Курсовая работа: Утилизация сточных вод в качестве удобрения ячменя

Введение

Одной из главных экологических проблем существования и развития городов является утилизация хозяйственно-бытовых сточных вод. Эта проблема с развитием человеческой цивилизации становится все острее, так как продолжается рост городов за счет концентрации в них населения и промышленности. Следовательно, увеличивается и накопление городских сточных вод. По своему химическому составу осадки городских сточных вод (ОСВ) с иловых площадок могли бы служить прекрасным удобрением для большинства культур и мелиорантом почв. Однако по литературным данным имеется ряд ограничений использования их в этом направлении: наличие в них тяжелых металлов (ТМ), радионуклидов (РН), заразных микроорганизмов (ЗМ) и гельминтов (ГМ). В каждом конкретном случае требуется специфический подход к использованию ОСВ, так как каждый крупный город имеет осадки определенного качества, количества и состава.

Подобная проблема стоит и перед г. Калугой. На городских иловых площадках накоплен достаточно большой объем ОСВ. Ясной линии их утилизации на сегодняшний день нет. Изучается возможность использования ОСВ в качестве органо-минерального удобрения под с/х культуры. Доказано их положительное действие на продуктивность многих культур. Выявлены основные ТМ, накапливающиеся в продукции растениеводства при внесении ОСВ в высоких нормах. Установлены тенденции в изменениях параметров плодородия дерново-подзолистых почв [35 ,36].

Однако неизученными остались длительность эффективности действия ОСВ в качестве удобрения при разовом внесении, эффективность обезвоженного осадка сточных вод (ООСВ или КЕК), особенности действия ОСВ и ООСВ на фоне известкования почв, проблемы высоких доз ОСВ и ООСВ, технологические приемы локализации ОСВ и ООСВ в почву при возделывании различных культур, особенности применения ОСВ и ООСВ в различных севооборотах, мониторинг за накоплением ТМ в почвах, продукции растениеводства.

Цели и задачи исследования

Целью научно-исследовательской работы явилось изучение агроэкологической и экономической эффективности высоких доз осадков сточных вод различной влажности при почвенном пути их утилизации в качестве удобрения ячменя при возделывании его в технических целях для получения биотоплива.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) изучить особенности роста и развития ячменя при внесении в дерново-подзолистую супесчаную почву высоких доз ОСВ и ООСВ (в норме 200 т/га по сухому веществу) на третий год после их применения с различным способом их локализации в почве;

2) исследовать структуру, уровень и качество урожая ячменя на третий год после применения высоких доз ОСВ и ООСВ (в норме 200 т/га по сухому веществу) в качестве удобрения;

3) установить уровни накопления ТМ в зерне ячменя и дерново-подзолистой супесчаной почве при внесении в качестве удобрения 200 т/га по сухому веществу ОСВ и ООСВ на третий год последействия;

4) выявить изменение параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы на третий год после внесения в нее в качестве удобрения ячменя 200 т/га ОСВ и ООСВ.

5) рассчитать экономическую эффективность применения 200 т/га по сухому веществу ОСВ и ООСВ в качестве удобрения ячменя на третий год последействия на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Рабочая гипотеза исследования

Из-за нехватки близлежащих площадей вокруг иловых площадок для внесения рекомендованных доз осадков в качестве удобрения с/х культур, выявить агроэкологическую и экономическую эффективность внесения высоких доз ОСВ и ООСВ на перспективу в качестве удобрения любых ботанических видов растений и мелиоранта почв без ущерба окружающей среде и для получения биотоплива.

Научная новизна исследования определяется тем, что впервые в условиях нашего региона изучена эффективность высоких доз ОСВ и ООСВ в качестве удобрения ячменя в последействии на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Практическое значение полученных результатов состоит в том, что они подтверждают возможность разового использования высоких доз ОСВ и ООСВ в качестве удобрения ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю, заведующему кафедрой сельскохозяйственной радиологии и экологии, профессору Сюняеву Н. К. за помощь при проведении исследований и подготовке дипломной работы.

Глава 1. Современное состояние изученности вопроса (обзор литературы по теме исследования)

Один из основных продуктов антропогенной деятельности человека в урбанизированном мире являются городские отходы, в том числе осадки городских сточных вод (ОСВ). Накопление ОСВ на станциях аэрации с одной стороны осложняют их производственную деятельность, приводит к расширению сети иловых карт для хранения и обезвреживания сточных осадков, а с другой стороны в эпицентре и ближайших территориях городов возникают при накоплении ОСВ потенциальные источники загрязнения биосферы, гидросферы, литосферы и отчуждения дефицитных земельных ресурсов.

Существуют несколько основных направлений утилизации ОСВ:

1) захоронение на специальных полигонах;

2) сжигание;

3) использование в качестве удобрений.

Первые два способа разрабатываются только в отношении отходов промышленного производства.

Для утилизации ОСВ станций аэрации и иловых площадок разрабатываются только преимущественно третий способ использования в качестве удобрений [1, 8, 22, 25].

По данным итальянского института водных проблем, в странах ЕЭС ежегодно утилизуются на удобрения около 2млн. т сухого вещества этого вида отходов городов, что составляет 40% всего объема осадка, накапливающегося на станциях аэрации. Согласно расчетам, экономия азотных удобрений за счет осадка составляет 2-4%, фосфорных - 8%, калийных – 2%.

В РФ из объема производства ОСВ в 5 млн.т по сухому веществу на удобрения используется не более 10%, остальные складируются в зонах прилегающих к станциям аэрации, создавая источники локального загрязнения биосферы.

Наибольшая плотность городского населения и разветвленная сеть станций аэрации для переработки бытовых и промышленных стоков имеет место в Центральном, Северо-западном и Западном регионах, Нечерноземной зоны РФ. В них основным пахотным фондом являются дерново-подзолистые почвы, из которых 12 млн. га пашни имеют песчаный и супесчаный механический состав. Несмотря на то, что в подавляющем большинстве случаев супесчаные и песчаные почвы отличаются низким естественным плодородием, значимость их в сельском хозяйстве из-за регионального расположения велика. При применении современной агротехники данные почвы имеют достаточно хорошую продуктивность. Повышение их плодородия требует внесения значительных доз органических и минеральных удобрений [6,40].

Наиболее распространенным видом органических удобрений в Нечерноземной зоне РФ являются торфяной навоз, торфонавозный компост, низинный торф. Внесение данных удобрений оказывает благоприятное влияние на агрохимические свойства почвы, способствует росту урожайности сельскохозяйственных культур [6,40].

Однако в современных условиях сельскохозяйственного производства основная масса органических удобрений направляется под пропашные и технические культуры. Дефицит данных удобрений, исходя из предпосылки положительного баланса гумуса, составляет в целом по РФ около 400 млн. т/год. В связи с этим возникает целесообразность использования других видов и источников органических удобрений, например ОСВ. Ежегодно объемы их накопления превышают 30млн.т в расчете на 75% влажности.

Использование ОСВ в сельском хозяйстве РФ позволяет в первую очередь восполнить нехватку в органических удобрениях в районах, прилегающих крупным городам и в пригородных зонах мелких и средних городов. Органическое вещество, макро и микроэлементы, высокое содержание фосфора, слабощелочная и нейтральная реакция кислотности делают ОСВ ценным удобрением. Тем самым ОСВ могут являться существенным источником питательных веществ, составляющим ежегодно по азоту (N) до 90-100 тыс. т, фосфору (Р₂ О₅ ) 130-160 тыс. т и калию (К₂ О) 15-20 тыс.т [21, 22].

В условиях ограничения запасов сырья для производства минеральных удобрений, в первую очередь фосфорных, ОСВ являются потенциальным резервом элементов питания. Проведенные исследования свидетельствуют о высокой удобрительной ценности осадков (Белая,1968; Даукшее,1985 и др.; Двойнишников,1975; Дмитриева,1969; Касатиков,1984; Канунникова,2000; Хоренко,2002).

Низкий уровень применения осадков в РФ (5-10% годового производства) объясняется, прежде всего, недостаточными в организации исследований по вопросам производства и использования технологически различных видов ОСВ на удобрения, отсутствием полной объективной научной информации об их влиянии на урожай и его качество, о накоплении и распределении в растениях биогенных макро- и микроэлементов, тяжелых металлов, вносимых в почву в составе ОСВ, о предельно-допустимых дозах влияния этого удобрения под разные культуры, о нормированном подходе, об оценке фитотоксичности осадков и так далее [2, 16].

Между тем опыт утилизации ОСВ в ФРГ, США, Франции, Финляндии и ряде других стран свидетельствует о том, что при наличии эффективной технологии обработки осадков и контроле за их применением, большая часть ОСВ (до 60%) может быть использована в качестве удобрения в сельском хозяйстве, в городском озеленении, а также при рекультивации земель, лесовосстановительных и других работах.

Бесконтрольное же применение ОСВ может повысить экологическую нагрузку на агроэкосистему за счет внесения в нее ряда токсичных тяжелых металлов, в тоже время захоронение ОСВ, их концентрация на свалках создает реальную опасность неконтролируемого загрязнения среды обитания человека.

Таким образом, внесение ОСВ в почву в отличие от торфяных удобрений может нести в себе ряд как положительных, так и отрицательных моментов. Основной из них – наличие в осадках в ряде случаях повышенного уровня тяжелых металлов. К ним относятся элементы, имеющие плотность более 5г/см³ , их насчитывается 38. Четыре из них свинец, кадмий, цинк и медь рассматриваются как одни из наиболее опасных загрязнителей биосферы [8, 26].

Агроэкологические свойства ОСВ

ОСВ представляет собой примеси в твердой фазе, выделенные из воды в результате механической, биологической и физико-химической очистки или сочетания этих методов.

Твердая фаза осадков на 60-70% состоит из органических соединений, способных быстро разлагаться и загнивать с образованием неприятных запахов. Поэтому их утилизация обычно предшествует специальная подготовка. В зависимости от способа обработки ОСВ различают следующие виды осадков:

1) сырой осадок, выпадающий в первичных отстойниках очистных сооружений;

2) избыточный активный ил, образующийся в результате биологической очистки;

3) сброженный осадок, продукт анаэробного или аэробного сбраживания осадка из первичных остатков и активного ила из вторичного отстойника;

4) шлам – продукт химической очистки.

Свежие отходы, получаемые путем очистки сточных вод, богаты органическим веществом, способны к быстрому брожению, поэтому осадки надо стабилизировать. Использование для этого сбраживания в метатенках в термофильном и мезофильном режимах обеспечивает минерализацию 30-50% органического вещества [26, 39].

На практике часто применяется компостирование ОСВ и других коммунальных отходов или заменяющими их веществами (навоз, торф, опилки, древесная кора, биомасса растений, глины). Готовый компост представляет собой сыпучий продукт с высоким содержанием питательных веществ в усвояемой для растений форме.

