WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

«В.И. Титова, М.В. Дабахов, Е.В. Дабахова ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНОГО МАТЕРИАЛЬНОГО РЕСУРСА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ...»

-- [ Страница 3 ] --

1. Дайте краткий исторический обзор использования в качестве удобрений отходов химической промышленности 2. Назовите основные причины, позволяющие рекомендовать использование отходов химической промышленности в качестве вторичного материаль ного ресурса 3. Оцените потенциальную возможность использования в качестве удобри тельного материала фосфорсодержащих шламовых отходов предприятий по производству средств бытовой химии 2.1.4. Основные проблемы утилизации отходов в сельскохозяйственном производстве Выше были рассмотрены особенности состава и свойств ряда отходов, используемых или планируемых к использованию в качестве удобрений. При этом внимание в основном уделялось их потенциальной питательной ценности.

Однако утилизация отходов в агроэкосистеме может быть сопряжена с серьез ной экологической опасностью. Далее приведена информация по их возможно му негативному влиянию на компоненты окружающей среды.

Прежде всего, рассмотрим последствия избыточного поступления в агро экосистему основных биогенных элементов – азота, фосфора и калия, что чаще всего наблюдается в зоне влияния предприятий промышленного животновод ства и птицеводства при утилизации высоких доз органосодержащих отходов.

С удобрительными материалами в агроэкосистему может поступать большое количество азота, что не вызывает значимых негативных изменений в самой почве, однако может повысить экологическую нагрузку на экосистему за счет проникновения его различных форм в сопредельные среды. Так, при по ступлении большого количества органического вещества в почву усиливаются микробиологические процессы, в том числе денитрификация, одним из продук тов которой является закись азота – N2О. Данное соединение характеризуется продолжительным временем пребывания в атмосфере (114-120 лет) и высоким потенциальным вкладом в развитие «парникового эффекта», который оценива ется в 170-310 раз выше по сравнению с диоксидом углерода. Одновременно закись азота является предшественником соединений, взаимодействующих в ходе фотохимических реакций с озоном стратосферы, вызывая его разрушение.

В результате ежегодного роста концентрации закиси азота на 0,5-1,2 % создает ся серьезная угроза изменения климата и химии атмосферы.

Как правило, влияние сельскохозяйственного производства на выделение закиси азота недооценивается. Между тем, на долю агротехногенных источни ков закиси азота приходится более 33 % общей продукции закиси азота и 75 % – антропогенной. Объемы эмиссии закиси азота тесно связаны с состоянием азотного цикла и характеризуют степень его нарушенности. Чем больше азота вовлечено в биогеохимический круговорот и меньше эффективность его ис пользования в земледелии (что, как правило, наблюдается при поступлении его избытка с высокими дозами навоза и помета), тем больше закиси азота выделя ется в атмосферу.

Таким образом, утилизация высоких доз органических удобрений может вносить свой вклад в глобальные проблемы современности, связанные с нару шением газового режима атмосферы.

Однако более ощутимыми, чем на общебиосферном уровне, по крайней мере, на определенном отрезке времени, являются негативные последствия из бытка азота, проявляющиеся на уровне отдельной агроэкосистемы. Хорошо из вестно, что увеличение концентрации азота в форме нитратов в растительной продукции может быть опасным для здоровья человека и животных. Поступле ние нитратов с пищей вызывает у человека метгемоглобинемию. Под влиянием микрофлоры пищеварительного тракта и тканевых ферментов нитраты могут восстанавливаться до нитритов. Последние вызывают отравления, связанные с нарушением обмена веществ и биотоков головного мозга, понижением актив ности некоторых ферментов, что изменяет нормальный газообмен в тканях, со провождается понижением работоспособности и другими функциональными изменениями. Особенно опасны нитриты, вступающие во взаимодействие с аминами и образующие нитрозамины, которые обладают высокой канцероген ностью.

В здоровых растениях при нормальном азотном питании нитраты и нит риты в свободном состоянии до опасных концентраций не накапливаются. По ступив в растения, они подвергаются процессам восстановления под действием нитратредуктазы и нитритредуктазы. Полученное промежуточное соединение – гидроксиламин или аммиак – связывается с органическими кислотами, которые превращаются в аминокислоты. При нарушении же оптимальных доз и соот ношений питательных элементов в удобрении, что зачастую наблюдается в зо нах влияния крупных животноводческих комплексов и птицефабрик, происхо дит патологическое изменение метаболизма органических соединений, особен но синтеза аминокислот и белков в растении.

Исследователями неоднократно выявлена возможность превышения до пустимого уровня содержания нитратов в растительной продукции, полученной при использовании высоких доз органосодержащих отходов (Бачило Н.Г., 1990;

Белоус Н.М., 1996).

Кроме этого, азот слабо удерживается в поглощающем комплексе почвы и интенсивно вымывается в грунтовые воды. Так, лизиметрические исследова ния, проведенные в различных почвенно-климатических зонах страны, свиде тельствуют, что с 1 га ежегодно вымывается от 2,2 до 48 кг/га минерального азота, причем на нитраты приходится до 90 %. При этом вынос элементов пи тания фильтрационными водами определяется типом почвы, погодными усло виями и дозой удобрений (Ахметов Ш.И. и др., 2003;

Бреус И.П. и др., 2003).

Состав же подземных вод очень важен для обеспечения жизнедеятельно сти человека, так как они часто являются источниками централизованного и нецентрализованного водоснабжения.

Известно, что питьевая вода не должна содержать более 45 мг/л нитрат ионов (Питьевая вода …, 1996). Однако этот лимит легко может быть превы шен при внесении высоких доз органических удобрений. Так, наблюдения во Франции, Германии, Нидерландах, США показали, что в зоне концентрирован ного животноводства и птицеводства содержание нитратов около 45-50 мг/л встречается в 50 % случаев. В ряде случаев концентрация нитратов в воде до стигает 500-700 мг/л, что в десятки раз выше допустимого предела. При этом содержание данного соединения зависит от дозы внесенных удобрений, близо сти водозабора к месту их внесения и гранулометрического состава почвы.

В районах с применением высоких доз органосодержащих отходов про изводства наблюдается интенсивная почвенная аккумуляция подвижных форм фосфатов, в результате которой концентрация последних достигает ано мально высоких значений. Так, по данным ряда специалистов содержание по движных фосфатов в почвах, прилегающих к крупным свинокомплексам, на порядок и более выше, чем в аналогичных почвах, находящихся под влияни ем традиционной системы земледелия (Титова В.И., Шафронов О.Д., Варла мова Л.Д., 2002;

Тарасов С.И., Мерзлая Г.Е., 2003).

Биогеохимический цикл фосфора значительно менее замкнут и менее об ратим, а, следовательно, менее устойчив, чем циклы воды, углерода, азота, се ры. Углерод, азот и сера при разложении органических отходов частично ухо дят в газообразной форме в атмосферу. Фосфор же относительно полнее оста ется в местах скопления органических отходов и на полях орошения сточными водами, в связи с чем последствия загрязнения местности избытком органиче ского вещества, содержащего фосфор, особенно чувствительны (Ковда В.А., 1985).

Данная проблема является относительно новой и, поскольку увеличение содержания фосфатов в почве, как правило, не сопровождается снижением урожайности сельскохозяйственных культур, серьезность ее осознана еще да леко не в полной мере.

Одним из первых оценил многоплановость данной проблемы и акценти ровал внимание на ее глобальных масштабах и последствиях В.А. Ковда.

Прежде всего он отмечал, что в последние 50-70 лет общая картина распреде ления и миграции фосфора в биосфере резко нарушена. Происходит увеличение содержания фосфора в обменном фонде биогеохимического цикла данного элемента (малый биологический круговорот). В.А. Ковда (1985) предложил назвать это явление процессом фосфатизации суши. При этом неизбежно часть фосфора ежегодно возвращается из обменного фонда в резервный. Количество потерь определяется рядом факторов, важнейшими из которых являются со держание фосфора в почве и внесение его с удобрениями. Как правило, связь между указанными показателями и непродуктивными потерями фосфатов пря мо пропорциональна. В большой геологический круговорот данный элемент возвращается в рассеянном состоянии и, соответственно, безвозвратно теряется возможность его хозяйственного использования в исторические отрезки време ни.

