Расчет норм минеральных удобрений, вносимых при орошении сточными водами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет норм минеральных удобрений, вносимых при орошении сточными водами

Дополнительное внесение минеральных удобрений при орошении сточными водами имеет высокую эффективность, что обусловлено не только содержанием питательных веществ в них, но и благоприятным их воздействием на структуру почв. При расчёте норм минеральных удобрений, вносимых при орошении, расчёт поступления питательных веществ со сточными водами был произведён при условии, что оросительная норма составляет 3000 м /га. Применение небольших норм орошения (до 5--20 м³ в сутки) на 1 га поверхности площади орошения позволяет практически круглогодично принимать сточные воды при любых климатических условиях.

Суточные нормы нагрузки зависят от потребности растений во влаге и питательных веществах и составляют 15- 20 м³/га на лёгких почвах и 5-7 м³/га на тяжёлых. По комплексу природных факторов Курская область подразделяется на две природно-сельскохозяйственные подзоны: северо-западную, где преобладают серые лесные почвы, и юго-восточную с преобладанием чернозёмов. Среди лесных почв наиболее распространёнными на территории области являются тёмно-серые лесные почвы. Растения на таких почвах фосфором и калием обеспечены средне, а азотом недостаточно. Расчет потребности культур в удобрениях проводится по формуле:

где Н _NPK - потребность культур в питательных веществах, кг/га;

В - вынос питательных веществ запланированным урожаем, кг/га;

Кв - коэффициент возмещения выноса элементов питания.

В расчёте на урожайность сена костреца безостого в среднем 5 т/га[1], что составит около 20 т/га в зелёной массе (коэффициент перевода сена в зелёную массу для сеяных многолетних пастбищ составляет 3,5-4,5), а также с учётом выноса питательных веществ 1 т продукции (N - 4кг, Р(2)0(5) - 1кг, К(2)0 - 5кг), находим потребность культуры в питательных веществах:

При этом коэффициент возмещения выноса элементов питания К_в был взят на основании таблицы по установлению коэффициента возмещения выноса питательных веществ в зависимости от плодородия почвы для тёмно-серых лесных почв со средней обеспеченностью фосфором, калием и недостаточным - азотом. Содержание питательных веществ, а именно по содержанию азота и фосфора, в сточных водах Курской области значительно различается по районам области. Наиболее высокие эти показатели по Тимскому району :

N общ.⁼ 13,8 мг/л, Р₂О₅= 8 мг/л.

Таким образом, для Тимского района поступление питательных веществ со сточной водой, при условии оросительной нормы в 3000 м3/га, составит:

N общ. =41,4 кг/га; Р₂0₅ = 24 кг/га.

Аналогично производится расчёт по остальным районам области. Внесение минеральных удобрений в поливную воду увеличивает её удобрительную ценность. Следует также учитывать тот факт, что соотношение азота, фосфора и калия в составе поливной воды течение вегетационного периода требует периодического балансирования азота, фосфора и калия в соответствии с биологической потребностью в них орошаемых культур.

В настоящее время использование очищенных сточных вод на земледельческих полях орошения широко применяется в зарубежных странах и здесь следует сказать о том, что накоплен уже достаточно большой практический опыт в таком применении этих вод. Так, например, сточные воды Берлина поступают на очистные сооружения, мощность которых составляет 972 000 м³ в день и дополнительно откачиваются на оросительные поля Grossbeeren, в среднем 20 000 м³ в день и на поля Karolinenhohe - 5 000 м³ в день. Сеть канализации берлинских предприятий водного хозяйства охватывает каналы неочищенной, дождевой и смешанной воды. Около трех четвертей районов канализации имеют раздельную и одна четверть смешанную систему отводов. В разделенной системе канализации неочищенная вода и дождевая вода отводятся по двум разделенным друг от друга канализационным системам. Бытовые и промышленные сточные воды попадают в канализацию неочищенными и в дальнейшем перекачиваются на очистительные станции или оросительные поля.

Преимущество этой системы в том, что сточные воды от осадков не надо перекачивать по трубопроводам канализационной системы, напорным трубам на очистительные сооружения. Каналы с дождевой водой принимают выпавшие осадки с улиц, крыш и домов, а также воду с охладительных устройств на промышленных предприятиях и воду из наполненных траншей. Эта вода сбрасывается в ближайший водоем: в реку, озеро, пруд, в речной канал или тому подобное. При смешанной системе канализации неочищенная вода и дождевая вода смешиваются и вместе отводятся по одному каналу. Однако, при выпадении осадков дождевая вода в этом случае попадает в смешанную канализацию, что многократно увеличивает количество сточных вод.