Как и для компостов, состав ОСВ не является постоянным и зависит от источника происхождения осадков и способа их обработки [22].

1. Состав осадка в зависимости от способа обработки (по данным ряда авторов)

Так термическая сушка способствует уменьшению в них органического вещества. Этому также способствует обработка осадков такими реагентами, как известь, хлористого железа. Предварительная термическая обработка, проводимая перед механическим обезвоживанием, вызывает, кроме того, значительную потерю азота, которая может достигнуть 40-50% [1].

Обработка осадков известью способствует потере азота в виде катионов аммония и анионов (нитрат ионов) и снижению доступности для растений фосфора. Установлено, однако, что от 64% до 84% общего фосфора осадков находится в подвижной форме. Фосфор присутствует в осадках, главным образом, в твердой фазе. Калий и натрий находятся в растворенном состоянии, их значительная часть выводится в результате фильтрации и центрифугирования ОСВ. Условия и длительность хранения осадков также могут оказывать определенное влияние на концентрацию в них различных элементов. Процентное содержание элементов питания в осадке и другие качественные показатели зависят в значительной мере от его влажности, а также происхождения, соотношения бытовых и промышленных стоков и сезона года [15].

Углерод содержится в осадках главным образом в органической форме (20-30% от сухого вещества). В состав органической части ОСВ входят полисахариды, жиры, воск, масла, протеиновые смеси и ряд полифункциональных групп. Осадки содержат от 1 до 4% минерального углерода, очевидно в форме карбоната кальция и магния и других металлов.

Присутствие соединений тяжелых металлов в осадках сточных вод создает одну из трудностей их использования в качестве удобрения. Известно, что многие элементы способны накапливаться в тканях растений, так и в организмах их потребляющие. Поэтому одним из критериев пригодности ОСВ для сельского хозяйства служит уровень содержания в нем тяжелых металлов, наличие которых во многом обусловлено деятельностью промышленных предприятий. Причем, специфика производства и вид удобрений могут влиять на качественный и количественный состав ТМ в почвах [2, 12].

Металлы содержатся в отходах в различной форме: обменной, абсорбированной, связанной с органическим веществом, карбоната и т. д. Вследствие того, что в осадках ТМ связаны в основном с твердой фазой, сушка и обезвоживание не вызывает их значительных потерь, а прохождение осадка через аэробную фазу может оказывать влияние на локализацию металлов в нем и их лабильность после внесения в почву, но этот вопрос изучен недостаточно. Никель, цинк и кадмий являются наиболее лабильными металлами в силу своей высокой способности к комплексообразованию.

В настоящее время определены ПДК для некоторых ТМ в осадках (таблица 2). В Англии и в некоторых других странах ПДК основаны на цинковом эквиваленте, равным сумме 8 частей никеля, 2 частей меди, 1 части цинка. Систематический анализ показал, что превышение этого уровня содержания металлов в ОСВ делает его непригодным для применения на удобрение в сельском хозяйстве.

2. Значение ПДК тяжелых металлов в осадке сточных вод в ряде стран (по данным зарубежных ученых)

В этих странах действует система контроля за содержанием ТМ в осадках. Разрешение на их использование сопровождается данными о дозах и сведениями о количестве поступающих при этом в почву питательных элементов. Кроме ТМ, в осадке обнаруживают роданиды, фенолы, кетоны и ряд других органических соединений, в том числе пестициды, полихлорбифенилы (ПХБ) и так далее [14, 20].

На удобрения используются в основном обеззараженный осадок, в противном случае в нем присутствует в большом количестве вирусы, патогенные грибы и яйца гельминтов. Роль же самой почвы в стерилизации в значительной степени зависит от того, как патогены, конкурируют с естественной флорой почвы [27].

Изучению процессов разложения микроорганизмами ОСВ, содержащих повышенное количество ТМ, посвящен ряд исследований. В них выявлена повышенная устойчивость к ТМ микроскопических грибов, в то время как количество спорофитных бактерий, и актиномицетов уменьшается. Под действием токсичных элементов обедняется также видовой состав споровых бактерий, водорослей и грибов. Сравнительно большой устойчивостью к свинцу отличаются актиномиценты, а многие микроорганизмы толерантны к кадмию. Очевидно, следует ожидать влияние стронция на процесс нитрификации в почве, ингибирование которого в целом способствует избыточное накопление данного ТМ. Максимальное влияние на процессы денитрификации и жизнедеятельности растений, по данным многих авторов, оказывает кадмий. Этот металл снижает рост бактерий, тормозит процессы превращения оксида азота (IV) и способствует интенсификации накопления в почве нитратов в отличие от свинца [33]. В тоже время внесение осадка, в отличие от действия металлов при промышленном загрязнении, увеличивает общую численность микроорганизмов, повышает ферментативную активность и создает условия для развития основных физиологических групп микроорганизмов.

Под действием ОСВ в 1,5-1,7 раза увеличивалось количество целлюлозоразлагающих бактерий, а содержание плесневых грибов снижалось. По мнению авторов, это связано с подщелачиванием почвы осадками.

Грибы и бактерии, усваивающие минеральный азот, наиболее устойчивые к действию ТМ. При повышении их концентрации в почве меняется активность ферментов, что является одним из диагностических показателей загрязненности почвы. Результаты исследований показали также, что шлам, содержащий тяжелые микробные популяции, изменялся под действием металлов, что может сказаться отрицательно на круговороте питательных элементов.

Внесение в почву ТМ, особенно кадмия и меди, повлияло также на распределение видов грибов [10, 11].

Проведенные исследования и опыт использования осадков в сельском хозяйстве свидетельствуют о том, что ОСВ является органическим, азотно-фосфорным удобрением, содержащим также ряд микроэлементов, необходимых для роста и развития растений. Под влиянием ОСВ повышается обеспеченность почв органическим веществом и элементами питания растений.

Считается, что влияние осадков и компостов на их основе заключается в улучшении водно-физических свойств почвы, обеспечение растений фосфором, микроэлементами и частично в удовлетворении их потребности в азоте и калии. ОСВ повышают общий запас фосфора в почве и, по мнению ученых, обогащенные фосфором ОСВ целесообразно использовать в качестве фосфорных удобрений.

Доступность фосфора в ОСВ неодинаково и зависит от его вида. В сыром осадке она приравнивается к доступности фосфора в монокальцийфосфатах, тогда как в подсушенном осадке фосфор трудноспособен усваиванию растениями. На доступность фосфора из осадка определенное влияние оказывает реакция почвенной среды и тип флокулянта. Так, эффективность ОСВ, скоагулированного кальцием, была наибольшей на кислых почвах, скоагулированого алюминием и железом – на нейтральных и слабощелочных почвах.

Согласно одним данным, непрерывная минерализация органического фосфора ОСВ способствует содержанию усвояемого фосфора в почве на относительно высоком уровне в течение нескольких лет. Однако, по другим данным, усвояемый фосфор постоянно фиксируется почвой. По некоторым данным зарубежных ученых обработанные известью осадки могут значительно повысить фиксирующую способность почвы по отношению к фосфатам. Что касается его потерь, то в аноксичных условиях значительное количество фосфора некоторых видов ОСВ может быть внесено в органической форме. В обычных условиях использование фосфора растениями значительнее, чем потери в результате перколяции [2,13].

Внесение ОСВ в почву может существенно изменить ее физико-химические свойства. Выявлено, что некоторые металлы могут блокировать активные участки гуминовых кислот, препятствуя тем самым образованию подвижных органических соединений, их минерализации и накоплению в почве элементов питания. ТМ ослабляют и разрушают связь гуминовых кислот с минеральной частью почвы, что способствует вымыванию илистого материала и частичным потерям гумуса. Известны высокие нейтрализующие свойства осадков, обработанных с добавлением извести, и обратное действие ОСВ. При удобрении посевов осадками, имеющих нейтральную и слабощелочную реакцию, проявляются его нейтрализующее действие. Это их свойство имеет особенно большое значение при улучшении малоплодородных земель. Внесение осадка отражается также и на других физико-химических свойствах почвы. В частности возрастает сумма поглощенных оснований и степень насыщенности ими почвы, снижается гидролитическая кислотность, меняется электропроводимость почвенного раствора [21, 28].

Осадки оказывают положительное влияние и на структуру почвы, но в меньшей степени, чем солома и навоз. Флокулирование известью отходов вызывает более значительное улучшение структуры почвы, чем не флокулированные. Исследование зарубежных ученых выявили положительное влияние ОСВ и компостов на их основе, особенно в смеси с городским мусором, на агрегатное состояние почв, подверженных эрозии. Это связано с присутствием в них органического вещества, повышающего оструктуренность почвы, а также наличие грубых частиц и кальция, улучшающих водно-физические свойства почвы. При этом увеличивается общая порозность почв, по мнению одних ученых. А по результатам исследования других – разложение органического вещества компостов может привести к ухудшению физических свойств почвы [23, 28].

ОСВ являются одним из источников антропогенного загрязнения почвенного покрова. В Дании 90% кадмия поступает в почву с ОСВ в дозе 5т/га сухого вещества, остальные 8% идут из атмосферы и 2% - с минеральными удобрениями. При продолжительном внесении осадка происходит постепенное накопление в почве ТМ, не пропорциональное дозам ОСВ, что указывает на некоторую иммобилизацию ТМ со временем почвой. Через 2 года после внесения отмечалось увеличение концентрации ТМ на глубине 20 и 40см [13].

Подвижность ТМ в почвах, их поведение в системе почва-растение, а также способность их к миграции находятся в зависимости от сорбционной способности почвы. Она в свою очередь определяется такими факторами, как почвенная кислотность, концентрация органического вещества, его свойства, гранулометрический и минералогический состав и некоторые другие. Поэтому ввиду многообразия факторов и их сочетания можно выявить закономерности миграции и поступление ТМ ОСВ из почвы в растения. Речь может идти пока в основном об общих чертах данного процесса. В частности с увеличением кислотности почвы подвижность металлов и их способность к транслокации в растение возрастет независимо от источника ТМ. Так при снижении кислотности почвы на 1,0 активность цинка и стронция возрастает в 100 раз. В кислой среде кадмий, свинец также более подвижны. В то же время, по данным зарубежных ученых подвижность кадмия и цинка в почвах, удобренных осадком, снижалась при рН 6,4. Известкование глинистых почв, обработанных ОСВ, также уменьшает подвижность цинка, никеля, меди и кадмия. Однако, по мнению других зарубежных ученых при повышении рН сорбция металлов понижается. В частности содержание водорастворимого кадмия в вариантах с различными дозами внесения ОСВ в карбонатных почвах было выше, чем в кислых [37].