Таким образом, процесс фосфатизации суши способствует непродуктив ным потерям фосфора из обменного фонда на фоне весьма ограниченных запа сов фосфатного сырья, что в обозримом будущем ставит под угрозу возмож ность существования жизни. Необходимо отметить, что процесс фосфатизации проявляется неравномерно. Происходит суммированная, практически необра тимая аккумуляция соединений фосфора в зонах плотного населения и в зоне влияния промышленного животноводства, в то время как на других площадях происходит снижение его содержания.

Таким образом, концентрирование фосфора на одних площадях (зафос фачивание почв), например, в зоне влияния крупных птице- и свиноводческих комплексов (Титова В.И., Караксин В.Б., Гейгер Е.Ю., 2003), усугубляет про блему дефицита на других.

Проблема фосфора в окружающей среде представляет повышенный инте рес и в связи с атомарными особенностями данного элемента. Среди всех тех нофильных элементов фосфор заслуживает особого внимания вследствие элек тронной структуры его атома. В реакциях координации его роль не ограничива ется вхождением в состав координируемых атомных группировок (лигандов).

Атом фосфора способен выступать также в качестве координационного центра, что может приводить к образованию ранее не встречавшихся в почвах соедине ний. Нетипичные для естественных наземных экосистем соединения, образую щиеся в результате фосфатизации земель, могут вызывать в них изменения, направленность и потенциальную опасность которых оценить в настоящий мо мент сложно, так как знания о них явно недостаточны (Кудеярова А.Ю., 1995).

Кроме вышеназванных экологических проблем глобального характера, обусловленных аномально высоким концентрированием фосфатов в агроэкоси стеме, возможно негативное влияние этого процесса и на урожайность сельско хозяйственных культур. Так, рядом исследований установлено, что при опреде ленном накоплении фосфора в тканях растений отмечается резкое снижение прироста биомассы. Кроме того, при одностороннем обогащении почв тем или иным элементом может наблюдаться нарушение баланса элементов питания за счет антогонизма ионов, перевода дефицитных элементов в недоступное расте ниям состояние при воздействии элемента, находящегося в избытке, и другие процессы, негативно влияющие на рост и развитие растений. По мнению ряда исследователей при содержании 400-1000 мг подвижных фосфатов на 1 кг поч вы может наступить депрессия растений, а при 4000 мг – их гибель.

Однако негативное влияние избыточного содержания фосфора в почве на экосистему этим не исчерпывается, так как почва – открытая подсистема в гео химическом ландшафте, потоки вещества и энергии в которой связаны с при земной атмосферой, растительностью, с поверхностными и почвенно грунтовыми водами. Гидросферные функции почвы в процессе хозяйственного использования почвенного покрова претерпевают изменения и нарушения в числе первых. Особенно заметно трансформированной оказывается, как прави ло, функция биопродуктивности водоемов, заключающаяся в поступлении из почвы с поверхностным и грунтовым потоком биофильных макро- и микроэле ментов, идущих на формирование биомассы организмов, обитающих в водной среде.

Поступление избыточного количества элементов питания в водоемы вы зывает их деградацию. Признаки эвтрофикации водоемов наблюдаются, если концентрация фосфора в воде превышает 15 частей на миллион, а азота – 0,3 части/млн. Биологически чистые воды содержат лишь сотые и тысячные до ли фосфора на миллион (сотые и тысячные доли мг/л). В процессе эвтрофиро вания вод происходит снижение видового разнообразия сообщества водных ор ганизмов. Чрезмерное развитие получают водоросли, особенно сине-зеленые.

Исследования показали, что наибольший вклад в процесс эвтрофирования вно сят фосфор и азот. Среди других факторов следует отметить органический уг лерод, ростовые гормоны, микроэлементы, а также витамины. Все это в боль ших количествах присутствует в неорганизованном стоке с территорий, приле гающих к животноводческим комплексам и крупным птицефабрикам.

Среди негативных результатов активизации процесса эвтрофирования можно назвать острый дефицит растворенного кислорода (вследствие его рас хода на окисление органических веществ и избыточное минеральное питание водорослей и микроорганизмов), а также денитрификацию и десульфирование с образованием сероводорода, метана, этилена, что приводит к гибели рыбы и других животных, населяющих водоемы, заболеванию людей и животных в случае потребления загрязненной воды.

Избыточное поступление калия с органическими отходами вызывает меньшую, но, тем не менее, значимую напряженность в агроэкоситеме. В ос новном она связана с ухудшением качества растениеводческой продукции, в частности, кормов. При избыточном калийном питании происходят нежела тельные изменения в минеральном составе растений: снижается содержание кальция, магния и натрия, отношение К:Na становится более 5,0 (т.е., выше нормы). Это связано с тем, что одновалентный катион К+ поглощается и акку мулируется клетками растений быстрее и в большей степени, чем Са 2+ и Mg2+.

В связи с этим содержание калия в растительной продукции нормируется: ПДК на содержание К2О в кормах составляет 2,5-3,0 %. Низкое содержание магния в кормах приводит к заболеванию животных гипомагниемией.

Таким образом, избыточное насыщение агроэкосистемы биогенными элементами, что часто отмечается в зоне утилизации органосодержащих отходов промышленного животноводства, может привести к нарушению сложившегося равновесия и развитию ряда серьезных негативных процессов.

Не менее важной и значимой проблемой, которая может наблюдаться при внесении высоких доз отходов, является аккумуляция токсикантов, в частности, тяжелых металлов, в агроэкосистеме.

Избыточное накопление тяжелых металлов в почве в конечном итоге приводит к изменению ее химического состава, физико-химических и других свойств. Такие изменения могут происходить как в результате прямого влияния загрязнения, так и косвенного – вследствие изменения интенсивности и емко сти биологического круговорота, изменения интенсивности и направленности процессов микробиологической трансформации веществ. Последнее связано в основном с отрицательным действием высоких концентраций тяжелых метал лов на ферментативную активность почвы: металлы способствуют разрушению связей в биологических соединениях, в результате чего происходит инактива ция ферментных систем.

В растениях тяжелые металлы оказывают денатурирующее действие на метаболически важные белки. Так как каталитическая и регуляторная роль бел ков для метаболической системы организмов является всеобъемлющей, нару шения могут захватывать самые различные звенья обмена. Кроме этого, возмо жен перевод фосфора в недоступную для метаболизма форму труднораствори мых фосфатов тяжелых металлов, а также конкуренция тяжелых металлов с не обходимыми элементами минерального питания, замена специфических пере носчиков и передатчиков этих элементов в метаболической цепи, что может привести к их дефициту.

Поступление тяжелых металлов в экосистему может приводить не только к загрязнению почв, но и сопредельных с нею сред. Почва является своеобраз ным фильтром, поглощающим и обезвреживающим токсиканты, однако ее бу ферная способность не беспредельна. При загрязнении почв тяжелыми метал лами возможно их продвижение вниз по профилю с фильтрующимися водами.

Исследования, проведенные в условиях Волжско-Камской степи показали, что вынос металлов из незагрязненных почв является небольшим (медь 2-5, цинк 14-30, свинец 2-6, кадмий 0,2-0,3 г/га в год) и составляет 2-5 % от их общего поступления в почвы. При загрязнении почв металлами (1,5-3 ПДК) их абсо лютные потери от вымывания повышались в 1,5-3 раза. Наибольшие коэффи циенты водной миграции обнаружены для цинка и кадмия, особенно в дерново подзолистой почве (Бреус И.П. и др., 2003).

