Posibilitati DE Utilizare In Agricultura A Namolurilor Urbane

=== Varianta finala ===

INTRODUCERE

Poluarea este o modificare defavorabilă a mediului natural, care apare parțial sau generalizat, ca urmare a subproduselor: reziduurilor, activități ale fluxurilor de energie, nivelurile de radiație, a constituției fizico-chimice a mediului natural și a abundenței specifice, respectiv diversitatea speciilor vii.

Aceste modificări pot afecta direct specia umană, datorită impactului ce îl pot avea asupra resurselor agricole, asupra apei și altor produse biologice.Ele pot afecta prin alterare obiectele fizice, posibilitățile recreative ale mediului, precum și frumusețea naturii, arhictura peisageră.

Poluarea este astăzi extrem de diversă. O încercare de sintetizare ne

conduce la trei tipuri principale de categorii de poluare:

Poluare fizică: generată de diverse radiații, îndeosebi cele nucleare accidentale, cea termică, zgomote și infrasunete.

Poluare chimică: poate fi produsă de produse naturale, minerale sau organice, precum și de produse de sinteză.

Poluare biologică: creată de contaminări microbiologice.

Explozia demografică a condus la diverse dezechilibre:

modificarea peisajelor prin despăduriri și noi exploatații agricole

dispariția speciilor

eliberarea de substanțe în mediu care modifică echilibrele biologice în ape și soluri.

Echilibrul biosferei depinde de:

creșterea populației care creează murdărie, adică poluare

calitatea, respectiv gradul de civilizație al populației, care poate reduce, stopa sau elimina fenomenul.

Atitudinea omului față de resurse este indicatorul principal al gradului de supraviețuire a populației umane a bisferei.Ramade F.(1987) nota că: ”Dacă acceptăm consecințele unui război nuclear, creșterea demografică constituie problema de mediu cea mai gravă cu care civilizația umană nu a fost niciodată confruntată.”

Pericolul unei crize climatice a apărut datorită industrializării, epoca industrială începând prin 1850, iar de atunci conținutul biosferei în CO2 a crescut continuu, în atmosferă existând peste 700 gigatone C.Așa a apărut “efectul de seră” care se manifestă prin:

creșterea temperaturii

modificara regimului precipitațiilor

modificarea geografic glaciară

schimbări în dinamica și structura populațiilor din ecosisteme.

La nivel mondial, ca urmare a poluării apar cca. 86 milioane ha terenuri degradate, în principal solurile fiind afectate de eroziune și salinizare.

Criza ecologică mondială pe care o trăim astăzi este de o cu totul altă importanță pentru că:

se desfășoară într-un ritm fără precedent

este ireversibilă

angajează responsablitatea noastră a umanității, în sensul că putem să o controlăm, să o înfrângem, să o evităm, pentru că noi înșine suntem cauza acestei crize.

Barbault R. (1994) spunea că:”dacă extraordinara diversitate a mediului viu este , în același timp, expesia jocului selecției naturale și a mizelor pe care o reprezintă pentru speciile și sistemele biologice pe care le reprezintă, atunci, ea este cu siguranță o sursă prețioasă de soluții la multe probleme pe care le întâlnește propria noastră specie.Ca orice organism, omul trebuie să lupte contra altor ființe vii, bacterii, viruși, ciuperci, paraziți, insecte și chiar mamifere, care-i amenință sănătatea, atacând propiile sale resurse și de ce să nu utilizăm în avatajul nostru aceste arme biologice, pe care evoluția le-a creat de-a lungul a miliarde de ani la milioane de specii.”

CAP.1. MATERIA ORGANICĂ DIN SOL ȘI CREȘTEREA FERTILITĂȚII PRIN APLICAREA DE ÎNGRĂȘĂMINTE ȘI REZIDUURI ORGANICE.

CONCEPTUL DE FERTILITATE A SOLULUI.

După Davidescu, fertilitatea este capacitatea solurilor de a pune la dispoziția plantelor în mod permanent și simultan substanțele nutritive și apa, în condiții îndestulătoare față de nevoile acestora și de a asigura condițile fizice și biochimice necesare creșterii și dezvoltării plantelor, în ansamblu satisfacerii și celorlalți factori de vegetație.

Ideea de fertilitate implică în mod normal cele mai bune proprietăți fizice, chimice și biologice ale solului, abundența sau cel puțin existența în proporție suficientă a substanțelor nutritive indispensabile vieții plantelor și o cantitate suficientă de apă. Ideea de fertilitate se corelează cu absența substanțelor toxice capabile de a reduce sau suprima capacitatea de producție a solului.

Nivelul fertilității unui tip genetic de sol trebuie apreciat în corelație cu tipul de vegetație.Astfel, în timp ce un cernoziom are o fertilitate naturală ridicată pentru grâu, același sol nu este apt pentru o pădure de molid iar un podzol poate avea o fertilitate ridicată pentru molid și nu este apt pentru grâu.

Fertilitatea solului nu se rezumă în nici un caz la conținutul de humus al acestuia, fiind însușirea solului de a satisface cerințele plantelor formate într-un anumit cadru ecologic.

Fertilitatea solului s-a format treptat, prin acumularea progresivă a materialului parental în curs de solificare, a însușirilor necesare vieții plantelor, sub acțiunea biocenozelor naturale și a climei.

1.2. ORIGINEA ȘI FORMELE DE EXISTENȚĂ A MATERIEI ORGANICE DIN SOL.

La baza acumulării materiei organice în sol se află două surse: sursa

internă și sursa externă.

Sursa internă o constituie masa rădăcinilor plantelor, secrețiile radiculare, microflora și viețuitoarele animale.Masa totală a rădăcinilor plantelor ce populează solurile agricole, categorie în care cuprindem și baza tulpinilor plantelor recoltate și buruienile care revin în sol o dată cu arătura, reprezintă, sursa cea mai importantă de materie organică din sol.

Plantele superioare preiau din sol, pentru procesele lor vitale de creștere și dezvoltare, doar cantități infime de materie(săruri minerale 1-2% din substanța lor uscată). Din întreaga cantitate de materie organică sintetizată de plantele verzi, numai rădăcinile și miriștea sunt încorporate în sol.Cantitățile de materie organică pe care le lasă în sol unele plante de cultură (q/ha): orzul-13, secara-19, trifoiul și lucerna-110.

N.A. Krasilkov arăta că unul din factorii hotărâtori pentru fertilitatea solului îl constituie microflora, și evaluează masa totală a bacteriilor în stratul superficial al solului la 5-7 t/ha.

Sursa externă o contituie deșeurile organice care sunt pentru societatea modernă o nouă bază de materii prime, o dată cu apariția penuriei de energie și cu ivirea spectrului utilizării multor resurse naturale ce constituie baza de materii prime pentru industrie și agricultură.

Surse de materie organică:

-deșeurile agricole

-deșeurile zootehnice

-deșeurile organice din industria alimentară, ușoară și chimică

-composturile.

Formele de existență a materiei organice din sol.

Materia organică din sol se găsește sub trei stări:

-fracțiunea nealterată este constituită din toate resturile vegetale și animale mai mult sau mai puțin fragmentate mecanic prin acțiunea destructivă a diferiților agenți micro și macro vegetali sau animali

-fracțiunea alterată cuprinde fragmente grosiere și particule fine de țesuturi în curs de descompunere

-fracțiunea humică este cea mai valoroasă, cea mai stabilă și cea mai veche și este materia organică specifică solului.Substanțele humice sunt neoformații de sinteză, polimerizate(acizi fulvici, acizi huminici și humine) rezultate din produșii intermediari de descompunere microbiologică a resturilor organice vegetale și animale.

1.3. FERTILIZAREA SOLURILOR CU DEȘEURI ORGANICE ȘI PERICOLUL POTENȚAL DE POLUARE.

Fertilizarea cu îngrășăminte organice se aplică pentru reutilizarea productivă a elementelor nutritive în noi recolte, regenerarea substanțelor humice în stratul arat și ameliorarea complexă, chimică, fizică și biologică a solurilor.

În concepția de fertilitate a solurilor care se aplică în țara noastră, necesarul de substanțe nutritive pentru formarea recoltelor se asigură, în primul rând, din resurse naturale reînnoibile-solul, îngrășămintele organice și atmosfera, prin procese biologice(mineralizarea substanțelor organice și legarea N atmosferic în compuși minerali și organici) și fizico-chimice(alimentarea soluției solului prin desorbție-dizolvare, deplasarea ionilor nutritivi prin soluția solului spre rădăcinile active prin difuzie și antrenare cu fluxul de apă) care determină dinamica sistemului sol-plantă.

Potrivit acestei concepții, îngrășămintele produse industrial se aplică în completarea surselor naturale de substanțe minerale nutritive și de substanțele organice amelioratoare.