Следует отметить, что для металлов, вносимых в почву вместе с ОСВ, часто создаются дополнительные условия изменения подвижности. Это определяет специфику накопления токсикантов в почве. Так минерализация и нитрификация азота ОСВ приводила к снижению кислотности почвы. Внесение осадка обогащенного нитратами, повышает кислотность почв, создает условия для растворения металлов и поглощение их растениями. Накопление ТМ быстрее происходит в почвах с высоким содержанием органического вещества. При этом переход их в малоподвижную форму идет тем сильнее, чем больше в состав гумуса гуминовых кислот. В частности свинец образует наиболее стабильные комплексы с гуминовыми кислотами. Взаимодействие ТМ с желатоподобными соединениями может наоборот послужить причиной увеличения подвижности металлов в почве.

Подготовка ОСВ к внесению в почву также влияет на накопление в ней металлов. Так сырой осадок способствовал более значительной аккумуляции металлов в почве, чем компостированный. Исключение составляет кадмий. Его содержание в почвах, обработанных технологически разнородными осадками, находилось примерно на одном уровне.

Таким образом, химизм ТМ в почве является сложным процессом, зависящим от ряда факторов. Образующиеся в почве соединения на основе ТМ имеют различную степень подвижности, что влияет на способность металлов транслокации в растения. В настоящее время во многих странах, в том числе и РФ, существует педельно-допустимые концентрации (ПДК) ряда ТМ в почве. При этом среди исследователей нет единого мнения, как в отношении методического подхода к разработке ПДК, так и количественном их уровне по элементам и типам почв. При известном уровне содержания ТМ в ОСВ можно расчетным путем на основе ПДК ТМ в почве определить дозы внесения осадка. Рациональное их применение уменьшит уровень загрязнения почвы, а, следовательно, и растений ТМ. Вопрос об удобрении почв с повышенным содержанием металлов решается в каждом конкретном случае соответствующими компетентными органами. При расчете доз ОСВ, обычно исходят, из данных об их составе, свойствах почв, эрозионной опасности и вида растений. Различные сельскохозяйственные культуры отличаются друг от друга по способности аккумулировать металлы, что также особенно должно учитываться при расчете доз осадков [34, 36].

При помощи ТМ активизируются ряд ферментов. Их влияние может оказывать решающую роль на биохимические процессы, протекающие в растениях, определяя тем самым урожай культуры и их качество. Так осадки, содержащие медь, повышают урожайность зерновых культур на торфяно-болотных и песчаных почвах. Марганец и цинк способствуют росту урожайности сахарной свеклы, кукурузы и других культур. Из-за дефицита железа наблюдается явление хлороза цитрусовых. Но в то же время все эти элементы в больших дозах оказывают токсичное действие на растения.

Кадмий, никель не требуются растениям и вместе с такими металлами, как свинец, ртуть, хром, мышьяк опасны для растений и их органов в связи с их способностью транслокироваться из почвы в растения. При высоких концентрациях этих ТМ в растительных тканях защитные возможности растений исчерпываются, что приводит к нарушению процессов их жизнедеятельности и снижению урожайности культур. В то же время применение больших доз ОСВ за 2 года (200т/га по СВ.) не вызвало депрессионного действия на растения и при этом происходит даже значительное увеличение биомассы [9, 22].

В настоящее время разработаны ПДК ТМ в растительной биомассе (таблица3).

3. Предельно допустимые концентрации ТМ в растительной ткани

Чтобы правильно оценить возможность использования осадков в качестве удобрения и разработать дозы их внесения, необходимо учитывать факторы, влияющие на перенос элементов из почвы в растения. Прежде всего, содержание ТМ в растениях зависит от общей концентрации их в почве. Повышение содержания в ней металлов чаще всего вызывает увеличение содержания их в растениях.

Существует ряд факторов, регулирующих поступление и накопление металлов культурами. Один из основных – кислотность. Поглощение ТМ растениями значительно выше в кислых почвах. Наиболее высокое содержание металлов в растениях наблюдалось при рН<4,8. Известкование глинистых почв понижало концентрацию Zn, Cu, Ni в растение салата-латука. И для уменьшения подвижности большинства поступающих с ОСВ металлов (свинец, цинк, кадмий, никель) необходимо поддерживать рН почвы выше 6,5. Перевод поступающих в почву ТМ в малоподвижную форму и снижение их доступности растениям происходит также за счет поглощения металлов глинистыми минералами. Активность ТМ в почвах тяжелого гранулометрического состава также снижается, становясь менее доступным для корневой системы растений [14, 18].

Доступность ТМ для растений зависит и от вида осадка. Наибольшее количество металлов поступают в растения при внесении в почву жидкого анаэробносброженного осадка, в нем металлы находятся в растворимой форме. В то же время в компостах ТМ менее доступны для растений, чем ТМ в осадке. Следовательно, один из возможных путей снижения подвижности ТМ, попадающих в почву вместе с ОСВ – их применение в качестве удобрения в сочетании с навозом, торфом, различными компостами и фосфорными удобрениями.

В определенной степени поступление ТМ из ОСВ в растения зависит от свойств самих металлов. В больших количествах могут накапливаться цинк, кадмий, кобальт, никель; в меньшей – свинец, медь, стронций, ртуть. Это объясняется чаще всего их неодинаковой способностью к взаимодействию с ППК почвы. Взаимодействие элементов друг с другом также оказывает влияние на процесс их поглощения растениями.

Распределение ТМ в растениях носит неравномерный характер. В нем участвуют питательные вещества, вода, поглощенные растениями из почвы и продукты обмена веществ. В вегетативных органах растений металлов обычно накапливается больше, чем в их генеративных частях. Для устранения токсичного действия некоторых металлов в растениях образуются коньюгаты ТМ с эндогенными продуктами обмена веществ. Следует иметь в виду, что растения могут накапливать под действием ОСВ большую биомассу, могут нормально развиваться, а полученная продукция может иметь хороший товарный вид, но концентрация ТМ будет высокой [15, 19].

Абсолютное большинство исследователей в нашей стране и за рубежом отмечают повышение биомассы и продуктивности растений при внесении различных доз осадков сточных вод в качестве удобрения, несмотря на проблему поступления и накопления ТМ.

Анализ литературных источников выявил относительно слабую изученность вопроса, связанного с использованием ОСВ в сельском хозяйстве при отсутствии отечественных исследований по ряду моментов, в том числе по ОСВ с ОСК г. Калуги.

Противоречивость мнений и выводов, существующих в научной литературе об использовании ОСВ в качестве удобрений растений и мелиоранта почв, а также недостаточность экспериментальных данных по использованию в АПК Калужской области осадков сточных вод г. Калуги качестве удобрения сельскохозяйственных культур послужили основанием для проведения наших исследований [7, 27, 30, 31].

Глава 2. Условия и методика проведения исследований

2.1 Условия проведения исследований. Климат и метеорологические условия 2007 года

Район местонахождения учебно-опытного поля характеризуется умеренно-континентальным климатом с теплым летом и умеренно-холодной зимой, устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными сезонами.

Переход среднесуточной температуры через +5°С приходится на 18 апреля, а продолжительность периода с температурой выше +5°С составляет 174 – 177 дней. Из приведенных данных видно, что теплом могут быть здесь обеспечены все сельскохозяйственные культуры. Переход среднесуточной температуры воздуха через +10°С приходится на первую декаду мая, а продолжительность периода составляет 135 – 138 дней. Весенние заморозки на ровных открытых местах заканчиваются в среднем 6-10 мая, а осенние начинаются 24 – 27 сентября. Продолжительность безморозного периода составляет 135 – 146 дней. Полное оттаивание почвы наблюдается 23 – 24 апреля. По влагообеспеченности район поля можно отнести к зоне достаточного увлажнения. Сумма осадков за период с температурой выше +10°С составляет 300 – 320 мм, а испаряемость за тот же период 195 – 210 мм.

4. Среднесуточная температура воздуха и сумма атмосферных осадков за вегетационный период 2007 года

Сумма осадков за вегетационный период ячменя в 2007 году на 130мм выпало больше в сравнении с многолетними данными. В наиболее критический период (выход в трубку - колошение) и в целом по фазам развития, количество влаги и температурный режим находились в оптимальных значениях для роста и развития растений ячменя

По природно-географическому районированию Калужской области земельная площадь учебно-опытного поля относится к Угринско-Суходревскому району Смоленско-Московской провинции. Территория учебно-опытного поля делится ложбинами стока на несколько слабоприподнятых участков. Здесь сформировались дерново-подзолистые почвы супесчаные по механическому составу на водно-ледниковых отложениях, подстилаемых мореной. Грунтовые воды подходят ближе к поверхности в ложбинах стока, а так же здесь происходит застой дождевых и талых вод, в результате этого происходит процесс оглеения почв. Здесь сформировались дерновоподзолистые глеевые почвы. К ложбинам стока примыкают слабопониженные участки равнины, где сформировались дерново-среднеподзолистые слабоглееватые почвы. Более половины территории учебно-опытного поля занято лесами. В геологическом строении территории учебно-опытного поля большая роль принадлежит четвертичным отложениям. Почвообразующие породы на данной территории представлены водно-ледниковыми отложениями, которые на раз личной глубине подстилаются мореной суглинистой. Водно-ледниковые отложения представлены рыхлыми, слоистыми песками. Эти породы крайне бедны зольными элементами. В механическом составе водно-ледниковых отложений преобладает фракции песка. В химическом отношении водно-ледниковые отложения характеризуются невысокой суммой поглощенных оснований (3,8-5,2 мг-экв./100 г почвы), гидролитическая кислотность так же низкая (0,35-0,28 мг-экв./100 г почвы). Степень насыщенности основаниями от 81,2 до 93,6 °/о. Реакция почвенной среды от сильнокислой до близкой к нейтральной (рН 4,5-6,4). Содержание фосфора в среднем 16,25 мг на 100г почвы, калия 13,6 мг на 100г почвы. Подстилание водно-ледниковых отложений мореной оказывает существенное влияние на формирование почвенного профиля. При подстилании водно-ледниковых отложений мореной резко меняется водный режим, так как морена является хорошим водоупором, задерживает влагу, которую при сильном иссушении верхних горизонтов могут использовать растения. Подстилание верхних супесчаных и песчаньix горизонтов суглинистой мореной имеет свои и отрицательные свойства, так как в весеннее время и во влажные годы морена держит верховодку, что сильно затрудняет своевременную вспашку и дальнейшую обработку почвы. Почвенный покров учебно-опытного поля представлен дерново-подзолистыми почвами нормально увлажнения. По рельефу данные почвы приурочены к слабоповышенным водоразделам. Пахотный горизонт (Апах) имеет светло-серую окраску, часто с белосоватобурыми пятнами припашки нижнего горизонта и характеризуется комковатой структурой или бесструктурный. Мощность пахотного горизонта колеблется от 24 до 34см. Ниже замечают хорошо выраженный оподзоленный горизонт А₂ , мощностью от 9 до 20см с буровато-белесой окраской. Далее, как правило, переходный подзолистый горизонт А₂ В с белесой окраской. Иллювиальные горизонты В₁ и В₂ представлены бесструктурными песками буровато – белесого цвета. Данные химического состава почв учебно-опытного поля, на котором расположен экспериментальный севооборот, приведены в таблице 5.