Тяжелые металлы поступают в почву разными путями, в том числе – и с органическими удобрениями. Особенно это касается отходов животноводче ских и птицеводческих предприятий промышленного типа, где в корм добав ляют компоненты, содержащие микроэлементы. При этом необходимо под черкнуть, что органические удобрения как источник питания растений и фактор урожайности изучаются уже много лет, их же значение как фактора, влияющего на содержание тяжелых металлов в почве и растениях, изучено недостаточно.

В составе любых органических удобрений имеются тяжелые металлы, которые могут загрязнять почву, растения и грунтовые воды.

Так, например, в навозе и навозной жиже содержание токсикантов может составлять: кадмия – до 40 мг/кг, свинца – до 15 мг/кг воздушно-сухого веще ства (Минеев В.Г. и др., 1993). По данным А.А. Поповой (1991) при дозе навоза 50 т/га в почву может поступать 38 г/га свинца, 2,3 г/га кадмия. Что касается птичьего помета, то с 10 т данного удобрения в почву в среднем поступает 3,5 г свинца, 4,5 г никеля, 1 г хрома, 85 г цинка, 8,5 г меди, 0,85 г кадмия и т.д.

(Мачадо М.А., 1998).

Содержание тяжелых металлов в птичьем помете, являющемся отходом ОАО «Агрофирма «Птицефабрика Сеймовская», и в жидком свином навозе, полученном на ОАО «Ильиногорское» Нижегородской области, представлено в таблицах 16 и 17.

16. Содержание тяжелых металлов в птичьем помете Содержание, мг/кг Содержание, мг/кг 17. Содержание тяжелых металлов в жидком свином навозе Содержание, мг/кг абс.-сух. вещества 27,3 0,30 95,5 22, Содержание, мг/кг навоза 93,4 % влажности 1,8 0,02 6,3 1, Источником загрязнения почв тяжелыми металлами могут являться не только отходы промышленного животноводства, но и отходы предприятий, пе рерабатывающих сельскохозяйственную продукцию. Так, в таблице 18 приве дены данные по содержанию металлов в фугате, являющемся отходом перера ботки барды спиртовой на ОАО «Арзамасспирт» Нижегородской области. Со 100 м3 данного материала в почву поступает около 182 г свинца, 136 г цинка и 30 г кадмия на 1 гектар.

18. Содержание тяжелых металлов в фугате – отходе переработки барды спиртовой Массовая доля примесей тяжелых метал лов:

Особое внимание на содержание токсикантов следует обращать при пла нировании использования в качестве удобрения отходов химической промыш ленности, степень опасности которых варьирует в широких пределах и может быть весьма значительной. Содержание тяжелых металлов в фосфорсодержа щих шламах ЗАО ПКФ «Славянка» представлено в таблице 19.

19. Содержание тяжелых металлов в шламах, мг/кг (на возд.-сух. вещество) Данные показывают, что в целом невысокое содержание рассматривае мых элементов при систематическом внесении очень высоких доз рассматрива емых материалов может стать реальным источником загрязнения почв и про дукции растениеводства тяжелыми металлами.

С другой стороны, органические удобрения, активно изменяя агрохими ческие свойства почвы, влияют на подвижность тяжелых металлов, которая определяет потенциальную опасность загрязнения ими растительной продук ции и грунтовых вод, в большинстве случаев снижая ее. Следовательно, орга носодержащие отходы могут стать фактором детоксикации загрязненных тяжелыми металлами почв.

В целом, накопление тяжелых металлов в почве вследствие применения органических удобрений зависит от ряда факторов: дозы, длительности приме нения, свойств почвы и т.п.

Органосодержащие отходы предприятий промышленного животновод ства и птицеводства содержат большое количество патогенной микрофлоры. С навозом и пометом могут передаваться туберкулез, пастереллез, холера, чума, оспа, сальмонеллез, бруцеллез, колибактериоз, ботулизм, столбняк, некробак териоз, вирусная диарея и др. В навозе и помете в большом количестве могут присутствовать возбудители инвазий: акаридиоза, трихоцефалоза, эзофагосто моза и пр. По данным Всемирной организации здравоохранения органические удобрения являются фактором передачи более 100 возбудителей болезней пти цы и животных с острым и хроническим течением.

Патогенная микрофлора длительное время сохраняет жизнеспособность в навозе: возбудители бруцеллеза, ящура – 5,5 месяцев, рожи свиней, лептоспи роза – 6,5, сальмонеллеза и колибактериоза – 12;

туберкулеза – 18 месяцев. Да же слабовирулентная и условно-патогенная микрофлора в навозе способна по вышать свои вирулентные свойства и создавать серьезную эпизоотическую и эпидемиологическую угрозу. Разбавление навоза водой в соотношении 1:10 по вышает сроки выживаемости патогенных микроорганизмов более чем в 3 раза.

Таким образом, навоз и помет относятся к категории нестабильных ор ганических контаминантов, в 1 мг которых может содержаться до 170 млн.

шт. микроорганизмов, в том числе патогенных, вызывающих эпидемии и эпи зоотии. Попадая в естественные водоемы, патогенные микроорганизмы спо собны вызывать вспышки болезней далеко вниз по течению отстоящих от пер вичного очага. В связи с этим система подготовки навоза должна обеспечивать надежное его обеззараживание и обезвреживание от патогенных, болезнетвор ных микроорганизмов и жизнеспособных яиц гельминтов.

Применение отходов предприятий, перерабатывающих сельскохозяй ственную продукцию, в этом плане является более безопасным. Тем не менее, при внесении в почву жома свекловичного, барды спиртовой, молочной сыво ротки и т.д. возможно возникновение микробиологического стресса, что обу словлено специфической микрофлорой отходов, которая, попадая в почву, мо жет изменять скорость и направленность протекания нормальных микробиоло гических процессов в течение более или менее длительного времени. Это мо жет привести к созданию неблагоприятных условий для произрастания сель скохозяйственных культур.

Однако многочисленные исследования, проводимые в разных почвенно климатических зонах страны с целью изучения динамики численности популя ций микроорганизмов-загрязнителей в почве, показали, что обычно за некото рым увеличением численности, наблюдаемом в течение первых 10 суток, в по следующем происходит гибель популяции. Чаще всего, через 60 суток чис ленность привнесенной популяции стабилизируется на очень низком уровне, незначимом для функционирования почвенно-биотического комплекса. Подоб ный эффект соответствует концепции самоочищения почв.

Показатели скорости гибели популяций различаются и зависят от их пер воначальной плотности (чем выше плотность, тем, как правило, интенсивнее процессы гибели), от влажности, температуры и других внешних факторов.

Возможны условия, особенно при периодическом загрязнении, когда гибель клеток может существенно замедляться. В таких случаях наблюдается стабили зация популяции-загрязнителя на весьма высоком уровне численности, поэтому в каждом конкретном случае необходимо изучение самоочищающей способно сти почв в отношении данного фактора воздействия.

Одним из наиболее значимых неблагоприятных последствий утилизации отходов предприятий, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию, является подкисление почвы. Все рассмотренные виды отходов (жом свекло вичный, барды спиртовая и фугат, молочная сыворотка) обладают повышенной кислотностью и способны вызвать негативные изменения физико-химических свойств почвы. При этом негативный эффект будет зависеть от дозы утилизи руемого материала, периодичности утилизации и буферности почвы.

В некоторых случаях на фоне длительного применения жидких форм ор ганических удобрений происходит снижение содержания гумуса в почве, ухудшаются водно-физические свойства: увеличивается плотность, снижается скорость впитывания жидкости, уменьшается коэффициент фильтрации. Дан ное негативное воздействие, очевидно, связано не столько с поступлением в почву органических и минеральных веществ отходов, сколько с поступлением больших количеств воды.

Таким образом, использование отходов в качестве удобрений может вносить определенные изменения в процесс почвообразования и состояния аг роэкосистем. При этом в ряде случаев данные изменения могут носить нега тивный характер. Для предупреждения же и приостановления неблагоприят ных последствий использования отходов в качестве удобрений необходима разработка безопасной технологии их утилизации и жесткий контроль за ее соблюдением.