Totodată, colectarea, condiționarea și aplicarea în sol a dejecțțlor animale și materialelor derivate din acestea se cer abordate și rezolvate corespunzător în toate unitățile crescătoare de animale și pentru prevenirea efectelor de poluare a solului, apei și aerului.În vederea aplicării pentru atingerea obiectivelor fertilizării solurilor este necesar ca îngrășămintele naturale să fie condiționate biologic prin fermentare și/sau compostare, încât răspândirea lor pe teren să excludă diseminarea germenilor patogeni, paraziților și buruienilor.

Pericolul potențial de poluare.

Procesul de reciclare a deșeurilor organice este un proces complicat și care prezintă numeroase probleme înlănțuite, interdependente și condiționate, necesar a fi rezolvate pentru atingerea eficienței propuse în valorificarea ca îngrășăminte a resturilor solide sau lichide provenite din activitatea umană.

În mare parte substanțele organice din apele menajere conțin detergenți, coloranți, pesticide, precum și substanțe organice degradate și putrescibile.Bolile infecțioase care sunt transmise prin astfel de ape pot fi de natură microbiană, virotică sau parazitară.Dintre bolile microbiene cele mai frecvente sunt febra tifoidă, dizenteria și holera; maladii virotice provocate de virusul hepatitei și poliomelitei; iar bolile parazitare sunt produse de protozoare și viermi, cum ar fi dizenteria amibiană și giardiaza.

Aplicarea unor deșeuri organice cu conținut ridicat de N, în cantități mari, pe soluri permeabile, fără a se ține cont de cerințele reale și de moment ale culturilor, precum și de influența unor factori de mediu(precipitații)sau aplicarea nerațională unor regimuri de irigare, pot face excesul de N mineral, de obicei sub formă nitrică, să ajungă în pânzele freatice. În mod obișnuit doze de 100 kg/ha N duc la o pierdere de N de 28-30% iar peste 200 kg/ha N face ca pierderile prin levigare să fie de 50%.

În general s-a constatat că mobilitatea concentrației în apele de suprafață se corelează invers proporțional cu concentrația apelor freatice, lucru datorat probabil unui decalaj temporar generat de posibilățile de migrare a apei fratice către apele de suprafață.

Pe solurile nisipoase cu foarte slabă putere de reținere, cantitatea de elemente fertilizante antrenate în afara rizosferei este destul de ridicată.Uneori o irigare de 1mm corespunde antrenării a 65 g N, 60 g K și 250 g Ca.Când îngrășămintele organice conțin bogate cantități de cloruri, acestea pot ajunge în apele freatice în cantități de 100 mg/l.

CAP.2. VALOAREA FERTILIZANTĂ A DEȘEURILOR ORGANICE

2.1. Compoziția chimică a deșeurilor organice

Deșeuri organice din industria zootehnică

Gunoiul de grajd.

Se consideră că gunoiul de grajd uscat conține: 2%N, 1,7%K, 0,4%P. 25 t/ha gunoi de grajd pot suplini 40 kg N, 20 kg P și 80kg K/ha.

Dejecțiile de la creșterea păsărilor.

Acestea conțin: umiditate 33,8%; proteină brută 37,4%; cenușă 17,8%; Ca 2,4%; P 1,97%; K 2,65%; Cu 319 mg/kg; Pb 3,4 mg/kg.

Tulbureala.

Nefermentată și nediluată conține 0,5% N sub formă amoniacală; 1,7% K și 0,02% P.

Deșeuri organice din industria alimentară

Fabrici de prelucrare a laptelui.

Efluenții pot proveni de la uscarea laptelui, pasteurizare, fabricarea brânzei și deșeuri de la fabricarea untului și conțin:

15-60 mg/lN; 50-400 mg/l Ca; 3-220 mg/l K; 5-70 mg/l Mg; 150-2500 mg/l Na; 8-200 mg/l P.

Fabrici de amidon.

Compoziția apelor uzate provenite de la fabrici de amidon:

C org. 1200-2200 mg/l; N total 630/660 mg/l; P 140-190 mg/l; sulfați 170-180 mg/l; cloruri 65-73 mg/l; Na 6-15 mg/l; K 1200-1300 mg/l; Ca 70-600 mg/l; Mg 40-110 mg/l.

Fabrici de zahăr.

În cazul irigării cu ape nămoloase de la fabricile de zahăr se aduc în sol: 150-200 kg N; 50-100 kg P și 1t K și 1t Na.

Fabrici de conserve.

Reziduurile lichide de la fabricile de conserve conțin:

N 5-55 mg/l; Ca 65-260 mg/l; Mg 5,4 mg/l; K 15-230 mg/l; Na 60-300 mg/l; P 0,6 mg/l.

Distilerii.

Apele uzate de la distilarea sucului de la fabrica de zahăr și distilerii cuprind:

N 80-650 mg/l; P 180-280 mg/l; K 1000 mg/l; Ca 65-650 mg/l, Mg 100 mg/l.

Abatoarele.

În apele uzate de la abator, substanțele fertilizante se găsesc în următoarele cantități:

25 mg/l N; 220-420 mg/l P; 400 mg/l K.

Reziduuri menajere

Se apreciază că marile orașe produc zilnic 3-4 kg gunoaie menajere/locuitor a căror compoziție este:

P 0,17-0,21% ; K 0,3-0,4% ; Ca 1,7-2,1% ; N 0,35-0,45%.

Ape uzate decantate și nămoluri de decantare

Conținutul în elemente fertilizante al nămolurilor de la stații de epurare:

2.2 Efecte asupra plantei și recoltei.

Efecte asupra nivelului recoltei.

Irigația cu ape uzate determină sporirea capacității de producție a solului, ca urmare a aportului de umiditate, de elemente nutritive și materie organică dar poate reduce capacitatea de producție datorită aportului de săruri nocive cum ar fi cele de Na. Gradul de eficacitate a fertirigației depinde de calitazea apei uzate, de sol și de caracteristicile climatice ale zonei.

Rezultate experimentale obținute la Institutul Agronomic București:

1.În condiții fără irigare s-au obținut: 60,3 q/ha porumb boabe; 52,9 t/ha porumb masă verde; 29 t/ha s.u. cumulată pe 3 ani la lucernă.

2.În condiții de irigare cu apă curată s-au obținut sporuri mici de producție față de neirigat.

3.Irigare cu apă uzată decantată: 85,7 q/ha porumb boabe; 73,7 t/ha porumb masă verde, 43,5 t/ha s.u. la lucernă.Cele mai bune producții s-au obținut în cazul irigării la interval de 15 zile cu 900 mc apă/ha.

Efecte asupra calității producției.

În urma analizelor de laborator asupra producției de porumb boabe, porumb siloz și lucernă s-au constatat:

1.La boabele de porumb conținutul de proteină a crescut de la 12,4% din s.u. la 13,7%.

2.Conținutul de zaharuri solubile și grăsime brută nu este influențat.

3.La porumb pentru siloz conținutul de proteină brută a crescut de la 7% la 11,3% din s.u. ; grăsimea brută de la 1,2% la 1,6% ; conținutul de celuloză a scăzut de la 20,15 la 18,8% ; conținutul de proteină digestibilă a crescut de la 9,9 g/kg la 16 g/kg.

4.La fânul de lucernă conținutul de proteină brută a crescut de la 20,3% la 22,7% din s.u. iar conținutul de zaharuri solubile de la 6,5% la 7,3%.

CAP.3. POLUAREA SOLULUI CU METALE GRELE PROVENITE DIN APE UZATE ȘI NĂMOLURI.

Conceptul de poluare a solului.

În concepția ecologică modernă, poluarea solului înseamnă orice acțiune care produce dereglarea funcționării normale a solului ca suport și mediu de viață pentru plante, animale, microorganisme și faună în cadrul diferitelor ecosisteme naturale sau antropice.

Indicele sintetic al efectului rezultant al poluării solului este reprezentat fie prin reducerea cantitativă și calitativă a producției vegetale, fie prin cheltuielile necesare menținerii capacității bioproductive la parametrii calitativi anteriori manifestării fenomenului de poluare.

Grupa metalelor grele include toate metalele cu densitatea mai mare de 5.Interesul pentru metale grele a plecat de la considerente privind fertilitatea solului, întrucât microelemente ca Fe, Mn, Cu, Zn, Mb, Co, sunt esențiale pentru plante și deci pentru animale și om.Toate microelementele pot avea efecte negative asupra plantelor, dacă accesibilitatea lor pentru plante depășește anumite limite.Hg, Pb, Cd, sunt cunoscute ca fiind periculoase pentru sănătate chiar în concentrații reduse.

Mijloace de sporire a concentrației de metale grele în soluri:

-emisiile de la mijloacele de transport

-aplicarea pe teren a nămolurilor de la stațiile de epurare a apelor uzate

-irigarea cu ape uzate

-deșeurile, reziduurile și emisiile de la exploatațiile miniere și platformele industriale

-fertilizarea și amendarea solurilor

-utilizarea pesticidelor

-aplicarea de îngrășăminte organice.

