30 т/га ОСВ превышение над контролем составило 29,1%, а в последействии внесения 60 т/га ОСВ превышение составило 43,7%. Число зерен в колосе, их масса значительно возрастали и ничем не уступали действию навоза в эквивалентных количествах. Максимальная масса 1000 зерен отмечена в варианте с применением осадков сточных вод совместно с минеральными удобрениями и при внесении 60 т/га навоза (49,9 - 50,0 г). Такие же результаты получены при учете продуктивной кустистости. Так, в варианте с использованием ОСВ и минеральных удобрений она составила - 1,40 при 1,31 в контроле.

Урожайность ячменя. Эффективность последействия ОСВ, навоза и их совместного применения оказалась весьма высокой и на третий год. Так, в 2005 г. прирост урожая ячменя от внесенных удобрений составил 0,54 - 0,92 т/га (30,7 - 52,3%). Наибольший урожай был получен в варианте применения 60 т/га навоза, где урожайность составила 2,7 т/га. Однако в этом варианте есть и негативная сторона в том плане, что к началу уборки основная часть стеблестоя полегло из-за высокой длины растений, что повело за собой потерю урожая. Достоверно возрастала урожайность в вариантах с внесением 60 т/га ОСВ и совместного внесения ОСВ и минеральных удобрений.

Питательная ценность зерна ячменя. В последействии ОСВ в 2005 г. содержание сырого протеина в зерне ячменя превысило контроль на 0,45 - 1,31%, переваримого протеина - 3,15-9,45 г/кг.

Экономическая и биоэнергетическая эффективность применения ОСВ при возделывании сельскохозяйственных культур

В 2003 г. уровень рентабельности возделывания кукурузы на зеленую массу с внесением ОСВ и минеральных удобрений составил 31,6%, но максимальный эффект от примененных удобрений был получен в их последействии. Так, в 2004 г. уровень рентабельности при внесении 30 т/га ОСВ составил 67,4%, а в 2005 г. - 107,9%.

Подсчет аккумуляции биоэнергии выращиваемыми сельско-хозяйственными культурами под воздействием применяемых удобрений показывает, что в зависимости от вида удобрений, их доз и сочетаний по сравнению с контролем она колебалась в пределах 33 803 - 259351 МДж/га. ОСВ по своему влиянию на аккумуляцию биоэнергии растениями звена севооборота практически не уступает навозу, об этом свидетельствуют и коэффициенты энергетической эффективности.

Наибольшее количество энергии культуры, возделываемые в звене севооборота, накапливали при совместном использовании осадков сточных вод с расчетными дозами калийных удобрений под запрограммированные урожаи, коэффициент энергетической эффективности при этом достигал - 3,54.

ВЫВОДЫ

1. В осадках сточных вод г. Новочебоксарска содержится 54,1% органического вещества, 1,42% - азота, 1,18% - фосфора, 0,05% - калия, 8,58% - кальция, 2,48% - магния, 0,035% - лития, реакция среды - нейтральная. Эти показатели выше, чем в навозе крупного рогатого скота, что определяет их особую ценность как органического удобрения. Однако, в навозе КРС содержание калия почти в 10 раз выше, чем в ОСВ. В ОСВ также обнаруживается широкий набор микроэлементов, включая и тяжелые металлы (свинец, цинк, медь, кадмий и др.).

2. Осадки сточных вод, применяемые в качестве удобрений улучшают агрохимические и биологические показатели светло-серых лесных почв. Содержание гумуса при дозе 60 т/га возросло с 2,24 % до 2,61%; подвижного фосфора - с 410 мг/кг до 449 мг/кг; обменного калия - с 111 мг/кг до 129 мг/кг. Обменная кислотность понизилась с 6,51 до 6,77. ОСВ, по своему действию на биологическую активность светло-серых лесных почв не уступает навозу КРС, а при рациональном использовании в дозах до 60 т/га - превосходит навоз. Но максимальная биологическая активность светло-серых лесных почв обнаруживается при совместном применении ОСВ и навоза. (процент разложения льняной ткани составил 20 - 25%).

3. Внесение ОСВ, как в чистом виде, так и в смеси минеральными удобрениями не засоряют почву семенами сорных растений, тем самым снижают засоренность посевов.

4. При применении ОСВ в дозах 30 - 60 т/га обнаруживается повышение фотосинтетической активности кукурузы, в частности ЧПФ возрастает на 1,2 - 8,3%, также наблюдается улучшение структурных показателей зерновых культур: длина колоса яровой пшеницы увеличивается на 0,65 - 0,90 см, число зерен в колосе возрастает до 29,1 шт. при 23,4 шт. в контроле, масса 1000 семян увеличивается от 0,2 до 1,3 г; длина колоса ячменя увеличивается на 1,4 - 2,1 см, число зерен в колосе возрастает до 19,1 шт. при 14,0 шт. в контроле, масса 1000 семян увеличивается от 1,4 до 2,8 г.