1. Поясните, в чем заключается проблема накопления азота в агроэкосисте 2. Поясните, в чем заключается проблема накопления фосфора и калия в аг роэкосистеме 3. Поясните суть проблемы аккумуляции в агробиогеоценозе тяжелых ме 4. Охарактеризуйте опасность микробиологического загрязнения основных природных сред при неконтролируемом использовании отходов в народном хозяйстве 5. Приведите примеры негативных изменений агрохимических и агрофизиче ских свойств почвы вследствие применения отходов 2.2. Оценка агрономической ценности и безопасности отходов, планируемых к использованию в качестве новых удобрительных материалов При определении возможности применения отходов в качестве удобре ний, ранее для этой цели не использовавшихся, как указывалось выше, необхо димо проведение экспериментальных исследований, подтверждающих их удоб рительную ценность и экологическую безопасность.

Ниже представлена типовая программа, а также примеры исследований по данной тематике.

2.2.1. Программа по установлению удобрительной ценности Определение ценности отхода как удобрительного материала и оценка степени его экологической опасности являются основанием для установления принципиальной возможности использования отходов в качестве удобрений для сельскохозяйственных культур.

В общем виде такая программа, несмотря на различие изучаемых матери алов, является достаточно однотипной и может включать ряд этапов.

На первом этапе исследований:

определяется полный химический состав, бактериологические, микро биологические и другие свойства отходов, оценка которых позволяет дать предварительное заключение о потенциальной удобрительной ценности (об этом свидетельствует наличие и количество биогенных элементов, содержание органического вещества) и опасности (содержание тяжелых металлов и других загрязнителей, повышенная кислотность, неблагопри ятные микробиологические показатели и т.д.). Особое внимание следует обратить на стабильность состава и свойств отходов в зависимости от технологического процесса, условий и сроков их хранения;

проводится оценка воздействия отходов на живые организмы – биотесты, в качестве которых используются одноклеточные водоросли, инфузории или дафнии, а также сельскохозяйственные культуры в период прораста ния (наиболее уязвимая фаза органогенеза);

определяется общая токсичность субстратов, созданных на основе почвы и изучаемого отхода.

Второй этап включает 3 позиции:

проведение модельных лабораторных и вегетационных опытов, что поз воляет получить предварительные результаты о влиянии отхода на расте ния и свойства почвы. При определении последних (показателей состоя ния почвы), кроме стандартных химических показателей следует прове сти оценку микробоценоза, так как зачастую утилизация отхода вызывает микробиологический стресс (показатели биологической активности поч вы вполне адекватно отражают уровень опасности отхода);

прогнозирование кислотной нагрузки на почвенно-биотический ком плекс, расчет баланса элементов питания и токсикантов в системе и т.д.;

выполнение экспертной оценки воздействия планируемой утилизации от хода на сопредельные среды (поверхностные и грунтовые воды, воздух и По сути, первые два этапа дают ответ о принципиальной возможности использования отхода в качестве органического удобрения, и в случае, если она установлена, необходимо перейти к заключительной части работы – к третьему этапу.

На третьем этапе следует провести:

полевые опыты (не менее 3х лет), задачей которых является оценка его фактического воздействия на урожайность, качество и безопасность рас тениеводческой продукции, свойства почвы и состояние окружающей производственные испытания в условиях, близких к тем, в которых пред полагается утилизация отходов.

Только на основе результатов таких полномасштабных работ можно вы нести решение о возможности использования отходов в качестве удобрений. В случае, если это решение вынесено, следует разработать безопасную техно логию утилизации. При этом на площадях, где утилизацию предполагается осуществлять регулярно (например, если речь идет о возможности использова ния отхода переработки, поставляемого в окружающую среду регулярно – жома или дефеката для предприятий свеклосахарной промышленности, барды спир товой при производстве пищевого спирта и т.д.), следует предусмотреть жест кий контроль путем проведения мониторинговых исследований как за состоя нием компонентов окружающей среды, так и за качеством получаемой растени еводческой продукции.

Таким образом, при определении возможности использования органиче ских отходов в качестве удобрительных материалов следует учитывать нор мативную базу для осуществления подобного процесса (см. раздел 1.2) и проце дуру проведения исследований (раздел 2.2.1), что позволит дать квалифициро ванное заключение о безопасности и агрономической ценности отхода.

1. Назовите основные позиции первого этапа исследований по установлению принципиальной возможности использования отхода в качестве удобрения 2. Назовите основные позиции второго этапа исследований по установлению принципиальной возможности использования отхода в качестве удобрения 3. Назовите основные позиции третьего этапа исследований по установле нию принципиальной возможности использования отхода в качестве удоб 2.2.2. Исследования по возможности использования в качестве удобрений отходов предприятий перерабатывающей и химической промышленности В разделе в виде примеров представлены результаты исследований по оценке принципиальной возможности использования различных отходов про изводства в качестве удобрений (1й -2й этапы изложенной выше схемы), прове денных на кафедре агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА.

Объектом исследования являлся свекловичный жом Сергачского сахарно го завода Нижегородской области. Анализ химического состава отхода, пред ставленный выше, позволяет предположить, что при использовании его в каче стве органического удобрения в почвенно-биотическом комплексе, наряду с неоспоримыми положительными моментами (поступление органического ве щества и элементов питания растений), возможно развитие ряда негативных процессов. Наиболее значимыми из них могут быть подкисление почв и мик робиологический стресс. Все это в совокупности может привести к созданию неблагоприятных условий для произрастания сельскохозяйственных культур. В связи с этим при оценке потенциальной опасности утилизации свекловичного жома на начальной стадии исследования необходимо определить фитотоксич ность исходного субстрата методом биотестирования.

Определение проводили двумя способами: водной вытяжки и пластин.

Количественная оценка фитотоксичности проведена на основании энергии про растания семян и всхожести. В качестве тест-культуры использовалась яровая пшеница. В связи с тем, что токсичность жома зависит от времени его хране ния, схема эксперимента предусматривала изучение свежего (с технологиче ской линии) и кислого (после 30-дневного хранения на открытом воздухе) от хода. В качестве контроля для увлажнения семян использовалась дистиллиро ванная вода.

Энергия прорастания и всхожесть яровой пшеницы представлена в таб лице 20.

20. Оценка фитотоксичности жома свекловичного Примечание: 1 – контроль;

2 – жом свежий (с технологической линии);

3 – жом после тридцатидневного хранения на открытом воздухе.

Растения, для увлажнения которых использовалась вода, проросли на вторые сутки;

водная вытяжка из свежего свекловичного жома позволила полу чить всходы на вторые-третьи сутки, а вытяжка из кислого жома – только на третьи сутки эксперимента. То есть, свекловичный жом несколько отодвигал начало срока прорастания семян.

Дальнейшие наблюдения показали, что водная вытяжка из жома обладает ярко выраженной фитотоксичностью в отношении тест-культуры, при этом степень негативного воздействия во многом определяется временем хранения отхода. Так, свежий жом снизил энергию прорастания семян в 1,1 раза. Суб страт, который хранился на открытом воздухе в течение месяца, снизил значе ние рассматриваемой характеристики почти в 3 раза (4ая степень токсичности).

Аналогичные результаты получены и по другому диагностическому показате лю – всхожести опытной культуры. Таким образом, хранение субстрата может приводить к увеличению его неблагоприятного воздействия на растения.

Кроме основных показателей (энергии прорастания и всхожести семян) при оценке влияния жома на растительные организмы определили массу про ростков (табл. 21).

21. Масса проростков в опыте по определению фитотоксичности жома свекловичного, г Результаты свидетельствуют, что общая масса проростков, полученных при увлажнении семян вытяжками из испытуемых субстратов, была суще ственно ниже, чем в контрольном варианте. Причем это обусловлено не только разным количеством проросших растений, но и более слабым развитием рост ков на фоне использования вытяжек из жома. Так, удельная масса проростка на контрольном варианте составила 66 мг, на втором варианте – 19 мг, на третьем варианте – 16 мг.

