Расчет норм минеральных удобрений, вносимых при орошении сточными водами

РАСЧЕТ НОРМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ, ВНОСИМЫХ ПРИ ОРОШЕНИИ

СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

С.Н. Волкова, Е.Е. Сивак, И.В. Нанченко

Аннотация. В работе даны расчеты норм минеральных удобрений при вторичном использовании сточных вод для орошения. Рассмотрены перспективы сельскохозяйственного использования сточных вод с учетом зарубежного опыта.

Ключевые слова: орошение, сточные воды, минеральные удобрения, очистные сооружения.

Дополнительное внесение минеральных удобрений при орошении сточными водами имеет высокую эффективность, что обусловлено не только содержанием питательных вешесгв в них, но и благоприятным их воздействием на структуру почв. При расчёте норм минеральных удобрений, вносимых при орошении, расчёг поступления питательных веществ со сточными водами был произведён при условии, что оростельная норма составляег 3000 м /га. Применение небольших норм орошения (до 5—20 м3 в сутки) на 1 га поверхности площади орошения позволяет практически круглогодично принимать сточные воды при любых климатических условиях Суточные нормы нагрузки зависяг от потребности растений во влаге и питательных веществах и составляют 15- 20 м/га на лёгких почвах и 5-7 м /га на тяжёлых. По комплексу природных факторов Курская область подразделяется на две природно-сельскохозяйственные подзоны: северо-западную, где преобладают серые лесные почвы, и юго-восгочную с преобладанием чернозёмов. Среди лесных почв наиболее распространёнными на территории области являются тёмно-серые лесные почвы. Растения на таких почвах фосфором и калием обеспечены средне, а азогом недостаточно. Расчег потребности культур в удобрениях проводится по формуле:

Н ырк = В х К„,

где П нрк - потребность культур в питательных веществах, кг/га;

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

Кв - коэффициент возмещения выноса элементов питания.

В расчёте на урожайность сена костреца безостого в среднем 5 т/га [1], что составит около 20 т/га в зелёной массе (коэффициент перевода сена в зелёную массу для сеяных многолетних пастбищ составляет 3,5-4,5), а также с учётом выноса питательных вещесгв 1 т продукции (Ы - 4кг, Р(2)0(5) - 1кг, К(2Х) - 5кг), находим потребность культуры в питательных веществах: ЬШ 20x4x1,2 = 96 кг; Н Р205 = 20 х 1 х 2 = 40 кг; НК20 = 20x5 х 1 = 100кг. При этом коэффициенг возмещения выноса элементов питания Кв был взят на основании таблицы по установлению коэффициента возмещения выноса питательных вещесгв в зависимости ог плодородия почвы для тёмно-серых лесных почв со средней обеспеченностью фосфором, калием и недостаточным - азотом. Содержание питательных веществ, а именно по содержанию азота и фосфора, в сточных водах Курской области значительно различается по районам области. Наиболее высокие тги показатели по Тимскому району : N общ.= 13,8 мг/л, Р205 = 8 мг/л. Таким образом, для Тимского района поступление питательных веществ со сточной водой, при условии оросительной нормы в 3000 мЗ/га, составит: N общ. =41,4 кг/га; Р205 = 24 кг/га. Аналогично производится расчёт по(1«4<)-тальным районам области. Внесение минеральных удобрений в поливную воду увеличивает её удобрительную ценность. Следует также учитывать гот факт, что соотношение азота, фосфора и калия в составе поливной воды в

Информация об авторах

Волкова Светлана Николаевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой высшей и прикладной математики Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова, тел. 8-910-311-76-71.

Сивак Елена Евгеньевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры стандартизации и сертификации Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И.Иванова, E-mail: academy@kgsha.ru.

Нанченко Ирина Владимировна, соискатель Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова.

течение вегетационного периода требует периодического балансирования азота, фосфора и калия в соответствии с биологической потребностью в них орошаемых культур.

В настоящее время использование очищенных сточных вод на земледельческих полях орошения широко применяется в зарубежных странах и здесь следует сказать о том, что накоплен уже достаточно большой практический опыт в таком применении этих вод. Так, например, сточные воды Берлина поступают на очистные сооружения, мощность которых составляет 972 ООО м3 в день и дополнительно откачиваются на оросительные поля О/шя-Ьеегеп, в среднем 20 ООО м3 в день и на поля КагоНпепИоИе - 5 ООО м3 в день. Сеть канализации берлинских предприятий водного хозяйства охватывает каналы неочищенной, дождевой и смешанной воды. Около трех четвертей районов канализации имеют раздельную и одна четверть смешанную систему отводов. В разделенной системе канализации неочищенная вода и дождевая вода отводятся по двум разделенным друг от друга канализационным системам. Бытовые и промышленные сточные воды попадают в канализацию неочищенными и в дальнейшем перекачиваются на очистительные станции или оросительные поля. Преимущество этой системы в том, что сточные воды от осадков не надо перекачивать по трубопроводам канализационной системы, напорным трубам на очистительные сооружения. Каналы с дождевой водой принимают выпавшие осадки с улиц, крыш и домов, а также воду с охладительных устройств на промышленных предприятиях и воду из наполненных траншей. Эта вода сбрасывается в ближайший водоем: в реку, озеро, пруд, в речной канал или тому подобное. При смешанной системе канализации неочищенная вода и дождевая вода смешиваются и вместе отводятся по одному каналу. Однако, при выпадении осадков дождевая вода в этом случае попадает в смешанную канализацию, что многократно увеличивает количество сточных вод.

Степень очищения сточных вод при использовании полей орошения в значительной мере зависит от отношения между количеством сточных вод и величиной орошаемого участка. Если количество земли, отведенное для орошения мало и земля получает больше грязной воды, чем она в состоянии перерабатывать, тем более если нет выгодных условий для естественного дренажа и отсутствует искусственный,

то в таком случае, кроме загрязнения почвенной воды неудовлетворительно очищаемыми сточными водами, легко может произойти подпочвенное наводнение и поле орошения может превратиться в болото. Для успешного хода очистки необходим надлежащий водно-воздушный режим почвенного слоя и соответствие количества и качества сточных вод самоочищающей способности почвы.

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

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

хозяйственными полями орошения, является очистка воды от патогенных микробов и яиц гельминтов. Для этого предпочтительнее использовать в качестве сооружений предварительной очистки биологические оксидацион-ные контактно-стабилизационные (БОКС) пруды, обеспечивающие очистку вод до гигиенически безопасного качества. На полях орошения выращивают в основном кормовые и технические культуры.

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

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

В последнее время разрабатываются и внедряются все более эффективные методы очист-

ки и доочистки сточных вод после их биологической очистки. В этой связи значительно шире следует применять доочистку очищенных сточных вод на земледельческих полях орошения (ЗЛО). При доочистке сточных вод на полях орошения следует обратить внимание на ряд важных положительных моментов, а именно:

-в этом случае не затрачиваются средства на индустриальную доочистку;

-создается возможность получать дополнительную сельскохозяйственную продукцию;

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

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

Список использованных источников 1 Алешина, Н.И. Круглогодовое экологически безопасное использование городских сточных вод для орошения чернозёмов предалтай-ской провинции: автореф. дис... канд. с.-х. наук / Н.И. Алешина// Алтайский государственный аграрный университет. — Барнаул, 2007. — С. 15-16.