Atâta timp cât metalele grele rămân strâns legate de constituenții solului și accesibilitatea lor pentru plante este redusă, efectul lor dăunător asupra vieții din sol și asupra mediului înconjurător va fi redus.

Riscul de poluare a solului și plantelor depinde de:

-specia plantei

-forma chimică a elementelor chimice din sol

-prezența altor elemente, mai ales a celor care contracarează efectul metalelor grele și substanțelor care complexează

-procesele de adsorbție și desorbție

-cantitatea accesibilă în sol

-condițiile de climă și sol.

Factorii edafici care influențează accesibilitatea metalelor grele pentru plante.

Accesibiltatea metalelor grele pentru plante nu este constantă, variază de la o specie la alta, ca și funcție de sol și climă.

1.Textura-conținutul de argilă face ca solurile argiloase să fie un pericol mai mic pentru plante de a absorbi cantități în exces de metale grele.

2.Reacția solului(ph)-pentru a reduce la minimum accesibilitatea unui metal toxic, în sol trebuie să se mențină valoarea ph în jur de 6,5 prin amendare.

3.Conținutul de materie organică-metalele pot forma compuși și complecși cu materia organică din sol, astfel că nămolul de la apele uzate, va contribi atât la creșterea conținutului de materie organică din sol, cât și la cedarea mai lentă a metalelor grele către plante.

4.Capacitatea de schimb cationic-depinde de conținutul și natura mineralogică a fracțiunii argiloase din sol și de conținutul de materie organică al solului.Cu cât aceasta este mai mare conferă solulu o capacitate mai mare de a reține o parte din metalele grele.

5.Drenajul solului-excesul de apă din sol favorizează prezența metalelor grele în forme mai solubile cu valențe inferioare.Practica injectării nămolului sau încorporării sub brazdă, imediat după aplicare, are scopul de a menține solubilitatea metalelor grele la minim.Se recomandă afânarea adâncă periodică a solurilor cu drenaj deficitar pe care se aplică nămoluri.

3.4.Metalele grele din sol și influența lor asupra biocenozei.

1.PLUMBUL.

Se găsește în sol în cantități de 0,1-20 ppm.Pb influențează negativ activitatea biologică, inactivând o serie de fermenți(dehidrogenaza și ureaza), reduce intensitatea de eliminare a CO2 și reduce numărul de microorganisme.Inhibarea creșterii plantelor se constată la 40-60 ppm în sol.În nutriția animalelor de la 3ppm Pb în s.u. din furaje, țesuturile acumulează Pb.Acumularea Pb în organism generează leziuni, encefalopatii, degenerarea nervilor periferici, scleroză pulmonară.

2.ZINCUL.

În sol în concentrații normale de 10-300 ppm.Devine toxic pentru plante la 400 ppm/s.u. împiedicând absorbția unor elemente esențiale.Datorită mobilității ridicate se acumulează în organele verzi ale plantelor.Pentru animale Zn are o toxicitate redusă iar la om limita maximă admisă în alimente este de 50 ppm/s.u.

3.CUPRUL.

Se găsește în sol în cantități de 1-20 ppm.Acest element este toxic pentru plante la o concentrație în soluție ce depășește 0,1 ppm.Toxicitatea în furaje se constată la depășirea valorii de 20 ppm.Mobilitatea în sol este redusă.Depășirea valori de 20 ppm este toxică pentru plante și se manifestă prin influențe negative asupra activității fermenților și a proceselor de formare a clorofilei.

4.CADMIUL.

Este considerat unul dintre cele mai periculoase metale grele, fiind toxic pentru om și animale.În mod normal conținutul de Cd în sol este sub 1 ppm.În natură Cd este asociat cu Zn și este relativ slab reținut de sol, putând fi ușor absorbit de plante.Cele mai sensibile plante sunt salata, soia, spanacul; rezistente sunt tomatele și varza iar cel mai rezistent este orezul.

5.MERCURUL.

Se găsește în sol în cantități de 0,01-1ppm, putând ajunge la 500 ppm. Datorită volatilități ridicate, se constată acumulări reduse în sol.Aporturile de Hg anuale pe unitatea de suprafață nu trebuie să depășească 2 kg.

6.NICHELUL.

Se găsește în mod normal în sol la valori de 2-50 ppm.S-a constatat o acțiune toxică la 30-100 ppm.În general Ni este foarte toxic pentru plante, fitotoxicitata lui fiind de 8 ori mai mare decât a Zn.

7.CROMUL.

Este poluant doar sub formă de cromat hexavalent pentru că această formă este accesibilă plantelor și apare doar în anumite condiții de ph și potențial redox care apar relativ rar în sol.În mod normal se găsește în cantități de 2-50 ppm.

8.ARSENIUL.

Se găsște în sol în cantități de 0,1-20 ppm.În soluri poluate poate ajunge până la 8000 ppm.Conținutul de As mobil din sol situat la 5 ppm poate afecta crșterea plantelor.

9.BORUL.

Conținutul de B în sol este de 5-20 ppm, dar poate ajunge la 100 ppm.Are o solubilitate ridicată și se levigă ușor.

10.COBALTUL.

Se găsește în cantități de 1-10 ppm în sol iar în soluri poluate până la 800 ppm. Este foarte toxic pentru plante dar majoritatea speciilor suportă o concentrație de 0,1 ppm Co în soluție.

11.MOLIBDENUL.

Este accesibil plantelor odată cu creșterea ph.În sol concentrațile sunt de 0,2-5 ppm putând ajunge la 200 ppm.Acest element este cunoscut mai frecvent pentru carența sa în sol.

12.SELENIUL.

Prezintă o mobilitate mai ridicată la ph mai mare asemănător cu Mb.Concenrația în sol în mod obișnuit este de 0,01-5 ppm iar în soluri poluate este de 1200 ppm.

CAP.4. CADRUL NATURAL AL DESFĂȘURĂRII CERCETĂRILOR.

4.1. Relieful(geomorfologia)

Cercetările care fac obiectul proiectului de diplomă s-au desfășurat pe teritoriul Stațiunii Didactice a Universității de Științe Agricole și Medicină Veterinară a Banatului din Timișoara.Teritoriul are următoarele caracteristici naturale:

-din punct de vedere geomorfologic teritoriul pe care este amplasat câmpul experimental face parte din Marea Câmpie a Dunării de Mijloc,subdiviziunile Câmpiei Tisei districtul ei sud-estic, Câmpia Banatului. Câmpia bănățeană este prezentată sub forma a doaă unități de relief:

-Câmpia înaltă cu ramificațiile ei sud-vestice

-Câmpia joasă a Torontalului.

Câmpia înaltă este reprezentată de ultimele ramificații sud-vestice ale Câmpiei Vingăi. Aspectul reliefului nu este întru totul caracteristic unei formațiuni de câmpie piemontană aici îmbinându-se forme de relief specifice celor două forme de câmpie. Aici sunt prezente cernoziomuri cambice tipice și freatice umede fără pseudogleizare pe formele plane și grindate și cu ușoare urme de exces pluvial în zonele covatate.Altitudinile maxime întâlnite în cupinsul acestei forme de relief sunt de 92-94 m.

Câmpia joasă de divagare se prezintă ca un con imens de împrăștiere, aluvo-proluvial, ale râurilor Timiș, Bega și Bârzava în perimetrul vechii delte continentale cuaternare. În morfologia câmpiei apar intene divagări, meandrări și mlăștiniri, tone cu arii larg depresionare și microdepresiuni în succesiune cu forme grindate. Microrelieful depresionar favorizează, în perioadele cu precipitații abundente, fenomene de stagnare a apei. Altitudinea medie este de 85-92 m.

4.2. Hidrografia și hidrologia.

Perimetrul cercetat face parte din grupa sistemelor hidrografice sud-vestice, bazinul hidrografic Bega, în care deversează o serie de colectori de rang inferior.Întucât perimetrul cercetat se găsește pe o formă morfologică terasală de trecere de la câmpia înaltă la cea joasă nivelul freatic oscilează între 3 și 5m, influențând foarte ușor solul la baza sa.

Cele mai extinse suprafețe, plane sau ușor grindate prezintă nivelele freatice între 2 și 3 m și afectează profilul de sol în teimea sa inferioară.Ceea ce influențează negativ calitatea atât a apelor cât și a solurilor este gradul de mineralizare.

Baza acestei depresiuni este formată dintr-un fundament carpatic constituit din formațiuni cristaline și sedimente de vârstă paleozoică, mezozoică și paleogenă.În câmpia joasă sunt frecvent întâlnite urme ale unor elemente faunistice de apă dulce sau mlaștină îndeosebi în depozitele loessoide.

4.3. Solul.

Solul pe care au fost efectuate cercetările este un cernoziom cambic gleizat slab, care reprezintă solul caracteristic pentru SD Timișoara.

1.Proprietăți fizice.