Следует отметить, что длина ростков в среднем была везде примерно одинакова (около 1,5-2 см), однако на вариантах с использованием жома про ростки были более тонкие, в ряде случаев нитевидные, и бледные.

Определение токсичности жома в более жестких условиях – при выращи вании тест-культуры непосредственно на пластинах из испытуемого субстрата (в качестве контроля использовали почву, отобранную в фоновом районе и за ведомо не обладающую фитотоксичностью), показало следующее. В контроль ном варианте, так же как и в предыдущем опыте, проростки появились на вто рые сутки проведения эксперимента. Во втором варианте начало прорастания было зафиксировано на 3ий день. Однако длина ростков на момент определения энергии прорастания была менее длины половины семени, что не позволяло классифицировать данные семена как нормально проросшие, и энергия прорас тания, соответственно, была нулевой (табл. 20).

В дальнейшем все проростки погибли. В третьем варианте опыта процес са прорастания семян не наблюдалось вообще. В целом к моменту завершения эксперимента на пластинах из свежего и кислого жома не было обнаружено ни одного проросшего семени, что свидетельствует об абсолютной фитотоксично сти изучаемого продукта.

Таким образом, в целом эксперименты по биотестированию показали, что жом проявляет фитотоксичность в отношении семян озимой пшеницы, причем ее уровень для свежего отхода заметно ниже, чем для материала, хранившегося в течение месяца.

Поскольку хранение – один из основных факторов, определяющий фито токсичность жома, в программу эксперимента включили изучение влияния условий хранения на потенциальную опасность данного отхода. При этом мо делировались следующие способы: рыхлое (регулярное перемешивание мате риала) и плотное хранение. Для интенсификации протекания микробиологиче ских процессов испытуемые материалы помешались в благоприятные темпера турные условия (26-280С). После двухнедельной экспозиции определяли фито токсичность получившихся субстратов.

Метод водной вытяжки показал следующие результаты. В отличие от предыдущих экспериментов, в данном опыте сроки начала прорастания семян практически не зависели от действия изучаемого фактора и во всех вариантах наступили на вторые сутки после закладки опыта (табл. 22).

Однако энергия прорастания существенно различалась по вариантам.

Максимальное значение данного показателя наблюдалось на контроле. Исполь зование водной вытяжки из свежего жома после его двухнедельной инкубации снизило энергию прорастания яровой пшеницы в 1,2 раза. Причем кратность снижения значения данного показателя относительно контроля не зависела от способа хранения отхода.

Иная картина наблюдалась при определении влияния на энергию прорас тания кислого жома после его двухнедельного выдерживания. Прежде всего, необходимо отметить, что степень негативного влияния рассматриваемого про дукта на семена тест-культуры определялась способом его хранения (при рых лом была ниже, чем при плотном). Но в любом случае уровень токсичности жома заметно снизился по сравнению с аналогичным показателем, полученным до инкубации данного отхода.

К моменту определения всхожести количество проросших семян в опыт ных вариантах увеличилось. Водная вытяжка из свежего жома после его двух недельного выдерживания в рыхлом состоянии не проявляла фитотоксичности.

Всхожесть на 3ем варианте была значительно ниже аналогичного показателя на контроле и предыдущем варианте. Кроме этого, она была ниже, чем всхожесть, полученная до двухнедельной инкубации жома.

Соответственно, плотное хранение свежего жома привело к увеличению фитотоксичности данного продукта.

22. Определение фитотоксичности жома свекловичного после двухнедельного хранения Примечание: 1 – контроль;

2 – жом свежий (с технологической линии) при рыхлом хранении;

3 – жом свежий (с технологической линии) при плотном хранении;

4 – жом после тридцатидневного хранения на открытом воздухе при рыхлом хранении;

5 – жом после тридцатидневного хранения на открытом воздухе при плотном хранении.

Всхожесть семян, проросших на фоне использования водной вытяжки из кислого жома (4ый и 5ый варианты), заметно ниже, чем на контрольном вариан те, но существенно выше по сравнению с аналогичным показателем, полу ченным без предварительной инкубации жома. Причем в данном случае, как и в предыдущем, токсичность жома, хранившегося в рыхлом состоянии, ниже, чем его токсичность при плотном хранении.

Анализ массы проростков показывает, что максимальное значение данно го показателя получено в контрольном варианте (табл. 23).

23. Масса проростков в опыте по определению фитотоксичности жома свекловичного после двухнедельного хранения Опытные варианты отличались от контрольного как меньшей общей мас сой проростков, так и меньшей средней массой в расчете на одно растение. Тем не менее как общая, так и удельная масса проростков, полученных на фоне ис пользовании жома после его двухнедельной инкубации, существенно выше, чем аналогичный показатель в эксперименте с исходным субстратом (без инку бации).

Результаты определения фитотоксичности изучаемого отхода после его двухнедельной инкубации методом пластин показали следующее.

Прорастание семян на свежем жоме наблюдалось на сутки позднее, чем на контрольном варианте. Энергия прорастания на 2ом варианте опыта состави ла 68 %. Между тем при использовании данного материала без предварительно го хранения семена не проросли. Плотный способ инкубирования жома (3 ий ва риант) обеспечил получение материала, обладающего большей фитотоксично стью, чем при рыхлом хранении, но меньшей, чем исходный продукт.

Токсичность кислого жома после двухнедельного хранения по-прежнему осталась очень высокой. Всхожесть семян на вариантах, где он использовался в качестве субстрата (4ый и 5ый варианты), была нулевой.

Таким образом, результаты проведенного эксперимента позволяют кон статировать, что дополнительное двухнедельное хранение жома в условиях, благоприятных для его разложения, позволяет снизить фитотоксичность от хода. Причем рыхлый способ хранения в этом плане был наиболее эффективен.

Однако в данном случае следует учитывать, что в лабораторном модель ном опыте искусственно были созданы условия, способствующие интенсивно му протеканию микробиологических процессов. Кроме этого, на инкубирова ние закладывался небольшой объем отходов (500 г). Необходимо также отме тить, что при двухнедельном хранении жома происходило выделение жидкой фракции, что следует ожидать и в реальных условиях. Данная фракция отхода, попадая в почву, грунтовые и поверхностные воды, может приводить к их за грязнению.

Для предотвращения подобных негативных процессов необходима разра ботка технологии хранения жома, безопасной для окружающей среды и обеспе чивающей получение продукта, нетоксичного для сельскохозяйственных куль тур. Решение данной проблемы требует проведения экспериментов и монито ринговых наблюдений в натурных условиях.

В целом серия экспериментов по определению фитотоксичности свекло вичного жома показала следующее:

данный отход обладает потенциальной фитотоксичностью, что может при вести к снижению урожайности сельскохозяйственных культур при внесе уровень фитотоксичности в значительной степени определяется длитель ностью хранения жома: токсичность данного отхода после его выдержива ния в течение месяца на открытом воздухе была существенно выше, чем токсичность свежего материала;

однако моделирование дальнейшего хра нения в искусственных условиях показало, что со временем по мере разло жения жом теряет свою токсичность;

подбирая правильные условия хранения, можно регулировать качество по лучаемого из жома органического удобрения. Так, исследование показало, что при рыхлом способе хранения отхода потеря токсичности происходит интенсивнее, чем при плотном способе.

Как было показано выше, свекловичный жом обладает токсичностью в отношении сельскохозяйственных культур, что обуславливает потенциальную опасность его утилизации в качестве органического удобрения. Однако следует учитывать, что технология применения жома предполагает перемешивание его определенного количества с пахотным слоем почвы. Вероятно, что токсичность субстрата, состоящего из жома и почвы, будет ниже, чем токсичность соб ственно жома, и во многом будет определяться соотношением компостируемых материалов. В связи с этим на следующем этапе программа исследований предусматривала изучение влияния компостов с различным сочетанием указан ных компонентов на фитомассу яровой пшеницы, выращиваемую в вегетаци онных сосудах в течение трех недель. Схема опытов представлена в таблице 24.