5. Химический состав почв учебно-опытного поля КФ РГАУ-МСХА

Супесчаные почвы отличаются низким естественным плодородием, они сыпучи, легко водо – и воздухопроницаемы, маловлагоемки, имеют низкую поглотительную способность. Органические вещества в таких почвах хорошо разлагаются и минерализуются, а минеральные (нитратные формы) вымываются в нижележащие горизонты. Поэтому при внесении органических удобрений необходимо увеличивать нормы и запахивать на глубину 18 – 22см. Для ускоренного повышения плодородия данных почв необходимо применять целый комплекс агротехнических мероприятий.

Ботанико-биологические особенности ячменя

Зерно ячменя обладает высокими кормовыми качествами и широко применяется как концентрированный корм для всех видов сельскохозяйственных животных. В среднем зерно содержит (в %): воды – 13; золы – 2,8; белка – 12; клетчатки – 5,5; БЭВ – 64,4; жира – 2,1.

Среди яровых зерновых культур, ячмень – наиболее скороспелая культура (период вегетации 70 – 100 дней). К теплу ячмень малотребователен. Зерно его может прорастать при температуре 1 – 2 ⁰ С, поглощая до 50% воды от массы зерна, причем набухает оно медленно. Небольшие заморозки (до 4 – 5⁰ С) всходы ячменя переносят без заметных повреждений. В период цветения и налива зерна опасны даже незначительные заморозки.

Ячмень – растение длинного дня. Прорастает 5 – 8 корешками. Кустится (через 8 – 12 дней после всходов) сильнее, чем яровая пшеница и овес, образуя до 4 – 5 стеблей на растении, из них 2 – 3 продуктивных. Корневая система и ее усвояющая способность у ячменя относительно слабая.

Как самоопылитель ячмень нередко в засуху цветет еще до выхода колоса из влагалища листа и заканчивает цветение до полного выколашивания.

Слабая усвояющая способность корней, быстрое прохождение фаз развития обуславливает короткий период поступления питательных веществ и повышенную требовательность ячменя к плодородию. Наиболее пригодны для ячменя среднесвязные суглинистые плодородные почвы.

Эта культура солевынослива и засухоустойчива. Ячмень довольно экономично расходует влагу, транспирационный коэффициент от 350 до 400. к недостатку влаги ячмень особенно чувствителен в фазы выхода в трубку – колошение (критический период). Достаточно устойчив к высоким температурам. Из вредителей ячменя опасны шведская и гесенская мухи, особенно сильно поражающие запоздалые посевы.

Технология возделывания ячменя

Предшественники

Лучший предшественник для ярового ячменя - пропашные культуры (кукуруза, картофель, сахарная свекла), под которые обычно вносят удобрения. Хорошими предшественниками являются также озимые, идущие по удобренному чистому пару.

Яровой ячмень, посеянный после пропашных культур, особенно пригоден для пивоварения; в этом случае он даст не только высокий урожай, но и зерно хорошего качества, с высоким содержанием крахмала. Для продовольственных целей или на корм скоту ячмень можно высевать после зерновых бобовых культур, накапливающих в почве много азота.

Ячмень, будучи скороспелой культурой, сам служит хорошим предшественником для яровых, а в некоторых районах и для озимых культур. Благодаря ранним срокам уборки ячмень более ценен как покровная культура, чем другие яровые зерновые хлеба.

Система удобрений

Применительно к конкретным условиям дозы удобрений устанавливают с учетом агрохимических свойств почвы, планируемой урожайности и запаса продуктивной влаги в почве. Фосфорные и калийные удобрения вносят под основную обработку почвы, при посеве и в рядки применяют суперфосфат или аммофос, так как данный тип удобрения позволяет намного увеличить эффективность фосфорных удобрений. Азотные удобрения вносят обычно под предпосевную обработку почвы.

Яровой ячмень относится к группе культур, чувствительных к повышенной кислотности. Он лучше растет при близкой к нейтральной реакции и хорошо отзывается на известкование. При повышенной кислотности почвенного раствора ухудшается рост и ветвление корней, поэтому затрудняется использования растениями воды и питательных элементов из почвы и удобрений. При кислой реакции нарушается обмен в растениях, ослабляется синтез белков, подавляются процессы превращения простых углеводов в более сложные органические соединения. Особенно чувствительны растения к повышенной кислотности почвы в первый период роста, сразу после прорастания.

При внесении извести она взаимодействует с угольной кислотой, находящейся в почвенном растворе, и нейтрализует ее, а также снижается содержание в почве подвижных соединений алюминия и марганца, они переходят в неактивное состояние, и поэтому устраняется вредное действие их на растения.

В результате снижения кислотности и улучшения физических свойств почвы под влиянием известкования усиливаются жизнедеятельность микроорганизмов и мобилизация ими азота, фосфора и других питательных элементов из почвенного органического вещества.

Известь обладает длительным действием. Установлено, что полная доза извести при основном известковании может положительно влиять на урожайность сельскохозяйственных культур в течение двух ротаций 7 – 8- польного севооборота, половинная доза – не более одной ротации (6 – 7лет). Полную, а также половинную дозу извести следует вносить с заделкой под плуг с осени под вспашку или весной под глубокую культивацию.

Для нормального роста и развития растений, кроме обычных видов удобрений (NPK), необходимо внесение недостающих микроудобрений – бора, марганца, цинка, меди, молибдена и др. недостаток в почве каких – либо из этих микроэлементов приводит к заболеваниям, нарушениям обмена веществ в растениях и значительному снижению урожаев.

Основная и предпосевная обработка почвы

Главная задача обработки почвы под яровой ячмень – накопление и сохранение осенне-зимних осадков и уничтожение сорных растений. Основной обработкой почвы может быть вспашка на глубину 24см с предпахотным лущением (дискованием), без лущения (после свеклы и картофеля) или плоскорезная обработка. Для низкорослого ячменя очень важно при вспашке почвы не допустить образования свальных гребней и развальных борозд. На склонах проводят противоэрозионную обработку почвы (контурная вспашка, ячеистая вспашка, щелевание по горизонталям склона и др.).

Для уменьшения стока воды, увеличения запасов влаги в почве и повышения урожайности ячменя очень важно снегозадержание сочетать с регулированием снеготаяния и задержанием талых вод путем полосного распахивания снега, создания снежных уплотненных валов поперек склона и полосного мульчирования снега между снежными валами.

Весной при поспевании почвы проводят боронование. Основная цель ранневесеннего боронования – закрытие влаги накоплиной за зимний период, а также провокация семян сорных растений к прорастанию. Следующую операцию, которую проводят, сразу после боронования является внесение азотных удобрений. Азотные удобрения вносят все рассчитанное количество, так как подкормка эффекта не дает. Для заделки минеральных удобрений, а также уничтожения всходов сорняков (в фазе белой ниточки) проводят культивацию на глубину 12 – 14см. Для создания плотного ложа семенам ярового ячменя и уничтожения всходов сорных растений проводят предпосевную культивацию почвы на глубину посева — 5см гусеничными тракторами.

Подготовка семян к посеву. Посев

Для посева следует использовать в первую очередь крупные семена, отличающиеся высокой энергией прорастания. Они дают более дружные всходы и лучше растут. Важные приемы повышения урожайности ярового ячменя (1-2 ц с 1га) — воздушно-тепловая обработка и солнечный обогрев семян. Семена протравливают против твердой головни преимущественно сухим способом. Протравливание проводят за две – четыре недели до посева.

Сроки посева

Яровой ячмень относится к культурам наиболее ранних сроков посева. Запоздание с посевом на 7 дней снижает урожайность в Нечерноземной зоне на 10—15%. При ранних сроках посева яровой ячмень дает более крупное зерно с меньшим содержанием пленок, а всходы меньше повреждаются шведской мухой. Сеять яровой ячмень следует одновременно с яровой пшеницей или сразу после нее.

Способы посева

Яровой ячмень лучше всего сеять узкорядным способом. На повышение урожайности и улучшение качества зерна большое влияние оказывает направление рядков. В многолетних опытах Опытной станции полеводства ТСХА при направлении рядков с севера на юг во все годы урожайность ячменя была на 1,5—2 ц с га выше, чем при направлении с востока на запад. Одновременно значительно возрастало содержание крахмала в зерне (на 2—3%).

Норма посева

Изменяются в зависимости от района возделывания. В Нечерноземной зоне норма посева колеблются в пределах 1,9—2,4 ц на 1га (5,5—6 млн. всхожих семян). Эти примерные нормы следует уточнять в зависимости от местных почвенных и агротехнических условий. В загущенных посевах ячменя содержание белка в зерне снижается; это следует учитывать при возделывании пивоваренного ячменя.

Глубина посева

Семеня ярового ячменя, заделывают на глубину 5см, так как почва среднесуглинистая. Высеянные семена ячменя набухают медленно, поэтому их следует заделывать обязательно во, влажный слой почвы.

Уход за посевами

В сухую весну после посева ярового ячменя применяют прикатывание, чтобы вызвать приток влаги к семенам из глубоких слоев почвы, а во влажные годы этот прием имеет цель ускорить прогревание почвы и вызвать появление дружных всходов.

На тяжелых заплывающих почвах может образоваться корка, затрудняющая появления всходов; ее надо разрушить боронованием. Боронование проводят до и после появления всходов. До появления всходов бороновать следует на третий день после посева поперек направлению рядков ячменя, для уничтожения не только корки, но и неокрепших всходов однолетних сорных растений.

Боронование после появления всходов необходимо проводить в фазе кущения ярового ячменя на глубину 2 – 3см. Цель – сохранение накопленной влаги в почве, разрыхление почвы, увеличения доступа воздуха к корням и уничтожение всходов сорных растений. Для более раннего рыхления всходов лучше пользоваться вращающимися мотыгами, так как борона может повредить значительное количество слабо укоренившихся всходов.

В борьбе с сорной растительностью, болезнями и вредителями ярового ячменя широко используют химические средства (гербициды, фунгициды и инсектициды).

Уборка и послеуборочная доработка урожая

Уборка урожая предусматривается на чистых от сорняков посевах прямым комбайнированием в фазу полной спелости зерна с влажностью не более 18 – 20%, на средне и сильно засоренных – раздельным способом в фазу восковой спелости зерна с влажностью 20 – 30% при скашивании в валки и с влажностью 16 – 18% при подборе и обмолачивании массы из валков.

Следует отметить, что задержка с уборкой на 5 дней ведет к потерям урожая на 10 –12%; 10 –20 дней задержки увеличивает потери до 40%.

При двухфазном (раздельном) способе уборки зерновых производительность комбайна выше, зерно получается более выполненным, с высокой всхожестью и на 1 – 4 ц/га больше, чем при прямом комбайнировании.