-Analiza granulometrică arată că repartizarea fracțiunii granulometrice este echilibrată, ceea ce conferă solului o textură mijlocie spre fină.Fracțiunea de nsip grosier este relativ scăzută, de 2-6% ceea ce denotă că materialul parental este cu textură fină.Nisipul fin oscilează în jurul unei valori de 26%.Orizonturile inferioare prezintă un conținut mai ridicat de praf.Ca

fracțiune importantă argila reflectă cel mai fidel procesele de solificare, mai ales pe cele de alterare.Pe baza datelor obținute textura solului luat în studiu este luto-argiloasă medie în orizonturile Amp, C Ca și argilo-lutoasă în orizonturile Amt, Am, A/B, Bv și B/C.

-Densitatea oscilează de la 2,43 g/cmc până la 2,58 g/cmc, fiind mai scăzută în orizonturile superioare care prezintă un procent mai ridicat de materie organică.Cu semnificație deosebită se prezintă valorile caracteristice densității aparente(D.A.) care reflectă cel mai bine gradul de tasare al unui sol.Cele mai mici valori s-au realizat în orizontul arabil Amp unde D.A. este de 1,28 g/cmc. Stratul tasat cunoscut sub denumirea de hardpan sau fragipan, este localizat în orizontul Amp, având o grosime de 15 cm.

-Porozitazea totală(P.T.) se corelează cu valorile densității și DA pe baza cărora a fost calculată.Ea prezintă valori mijlocii cu excepția orizonturilor de la suprafață care sunt afânate și au cea mai ridicată porozitate de 47%.Valori mai scăzute se înregistreză în orizonturile inferioare și în hardpan.

-Porozitatea de aerație(P.A.) este scăzută mai ales în orizonturile compacte ajungând la valori extrem de mici de 3,52%.Aceste valori confirmă faptul că solurile sunt deficitare din punct de vedere al regimului aerohidric și necesită lucrări de afânare precum și asolamente specifice.

PROPRIETĂȚILE FIZICE ALE CERNOZIOMULUI CAMBIC SLAB GLEIZAT DE LA SD TIMIȘOARA.

Tabelul 4.1.

2.Proprietăți chimice.

-Reacția soluției solului este slab acidă în orizonturile superioare(ph 6,18) spre slab alcalină(ph 7,79) în orizonturile inferioare.Ele sunt în strânsă corelație cu valorile conținutuli de carbonați.Ca urmare a debazeificării accentuate a orizonturilor superioare, carbonații au fost eluviați în adâncime la 95 cm.

-Conținutul de humus este cuprins între 3,28 și 2,10% ceea ce reflectă o bună aprovizionare cu materie organică, valori specifice solurilor molice și se situează cu valorile determinate în orizonturile superoare cu aprovizionare mijlocie în humus.

-Indicele de azot oscilează de la 3,08 până la 2,04 fiind în strânsă dependență cu conținutul de humus din sol.

-Aprovizionarea cu fosfor mobil este mică, fiind cuprinsă între 13,0 și 2,6 ppm ceea ce explică și necesitatea administrării îngrășămintelor chimice cu fosfor.

-Potasiul mobil este cuprins între 128 și 134 ppm, datele indicând o aprovizionare mijlocie cu acest element.

-Capacitatea de schimb cationic(T) este caracteristică solurilor cu un conținut bun de humus și argilă, care au reprezentat complexul coloidal.Valorile oscilează între 30,35 și 29,60 ml/100 g sol.

-Gradul de saturație în baze(V) este ridicat mai ales în orizonturile inferioare unde apar și carbonații cu oscilații de la 84,3 la 91,8%.

În concluzie se poate aprecia că solul identificat în cadrul câmpului experimental prezintă o serie de însușiri fizice și chimice favorabile, conferindu-i o fertilitate mijlocie.

PROPRIETĂȚILE CHIMICE ALE CERNOZIOMULUI CAMBIC SLAB GLEIZAT DE LA SD TIMIȘOARA.

Tabelul 4.2.

4.4 Clima.

Din punct de vedere climatic, zona Timișoara este caracterizată printr-o temperatură medie multianuală(1901-1990) de 11,6 grade C și o sumă a precipitațiilor de 630,9 mm.Situat în partea de sud-vest a țării teritoriul cercetat se caracterizează printr-o climă temperat continentală moderată, cu ierni mai scurte și mai blânde caracter dominant deci cu poziția geografică în continentul european și în emisfera nordică, fiindu-i specifică o anumită circulație a maselor de aer de diverse tipuri, circulație imprimată fie de centrii de acțiune dinamică(anticiclonul azoric și cel tropical) fie de centrii de acțiune termică, sezonieri(anticiclonul siberian, depresiunea asiatică sau cea mediteraneană).

Regimul termic.

Temperaturile medii lunare sunt prezentate în tabelul 4.3.Fluctuațiile de la media multianuală sunt de la 0.2 la 3,5 grade C în plus sau minus.Data medie a semnalării primului îngheț este 29.X, iar a ultimului îngheț de primăvară este 11.IV.Durata medie a zilelor fără îngheț este 202 zile.Totalul temperaturilor active(suma mai mare de 0 grade C) în perioada de vegetație(II;XI) este de 3935 grade C iar a temperaturilor efective(suma mai mare de 10 grade C) în perioada(IV;X) este de 1543 grade C.

Regimul pluviometric.

Media multianuală a precipitațiilor este de 630,9.Valorile sunt prezentate țn tabelul 4.3.Modul de distribuție al precipitațiilor între sezonul rece și cel cald este inegal.În sezonul cald cad cca. 60% iar restul în sezonul rece.În perioada de vară se înregistreză un deficit de umiditate.

Regimul eolian.

Vânturile dominante sunt cele din sectorulNV determinate de anticiclonul azoric.Au o viteză medie de 3,4-3,5 m/s.Sunt vânturi calde și umede, care aduc precipitații în lunile mai și iunie.În tot timpul anului se face simțit Austrul ce suflă de la SV, dinspre Marea Adriatică.Numărul mediu al zilelor cu viteză mai mare de 11 m/s este de 26 iar cu viteză mai mare de 16 m/s este 2.

4.5.Vegetația.

Întrucât perimetrul cercetat este situat într-o câmpie de subsidență cu o diversitate în ceea ce privește alcătuirea granulometrică a materiilor parentale, o variație mare a mezo și micro reliefului cu ape freatice la mică adâncime, vegetația naturală s-a adaptat la aceste condiții și prezintă elemente specifice.

Terenul fiind cultivat vegetația naturală ocupă suprafețe mici.Vegetația lemnoasă este aproape absentă.Vegetația ierboasă naturală este slab reprezentată pe taluzurile canalelor sau pe marginea drumurilor.Pe formele plane, mai drenate au fost întâlnite specii ca: Cynedon dactylon, Lolium perene, Poa bulbosa.

Pe formele depresionare au fost întâlnte specii ca:Phleum pratense,Dactylis glomerata, Ranunculus acer.Vegetația segetală este bine reprezentată și poate fi grupată în funcție de tipul de cultură:

-prășitoare: Setaria ssp., Echinocloa crus-galli, Solanum nigrum, Sorghum halepense.

-neprășitoare: Adonis aestivalis, Sinapis arvensis, Stelaria media.

-culturi de plante anuale: Datura stramonium, Papaver rhoeas, Matricaria inodora.

-culturi cu plante bienale: Artium lappa, Mala silvestris, Capsela bursa pastoris.

-culturi cu plante perene: Convolvulus arvensis, Agropiron repens.

CAP.5. MATERIAL ȘI METODE DE CERCETARE.

Cercetările se desfășoară într-un câmp experimental amplasat pe terenul Stațiunii Didactice aUSABT Timișoara și apoi sunt continuate în laboratorul de analize pentru protecția solului a Institutului de cercetări pentru Pedologie și Agrochimie București.

Experiența de câmp a fost instalată în primăvara anului 2000, când s-au făcut tratamentele.Ea este de tip staționar, monofactorială, cu 7 variante, în trei repetiții, așezate după metoda dreptunghiului latin.

Variantele experimentale urmărite sunt:

1-Martor(fără nămol și îngrășăminte chimice)

2-10 t nămol orășenesc/ha

3-25 t nămol orășenesc/ha

4-50 t nămol orășenesc/ha

5-75 t nămol orășenesc/ha

6-100 t nămol orășenesc/ha

7-N120P80(fertilitare cu îngrășăminte chimice)-aplicare anuală.

Suprafața parcelei experimentale este de 30 mp.

Nămolul orășenesc a provenit de la Stația de Epurare a municipiului Timișoara.El a fost aplicat în luna martie și încorporat în sol prin lucrarea solului cu freza și polidiscul.experiența a fost însămânțată cu porumb boabe hibridul Florencia căruia I-a fost aplicată tehnologia de cultură obișnuită și recomandată pentru zonă.La recoltare s-au valorificat trei rânduri de plante, respectiv 100 plante recoltabile/parcelă.

Producția de boabe a fost raportată la indicii STAS, respectiv 17% umiditatea boabelor.