5. Осадки сточных вод в дозах 30 - 60 т/га существенно повышают урожайность сельскохозяйственных культур, как в прямом действии - урожайность зеленой массы кукурузы от 2,03 до 24,80 т/га, (9,7 - 118,3 %), так и в последействии - яровой пшеницы от 0,34 до 0,41 т/га, (19,5 - 23,2%), ячменя от 0,54 до 0,92 т/га, (30,7 - 52,3 %).

6. Химический состав продукции растениеводства, полученный с применением ОСВ, по своим качественным показателям не уступает продукции полученной с применением традиционного навоза, а в вариантах с внесением повышенных доз ОСВ - превосходит его. Отмечено также улучшение хлебопекарных свойств муки, полученной из зерна яровой пшеницы выращенной на светло-серой лесной почве на 2 - ой год после внесения ОСВ. В частности отмечено повышение содержания клейковины в муке до 30% в воздушно сухом веществе, при 28% в контроле; увеличение объема хлебцев, улучшение формы и цвета, а также вкуса хлеба.

7. Содержание тяжелых металлов (Pb, Cu, Hg, Cd) как в почве, так и в растениеводческой продукции от применяемых в дозах до 60 т/га ОСВ, остается в пределах ПДК.

8. Экономическая эффективность применения ОСВ в качестве удобрения при возделывании сельскохозяйственных культур на светло-серых лесных почвах в первый год повышается незначительно (уровень рентабельности - 31,6%). В последействии рентабельность возделывания яровой пшеницы достигает 67,4%, а при возделывании ячменя - до 107,9 % .

9. Биоэнергетическая эффективность звена севооборота при применении ОСВ заметно повышается. Коэффициент биоэнергетической эффективности в зависимости от применяемых доз ОСВ колеблется в пределах 2,30 - 3,54.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и плодородия светло-серых лесных почв, а также сохранения в чистоте окружающей природной среды, рекомендуется использование ОСВ г. Новочебоксарска в качестве органического удобрения в хозяйствах Волго-Вятского региона из расчета 30 - 60 т/га совместно с хлористым калием 70 - 150 кг/га в д.в., но не чаще одного раза в 5 лет под зяблевую вспашку. Дозы ОСВ целесообразно устанавливать дифференцированно в зависимости от степени окультуренности почвы и обеспечения элементами питания возделываемых сельскохозяйственных культур, с учетом содержания тяжелых металлов в пахотном слое и в самих ОСВ с тем, чтобы их количество не превышало ПДК как в почве, так и в растениях.

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Николаев Б.В. Последействие удобрений на структурные показатели урожая яровой пшеницы / Б.В. Николаев, Л.Н. Михайлов// Матер. международной научной конференции, посвященной 120-летию со дня рождения профессора Леонида Адольфовича Пельциха / ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2005. - С. 110-111.

2. Николаев Б.В. Влияние ОСВ, навоза и их смеси на биохимический состав кукурузы / Б.В. Николаев, Л.Н. Михайлов, О.А. Васильев //«Молодые ученые - сельскому хозяйству Чувашской Республики»: матер. науч.- практ. конф. / ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2005. - С. 47-49.

3. Николаев Б.В. Влияние осадков городских вод на хлебопекарные качества яровой пшеницы / Николаев Б.В. // «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки»: сб. науч. тр. межрег. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов / ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2006. - С. 55-56.

4. Николаев Б.В. Влияние ОСВ на содержание тяжелых металлов в серых лесных почвах / Николаев Б.В. «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки»: Сб. науч. тр. межрег. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов / ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2006. - С. 56-57.

5. Николаев Б.В. Влияние осадков сточных вод на агрохимические свойства серой лесной почвы, урожайность и качество зеленой массы кукурузы / Б.В. Николаев, Л.Н. Михайлов, О.А. Васильев // «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства»: матер. науч.- практ. конф. / Мар. гос. ун-т - Йошкар-Ола, 2004. - С. 73-74.

6. Николаев Б.В. Влияние ОСВ и навоза на урожайность и биохимический состав кукурузы / Б.В. Николаев, Л.Н. Михайлов, О.А. Васильев// Труды ЧГСХА. - Том.19./ ФГУ ВПО «Чувашская ГСХА» - Чебоксары, 2004. - С. 83-84.

7. Николаев Б.В. Экономическая и биоэнергетическая эффективность применения осадков городских сточных вод при возделывании сельскохозяйственных культур / Б.В. Николаев, Л.Н. Михайлов// Вестник Саратовского госагроуниверситета им.Н.И.Вавилова. № 1, 2007.- С. 51-53.

Размещено на Allbest.ru

...