Свежеобмолоченный ворох немедленно подвергают первичной очистке от сорняков, зелени и других примесей. Затем сушат до влажности 13 – 14% и окончательно сортируют до кондиции, соответствующей стандартным семенам 1 – 2 классов [5].

2.2 Схема опытов

Научно – исследовательская работа проводилась на опытном поле КФ РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева на экспериментальном участке кафедры сельскохозяйственной радиологии и экологии в 2007 году.

Объектами исследований являлись:

- осадок сочных вод с иловых площадок г. Калуги (ОСВ);

- обезвоженный осадок сточных вод (ООСВ или КЕК);

- дерново – подзолистая супесчаная почва на водно – ледниковых отложениях, подстилаемая мореной;

- сельскохозяйственная культура - ячмень.

Схема опыта включала следующие варианты:

1. Контроль (возделывание ячменя без удобрений);

2. ОСВ в норме 200 т/га по сухому веществу с внесением его в пахотный слой почвы;

3. ООСВ в норме 200 т/га по сухому веществу с внесением его в пахотный слой почвы;

4. ОСВ в норме 200 т/га по сухому веществу с внесением в подпахотный слой почвы;

5. ООСВ в норме 200 т/га по сухому веществу с внесением его в подпахотный слой почвы.

Обоснованием схемы опыта служит выдвинутая нами рабочая гипотеза, изложенная в главе «Введение». Расположение и размещение повторений и вариантов опыта представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема расположения повторений и вариантов опыта на Опытном поле КФ РГАУ-МСХА в 2007году.

Опыт заложен в трех кратной повторности. Расположение делянок одноярусное. Размещение вариантов опыта – систематическое. Размер опытной делянки 2,5 х 2 м. общая площадь делянки 5 кв. м. Общее количество делянок - 15.

2.3 Характеристика методов исследования

Исследования проводились в натуральных условиях в соответствии с методикой полевого опыта по Б.А. Доспехову (1985г).

Влажность почвы определяли термостатно – весовым методом путем взвешивания влажных и сухих почвенных проб на технических весах с пересчетом на проценты от массы абсолютно сухой почвы.

Учет урожая проводили сплошной уборкой зерна с опытной делянки с последующим определением его влажности и пересчетом на стандартную влажность (14%). Для изучения структуры урожая отбирали снопы из 50 растений.

Высоту растений определяли линейкой у 10 контрольных растений ячменя по вариантам опыта в соответствующие фазы развития.

Фазу развития ячменя отмечали глазомерно при ее наступлении не менее чем у 75% растений в опытной делянке.

Параметры плодородия дерново–подзолистой супесчаной почвы определяли общепринятыми методами из воздушно – сухих образцов, просеянных через сито с отверстиями в 1мм, в Калужском центре «Агрохимрадиология». Общее содержание гумуса определяли по Тюрину, ГОСТ 26123 – 84; подвижный фосфор и обменный калий – по методу Кирсанова, ГОСТ 26207 – 84, рН_сол вытяжки – по методу ЦИНАО на рН метре с использованием 1н раствора хлористого калия, ГОСТ 26483 – 85.

Содержание тяжелых металлов в растениях, продукции, почвах и осадках определяли гостированными методами в лаборатории массового анализа и лаборатории токсикологии Калужского центра «Агрохимрадиология». При этом использовались различные вытяжки, в которых определялось содержание тяжелых металлов методом атомно – абсорбционного анализа.

Бактериологический и гельминтологический анализы осадков очистных сооружений канализации г. Калуги выполнялись лабораторией областной санитарно – эпидемиологической службы.

Засоренность посевов ячменя в делянках изучалась методом сплошного визуального учета. Статистическая обработка данных по урожайности проводилась по Доспехову(1985) с использованием компьютерных программ расчета НСР₀₅ .

2.4 Безопасность жизнедеятельности

Основные задачи безопасности жизнедеятельности как науки заключается в том, чтобы научить выявлять опасные и вредные производственные факторы, а также организацию охраны труда, вопросы пожарной безопасности на электрифицированных объектах сельскохозяйственного производства [24].

Нормативно-правовые основы охраны труда в стране регламентируются Трудовым кодексом Российской Федерации. Порядок разработки и утверждения подзаконных нормативных правовых актов об охране труда, а также сроки их пересмотра устанавливаются Правительством Российской Федерации [38]. Реализация основных направлений в области охраны труда обеспечивается согласованными действиями органов государственной власти РФ, органов государственной власти субъектов РФ и органов местного самоуправления, работодателей, объединений работодателей, а также профессиональных союзов, их объединений и иных уполномоченных работниками представительных органов по вопросам охраны труда [38].

Охрана труда женщин и молодежи. Предусмотрен ряд особенностей правового регулирования труда женщин в связи с социальной ролью матери и физиологией женского организма [24].

Ограничивается применения труда женщин на тяжелых и работах с вредными и (или) опасными условиями труда. Запрещается применения труда женщин на работах, связанных с подъемом и перемещением вручную тяжестей, превышающих предельно допустимые для них нормы [38] .

Запрещается направление в служебные командировки, привлечение к сверхурочной работе, работе в ночное время, выходные нерабочие праздничные дни беременных женщин. Беременным женщинам в соответствии медицинским заключением и по их заявлению снижаются нормы выработки, нормы обслуживания либо эти женщины переводятся на другую работу, исключающую воздействие неблагоприятных производственных факторов с сохранением среднего заработка по прежней работе [38] .

Женщинам по их заявлению и в соответствии с медицинским заключением предоставляется отпуска по беременности и родам продолжительности 70 календарных дней до родов и 70 календарных дней после родов, с выплатой пособия по государственному социальному страхованию в установленном законом размере [38]. По заявлению женщины ей предоставляется отпуск по уходу за ребенком до достижения им возраста трех лет. Отпуск по уходу за ребенком могут быть использованы полностью или по частям. По заявлению женщины, во время нахождения в отпусках по уходу за ребенком они могут работать на условиях неполноценного рабочего времени или на дому с сохранением права на получения пособия по государственному социальному страхованию.

На период отпуска по уходу за ребенком за работниками сохраняется место работы (должность). Отпуск по уходу за ребенком засчитывается в общей и непрерывный трудовой стаж, а также в стаж работы по специальности [38].

Не совершеннолетние (не достигшие 18 лет) пользуются рядом льгот. Запрещается применение труда лиц в возрасте до 18 лет на работах с вредными и (или) опасными условиями труда, а также на работах, выполнение которых может причинить вред их здоровью и нравственному развитию. Запрещается переноска и передвижение работниками в возрасте до 18 лет тяжести, превышающих установленные для них предельные нормы [38].

Ежегодный основной оплачиваемый отпуск работникам в возрасте до 18 лет предоставляется продолжительностью 31 календарный день в удобное для них время. Запрещается направление в служебные командировки, привлечение к сверхсрочной работе, работе в ночное время, в выходные и праздничные дни работников в возрасте до 18 лет [38].

Расторжение трудового договора с работниками в возрасте до 18 лет по инициативе работодателя поимом соблюдения общего порядка допускается только с согласия соответствующей государственной инспекции труда и комиссии по делам несовершеннолетних и защите их прав [38]. Молодые специалисты, окончившие высшие и средние специальные учебные заведения обеспечиваются работой в соответствии со специальностью.

Режим рабочего времени и отдыха. Нормальная продолжительность рабочего времени не может превышать 40 часов в неделю [38].

Нормальная продолжительность рабочего времени сокращается:

- на 16 часов в неделю – для работников в возрасте до 16 лет;

- на 4 часа в неделю – для работников в возрасте от 16 лет до 18 лет;

- на 4 часа и более – для работников занятых на работах с вредными и (или) опасными условиями труда [38].

Продолжительность ежедневной работы (смены) не может превышать 10 часов. Продолжительность рабочего дня или смены, непосредственно предшествующего нерабочему праздничному дню, уменьшается на один час. Работа в праздничные и выходные дни разрешается в тех же исключительных случаях по письменному распоряжению администрации с согласием профкома. За работу в выходные дни в ближайшие две недели предоставляется другой день отдыха, а если это невозможно, производят оплату в двойном размере. Продолжительность работы (смены) в ночное время сокращается на один час. Работа за пределами нормальной продолжительности рабочего времени не может превышать 4-х часов и 16 часов в неделю [38] .

Привлечение к сверхурочным работам производится работодателем с письменного согласия работника, они не должны превышать для каждого работника 4-х часов в течение 2 дней подряд и 120 часов в год. В течение рабочего дня (смены) работнику должен быть предоставлен перерыв для отдыха и питания продолжительностью не более 2 часов и не менее 30 минут, который в рабочее время не включается [38].

Оплата труда работника производится пропорционально отработанному им времени или в зависимости от выполнения им объема работ [38].

Безопасность труда при работе. Сельскохозяйственное производство – одно из отраслей сельского хозяйства страны, в котором занята большая часть населения и сконцентрированы большие ресурсы. Современная техника, различные химические вещества, применяемые в сельском хозяйстве, создают опасную среду, поэтому необходимо создать все условия для эффективной и безопасной работы без влияния на здоровье человека [32].

Большое внимание следует уделять производственному освещению. Освещение рабочих мест должно отвечать условиям и характеру работы, должно быть оптимально по величине. Спектр искусственного света должен быть максимально приближен к дневному (солнечному) свету в зданиях.

«Санитарными нормами микроклимата производственных помещений» ГОСТ 12.1.005 – 88 установлены оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха с учетом тяжести выполняемой работы и периодов года. Так оптимальная относительная влажность для всех работ 40 – 60 %, температура воздуха в помещении 16 – 24С⁰ , оптимальная скорость движения воздуха не более 0,3 м/с. все производственные помещения должны быть оснащены вентиляционными устройствами.

Предельно допустимые концентрации паров, газов, аэрозолей, вредных веществ, пыли в воздухе нормированы и должны соответствовать ГОСТ 12.1.005 – 88 [26].

В настоящее время в сельскохозяйственном производстве применяют большое количество ядохимикатов, минеральных удобрений и топливо- смазочные материалы. Работа с ядохимикатами является работой с вредными условиями, к ней ограничен допуск. Не допускается к работе с ядохимикатами дети и лица моложе 18 лет, беременные женщины, матери, кормящие грудью, и лица, не получившие разрешения от врачебной комиссии, а также лица больные и находящиеся в состоянии опьянения. К протравливанию семян, приготовлению рабочих смесей и фумигации не допускаются мужчины старше 55 лет и женщины старше 50 лет. Все работающие и служащие, направляемые на работу с ядовитыми веществами, должны предварительно получить инструктаж по охране труда. Перед началом работы с минеральными удобрениями и перед химической обработкой полей, садов, ягодников необходимо проверить аппаратуру, ядохимикаты и соответствующим образом подготовить рабочие место. При работе с ядохимикатами и минеральными удобрениями надо обязательно использовать индивидуальные средства защиты: спецодежду, спецобувь, защитные очки, респираторы и противогазы. Продолжительность работы при использование ядохимикатов не должна превышать 6 часов. Работа с применением сильно действующих ядовитых веществ ограничивается 4-я часами. Остальное время рабочего дня должно быть использовано на работах, где не применяют ядовитые вещества. В период работы в респираторах или противогазах необходимо через каждый час работы делать 10-минутные перерывы для отдыха. Отпускает ядохимикаты кладовщик. Они должны выдаваться со склада только по письменному распоряжению руководителя хозяйства.