24. Схема опыта по созданию субстратов из почвы и жома Для приготовления субстратов использовалась темно-серая лесная почва (преобладающая в районе планируемой утилизации) и свекловичный жом двух видов: свежий (опыт № 1) и кислый (опыт № 2). Поскольку жом характеризует ся повышенной кислотностью, его утилизация может сопровождаться подкис лением почв. Этот фактор легко устранить, если внесение данного отхода сов местить с внесением нейтрализующих материалов. В качестве последнего в районе планируемой утилизации экологически и экономически оправдано ис пользование дефеката, который также является отходом сахарной промышлен ности и с успехом применяется для нейтрализации кислых почв. В связи с этим схема эксперимента предусматривала изучение субстратов «почва-жом» на фоне действия дефеката (10 г/кг почвы) и без него.

Результаты учета фитомассы яровой пшеницы, выращиваемой на суб стратах, приготовленных на основе свежего жома, представлены в таблице 25.

25. Фитомасса яровой пшеницы в зависимости от состава субстрата на основе свежего жома, опыт № На фоне дефеката выявлено следующее: на вариантах, где в состав ком поста был включен жом, всходы растений появились примерно на одни сутки позднее, чем на контрольном варианте. Однако впоследствии растения не толь ко выровнялись, но и опередили в развитии пшеницу, произраставшую на чи стой почве. В результате к моменту учета фитомассы ее минимальное значение было зафиксировано на контроле. Минимальная прибавка урожая зеленой мас сы отмечалась на варианте с наименьшей долей содержания жома. При увели чении доли отхода в субстрате с 250 до 500 г на каждый килограмм почвы продуктивность фитомассы выросла на 27 % в сравнении с предыдущим вари антом и на 50 % по отношению к контролю. Именно на данном варианте («поч ва : жом» 1:0,5) было получено наибольшее количество растительной массы.

Дальнейшее увеличение дозы жома к росту продуктивности опытной культуры не привело. Несмотря на то, что урожайность 4го и 5го вариантов была выше, чем на контроле, она существенно снизилась по сравнению с максималь ным значением, полученным в опыте.

Таким образом, включение в состав субстрата свежего жома на фоне дефеката стимулировало прирост зеленой массы яровой пшеницы. Однако в случае, когда количество жома в субстрате превысило 500 г на кг почвы, по ложительный эффект стал убывать.

Урожайность контрольного варианта без внесения дефеката была практи чески в 2 раза ниже, чем на фоне использования данного материала. Включение в состав субстрата свежего жома привело к существенному увеличению фито массы яровой пшеницы. Причем в данном случае максимальное значение зеле ной массы опытной культуры было получено на фоне минимальной испытуе мой дозы жома (250 г/кг почвы). Дальнейшее увеличение доли отхода в составе субстрата привело к снижению прибавки. Более того, максимальная доза угне тала опытную культуру: урожайность, полученная на 5ом варианте, была вдвое ниже, чем на контроле.

Структура фитомассы опытной культуры данного опыта представлена в таблице 26.

26. Структура фитомассы тест-культуры, опыт № Количество стеблей Анализ данных свидетельствует, что количество растений на фоне дефе ката во всех вариантах опыта было практически одинаково, то есть всхожесть яровой пшеницы не зависела от состава субстрата. Однако высота и масса рас тений существенно различались по вариантам опыта. Так, в отношении высоты опытных растений выявлены те же тенденции, что и в отношении урожайности пшеницы: максимальная средняя высота травостоя соответствовала варианту с наибольшей фитомассой (почва 1 : жом 0,5), а затем уменьшалась по мере уве личения доли жома в составе субстрата. Средняя масса одного растения только на варианте с минимальной дозой жома не отличалась от контрольной, во всех прочих случаях она стабильно превышала значение показателя, соответствую щее контрольному варианту, на 40 %.

На вариантах без дефеката выявлены иные тенденции. Практически вез де, где в состав субстрата входил жом (за исключением варианта с его мини мальным содержанием), всхожесть семян была заметно ниже, чем на контроле.

Следует отметить, что срок появления всходов на этих вариантах был более поздним и растянутым. Минимальное количество взошедших растений отмече но на варианте с наибольшим содержанием жома в составе субстрата. Средняя высота и масса растений, произраставших на субстратах «почва-жом», во всех случаях выше, чем значение аналогичных показателей на чистой почве. Это свидетельствует о том, что снижение фитомассы происходит, в основном, за счет уменьшения количества взошедших растений, а не за счет более худшего их развития.

То есть, результаты эксперимента показали, что наиболее чувствитель ной фазой растений, во время которой возможно нанесение наибольшего ущерба от применения жома в качестве удобрения, является фаза пророст ков. В последующие периоды фитоценоз, очевидно, приобретает определенную устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов. Тем не менее, следует учитывать, что при высоких дозах утилизируемого жома возможно отрицатель ное влияние на растения и на более поздних фазах их развития. Косвенным об разом это подтверждает тот факт, что на варианте с максимальной долей жома в составе субстрата, высота растений существенно ниже, чем на вариантах с меньшими дозами отхода. Однако, поскольку в данном случае значение показа теля на рассматриваемом варианте выше, чем на контрольном, говорить о пря мом неблагоприятном воздействии жома некорректно.

Результаты по учету фитомассы яровой пшеницы, выращиваемой на суб стратах, для приготовления которых использовался кислый жом, приведены в таблице 27 (опыт № 2).

27. Фитомасса яровой пшеницы в зависимости от состава субстрата на основе кислого жома, опыт № Анализ данных свидетельствует, что на фоне внесения дефеката выявле ны те же тенденции, что и в предыдущем опыте. Причем идентична не только направленность процессов, но и уровни урожайности и прибавок. На вариан тах без дефеката установлено следующее. Внесение минимальной дозы кислого жома способствовало более чем двухкратному увеличению урожайности опыт ной культуры. Повышение доли жома в составе субстрата до 500 г/кг привело к существенному падению значения рассматриваемой характеристики. На фоне более высоких доз пшеница не взошла.

Таким образом, результаты эксперимента свидетельствуют, что кис лый жом, применяемый без нейтрализующих материалов, может оказывать негативное влияние на сельскохозяйственные культуры, причем отрицатель ный эффект напрямую зависит от дозы используемого отхода. Применение дефеката позволяет практически полностью устранить данный негативный эффект.

Структура зеленой массы яровой пшеницы, полученной в опыте, пред ставлена в таблице 28. Она подтверждает тенденции, выявленные при анализе фитомассы опытной культуры.

28. Структура фитомассы тест-культуры, опыт № № ва Без предварительного внесения дефеката В целом исследования по созданию почвенных субстратов на основе жо ма позволяют сделать следующие выводы:

включение в состав субстрата как свежего, так и кислого жома на фоне дефеката способствовало увеличению фитомассы опытной культуры, однако при возрастании дозы отхода свыше 500 г/кг почвы указанное положительное действие существенно снижается;

при выращивании пшеницы на субстратах, приготовленных без нейтрализующих материалов, в ряде случаев было отмечено явное угнетение опытной культуры (вплоть до ее полной гибели), причем отрицательный эффект от свежего жома проявился только при макси мальной дозе применения отхода, в случае же кислого жома уже вто рая опытная доза оказалась токсичной для растений;

правильно подбирая дозу внесения жома, а также сопутствующие аг рохимические мероприятия, можно регулировать уровень потенциаль ной опасности, связанный с утилизацией данного вида отхода.

Обобщение результатов экспериментов по изучению субстратов на осно ве жома показывает, что регулируя дозы внесения отхода и подбирая сопут ствующие мелиоративные мероприятия, можно не только предотвратить по тенциальные негативные последствия утилизации жома, но и получать допол нительную прибавку урожая сельскохозяйственных культур.

Однако следует подчеркнуть, что представленные выше эксперименты носят поисковый характер и позволяют говорить лишь о принципиальной воз можности использования жома в качестве органического удобрения.