În cursul perioadei de vegetație au fost făcute lucrările de îngrijire, observații și notări cu privire la creșterea și dezvoltarea plantelor, colorit și altele, iar în faza de înspicare s-au recoltat probe de frunze(frunza de sub inserția știuletului în vederea efectuării analizelor de laborator.

Nămolul orășenesc a fost analizat din punct de vedere al compoziției chimice și bacteriologice în laboratoare specializate.

La sfârșitul perioadei de vegetație a culturii (luna octombrie) au fost recoltate probe de sol pe adâncimea de 0-20 cm.

CAP.6. CALITATEA NĂMOLURILOR DE LA STAȚIA DE EPURARE TIMIȘOARA.

Nămolurile de la epurarea apelor uzate ale orașelor conțin particule de argilă(de origine stradală) substanțe organice din apele menajere și dejecțiile umane, săruri(catoni, anioni), detergenți, metale grele ș.a.Ele constituie o sursă importantă de elemente nutritive pentru plante.

Fecalele umane conțin 18% substanțe organice, 70-80% apă, săruri minerale.Rezultă annual 30-40 kg substanță uscată/adult cu un conținut de 5% N, 2% P, 1% K.

Nămolurile orășenești se pot folosi proaspete(nefermentate), fermentate anaerob pentru obținerea de biogaz și nămoluri deshidratate pe paturi de uscare.Cel mai frecvent se folosesc ca îngrășământ nămolurile fermentate ce se folosesc ca și gunoiul de grajd și mranița.După Lixandru, nămolurile deshidratate conțin 20-60% substanță uscată cu 25-40% substanțe organice, 1-5% N total, 0,5-4% P, 0,5% K și 5-6% Ca.Prin deshidratare N amoniacal scade și apare cel nitric prin fermentare aerobă.

Nămolurile orășenești sunt considerate îngrășăminte valoroase cu fosfor ce se aplică de regulă toamna, înainte de arătură, pentru cereale, culturi furajere, cartofi în doză de 25-60 t/ha cu adausul corespunzător de N.

Nămolurile orășenești sunt aplicate cu atenție datorită metalelor grele și germenilor patogeni.Deși unele metale grele pot influența favorabil culturile, se cunosc limitele maxime admise în nămol și în soluri(limita de nocivitate).

Nu este de dorit prezența germenilor patogeni(colibacili, salmonele, ouă de paraziți intestinali).Contaminarea se poate face după aplicarea pe pășuni sau fânețe dacă nu se respectă timpul de pauză pentru pășunat.Folosirea nămolurilor pe soluri arabile, nu prezintă risc de contaminare, cu condiția să nu fie aplicate la culturi consumate în stare proaspătă.(Mircea Goian-Agrochimie).

Tabelul 6.1.

Conținutul maxim admisibil în metale grele în nămoluri și soluri.

Pentru determinarea conținutului de metale grele s-au recoltat probe medii de nămol care au fost uscate, calcinate și supuse operației de dezagregare chimică. Practic s-a lucrat cu câte 5g probă nămol uscat care s-a calcinat 4,5 ore la 500 grade Celsius.Reziduul obținut s-a reluat la cald pe baie de nisip cu 15 ml soluție HCl conc. Timp de 30 minute; pierderile de acid prin evaporare s-au completat .După răcire și filtrare soluțiile au fost supuse măsurătorilor de absorbanță, la lungimi de undă caracteristice fiecărui element de determinat.

Tabelul 6.2.

Conținutul de metale grele al nămolurilor provenite de la Stația de epurare Timișoara(ppm).

Compoziția chimică a nămolului orășenesc a nămolului orășenesc provenit de la Stația de epurare Timișoara este:

-un conținut de umiditate ridicat(49,36%), ceea ce face dificil transportul și împrăștierea lui pe teren

-o reacție slab acidă(ph 5,80) comparativ cu reacția slab alcalină a nămolurilor din Europa de Vest

-un conținut apreciabil de materie organică(36,3) ceea ce conferă o valoare fertilizantă bună

-un conținut apreciabil de azot,fosfor, potasiu și alte oligoelemente necesare nutriției plantelor

-conținuturi semnificative ale principalelor metale grele mai ales Cr,Cu,Zn,Pb,Cd.

Conținuturile nămolului în diferite elemente chmice au o semnificație diferită în funcție de însușirile native ale solurilor pe care urmează a fi aplicate.

Tabelul 6.3.

Compoziția chimică a nămolului orășenesc de la Stația de epurare Timișoara comparată cu valori din literatura de specialitate.

X=analize efectuate

Analiza bacteriologică a nămolului orășenesc folosit în experimentare relevă un conținut ridicat de bacterii mezofile aerobe și anaerobe, prezență în număr redus a bacteriilor coliforme, precum și absența genului Salmonella și a paraziților.

Tabelul 6.4.

Compoziția bacteriologică a nămolului orășenesc de la Stația de epurare Timișoara.

Tabelul 6.5.

Concentrația metalelor grele în sol(după Directiva Uniunii Europene pentru nămoluri în agricultură).

CAP.7.Rezultate experimentale privind influența nămolului orășenesc asupra producției de porumb boabe.

Valoarea fertilizantă a nămolului orășenesc a fost verificată atât prin prisma producției obținute în câmp, cât și prin analizele chimice efectuate asupra nămolului, solului și plantelor.Planta de cultură folosită ca test a fost porumbul pentru boabe, în toți cei trei ani experimentali fiind cultivat în monocultură în cadrul unui experiment de tip staționar în care nămolul a fost aplicat o singură dată la început după care s-a urmărit efectul de remanență.

7.1. Rezultate de producție obținute în anul 1998.

Rezultatele de producție din anul 1998 au fost influențate mai mult decât în anii precedenți de condițiile climatice mai puțin favorabile pentru cultura porumbului, cu deosebire de seceta pronunțată din timpul verii(fazele de înspicare-umplerea bobului) și de furtuna din 28 iulie în urma căreia plantele au fost afectate de fenomenul de frângere și cădere.Cu toate acestea s-a evidențiat aportul pozitiv al fertilității ridicate a cernoziomului cambic gleizat slab, pe care a fost realizată experiența.Producțiile de porumb boabe au fost cuprinse între 4360-6250 kg/ha.

Tabelul 7.1.

Rezultate de producție obținute la porumbul boabe în anul 1998.

În varianta martor(sol nefertilizat) s-a realizat o producție de 4360 kg/ha.În toate celelalte variante ale experiențe, respectiv la aplicarea de nămol orășenesc(10-100 t/ha) sau de îngrășăminte chimice(N și P) producțiile au fost superioare.

Nămolul orășenesc aplicat în primăvara anului 1998 a adus un spor de recoltă de 360-1890 kg/ha(8,2-43,3%) în creștere odată cu cantitățile de nămol administrate.Nu trebuie omis faptul că nămolul administrat pe același teren pe care anterior a mai fost aplicat nămol, în aceleași doze, ceea ce presupune și un efect rezidual al acestuia.

Se remarcă faptul că o doză de nămol de 10 t/ha se dovedește a fi insuficientă din punct de vedere al aportului fertilizant(spor de 360 kg/ha).Toate celelalte variante cu nămol între 25-100 t/ha, au sporit semnificativ recolta(920-1890 kg/ha), ceea ce dovedește un aport suplimentar de elemente fertilizante adus cu nămolul, pe care cultura de porumb le-a valorificat și materializat în sporuri de recoltă.

Comparativ cu varianta fertilizată cu îngrășăminte nămolul orășenesc s-a comportat mai slab la doze mici și mijlocii(10-50 t/ha) și mai bine la doze mari și foarte mari(75-100 t/ha).

7.2. Rezultate de producție obținute în anul 1999.

La fel ca și în anii anteriori planta test a fost porumbul pentru boabe.Experiența este de tip staționar cultivată în monocultură.

Rezultatele din anul 1999 au fost influențate de condițiile climatice care au fost favorabile pentru cultura porumbului, datorită precipitațiilor din timpul verii(fazele de înspicare și umplerea bobului).Producțiile au fost cuprinse între 4100-6990 kg/ha.

În varianta martor(solul nefertilizat-netratat) s-a realizat o producție de 4100 kg porumb boabe l/ha, ceea ce atestă o fertilitate bună a solului, pe de o parte, și un an agricol favorabil,pe de altă parte.În toate celelalte variante ale experienței producțiile au fost superioare.

Nămolul aplicat a adus un spor de recoltă de 590-2890 kg/ha, reprezentând o creștere de 14,4-70,5%.

Din punct de vedere agronomic, nămolul orășenrsc are efect favorabil asupra producției de porumb, determinând o creștere a acesteia în măsura măririi dozei de nămol administrate solului.

Tabelul 7.2.

Rezultate de producție obținute la porumbul boabe pe anul 1999.