Опыливание и опрыскивание растений, протравливание семян и другие наземные работы разрешается проводить только при скорости ветра не более 4 м/с. разбрасывать удобрения вручную из кузова движущегося транспорта запрещается. После завершения работы убирают оставшиеся ядохимикаты, обеззараживают машины, аппараты, инвентарь, спецодежду и т.д. [17].

Инструктаж по охране труда. Одной из задач системы управления являются инструкции по охране труда, составляемые для работающих по определенным профессиям или видам работ. Это важные мероприятия по предупреждению несчастных случаев на производстве. Обучение охране труда организуют в соответствии с ГОСТ 12.0.004 – 79 и ОСТ 46.0.126 – 82.

Данный инструктаж подразделяется:

- вводный – со всеми вновь прибывшими на работу, на практику или в командировку, проводит главный специалист той отросли производства, куда поступает работник, при участии инженера по охране труда;

- первичный – инструктаж на рабочем месте проводят с принятыми на работу, с переведенными из другого подразделения. Проводят его по программе руководителя участка (бригадир, агарном);

- повторный – проводят главные специалисты хозяйства со всеми работниками не реже 1-го раза в 6 месяцев (как правило, перед началом весенне-полевых работ);

- внеплановый – проводят при изменении технологического процесса, замене оборудования, при грубых нарушениях работниками правил безопасности труда;

- текущий – проводят перед производством работ, на которые оформляется наряд-допуск;

- курсовое обучение проводят ежедневно по специальной программе с руководящими работниками, специалистами, рабочими. Проводят обучение главные специалисты хозяйства [3].

Для улучшения условий труда необходимо от руководителей и специалистов сельскохозяйственного производства глубоких теоретических знаний и практических навыком в области охраны труда.

Глава 3. Результаты экспериментальной работы

3.1 Эколого-агрохимическая характеристика осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г. Калуги

На очистных сооружениях канализации (ОСК) г. Калуги, производительностью около 160 тыс.м³ /сутки, очистка сточных вод осуществляется по классической схеме, включающей механическую и биологическую очистку и обеззараживание.

Обезвоживание осадков сточных вод в течение длительного периода времени осуществлялось путем подсушки в естественных условиях на иловых площадках (около 50га.). В настоящее время значительная часть площадок полностью заполнена и не используется для приема новых порций жидких осадков. Продолжительность нахождения подсушенных осадков на таких площадках достигает 5-10 лет и более. В последнее время основным методом обезвоживания является механическое обезвоживание с флокулянтами на центрифугах типа ОГШ. Механический обезвоженный осадок сточных вод (КЕК или ООСВ) вывозится на свободную иловую площадку самосвалами. Продолжительность пребывания ООСВ (КЕК) на площадках достигает 2-3 года. Метод естественной подсушки осадков на иловых площадках сохранился в качестве резервного к центрифугированию.

Таким образом, на ОСК г. Калуги имеются два вида осадков:

- Осадки после механического обезвоживания на центрифугах с флокулянтами (ООСВ или КЕК);

- Осадки подсушенные в естественных условиях на иловых площадках в течение 5-10 лет и более (ОСВ);

Настоящие исследования проводились с целью определения возможных путей размещения в окружающей среде накопленных и образующихся на ОСВ г. Калуги осадков. Наиболее реальными приемами являются утилизация указанных осадков в качестве удобрения, однако следует предварительно проводить их агрохимическую и экологическую оценку. Требования к осадкам при утилизации их в качестве удобрений определяются вводимым с 01.10.2001 года ГОСТа 17.43.07-2001, а также следующими документами:

- Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрения;

- Типовым технологическим регламентом использования осадков сточных вод в качестве органического удобрения;

- Минсельхоза РФ и СаНПиН 2.1.7 537-96;

- Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения.

Результаты эколого-агрохимической оценки ОСВ и ООСВ представлены в таблицах 6, 7 и на рисунках 2, 3 и 4 [6].

6. Эколого-агрохимическая характеристика осадков сточных вод (ОСВ очистных сооружения канализации г. Калуги, 2007г.)

7. Эколого-агрохимическая характеристика обезвоженного осадка сточных вод (ООСВ, ОСК г Калуги, 2007г.)

Одним из главных показателей, характеризующих физико-механические свойства осадков, является их влажность. Влажность, как и содержание сухих веществ в осадках, являются непостоянными величинами и зависят от состава самих осадков, наличия органических соединений, способа обработки, времени выдержки осадка, сезонных явлений и тому подобное. В соответствии с требованиями типового технологического регламента влажность осадков, утилизируемых в качестве удобрений, не должна быть выше 85%. В соответствии с требованиями СаНПиН 2.1.7.973-96 влажность осадков не должна превышать 82%. Влажность во всех исследованных пробах осадков ниже нормативного порога: механический обезвоженный осадок (КЕК) имеет влажность порядка 60%, а влажность осадков, подсушенных в естественных условиях на иловых площадках (ОСВ) колеблется в широких пределах от62 до 80%.

Содержание органических веществ в ООСВ составляет 66%, азота - 3,4%. Концентрация фосфора в этих осадках составляет 5%, калия ниже, чем в традиционных органических удобрениях и составляет всего 0,4%. Это обусловлено тем, что соединения калия растворимы и практически не задерживаются в осадках.

В ОСВ содержание органических веществ меньше (45 – 46 %), чем в ООСВ, в результате минерализации при длительных сроках нахождения на иловых площадках, но все же заметно превышает нижний нормативно допустимый предел (20 %). Содержание в ОСВ азота – 2,4 – 3,3 %; фосфора – 5,5 – 6,7 %; калия – около 0,4%.

Оценивая в целом агрохимические показатели осадков ОСК г. Калуги, следует отметить, что они соответствуют нормативным требованиям к осадкам согласно СаНПиН 2.1.7. 573 – 96, типового технологического регламента и вновь вводимого ГОСТ.

Как известно, в осадках городских сточных вод могут содержаться примеси токсичных органических и минеральных веществ. Однако, лишь последние, в форме соединений тяжелых металлов (ТМ) и мышьяка, реально ограничивают применение осадков в качестве удобрения, влияют на их агроэкологическую оценку и класс опасности.

Анализ полученных данных показывает, что содержание нормированных ТМ в ООСВ не превышает установленные нормативы, причем содержание Pb, Ni, Hg и Mn соответствует ПДК или ОДК почв.

В ОСВ наблюдается превышение нормативных показателей по кадмию, хрому, меди и мышьяку, что особенно наглядно показывает диаграмма на рисунке 2. Данное обстоятельство несколько препятствует для широкого использования ОСВ в качестве удобрения и требует проведения конкретных научных исследований в данном направлении с целью установления оптимальных норм внесения этих осадков. Повышенная концентрация некоторых ТМ в ОСВ объясняется длительным их хранением, иссушением и неоднократным внесением новых порций ОСВ на одну и ту же иловую площадку. Поэтому в перспективе не следует их хранить на площадке более 5 лет.

Требованиями нормативных документов нормируются такие санитарно – бактериологические и паразитологические показатели: титр – коли, патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов. Для достижения нормативных значений по этим показателям проводится обезвоживание осадков различными способами (термофильное обезвоживание, пастеризация, обработка известью, аммиаком или другими реагентами, а также выдерживают на иловых площадках). По данным исследований коли – титр ООСВ, выдержанных в течение 2 – 3 лет, и ОСВ соответствует нормативу. Патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов, опасные для здоровья человека, во всех исследованных пробах не обнаружены [7].

3.2 Динамика полевой влажности дерново-подзолистой супесчаной почвы при возделывании ячменя

Одним из важных показателей, определяющих уровень урожайности сельскохозяйственных культур и эффективность агроприемов, является влагообеспеченность в течение вегетационного периода. Влагообеспеченность культур определяется в основном двумя факторами: влагозапасами в почве и количеством выпавших осадков. Эти два фактора также связанны между собой, чем больше осадков, тем выше влагозапасы в почве. Количество запасов влаги в почве также зависит от свойств и состава почвы, технологии возделывания культуры, масштабов водопотребления растениями, физического испарения, состояния посевов, водного режима и баланса.[5]

При проведении различных научных исследований эффективности агроприемов обязательно требуется контроль динамики полевой влажности почвы. Результаты наших исследований по динамике изменения полевой влажности дерново-подзолистой супесчаной почвы при возделывании ячменя по различным системам применения удобрений представлены в таблице 8 и на рисунке 5.

8. Динамика полевой влажности дерново-подзолистой почвы в вариантах опыта при возделывании ячменя (в % от АСП, опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007 год)

Анализ данных таблицы 8 показывает, что полевая влажность по всем вариантам опыта выше, чем в контроле. Наибольшая влажность почвы наблюдалась в фазу всходов. Установлено, что наименьшая влагоемкость (НВ) почв опытов составляет 13,5 – 14% от АСП. Следовательно, полевая влажность почвы в течение вегетации ячменя находилась в пределах 50 – 98 % от НВ, что является достаточным для формирования как вегетативных, так и генеративных органов растений. В вариантах опыта с внесением ОСВ и ООСВ в подпахотной слой в течение всего периода вегетации ячменя наблюдалась наибольшая влажность почвы, по-видимому, из-за водоупорной функции внесенного под пахотный слой осадков сточных вод.

3.3 Особенности роста растений ячменя

Под ростом понимают необратимое увеличение линейных размеров, поверхности, объема растительного организма. Рост представляет собой интегральный процесс и является результатом функциональной деятельности органов и растительного организма в целом.

Жизненный цикл растения состоит из двух периодов – вегетативного и репродуктивного. В течение первого периода интенсивно образуется вегетативная масса, усиленно растет корневая система, происходит кущение, закладываются органы цветка. Репродуктивный период включает цветение и плодоношение. После цветения в значительной мере изменяется характер физиологических и биохимических процессов, уменьшается влажность вегетативных органов, резко снижается содержание азота в листьях, происходит отток пластичных веществ к их вместилищам, прекращается рост стеблей в высоту.

Под развитием растений понимают качественные физиологические, биохимические и морфологические изменения при новообразовании элементов структуры организма, которые обуславливают прохождение растением определенных этапов жизненного цикла – онтогенеза: молодости, половой зрелости, размножения, старения и отмирания.