Степень очищения сточных вод при использовании полей орошения в значительной мере зависит от отношения между количеством сточных вод и величиной орошаемого участка. Если количество земли, отведенное для орошения мало и земля получает больше грязной воды, чем она в состоянии перерабатывать, тем более если нет выгодных условий для естественного дренажа и отсутствует искусственный, то в таком случае, кроме загрязнения почвенной воды неудовлетворительно очищаемыми сточными водами, легко может произойти подпочвенное наводнение и поле орошения может превратиться в болото. Для успешного хода очистки необходим надлежащий водно-воздушный режим почвенного слоя и соответствие количества и качества сточных вод самоочищающей способности почвы.

При выращивании пропашных культур количество воды для полива принимается равным или вдвое превышающим количество годовых осадков. Для луговых земель расчетное количество сточных вод может превышать количество выпадающих осадков в 5--10 раз. При комбинированном выращивании сельскохозяйственных культур количество сточных вод на полив превышает количество осадков в 3--4 раза. В пересчете на количество пользующихся канализационной системой жителей получим, что это примерно соответствует количеству сточных вод от 200 жителей на 1 га земледельческих полей и от 500-- 1000 жителей на 1 га луговых земель. При наличии легких грунтов, хорошо впитывающих влагу, количество сточных вод для полива можно увеличивать.

Большое значение для полей орошения имеет дренирование, так как сточные воды, поступающие на поля орошения, растениями поглощаются не полностью. Чтобы не происходило вредного переувлажнения участков полей, значительная часть воды после просачивания через верхние слои почвы должна удаляться в нижние слои грунта. Для этого укладывают дрены на глубину от 1,25 до 1,5 м на расстоянии 4--6 м друг от друга. Благодаря жизнедеятельности микроорганизмов, находящихся в почве, происходит процесс очистки сточных вод, так как в качестве питания они потребляют органические загрязнения и тем самым удаляют их из сточных вод. Так как жизнедеятельность этих находящихся в земле организмов зависит от наличия кислорода воздуха, то насыщение почвы влагой и последующее ее высыхание имеют большое значение, поскольку при чередовании этих процессов происходит проветривание почвы, заселенной живыми организмами. Использование питательных веществ сточных вод (азот, фосфор) растениями позволяет значительно увеличить их урожайность. Перед подачей на поля сточные воды проходят полную биологическую очистку, чаще всего в биологических прудах. Основной задачей очистных сооружений, устраиваемых перед сельскохозяйственными полями орошения, является очистка воды от патогенных микробов и яиц гельминтов. Для этого предпочтительнее использовать в качестве сооружений предварительной очистки биологические оксидационные контактно-стабилизационные (БОКС) пруды, обеспечивающие очистку вод до гигиенически безопасного качества. На полях орошения выращивают в основном кормовые и технические культуры.

В настоящее время наряду с естественными методами биологической очистки разработаны также так называемые методы искусственной биологической очистки (комбинированные методы). Эти методы основаны на процессах, аналогичных тем, которые происходят в природе. Однако с помощью соответствующей техники эффективность этих процессов значительно повышается. Достаточно сложным, но и наиболее эффективным является метод очистки сточных вод активным илом.

Наиболее совершенные современные очистные сооружения обеспечивают очищение сточных вод от органических загрязнений только на 85-90%. На очистные сооружения г. Курска, где происходит процесс полной биологической очистки, кроме того, сбрасываются промышленные сточные воды предприятий, не имеющие локальных очистных сооружений.

В последнее время разрабатываются и внедряются все более эффективные методы очистки и доочистки сточных вод после их биологической очистки. В этой связи значительно шире следует применять доочистку очищенных сточных вод на земледельческих полях орошения (ЗПО). При доочистке сточных вод на полях орошения следует обратить внимание на ряд важных положительных моментов, а именно:

-в этом случае не затрачиваются средства на индустриальную доочистку;

-создается возможность получать дополнительную сельскохозяйственную продукцию;

-значительно экономится вода, ввиду того, что уменьшается забор свежей воды для орошения и отпадает необходимость в расходовании воды для разбавления сточных вод;

- при использовании на полях орошения городских сточных вод содержащиеся в них питательные вещества и микроэлементы усваиваются растениями быстрее и полнее, чем искусственные минеральные удобрения.

минеральный удобрение сточный вода

Размещено на Allbest.ru