7.3. Rezultate de producție obținute în anul 2000.

Înainte de a face prezentarea și analiza rezultatelor de producție se impune un succint comentariu asupra condițiilor climatice ale anului agricol 1999/2000 întrucât acestea au influențat mai mult decât oricând creșterea și dezvoltarea plantelor, efectul tratamentelor și nivelul recoltei de porumb. Din punct de vedere termic în perioada de vegetație a culturii porumbului(IV-IX) s-au înregistrat temperaturi ce depășesc cu mult(+3.5 grade C în aprilie, +2,3 grade C în mai) mediile lunare multianuale.Lunile iunie, iulie și august au fost extrem de călduroase cu caracter de caniculă(temperaturi de peste 38-40 grade în timpul zilei).

Din punct de vedere pluviometric în sezonul rece(X-III) precipitațiile au fost în cantități normale.Se remarcă excedentul de 62,5 mm înregistrat în luna decembrie care a provocat fenomenul de băltire pe terenul agricol.În sezonul cald s-a înregistrat un deficit de 227 mm ceea ce pune în evidență un an agricol extrem de secetos(nemaiîntâlnit în Banat în ultimii 50 de ani).În intervalul ianuarie-septembrie au căzut numai 131,4 mm precipitații.

Seceta extrem de puternică însoțită de arșița prelungită de pe întreg parcursul verii a generat condiții nefavorabile pentru cultura porumbului.

Umiditatea solului a scăzut și s-a menținut sub nivelul plafonului minim de la începutul perioadei de vegetație și până la maturitatea deplină.În orizonturile superioare umiditatea solului a scăzut până la limita coeficientului de ofilire a plantelor și a ajuns sub valoarea acestuia în lunile august și septembrie.

Datorită stresului termic și hidric pronunțat și prelungit, cultura porumbului a vgetat în condiții extrem de dificile realizând o creștere și dezvoltare slabă.Drept urmare talia plantelor a fost cu mult mai redusă decât în mod obișnuit, foliajul slab dezvoltat iar cantitatea de biomasă vegetală acumulată a fost sub normală(5-10 t/ha).

Nivelele recoltei au fost extrem de mici(1000-2000 kg/ha) dar se diferențiază de la o variantă la alta, în funcție de doza de nămol urban aplicată.Pe solul netratat a fost obținută o producție de 897 kg/ha.Producția a crescut la 1977 kg/ha la varianta cu 100 t nămol/ha.

Tabelul 7.3.

Rezultate de producție obținute la porumb boabe pe anul 2000.

Cap .8 . Efectul nămolului urban asupra compoziției plantelor.

Unul dintre obiectivele importante ale cercetării se referă la urmărirea efectului pe care îl are aplicarea nămolului asupra compoziției plantelor și calității recoltei.Atât timp cât elementele chumice considerate poluante conținute în nămoluri rămân la nivelul solului și nu sunt transferate la nivelul plantei, nu există motive de îngrijorare, dar dacă acest transfer se realizează și poluanții sunt acumulați în plant și recoltă.Fără a fi transformați țn produși chimici lipsiți de pericol atunci sunt întrutotul motivate grijile ecologiștilor pentru sănătatea animalelor și omului.Fără a avea pretenția de a da un răspuns definitiv acestei întrebări cercetarea noastră încearcă să aducă date în plus la cunoștișțele actuale referitoare la modificările induse în sistemul sol-plantă pe seama administrării nămolului orășenesc pe terenul agricol.

Din examinarea rezultatelor obținute se constată următoarele:

-Conținutul de azot din frunza de porumb crește cu doza de nămol aplicată de la 2,40 la 3,36%, așa cum crește și pe seama fertilizării minerale cu azot

-conținutul în fosfor din frunze crește în mod semnificativ numai la doze de nămol mai mari de 50 t/ha și la aplicarea superfosfatului în doză de 80 kg/ha

-conținutul de potasiu și sodiu nu este influențat de aplicarea nămolului

-crește conținutul în calciu de la 1,36 la 1,49% pe seama nămolului

-în plantă se regăsesc conținuturi în cupru,zinc, plumb, nichel, mangan, cobalt, crom, cadmiu mai ridicate ca urmare a aplicării nămolului orășenesc în doze crescătoare.

Tabelul 8.1.

Variația conținutului în oligoelemente (ppm) în frunzele de porumb(faza de înspicare) ca efect al aplicării nămolului orășenesc.

Tabelul 8.2.

Variația conținutului în metale grele(ppm) în frunzele de porumb(faza de înspicare) în funcție de dozele de nămol orășenesc.

Cap.9. Efectul nămolurilor urbane asupra solului.

În urma aplicării nămolului orășenesc pe terenul agricol au avut loc unele modificări semnificative ale unor indici agrochimici ai solului.

Reacția solului s-a modificat în sensul acidifierii, scăderea ph fiind cu atât mai mare cu cât doza de nîmol a crescut.De la un ph de 6,45 în varianta martor, aceasta a scăzut la 6,20 în varianta cu doza maximă de nămol de 100 t/ha.O scădere asemănătoare de ph a provocat și fertilizarea minerală cu N și P.

Deși a avut loc o ușoară acidifiere a solului în urma administrării de nămol urban, totuși gradul de saturație în baze nu a scăzut întrucât SB și T au crescut ușor.

Analiza bazelor schimbabile(Ca, Mg, K, Na) evidențiază modificări doar pentru Ca și Na în timp ce Mg și K rămân neschimbate.

Nămolul prin aportul de materie organică(36%) a determinat o creștere a conținutului de humus din sol, de la 2,70 în varianta netratată la3,21 în varianta cu 50 t nămol/ha.Valori ridicate(3,11-3,21%) ale humusului se remarcă la toate dozele de nămol superioare.Creșterea conținutului de humus din sol este de natură să contribuie la o îmbunătățire a

stării generale de fertilitate a solului, a însușirilor fizice, hidrofizice, chimice și biologice.Între conținutul de humus și doza de nămol se stabilește o corelație pozitivă.

Azotul total din sol a rămas în limite neschimbate(0,23-0,25%) ceea ce demonstrează că acest indicativ este greu modificabil și toadată needificativ în privința modificărilor aduse solului.

Conținutul în fosfor asimilabil al solului a înregistrat creșteri semnificative de la 34,3 ppm în varianta martor netratată la 48,5 ppm în varianta cu 100 t nămol/ha.

Conținutul de potasiu din sol a rămas neschimbat în urma aplicării nămolului deși acesta este bogat în potasiu.Aceasta se explică prin faptul că solul(cernoziom cambic) este foarte bine asigurat cu potasiu mobil(K=533 ppm) a fost reținut puternic de argilă din sol de unde este eliberat în timp.

În ansamblu analizele fizico-chimice prezentate dovedesc că nămolul urban are o valoare fertilizantă bună pentru terenul agricol pe care s-a aplicat determinând o creștere a conținutului de humus și fosfor al solului.

Aplicarea pe terenul agricol a nămolului orășenesc ca de altfel a oricăror deșeuri, trebuie să ia în considerare modificările de ordin ecologic induse solului.Din aceste motive au fost efectuate determinări privind acumularea metalelor grele în sol.

Din examinarea datelor analitice de laborator se constată creșteri ale conținuturilor unor metale toxice cum sunt: Cu, Zn, Pb, Cr, Cd.

Conținutul de Cu a crescut cel mai mult, de la 18,2 ppm în varianta netratată la 29,8 ppm în variantele cu 50 și 100 t nămol/ha.

Conținutul de Zn a crescut de la 48,0 ppm în varianta martor la 85,6 ppm în varianta cu 75 t nămol/ha.

Conținutul de Pb a crescut cu doza de nămol aplicată de la 47,0ppm la 61,8 ppm în varianta cu doză maximă.(100 t nămol/ha)

Conținuturile în Ni, Co, Mn au rămas în aceleași limite cu ale variantelor martor.

Conținutul de Cr a crescut de la 95 ppm la 130 ppm, iar conținutul de Cd a crescut de la 1,05 ppm la 1,95 ppm în varianta cu 100 t nămol/ha.

Acumularea metalelor toxice în sol este de natură să-I îngrijoreze pe agricultori întrucât prezenîa acestora în sol poate favoriza transferul acestora la plante și mai apoi la animale și om cu repercursiuni grave asupra sănătății acestora.

Tabelul 9.1.

Efectul aplicării nămolului orășenesc asupra unor indici agrochimici ai solului.

Tabelul 9.2.

Efectul aplicării nămolului orășenesc asupra unor indicatori de fertilitate ai solului.

Tabelul 9.3.

Efectul aplicării nămolului orășenesc asupra conținutului solului în metale grele (ppm).

Cap.10. Măsuri de utilizare a nămolurilor orășenești în agricultură în condițiile protecției mediului.