Рост и развитие отражают наследственные особенности и всю совокупность процессов взаимодействия растительного организма с факторами внешней среды, они связанны между собой. [5]

9. Динамика линейного роста ячменя в вариантах опыта (опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007г., см)

10. Динамика площади листьев растений ячменя в вариантах опыта (опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007г., м² /га)

Согласно анализу данных таблиц можно сделать вывод: как динамика линейного роста растений ячменя, так и динамика площади листьев колеблются в широких пределах.

Линейный рост растений по вариантам опыта варьирует от 42,2 до 62,5. А в течение вегетационного периода он претерпел значительные изменения. Как видно наибольший прирост дали варианты с внесением осадка сточных вод и обезвоженного осадка сточных вод в пахотный слой почвы.

Динамика площади листьев так же претерпела изменения за вегетационный период и в момент уборки она составила 12670 – 27750 м² /га. Максимальная площадь листьев была достигнута на вариантах с ООСВ.

3.4 Дата наступления основных фаз развития ячменя

В процессе роста и развития ячменя происходит последовательная смена связанных между собой фаз, наступление которых определяют по морфологическим признакам растения. В начале происходит переход зерен в активное состояние, затем рост зародышевого корня, стебля и образование листьев. В пазухах зародышевого стебля начинается образование боковых побегов и придаточных корней. Далее происходит стеблевание и усиленный рост междоузлий стебля и листовых пластинок. После колошения рост растений приостанавливается и позже полностью заканчивается. В этот момент завершается формирование генеративных органов [5].

У ячменя выделяют фазы: всходы – кущение – выход в трубку – колошение – цветение – спелость. Дата наступления данных фаз развития ячменя представлены в таблице 11.

11. Дата наступления основных фаз развития ячменя в вариантах опыта (опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007 год)

При анализе таблицы 11 видно, что наступление основных фаз развития ячменя по вариантам опыта происходило неодинаково. В вариантах с внесением ОСВ и ООСВ наблюдается более быстрое наступление фаз, чем в контроле, а начиная с фазы восковой спелости происходит замедление наступления фаз. Это происходит за счет хорошей удобрительной способности ОСВ, которые позволяют более эффективно обеспечивать питательными веществами культурное растение и позволяют ускорить начальный период наступления фаз развития ячменя.

3.5 Засоренность посевов ячменя

Сорняки – это растения, засоряющие сельскохозяйственные угодья и наносящие вред сельскохозяйственным культурам. Сорняки причиняют огромный ущерб сельскому хозяйству. Они снижают урожайность культур, ухудшают качество продукции. По данным А.В. Фесюкова на средне засоренных полях хозяйства недобирают 10 - 12 % валового урожая зерна, а на сильно засоренных полях урожай снижается в 1,5 – 2 раза.

Развивая мощную корневую систему, сорняки поглощают большое количество влаги и питательных веществ, чем культурное растение. Многие сорняки затеняют почву, в результате ее температура снижается на 2 – 4⁰ С, ухудшается жизнедеятельность почвенных организмов и культурных растений. Кроме того, имеются сорняки, непосредственно истощающие культурное растение, питаются за его счет (паразитные и полупаразитные).

Сорняки способствуют размножению вредителей и распространению болезней сельскохозяйственных растений. Так, на корнях злаковых сорняков откладывают яйца гессенская муха и шведская муха – опаснейшие вредители хлебных злаков.

Засоренность посевов приводит не только к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, но и к ухудшению качества продукции. Многие сорняки вредны и даже ядовиты для сельскохозяйственных животных и для человека.

12. Динамика засоренности посевов ячменя в вариантах опыта (опытное поле КФ РГАУ-МСХА, 2007г., вид и количество сорняков)

Анализ данных таблицы 12 показывает, что засоренность посевов ячменя в контрольном варианте меньше средней. А в остальных делянках засорение не наблюдалось, за исключением редких экземпляров пырея. Это происходило вследствие того, что растения ячменя, возделываемые на удобрениях ОСВ и ООСВ, развивают очень большую вегетативную массу, поэтому происходило сильное подавление сорных растений и из – за нехватки света и питательных веществ сорняки на этих делянках не развивались.

3.6 Урожайность и структура урожая ячменя

Урожайность в сельском хозяйстве называется количество готовой продукции с единицы площади. Процесс созревания характеризуется как внешними – морфологическими, так и глубоко внутренними - физиолого-биохимическими изменениями и превращениями в растительном организме.

Во время созревания ячменя в его зерновках уменьшается количество воды и возрастает содержание сухих веществ. На разных этапах спелости – молочная, восковая и полная – воды в зерне содержится соответственно 50 – 65, 25 – 40 и 13 – 15 %. При созревании происходит отток пластичных веществ из стеблей и листьев, в зерновках увеличивается содержание углеводов, белков, пентазонов и общая масса сухого вещества. Созревание зерновок сопровождается также существенными изменениями в нуклеиновом обмене [5]. Данные по урожайности ячменя на вариантах опыта представлены в таблицах 13 и 14.

13. Урожайность ячменя (опытное поле КФ РГАУ-МСХА, 2007г., ц/га)

НСР ₀₅ = 1,14 ц/га

14. Структура урожая ячменя в среднем по трем вариантам опыта (опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007г.)

Анализируя таблицы 13 и 14 можно сделать вывод, что урожайность ячменя возделываемого при внесении супердоз ОСВ и ООСВ намного выше, чем выращивание ячменя без внесения каких – либо удобрений. Прибавка урожая ячменя колеблется от 26,00 до 30,50 ц/га. Наивысший урожай получили при возделывании ячменя с внесением супердоз ООСВ в пахотный слой.

Структура урожая также показывает, что основные параметры ячменя, выращенного на делянках с внесением высоких доз ОСВ и ООСВ, намного превышают значения таковых у ячменя, выращенного на почвах контрольного варианта без удобрений. У опытных растений ячменя больше продуктивных стеблей, больше масса колосьев и длина колосьев, больше зерен в колосе, больше масса 1000 зерен по сравнению с контролем.

3.7 Содержание тяжелых металлов в зерне ячменя

Поступление тяжелых металлов в растения возможно двумя способами: через корни с почвенным раствором и путем выпадения металлов из атмосферы на поверхность листьев. Проникновение ТМ в растения через корни зависит от их функций внутри организма, от уровня загрязнения почвы [32].

После проведения необходимых агрохимических анализов образцов зерен были получены значения содержания тяжелых металлов в зерне ячменя приведенные в таблице 15.

15. Содержание тяжелых металлов в зерне ячменя на третий год после применения высоких доз осадков с разным способом их заделки в почву (опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007 год, мг/кг)

По результатам химического анализа образцов зерен ячменя, можно сделать вывод, что содержание ТМ в зерне ячменя, выращенного без внесения удобрений, превышает ПДК по одному элементу – никелю. В зерне ячменя содержание свинца не превышает ПДК на всех вариантах опыта. Содержание меди в зерне выше ПДК лишь на варианте с внесением ООСВ в пахотный слой. Содержание цинка в зерне несколько выше норматива на всех делянках с внесением ОСВ и ООСВ. Содержание кадмия в зерне выше ПДК на делянках с внесением ОСВ и ООСВ в пахотный слой. Содержание хрома в зерне выше норматива на делянках с внесением ОСВ и ООСВ как в пахотный, так и в подпахотный слой. Содержание марганца в зерне не регламентировано.

3.8 Параметры плодородия и содержание тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве

Одна из основных проблем техногенного загрязнения сельскохозяйственной продукции в настоящее время – это накопление ТМ в почвах. Из-за повышенного их содержания в среде они поступают и накапливаются в организме, а время их очищения может превышать десятки лет.

Для того чтобы правильно организовать агротехнику сельскохозяйственных культур, необходимо знать динамику распределения ТМ в почве, растениях и микроорганизмах [32].

Результаты эколого-агрохимической оценки параметров плодородия и содержания ТМ в почве приведены в таблице16.

16. Содержание тяжелых металлов и изменение параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы на третий год после применения высоких доз осадков (опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007г., мг/кг)

Химический анализ почвы показал, что содержание в ней тяжелых металлов существенно меняется после внсения высоких доз осадков сточных разной влажности. Содержание изученных металлов в почве увеличивается после внесения осадков. Хотя их содержание в почве не превышает установленные ПДК, но наблюдается однозначная тенденция повышения содержания в ней ТМ. Поэтому, этот факт требует дальнейшего изучения периодичности внесения высоких доз осадков разной влажности в почвы региона.

Анализ параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы выявил низкое содержание гумуса в контроле, а в остальных вариантах опыта наблюдается его повышение. Содержание подвижных форм фосфора в анализированных образцах намного превышает оптимальное значение, а в контроле соответствует ему. Содержание калия в почве изрядно низко. Это дает основание на дополнительное внесение калийных удобрений с целью повышения продуктивной способности плодородного слоя почвы. Также наблюдается незначительное повышение значения рН в вариантах с внесением максимальных доз ОСВ и ООСВ.

3.9 Экономическая эффективность

Экономическая эффективность в сельском хозяйстве предусматривает задачи:

- Добиться динамичного роста и развития эффективности всех отраслей;

- Увеличение производства и повышение качества продукции;

- Значительно повысить эффективность использования земли, производственных фондов, материальных, финансовых и трудовых ресурсов.

Важнейшими путями повышения эффективности сельского хозяйства являются: постоянное обновление и совершенствование техники и технологии производства; использование достижений науки и техники; передового опыта; совершенствование структуры производства; улучшение использования производственных фондов и капиталовложений; экономия трудовых и материальных ресурсов; повышение качества и снижение себестоимости продукции; повышение рентабельности.

Рентабельность представляет собой эффективность, прибыльность, доходность предприятия.

17.Экономическая эффективность возделывания ячменя при применении высоких доз ОСВ и ООСВ (2007г.)

Анализируя данную таблицу можно сделать, что уровень рентабельности повышается при использовании ООСВ (200 т/га). Так как при внесение этого удобрения урожайность составляет 51,3 ц, валовой сбор самый наивысший и составляет соответственно 5130 ц и чистый доход при использовании данного вида удобрений составляет 1471,06 тыс. руб. по сравнению с контролем (106,09 тыс. руб.). Поэтому наиболее эффективно применять в качестве удобрения под ячмень ООСВ_пах . Уровень рентабельности при использовании ООСВ составляет 253%, что намного выше, чем при использования ОСВ и при возделывания ячменя без удобрений.

Выводы и предложения

1.По результатам настоящих сертификационных испытаний проб осадков ОСК г. Калуги механически обезвоженных на центрифугах с флокулянтами, выдержанных на площадке складирования в течение последних 2 – 3 лет, установлено, что механически обезвоженные осадки по агрохимическим показателям, содержанию ТМ и мышьяка, а также по санитарно – микробиологическим и паразитологическим показателям отвечают требованиям СаНПиН 2.1.7.573-96, типового технологического регламента, а также требованиям ГОСТ РФ 17.4.3.07-2001.

