Аннотация

Цель: определить возможности применения сидеральных культур для повышения содержания органического вещества в осадках сточных вод. 

Материалы и методы. В рамках исследований были проведены вегетационные опыты с посевом семян тест-растений в образцы почв Аксайского района Ростовской области и в осадки сточных вод трехлетнего срока пребывания на иловых картах канализационных очистных сооружений «Кадамовские» города Новочеркасска. 

Результаты. Оценивался фитотоксический эффект по всхожести семян и биомассе растений. Полученные данные указывают на значительное угнетающее воздействие осадков сточных вод на всхожесть семян редиса и горчицы белой (уменьшилась более чем вдвое), всхожесть семян кресс-салата уменьшилась на 31 %, а овса и вики – всего на 11 %. Исходя из данных о средней массе одного растения в случае их выращивания в осадках для всех тест-растений за период наблюдений отмечен эффект стимулирования. Наибольший прирост биомассы одного растения в сравнении с данными на контроле отмечен у кресс-салата, наименьший – у белой горчицы. Анализ данных о составе осадков после выращивания тест-растений показал расходование органического вещества и питательных веществ во всех вариантах за исключением смеси сидератов, где на фоне расходования питательных веществ содержание органического вещества выросло практически в полтора раза – с 11,48 до 16,8 %. 

Выводы. Получены статистически достоверные данные об увеличении количества гумуса в осадках сточных вод после выращивания смеси сидератов: его содержание увеличилось на 49 % при оставлении в осадках только корневой системы растений. При этом содержание фосфора уменьшилось на 20 %, что лежит в пределах погрешности лабораторных измерений. Содержание азота после выращивания смеси сидератов уменьшилось незначительно – на 8 %. Полученные данные указывают на возможность обогащения осадков сточных вод по органическому веществу посевом сидеральных трав, что можно осуществлять непосредственно на иловых картах.

Для цитирования

Манжина С. А., Русин Л. И. Возможность повышения содержания органического вещества в осадках сточных вод за счет сидератов // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2024. Т. 94, № 3. С. 33–50.

Список литературы

1. Валиев В. С., Иванов Д. В., Шагидуллин Р. Р. Способы утилизации осадков городских сточных вод (обзор) // Российский журнал прикладной экологии. 2020. № 4(24). С. 52–63. DOI: 10.24411/2411-7374-2020-10034.

2. Агрохимические, санитарно-эпидемиологические и токсикологические исследования ОСВ и компостов очистных сооружений г. Москвы, устойчивость функционирования в агроэкосистемах / Е. П. Пахненко, Е. А. Гунина, Г. Е. Мерзлая, Н. В. Костина // Почвы в биосфере: сб. материалов Всерос. науч. конф. с междунар. участием, посвящ. 50-летию Ин-та почвоведения и агрохимии СО РАН, г. Новосибирск, 10–14 сент. 2018 г. Т. 1, ч. 1. Томск: Нац. исслед. Томск. гос. ун-т. С. 359–363.

3. Тихонова И. О. Утилизация иловых осадков в экономике замкнутого цикла: опыт Германии // Экология производства. 2020. № 6. С. 74–77.

4. Мерзлая Г. Е., Афанасьев Р. А. Агрохимические аспекты использования осадков сточных вод для рекультивации земель различного назначения // Агрохимия. 2020. № 8. С. 70–77. DOI: 10.31857/S0002188120080050.

5. Опыт развития объектов водоотведения ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»: опыт перехода к наилучшим доступным технологиям / С. Н. Волков, О. Н. Рублевская, И. О. Тихонова, Т. В. Гусева, М. Иикканен // Водное хозяйство России. Научно-практический журнал. 2020. № 6. С. 104–120. DOI: 10.35567/1999-4508-2020-6-6.

6. Yang G., Zhang G. M., Wang H. C. Current state of sludge production, management, treatment and disposal in China // Water Res. 2015. № 78. Р. 60–73.

7. Дягелев М. Ю. Австрийский опыт удаления соединений фосфора из осадков сточных вод // Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика. 2022. № 3. С. 48–65. DOI: 10.15593/2409-5125/2022.3.04

8. Recent advances in energy recovery from wastewater sludge / L. Nazari, S. Sarathy, D. Santoro, D. Ho, M. B. Ray, C. (Charles) Xu // Direct Thermochemical Liquefaction for Energy Applications. Woodhead Publishing. 2018. P. 67–100. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101029-7.00011-4.