Для разработки технологии его утилизации необходимо провести серию вегетационных, вегетационно-полевых, полевых и производственных опытов, где должны быть решены следующие вопросы:

определение максимальной разовой дозы внесения отхода, безопасной для окружающей среды;

установление степени влияния жома на урожайность, качество и безопас ность сельскохозяйственных культур, возделываемых в зоне планируемой утилизации;

поиск оптимального места внесения жома в севообороте;

изучение возможности (или необходимости) сочетания утилизации жома с проведением других агрохимических мероприятий (например, с внесе нием минеральных удобрений);

оценка воздействия утилизации жома на окружающую среду (почвы, грунтовые и поверхностные воды и т.д.).

При этом, как указывалось выше, параллельно должна быть разработана технология безопасного хранения данного отхода, обеспечивающая получение продукта с заданными свойствами.

Объектом исследования являлась барда спиртовая – отход производства ОАО «Спиртзавод Чугуновский» Нижегородской области.

Как показал анализ химического состава барды (раздел 2.1.2), данный ма териал может рассматриваться в качестве удобрения. Концентрация сухого ве щества, а также элементов питания растений в барде спиртовой значительно ниже, чем в жоме свекловичном, хотя тип потенциального негативного воздей ствия весьма схожий – и в том, и в другом случае он обусловлен высокой кис лотностью и специфической микрофлорой отхода.

На первом этапе исследований определяли фитотоксичность непосред ственно барды (т.е. для увлажнения семян в период прорастания использовали отход), а также ее разведений дистиллированной водой. Тест-культура – озимая пшеница. В связи с тем, что токсичность барды может зависеть от времени ее хранения, схема эксперимента предусматривала изучение свежего (с техноло гической линии) и длительно хранившегося отхода. В качестве контроля для увлажнения семян использовалась дистиллированная вода (табл. 29).

29. Оценка фитотоксичности барды спиртовой опыта проросших тания, проросших жесть, % сти почвы Барда спиртовая после длительного хранения (холодная) - В * - соотношение «барда : дистиллированная вода»

Результаты оценки фитотоксичности барды показывают достаточно вы сокий уровень негативного воздействия на тест-культуру как свежего материа ла, так и прошедшего стадию хранения. При этом хорошо заметны различия между двумя видами барды.

В свежей барде уже при первом разбавлении (вариант А 1:1) негативный эффект был сведен к минимуму: энергия прорастания была несколько ниже, чем на контроле, но по истечении 6 суток разница между количеством пророст ков на контроле и в вариантах с разбавленной бардой была на уровне ошибки опыта. Можно отметить отсутствие эффекта разбавления, отмечавшегося при увеличении соотношения «барда:вода» от 1:1 до 1:10.

Холодная (после длительного хранения) барда имеет более высокий уро вень токсичности, что, очевидно, обусловлено накоплением токсичных соеди нений в результате процессов анаэробного разложения материала, происходя щего при его длительном хранении. Первые два варианта разбавления характе ризуются отсутствием прорастания семян, в третьем негативный эффект был слабее. Только при максимальном уровне разбавления холодной барды токсич ность материала снизилась до уровня, отмеченного для разведенной свежей барды. В то же время даже в варианте В 1:10 по сравнению с контролем имело место достоверное снижение как энергии прорастания, так и всхожести семян.

При этом в вариантах с использованием изучаемого отхода наблюдалось ин тенсивное развитие микрофлоры. Колонии микроорганизмов покрыли поверх ность фильтровальной бумаги, а затем (к моменту определения всхожести) в ряде случаев – и растения.

При сравнении влияния барды и ее разведений на последующие стадии развития растений путем учета массы проростков и их средней длины (табл. 30) можно указать на уже отмеченный ранее эффект ингибирования их роста в ва риантах А 1:0 и А 1:1.

30. Характеристика развития проростков в опыте по определению фитотоксичности барды спиртовой образца общая, г удельная, мг проростков, мм корней, мм Барда спиртовая после длительного хранения (холодная) - В В дальнейшем ситуация заметно изменилась: если вариант с трехкратным разбавлением свежей барды был весьма близок к контролю, то в последующих разбавлениях состояние проростков было существенно лучше, чем на кон трольном варианте как по их общей, так и по удельной массе. Учитывая, что общее количество проростков в вариантах со свежей бардой было несколько меньше, их отличия от контроля по удельной массе еще более заметны – увели чение составило 50-60 %.

Интересная закономерность прослеживается при сравнении длины про ростков и корней. В контрольном варианте длина корней была практически в два раза выше длины проростка, в то время как в вариантах с трех-, пяти- и де сятикратным разбавлением отмечено обратное отношение. Очевидно, это свя зано с тем, что в контрольном варианте отсутствовал привнос биогенных эле ментов (голодная среда), что заставило растения развивать корневую систему в ущерб самому проростку. В вариантах с указанными разведениями барды обес печенность растений элементами питания, по-видимому, была существенно выше. Возможно также наличие стимулирующего эффекта, оказываемого ком понентами свежей барды на растения.

Холодная барда по влиянию на рассматриваемые показатели сопоставима с вариантами со свежим материалом только при максимальном разведении, ко торое в то же время превосходило вышеназванные по общей и удельной массе.

Очевидно, что только при десятикратном разбавлении концентрация угнетаю щих растения компонентов холодной барды снижается ниже предела фитоток сичности, а полезные компоненты, напротив, находятся в количестве, доста точном для развития проростков.

Таким образом, барда как свежая, так и после длительного хранения оказывает фитотоксический эффект на тест-культуру, который, однако, заметно снижается по мере увеличения степени разбавления исходного про дукта. Токсичность барды повышается по мере ее хранения. В связи с этим, технология утилизации данного отхода в качестве удобрения (если целесооб разность этого мероприятия будет установлена) должна предусматривать внесение в почву преимущественно (или максимально возможного количества) свежей барды.

Изучение влияния барды (свежей и после длительного хранения) на фи томассу озимой пшеницы проводили в лабораторно-вегетационном опыте, в со судах на 700 г почвы (табл. 31).

Оценка влияния свежей барды на всхожесть и состояние растений на ше стые сутки проведения опыта показала отсутствие достоверных отличий между контрольным вариантом и всеми испытанными дозами барды, хотя при макси мальной дозе изучаемого материала наметилась тенденция к снижению всхо жести и высоты растений (табл. 32).

Отсутствие негативного эффекта, наблюдавшегося при определении фи тотоксичности барды и ее растворов, в данном случае может быть связано со стерилизующей ролью почвы, микрофлора которой активно перерабатывает легкоминерализуемые компоненты барды.

31. Схема опыта № 2 и условное обозначение вариантов 2. Барда 1, 25 г Барда свежая, 100 т/га (25 г/сосуд) 3. Барда 1, 50 г Барда свежая, 200 т/га (50 г/сосуд) 4. Барда 1, 75 г Барда свежая, 300 т/га (75 г/сосуд) 5. Барда 1, 100 г Барда свежая, 400 т/га (100 г/сосуд) 6. Барда 2, 25 г Барда после длительного хранения,100 т/га(25г/сосуд) 7. Барда 2, 50 г Барда после длительного хранения, 200 т/га (50 г/сосуд) 8. Барда 2, 75 г Барда после длительного хранения, 300 т/га (75 г/сосуд) 9. Барда 2, 100 г Барда после длительного хранения, 400 т/га (100г/сосуд) 32. Влияние барды послеспиртовой на фитомассу яровой пшеницы * - шестой день проведения опыта;

** - пятнадцатый день проведения опыта С другой стороны, определенный уровень содержания биогенных элемен тов и гумуса в почве маскирует ее питательный эффект, отмеченный в лабора торных экспериментах, где, как указано ранее, проводилось сравнение барды с голодной средой (дистиллированная вода).