2. В результате проведенных исследований установлено, что полевая влажность почвы во время вегетации ячменя находилась в оптимальных пределах, но к концу развития растений снизилась. В вариантах опыта с применением ОСВ и ООСВ влажность почвы больше, по сравнению с контролем. Это объясняется тем, что ОСВ и ООСВ способствуют накоплению продуктивной влаги в почве.

3. В ходе исследований выявлено, что рост и развитие растений ячменя при внесении высоких доз ОСВи ООСВ происходили лучше, чем на контроле. Установлено, что наибольшая площадь листьев была достигнута на вариантах опыта с внесением ООСВ в пахотный и подпахотный слои почвы.

4. Установлено, что при применении высоких доз ОСВ и ООСВ даты основных фаз развития ячменя наступает быстрее по сравнению с контролем, а начиная с фазы молочной спелости происходит замедление процессов созревания и поэтому наступление этой фазы у растений ячменя происходит позже 5-6дней, чем на контроле.

5. Выявлено, что при выращивании ячменя с внесением высоких доз ОСВ и ООСВ, растения образуют большую вегетативную массу, тем самым полностью подавляя развитие сорняков.

6. В результате исследований установлено, что наибольшая урожайность ячменя была получена на вариантах опыта с внесением ООСВ в пахотный и подпахотный слой. По сравнению с контролем, наибольшая прибавка урожая составила 30-34 ц/га. Определенно, что по всем показателям структуры урожая ячменя на варианте с ООСВ_пах превышает другие варианты опыта.

7. Установлено, что при внесении высоких доз ОСВ и ООСВ содержание тяжелых металлов в зерне превышает ПДК по Zn, Ni, Cr, Cd, а также превышение по Cu в варианте с ООСВ_пах . По другим ТМ содержание в зерне выше ПДК не наблюдалось.

8. По результатам химического анализа почвы выявлено, что содержание в ней ТМ по вариантам опыта не превышает ПДК, хотя наблюдается явная тенденция повышения их содержания в дерново-подзолистой почве.

9. Установлено, что при внесении высоких доз ОСВ и ООСВ в пахотный слой, произошли изменения параметров плодородия почвы. Содержание гумуса увеличилось до 1,3 - 1,6%, но не достигло оптимального уровня. Кислотность почвы в вариантах опыта с ОСВ_пах и ООСВ_пах увеличилось до 6,3. Содержание Р₂ О₅ сильно увеличилось и во много превышает оптимальный уровень. К₂ О в почве в варианте с ОСВ_пах понизился, а в варианте с ООСВ_пах повысился, но для достижения оптимального уровня необходимо его дополнительное внесение в форме калийных минеральных удобрений.

10. Расчеты экономической эффективности применения высоких доз ОСВ и ООСВ показали, что наибольший уровень рентабельности и чисты доход достигнуты при применении ООСВ_пах в норме 200 т/га по СВ., соответствнно.

Рекомендация производству

В хозяйствах пригородной зоны г. Калуги рекомендуется вносить высокие дозы осадков сточных вод (до 200 т/га по СВ) на длительную перспективу при возделывании зерновых кормовых культур на дерново-подзолистых почвах при локализации их в подпахотный слой.

Список использованной литературы

1. Антонова О.Я. Характеристика состава термически высушенного ОСВ как удобрения // В сб.: Опыт сбора, транспортировка, переработка и уничтожение бытовых и промышленных отходов, охрана окружающей среды – П.: 1976, с. 34 – 45.

2. Белая О.П. Об удобрительных свойствах ОСВ // В сб.: Мелиорация водное хозяйство – М.: Урожай, 1968, с. 43 – 48.

3. Беляков Г.И. Практикум по охране труда. – М.: Агропромиздат, 1988. – 160 с

4. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильинский, А.Ф. Козьяков и др.: Под общ. Ред. С.В. Белова, 2-е изд., испр. И доп. – М.; Высш. шк., 1999, 448с.

5. Вавилов П. П. и др. Растениеводство. – М.: Колос, 1979, 396 с.

6. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. – М.: Агроконсалт, 2001, 392с.

7. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. // СанПин 2.1.7.573.-96 – М.: Минздрав России, 1997, 57 с.

8. Гольдфарб Л.П., Туровский М.С., Беляева С.Д. Опыт утилизации ОСВ в качестве удобрения. – М.: Стройиздат, 1983, 26 с.

9. Даукшае И., Лукаенионсне Э. Способы обработки ОСВ и возможность их использования в сельском хозяйстве. // Тезисы координационного научно-технического совещания «Использование ОСВ и твердых бытовых отходов в сельском хозяйстве». – Владимир, 1983, с. 8 – 12.

10. Двойнишникова Е.И. Влияние ОСВ на микрофлору почв. // Сборник научных трудов БСХА. – 1975, с. 36 – 39.

11. Двойнишников Е.И., Каликинсккая Н.А. Влияние ОСВ на биологическую активность почвы. // Сборник научных трудов БСХА. – 1975, с. 9 – 11.

12. Дегобюк Э.Г., Проскура З.В. Использование ОСВ кожевенного производства в качестве удобрения.// Агрохимия, 1983, №5, с.41 – 45.

13. Дмитриева В.И. Продолжительность действия ОСВ и их влияние на почву. // Вестник с.-х. Науки, 1969, №7, с. 23 – 26.

14. Дмитриева В.И. Агроэкологические аспекты использование органических отходов в качестве удобрения в условиях Центральной Якутии: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 03.00.16 / - М., 2000, с. 17.

15. Канунникова Т.В. Агроэкологическое использование осадков сточных вод в качестве удобрения в Центральном Черноземье: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 11.01.01 / - Курск., 2000, с. 21.

16. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. – М.: Изд-во МСХА, 2000, 473 с.

17. Колошин А.И. Охрана труда. – М.: Колос, 1981, 80 – 91 с.

18. Касатиков В.А. Агроэкологические основы применения осадков городских сточных вод в качестве удобрения: Автореф. дис. док. наук: 03.00.16 / - М., 1989, 46 с.

19. Кобозев. И.В., Тюльдюков В.А., Парахин Н.В. Предотвращение критических ситуаций в агроэкосистемах. – М.: Изд-во МСХА, 1995, 264 с.

20. Криченко Т.С. Интенсификация процесса сбраживания ОСВ за счет циркуляции его в метотенках. // Водоснабжение и санитарная техника, 1975, №6 с. 33 – 36.

21. Корекова Т.С. Туровский И.С. С/х значение утилизации ОСВ как удобрения. // Водоснабжение и санитарная техника, 1975, №2 с. 25 – 28.

22. Лайнен Б.Т., Нейл Ф.м. Использование ОСВ в с/х. // Советско-американский симпозиум по обработке ОСВ. – 1975, с. 121 – 125.

23. Луговая Ж.Г. Использование илов ОСВ для получения органических удобрений. – Харьков 1972 – 25 с.

24. Луковников А.В., Шкрабак В.С. Охрана труда. – М.: ВО Агропромиздат,1991, 24 – 28 с.

25. Левченко М.Г., Гуденко Д.Д. Использование ОСВ в с/х. – Киев 1974, 38 с.

26. Мезина Э.И. Шевяков Ю.М. Изучение удобрительного действия обеззараженных ОСВ. // Харьковский с/х ин-т им. В.В. Докучаева – Харьков 1978, с 35.

27. Майорова Л.А., Романенко Н.А. Санитарно-гельминтологическая оценка разных способов использования ОСВ и их осадка на земледельческих полях орошения. // Сб. с/х использования сточных вод. – М., 1972, с. 35 – 39.

28. Мохамед Акаих Тома. Агроэкологическая оценка ОСВ и мелиорантов на биогеохимические показатели полевого агроценоза: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 03.00.16 / - М., 2000, с. 21.

29. Охрана труда в сельском хозяйстве: Справочник / Сост. В.Н. Михайлов и др. – М.: Агропромиздат, 1988. – 543 с.

30. Положение (Регламент) об осадках городских сточных вод, применяемых в качестве удобрения. Изд. 2-е доп. М.: НТИ АКХ., 1986, с. 6.

31. Рекомендации применения ОСВ с иловых площадок в качестве удобрения. Владимир: ВНИПТИОУ, 1984, с. 22.

32. Солуянов П.В. Охрана труда. – М.: Колос,1977, 335 с.

33. Соколов О.А., Семенов В.А., Агаев В.А. Нитраты в окружающей среде – Пущено ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1988, 316с.

34. Соколов О.А., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 1. Атлас распределения ТМ в объектах окружающей среды – Пущено ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1999, 164 с.

35. Соколова Л.А., Сюняев Х.Х. Тяжелые металлы в окружающей среде и сельскохозяйственной продукции // Уч.-мет. пособие КФ МСХА – Калуга, 2000, 36 с.

36. Сюняев Н.К., Тютюнькова М.В., Слипец А.А. Очистка сточных вод и утилизация их осадков. Монография. Изд. РГАУ-МСХА. М.2005.- с.170

37. Теснецкий Н.П. Содержание и подвижность некоторых элементов в ОСВ. // Сб. использование микроудобрений в условиях интенсивного земледелия Западного региона. – Минск БСХА, 1988, с. 47 – 49.

38. Трудовой кодекс РФ. ФЗ. – М.: ООО «Знак – Б», 2002 – 277 с.

39. Хоренко Л.А. Разработка приемов получения экологически безопасной продукции при выращивании картофеля на почвах с внесением ОСВ: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 03.00.16 / - М., 2000, с. 19.

40. Яшин И.М., Шишков П.А., Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах. Уч. пособие. М.: Изд-во МСХА, 2000, 560 с.

Приложения

Приложение 1

Дисперсионный анализ.

17.50 16.50 17.00

43.00 43.50 42.50

51.50 50.50 52.00

42.00 42.50 41.50

54.50 54.00 55.00

Результаты дисперсионного анализа

Существенность частных различий

Средняя ошибка опыта S_x – 0.35

Ошибка разности средних S_d – 0.49

НСР – 1.14

Использование активного ила в качестве удобрения сельскохозяйственных культур в условиях радиоактивного загрязнения территории

Земледелие

Физиология растений

Реконструкция участка обработки осадков очистной станции канализации г. Челябинска

Использование городских сточных вод для технического водоснабжения

Подбор сортов ячменя для пивоварения в связи с различными предшественниками

Давно ли люди гибнут за металл и как именно закалялась сталь

Почвенно-климатические условия выращивания картофеля на территории Раменского района Московской области

Почвы СПК "Урняк" Юкаменского района Удмуртской Республики, их агрономическая характеристика и пути повышения плодородия

Оценка качества очистки сточных вод

Классификация, количественные определения минеральных удобрений

Биохимическая очистка сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий

Влияние системы удобрений при поверхностной обработке почвы на продуктивность сои в центральной зоне Краснодарского края

Сорбционные свойства мха по отношению к микроорганизмам и тяжелым металлам

Почвы, их происхождение, свойства и их роль в жизни