Prin aplicarea pe teren a nămolului de la apele uzate se aduc în sol multe substanțe chimice și anorganice.Unele nămoluri, din cauza caracteristicilor fizice nefavorabile și substanțelor toxice, nu sunt potrivite pentru această utilizare.Chiar substanțele chimice necesare(elementele nutritive) pot fi dăunătoare dacă sunt aplicate în cantități excesive.Pentru a asigura maximum de beneficiu din aceste substanțe chimice adăugate, trebuie să se ia în considerare mai mulți factori:

-proprietățile fizice, chimice și biologice ale solului

-climatul

-tipul de cultură.

Aplicarea nămolului nu îmbunătățește automat solul.De aceea este necesară o atenție deosebită în ce privește aplicarea în sol a nămolului pentru a reduce la minimum efectele nedorite care ar putea rezulta.

În general apele uzate menajere și nămolurile de la aceste ape nu prezintă probleme speciale.Dacă însă de la procesele de fabricație, se evacuează diverse ape uzate în canalele de scurgere, este posibil să apară metale grele în nămoluri care pot da naștere la probleme de toxicitate în cazul aplicării nămolurilor pe teren.

Pentru a fi folosit în agricultură, nămolul trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

-Să fie bogat în elemente nutritive pentru plante

-să nu conțină cantități excesive de microelemente și metale grele

-să fie nevătămător din punct de vedere igienic.

Aplicarea de nămol cu concentrație mare de metale grele face ca acestea să se acumuleze în zona radiculară a soluluiși, ca urmare, a solubilităților scăzute rămân acolo, îndepărtarea lor fiind dificilă.

Din cauza neplăcerilor pe care la poate cauza, cum sunt mirosuri neplăcute, conținut de germeni și grăsimi, nămolul trebuie supus, înainte de utilizare unor tratamenta cum ar fi: fermentarea, pasteurizarea.

Un sistem planificat pentru utilizarea continuă trebuie să prevadă o cale de îndepărtare a metalelor grele din timp în procesul de tratare a apelor uzate.Numai în acest fel se asigură nealterată calitatea solului și chiar s-o îmbunătățească.

Excesul de alaun, ajuns în sol prin intermediul nămolului, constituie o sursă de exces de aluminiu mobil dăunător plantelor care ar putea fi insolubilizat de fosforul din sol aplicat printr-o fertilizare adecvată și de menținerea unui ph aproape de neutru.Având în vedere tendința puternică a oxizilor de aluminiu și fier din sol de a fixa fosforul, este posibil ca prin fertilizare adecvată cu fosfor, menținerea ph aproape de neutru și un drenaj bun, aluminiul solubil să fie menținut la un nivel nepericulos.

Pentru utilizarea cu succes a nămolurilor de la apele uzate sunt necesare unele informații cu privire la soluri, climă și culturi.Obiectul multor sisteme de degajare a nămolurilor este să se aplice pe teren maximum de nămol în condițiile prevenirii poluării mediuluiși, în plus, cu realizarea de producții economice.

Degajarea nămolului pentru culturile de câmp, s-a făcut în doze de la 1 până la 125 tone de material uscat pe hectar și an.Doze mai mari au fost folosite odată la mai mulți ani pe soluri nisipoase pentru ameliorare și realizarea unui sol organic.Aceeași metodă se recomandă în cazul recultivării haldelor de cenușă de la termocentrale.

Deoarece nămolul de la apele uzate conține mult azot, dozele mari de aplicare pot duce la levigarea nitrațiilor în apele freatice și chiar concentrarea în unele plante.De aceea, cantitatea de nămol aplicată trebuie să fie limitată la cantitatea care poate fi utilizată de cultură sau pierdută în atmosferă.Ca o regulă generală, cantitățile de azot aplicat pot fi, în general, cel mult de două ori mai mari decât cantitatea necesitată de producția culturii.

Circa o treime din azotul total dintr-un nămol de la apele, fermentat secundar, este sub formă de amoniac și două treimi în formă organică.Mare parte din amoniacul din nămol se volatilizează dacă nămolul se aplică la suprafața solului.Astfel s-a găsit că de la 11 la 60% din amoniacul din nămolul de la apele uzate s-a pierdut prin volatilizare, în funcție de caracteristicile solului și cantitatea de amoniac conținut inițial în nămol.

Intensitatea de mineralizare a azotului organic din nămoluri variază în funcție de compoziția nămolului, gradul de încorporare al nămolului în sol, temperatura solului, apa din sol și alți factori edafici.O rată medie de mineralizare a azotului organic din nămol în timpul primului an după aplicare este de cca 10% și de cca 5% în anii următori.

Cantități considerabile de azot se pierd prin denitrificare în solurile umede după aplicarea nămolurilor de la apele uzate.Această rată poate fi mai mare decât rata normală din solurile fără de deșeuri, reziduuri și dejecții, din cauza unei surse abundente de energie și, posibil, unui conținut scăzut de oxigen în sol.Unii autori susțin că,în condițiile unei încărcări mari de nămol de la apele uzate, prin pierderile prin denitrificare ar putea avea loc până la 40-50% din azotul mineralizat.

Conținutul de azot solubil în nămol, în raport cu cerințele fertilizării cu azot a plantelor de cultură, este factorul principal utilizat pentru determinarea cantităților de nămol care se aplică în fiecare an la unitatea de suprafață de sol.

În reciclarea prin intermediul solului a nămolului de la stațile de epurare a apelor uzate, este necesar să se aibă în vedere, încă de la proiectare, ca solul să nu fie supraîncărcat, căci acest nămol adesea se aplică pe sol în doze bazate pe cerințele degajării decât reciclării. Metalele grele se acumulează în sol și limitează puternic cantitatea de nămol care poate fi aplicată.

La calculul dozei de nămol se ține seama că plantele folosesc 5-30% din N care se găsește în nămoluri.Se recomandă la aplicarea anuală 50-300 mc/ha, iar în cazul unei frecvențe de aplicare odată la 3 ani nu mai mult de 500 mc/ha.

Calculul dozei de aplicare a nămolului se face pe baza datelor compoziției acestuia și texturii solului fertilizat.Pe solurile cu permeabilitate slabă se recomandă să se aplice annual nu mai mult de 22t/ha de nămol s.u.

Elementele nutritive adăugate cu nămol trebuie convertite în forme solubile.Rezultatele obținute arată că nămolurile tratate cu var, amestecate cu suluri argiloase la ph de până la 8-9, nu eliberează toate fracțiunile cu azot într-o formă utilizabilă plantelor.De aceea, dozele optime de nămol vor varia cu sursa de nămol și pretratarea acestuia.

În legătură cu pericolul poluării solurilor cu substanțe toxice, nu se recomandă să se aplice vreme îndelungată nămolurile pe aceleași soluri, normele de aplicare stabilindu-se în funcție de proprietățile solurilor și cerințele plantelor.

Conținutul de azot al nămolurilor fermentate este probabil factorul limitativ al dozelor aplicate.Pentru aceasta, reacția culturilor și cantitatea de azot care se poate recicla din nămol prin intermediul plantelor trebuie examinate.

Metalele grele aplicate odată cu nămolul se pot acumula în sol.S-a propus de către cercetători folosirea “echivalentului de zinc”, cu o singură valoare, pentru a indica efectele combinate ale Ni, Cu și Zn, metale considerate, potențial, cele mai periculoase.

Pe baza unor studii s-a stabilit că o aplicare de 25 t/ha/an de nămol uscat nu este dăunătoare.Ținând seama de unele pierderi de amoniac cu ocazia administrării nămolului, se are în vedere suplimentare cu 50-60 kg N solubil/ha.

Pentru o perioadă scurtă(1-5ani), azotul din nămol este limitativ în ce privește cantitatea de aplicat.În nămolul provenit de la apele uzate, raportul P/N este mai mare de cinci ori decât raportul cerut de plante, astfel că va avea loc o acumulare de P în sol pentru care scurgerea de suprafață și eroziunea solurilor tratate cu nămol trebuie reduse la minimum posibil.Într-o perioadă de timp intermediară(5-15) ani conținutul de P din sol poate determina dozele de aplicare.

Probabil, concentrația metalelor grele va fi factorul care limitează cantitatea de nămol de la apele uzate care poate fi aplicată cu succes pe teren pe o perioadă lungă.Chaney recomandă ca adăugarea de metale grele la solurile agricole să nu depășească nivelurile echivalentului de zinc egale cu 5% din capacitatea de schimb cationic a solurilor neamendate cu ph mai mic sau egal cu 6,5.Pe măsură ce devin accesbile noi informații pot fi stabilite limite mai mari.Gilley propune limita de 10% din capacitatea de schimb cationic.

Cantitatea maximă, pe termen lung, de nămol uscat(în t/ha), ținând seama de capacitatea de schimb cationic medie a solurilor pentru diferite texturi și concentrațiile maxime sunt ,după Gilley:

-nisip-22,5

-luturi fin nisipoase-70

-luturi și luturi prăfoase-93

-luturi argiloase-208

Se apreciază că norma maximă privind concentrația pentru Cd(0,005 față de Zn sau 10 ppm) propusă de Chaney poate împiedica aplicarea pe teren a mai multor nămoluri decât concentrațiile oricărui element.