9. Hall J. Session 3. Technology and innovative options related to sludge management [Electronic resource] // Proceedings of the Workshop on «Problems around Sludge», 18–19 November 1999, Stresa (Italy). P. 155–212. URL: https:wtp-operators.thewaternetwork.com/_/sludge-recovery-and-treatment/storage/document-LOYGsHaC3kXg_SbVk5obKg/6ZftstktvGPpIW2yh9cxZg/file/workshoppart4.pdf (date of access: 21.10.2024).

10. Sewage sludge composting: quality assessment for agricultural application / A. H. Nafez, M. Nikaeen, S. Kadkhodaie, M. Hatamzadeh, S. S. Moghim // Environmental Monitoring and Assessment. 2015. Vol. 187. Р. 1–9. DOI: 10.1007/s10661-015-4940-5.

11. Comprehensive recycling of fresh municipal sewage sludge to fertilize garden plants and achieve low carbon emission: A pilot study / X. Lin, C. Chen, H. Li, L. Hei, L. Zeng, Z. Wei, Y. Chen, Q.-T. Wu // Front. Environ. Sci. 2022. Vol. 10. 1023356. DOI: 10.3389/fenvs.2022.1023356.

12. Манжина С. А. Российские и зарубежные практики обращения с осадком сточных вод // Экология и водное хозяйство. 2023. Т. 5, № 1. С. 15–31. DOI: 10.31774/2658-7890-2023-5-1-15-31. EDN: XSGMHE.

13. Межевова А. С., Беляев А. И. Нетрадиционные элементы технологии возделывания сельскохозяйственных культур с использованием удобрений-мелиорантов // Юг России: экология, развитие. 2022. Т. 17, № 3. C. 187–196. DOI: 10.18470/1992-1098-2022-3-187-196.

14. Касатиков В. А. Использование осадков городских сточных вод // Агрохимический вестник. 2013. № 4. С. 44–46.

15. Дрозд Г. Я., Бреус Р. В. Решение проблем утилизации городских отходов водоочистки // Коммунальное хозяйство городов. 2005. № 63. С. 130–136.

16. Арефьев А. Н., Кузин Е. Н., Ильина Г. В. Последействие осадков сточных вод г. Пензы и природного цеолита на урожайность и качество растениеводческой продукции // Нива Поволжья. 2020. № 1(54). С. 61–66. DOI: 10.36461/NP.2020.54.1.010. EDN: CSIFUK.

17. Васбиева М. Т., Зиновьев Д. С. Эффективность применения осадков сточных вод на дерново-подзолистой почве Предуралья // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2013. № 5(36). С. 37–42.

18. Химический состав осадков сточных вод г. Чебоксары и влияние их на накопление тяжелых металлов в почве / О. А. Васильев, Л. Н. Михайлов, Н. А. Кириллов, Н. А. Фадеева // Сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф., г. Чебоксары, 29–30 марта 2004 г. / ЧГУ им. И. Н. Ульянова. Чебоксары, 2004. С. 518–521.

19. Кусакина Н. А., Чемерис М. С. Экологическая эффективность действия осадков сточных вод при возделывании рапса ярового // Мир науки, культуры, образования. 2012. № 2(33). С. 342–343.

20. Куликова А. Х., Захаров Н. Г., Починова Т. В. Применение осадков сточных вод в качестве удобрения в сельском хозяйстве Ульяновской области // Агрохимический вестник. 2010. № 5. С. 32–35.

21. Агроландшафт рекультивированного полигона твердых коммунальных отходов с использованием осадка сточных вод / А. В. Тиньгаев, Ю. В. Чепрунова, Р. П. Воробьева, В. Б. Шепталов // Мелиорация и водное хозяйство. 2023. № 2. С. 7–11. DOI: 10.32962/0235-2524-2023-2-7-11. EDN: FKKAKU.

22. Чепурнова Е. В., Тиньгаев А. В. Система поддержки принятия решений по использованию органических отходов в качестве удобрений для повышения плодородия малопродуктивных и деградированных почв // Мелиорация земель в решении геоэкологических проблем Евразии [Электронный ресурс]: материалы Междунар. науч.-практ. конф., г. Москва, 14–15 дек. 2024 г. М.: ФНЦ ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова, 2024. С. 444–448. URL: https://www.vniigim.ru/2024/03/27/sbornik_vniigim_2023.

23. Чулков В. А., Чапалда Т. Л. Оценка влияния сидератов на биологические свойства чернозема оподзоленного в звене полевого севооборота // Аграрный вестник Урала. 2021. № 04(207). С. 55–63. DOI: 10.32417/1997-4868-2021-207-04-55-63.

24. Монастырский В. А., Бабичев А. Н. Рост, развитие сидеральных культур и их влияние на агрохимические свойства орошаемых черноземов Ростовской области // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2013. № 2(10). С. 21–31.