В вариантах с холодной бардой ситуация иная. Всхожесть растений на фоне минимальной дозы находилась на уровне контроля, однако при увеличе нии дозы произошло резкое снижение всхожести опытной культуры. При этом заметно ухудшается и общее состояние посевов, индикатором которого являет ся средняя высота проростков. При этом можно отметить, что в варианте с мак симальной дозой свежей барды в фазе проростков имело место незначительное снижение всхожести, в то время как количество биомассы через две недели опыта указало на тенденцию увеличения урожайности.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 




Похожие материалы:

«i Космическое Послание Мишель Дэмаркэ Перевод с английского оригинала под заглавием Thiaoouba Prophecy Впервые опубликованным под заглавием Abduction to the 9-th planet ISBN 9 780646 159966 Верить недостаточно. Надо ЗНАТЬ. i ii Предисловие Я написал эту книгу как ответ на полученные распоряжения, которым я подчинился. Она – рассказ о событиях, которые произошли со мной лично – я утверждаю это. Я полностью отдаю себе отчет в том, что, до некоторой степени, эта необычная история будет воспринята ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный аграрный университет Л.М. Татаринцев ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ: ОСНОВЫ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА Учебное пособие Часть II Рекомендовано УМО по образованию в области землеустройства и кадастров в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 120300, 120301 – Землеустройство ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КООПЕРАЦИЯ И ИНТЕГРАЦИЯ В АПК Учебник ПЕНЗА 2005 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 40 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет Кооперация и интеграция в АПК Допущено Учебно-методическим объединением по образованию в области производственного менеджмента в ...»

«СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК Сборник статей Международной научно-практической конференции 4 марта 2014 г. Уфа РИЦ БашГУ 2014 1 УДК 00(082) ББК 65.26 С 43 Ответственный редактор: Сукиасян А.А., к.э.н., ст. преп.; СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ С 43 ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК: сборник статей Международной научно-практической конференции. 4 марта 2014 г.: / отв. ред. А.А. Сукиасян. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. – 100 с. ISBN 978-5-7477-3496-8 Настоящий сборник ...»

«Белгородский государственный технологический университет имени В.Г.Шухова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени акад.М.Ф.Решетнева Харьковская государственная академия физической культуры Харьковский национальный педагогический университет имени Г.С.Сковороды Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени П.Василенко Харьковская государственная академия дизайна и искусств ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СПОРТИВНЫХ ИГР И ЕДИНОБОРСТВ В ВЫСШИХ ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова И.А. Самофалова СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ Учебное пособие Пермь 2012 УДК 631.442 ББК Самофалова, И.А. Современные проблемы классификации почв: учебное пособие. / И.А. Самофалова; М-во с.-х. РФ, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь: Изд-во ...»

«1 Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен Москва 2009 2 ББК Рецензенты: доктор биологических наук профессор С.Н.Чуков доктор биологических наук профессор Д.Л.Пинский Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета почвове- дения МГУ им. М.В.Ломоносова в качестве учебного пособия для сту дентов, обучающихся по специальности 020701и направлению 020700 – Почвоведение Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Южный федеральный университет Научный совет по изучению, охране и рациональному использованию животного мира opnakel{ on)bemmni gnnknchh МАТЕРИАЛЫ XVI ВСЕРОССИСКОГО СОВЕЩАНИЯ ПО ПОЧВЕННОЙ ЗООЛОГИИ (4–7 октября 2011 г., Ростов-на-Дону) Москва–Ростов-на-Дону 2011 УДК 502:591.524.21 Проблемы почвенной зоологии (Материалы XVI Всероссийского совещания по почвенной зоологии). Под ред. Б.Р. Стригановой. Мос ква: Т-во ...»

«ВВЕДЕНИЕ От пушных зверей получают как основную, так и побочную продукцию. Основной товарной продукцией является шкурка, а побочной — жир, мясо и пух-линька. Шкурки идут на пошив изделий, мясо — в корм птице и свиньям, а также зверям, пред назначенным для забоя, жир — в корм зверям и на техничес кие нужды, а пух-линька— на производство фетра и других изделий. От всех пушных зверей получают еще и навоз, кото рый после соответствующей бактериологической обработки можно с успехом использовать в ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ СИСТЕМА ВЕДЕНИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ НА 2014-2020 ГОДЫ Ростов-на-Дону 2013 УДК 636 ББК 45/46 С 55 Система ведения животноводства Ростовской области на 2014-2020 годы разработана учеными ДонГАУ, АЧГАА, ВНИИЭиН, СКНИИМЭСХ и СКЗНИВИ по заказу Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области (государственный контракт №90 от 12.04.2013 г.). Авторский коллектив: Раздел 1. – Илларионова Н.Ф., Кайдалов ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КУЛЬТУРА, НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ МАТЕРИАЛЫ V МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ Гродно УО ГГАУ 2011 УДК [008+001+37] (476) ББК 71 К 90 Редакционная коллегия: Л.Л. Мельникова, П.К. Банцевич, В.В. Барабаш, И.В. Бусько, В.В. Голубович, С.Г. Павочка, А.Г. Радюк, Н.А. Рыбак Рецензенты: доктор философских наук, профессор Ч.С. Кирвель; кандидат ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Дальневосточный федеральный университет Школа естественных наук ДАЛЬНИЙ ВОСТОК РОССИИ:   ГЕОГРАФИЯ, ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЯ, ГЕОЭКОЛОГИЯ  (К Всемирному дню Земли) Материалы XI региональной научно-практической конференции Владивосток, 23 апреля 2012 г. Владивосток Издательский дом Дальневосточного федерального университета 2013 УДК 551.579+911.2+911.3(571.6) Д15 Д15 Дальний Восток России: география, гидрометеорология, геоэкология : материалы XI ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник статей Выпуск 38 Новочеркасск 2007 1 УДК 631.587 ББК 41.9 П 78 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: В.Н. Щедрин (ответственный редактор), Г.Т. Балакай, В.Я. Бочкарев, Ю.М. Косиченко, Т.П. Андреева (секретарь) РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.И. Ольгаренко – заведующий кафедрой эксплуатации ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник статей Выпуск 41 Новочеркасск 2009 УДК 631.587 ББК 41.9 П 78 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: В.Н. Щедрин (ответственный редактор), С.М. Васильев, Г.Т. Балакай, Т.П. Андреева (секретарь) РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.И. Ольгаренко – заведующий кафедрой Эксплуатация мелиоративных ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник статей Выпуск 40 Часть I Новочеркасск 2008 УДК 631.587 ББК 41.9 П 78 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: В.Н. Щедрин (ответственный редактор), Ю.М. Косичен ко, С.М. Васильев, Г.Т. Балакай, Т.П. Андреева (секретарь) РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.И. Ольгаренко – заведующий кафедрой ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник статей Выпуск 39 Часть II Новочеркасск 2008 УДК 631.587 ББК 41.9 П 78 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: В.Н. Щедрин (ответственный редактор), С.М. Васильев, Г.Т. Балакай, Т.П. Андреева (секретарь) РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.И. Ольгаренко – заведующий кафедрой Эксплуатация ...»

«23 - 24 мая 2012 года Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина В МИРЕ НАУЧНЫХ научно-практическая конференция ОТКРЫТИЙ Всероссийская студенческая Том III Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина Всероссийская студенческая научно-практическая конференция В МИРЕ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ Том III Материалы ...»

«23 - 24 мая 2012 года Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина В МИРЕ научно-практическая конференция НАУЧНЫХ Всероссийская студенческая ОТКРЫТИЙ Том I Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина Всероссийская студенческая научно-практическая конференция В МИРЕ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ Том I Материалы ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Министерство образования Республики Башкортостан Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Башкирский государственный аграрный университет Совет молодых ученых университета СТУДЕНТ И АГРАРНАЯ НАУКА Материалы VI Всероссийской студенческой конференции (28-29 марта 2012 г.) Уфа Башкирский ГАУ 2012 УДК 63 ББК 4 С 75 Ответственный за выпуск: председатель совета молодых ученых, канд. ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.