Reacția solului trebuie menținută la 6,5 sau mai mult, deoarece solubilitatea metalelor este mult mai mică decât la ph 6,0 sau mai mic.Pentru aceasta se pot alege culturi care sunt mai tolerante la toxicitățile cu metale grele și absorb mai puțin din acestea.Culturile furajere pentru boabe conțin cantități foarte mici de metale în boabe, dar au cantități mai mari în frunze.Dacă apare o concentrație mai mare în frunze, acestea trebuie lăsate pe teren.

Solurile cu textură mijlocie sau fină au o capacitate de adsorbție mai mare și sunt mai potrivite decât solurile cu textură grosieră.În principiu nămolul trebuie amestecat în întregime cu solul și este necesar să se aplice măsuri de conservare a solului pentru a preveni scurgerea la suprafață a apei care poate conține poluanți.Nivelul apei freatice trebuie menținut la adâncime de 1,5 m sau mai mare pentru a evita posibilitatea trecerii poluanților în apa freatică.

Unde nu există poluare anterioară a solului cu metale toxice, concluzia rezultată din diferite experiențe arată că este permis să se adauge până la ajungerea echivalentului în Zn la 250 ppm în solul de la suprafață ceea ce reprezintă 500 kg/ha, considerând că solul pe adâncimea stratului arat pe un ha cântărește aproximativ 2 milioane kg.

Trebuie subliniat că gradul de toxicitate al metalelor grele pentru culturi depinde foarte mult de valoarea ph a solului pe care cresc.

Pentru solurile care au fost anterior încărcate, este necesară analiza solului cu privire la formele accesibile ale metalelor pentru evaluarea cantității de încărcare.Unde încărcarea solului a avut loc pe o perioadă mai lungă(mai mult de 3 ani), cantitatea de metal poluant, care nu este detectată prin testul privind forma”accesibilă”, probabil nu este și nu va deveni accesibilă plantelor.Cantitatea accesibilă de metal găsită prin analiză trebuie să fie scăzută din cantitatea permisă, iar restul poate fi completat prin adăugarea unor cantități corespunzătoare denămol.Calculul acesta se aplică la oricare metalși, de asemenea, la metalele Ni,Cu,Zn, luate cumulativ, în termeni ai echivalentului de Zn.

Efectele dăunătoare, determinat de cantitățile toxice de Zn,Cu, și NI, pot fi reduse la minim prin amendarea calcaroasă a solului până la ph 7 sau mai maren unele soluri, mai ales la cele nisipoase unde aciditatea crește repede, poate fi dificilă menținerea ph la un nivel ridicat și poate fi necesară amendarea calcaroasă frecventă.

Deoarece un exces de B este toxic culturilor, trebuie pusă o limită cu privire la cantitatea care poate fi aplicată solului prin nămolul de la apele uzate.Cantitatea care trebuie aplicată în fiecare an trebuie să nu depășească cantitatea maximă nedăunătoare pentru o cultură.Trebuie avută în vedere și o mică rezervă de siguranță pentru transmiterea de la un sezon la altul dacă în anul precedent a trebuit să se aplice nămolul de la apele uzate.Cantitatea maximă nedăunătoare pentru o cultură pe teren arabil este de 4 kg/hași, dacă în anul precedent a fost aplicat nămol, aceasta trebuie să fie redusă la 3 kg/ha.Limita maximă admisibilă ar putea fi ridicată la 6 kg/ha B pentru pajiști.

Fosforul din nămolul aplicat are o importanșă deosebită, deoarece multe reziduuri menajere conțin mult mai mult P decât se îndepărtează printr-o cultură.Odată ce capacitatea culturii de a îndepărta P este depășită apar 3 posibilități:

-precipitarea în sol

-adsorbția pe suprafața particulelor solide

-trecerea prin sol în apa de drenaj

Prin precipitarea P în soluri cu ph mai mare de 7 nu se rețin cantități mari de P în sol.Mecanismul principal de reținere a P este determinat de capacitatea de adsorbție a solului.Solurile au capacitatea de a adsorbi 100-2000 kg P în primii 30 cm ai unui ha de sol.Această capacitate de adsorbție ar extinde perioada de utilizare a unui teren tratat pe mai mulți ani, în condițiile aplicării nămolului în doze mici.Aplicările în cantități mari depășesc rapid capacitatea solului de a reține P și astfel va migra odată cu apa de drenaj.

Din cauza naturii sale, nămolul de la apele uzate nu trebuie aplicat la anumite culturi, cum ar fi rădăcinoasele pentru frunze, deoarece există un risc mai mare de poluare în cazul culturilor foliare decăt în cazul culturilor pentru boabe și fructe.

Sensibilitatea diferențiată a culturilor nu trebuie luată în considerare la elaborarea indicațiilor cu privire la utilizarea în horticultură sau la culturi de câmp ori la culturi intercalate, deoarece orice posibilitate de manifestare a poluării lăsată să se dezvolte va dura mulți ani și va afecta culturile viitoare.

N u se recomandă aplicarea nămolului lichid cu cisterna la lucernă.Nămolul nu trebuie aplicat pe pășuni înainte ca animalele să fie scoase pe pășuni și apoi readuse numai după ce nămolul este spălat de pe frunze.

Înainte de însămânțare solul necesită oarecare timp pentru a asimila nămolul,cca. 4 săptămâni, în funcție de doza de aplicare a nămolului proaspăt, mai ales când se aplică doze mari.

Anumiți agenți patogeni rămân în nămolurile orășenești, așa cum se întâmplă în toate mediile ambiante umane.De aceea trebuie avute în vedere anumite criterii pentru a asigura un factor de siguranță împotriva pericolelor potențiale.În cazul când nămolul se aplică prin încorporare sau injectare distanța este de : -3m de la drum public

-6m de la locuință ocupată

-60 m de la apă de suprafață

iar în cazul când se aplică nămol deshidratat, respectiv 6m, 60m, 60m.Se recomandă să se păstreze distanța de 90 m de fântâni și 60 m de ape de suprafață.

Concluzii și recomandări

Terenurile arabile exploatate pe o perioadă lungă de timp în regim de fertilizare numai cu îngrășăminte minerale manifestă tendința de scădere a fertilității îndepsebi datorită scăderii conținutului de humus.

Pentru refacerea humusului din sol este posibilă aplicarea de resurse organice inclusiv a reziduurilor și nămolurilor de decantare.

Nămolurile orășenești rezultate în urma procesului de epurare a apelor reziduale se remarcă printr-un conținut apreciabil de substanță organică, o reacție slab acidă și un aport substanțial în macro și microelemente, ceea ce le recomandă ca materiale fertilizante.

Nămolurile orășenești conțin totodată cantități diferite de metale toxice(Cu, Zn, Cr, Cd,) care ajunse în sol se acumulează și pot fi transferate plantelor de cultură, devenind un factor poluant al mediului.

Analiza bacteriologică relevă un conținut ridicat în bacterii mezofile aerobe(4,6 mil./mc) și de bacterii anaerobe(3525 UFC/cmc) prezența în număr redus a bacteriilor coliforme, precum și absența genului Salmonela și a paraziților.

Pentru eliminarea riscului de poluare și contaminare a mediului, fiecare partidă de nămol se impune a fi analizată înainte de aplicare pe terenul agricol.

Aplicat pe un cernoziom cambic gleizat slab, nămolul orășenesc s-a comportat ca un fertilizant organic valoros determinănd la porumb sporuri de producție semnificative atât la aplicarea directă cât și în remanență.Sporurile de producție cresc în general cu doza de nămol aplicată.

Comparativ cu îngrășămintele chimice aplicate anual, nămolul administrat o singură dată s-a dovedit superior.

Analizele de sol efectuate după aplicarea nămlului au evidențat tendința de acidifiere a solului, cu atăt mai pronunțată cu cât doza de nămol aplicată este mai mare.

A crescut conținutul de humus al solului pe seama nămolului aplicat, conținutul de azot a rămas însă neschimbat.

Nămolul orășenesc aplicat a dus la creșterea fertilității fosfatice a solului.

Metalele grele prezente în nămol se regăsesc mai apoi în solul pe care a fost aplicat, existând o corelație pozitivă între mărimea dozei de nămol și concentrația de Cu, Zn, Cd, Pb.

Modificările induse de aplicarea nămolului asupra compoziției plantelor constau în creșterea semnificativă a conținutului de N, P și Ca, precum și transferul la nivelul frunzelor a metalelor toxice Cu, Zn, Pb, Mn, Cr.

Aplicarea nepoluantă a nămolurilor orășenești pe terenul agricol trebuie să țină seama de însușirile tipului de sol, de conținutirile în metale grele.În acest caz devine restrictiv elementul chimic cu concentrația cea mai apropiată de limita maximă admisă în sol.

Acumularea durabilă a metalelor grele în sol nu permite revenirea cu nămol pe aceeași suprafață de teren decât după 30-50 ani.