CC BY
55
УДК 620:65.422.+631.234
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДА ГРИБНОГО ПРОИЗВОДСТВА В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
А. И. Иванов, доктор биол. наук, профессор; Г. Е. Гришин, доктор с.-х. наук, профессор;
Г. В. Ильина, канд. биол. наук, доцент
ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», Россия, е-таИ: [email protected]
Приводятся результаты исследования использования отходов грибного производства (частично ферментированной соломы) как органического материала, способного улучшить экологическое состояние и некоторые агрохимические показатели почв. Предлагаемый подход решает одновременно ряд проблем: обеспечивает дешевую утилизацию отхода производства, улучшает экологическое состояние почвы и повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что внесение частично ферментированной соломы под зерновые культуры стимулирует развитие последних, способствует повышению урожайности и качества продукции.
Ключевые слова: грибоводство, органические удобрения, утилизация органических отходов, урожайность, гумус.
Грибоводство - одна из перспективных, активно развивающихся отраслей сельскохозяйственного производства, с которой связан ряд нерешенных эколого-экономичес-ких проблем [1, 2]. Среди них в первую очередь следует указать на проблему утилизации отходов, которые образуются на грибоводческих предприятиях в значительных объемах. В частности, при производстве 1 т плодовых тел гриба вешенки образуется не менее 6 т отработанного субстрата. Он представляет собой ферментированный мицелием гриба органический материал -солому, подсолнечную лузгу и т. п. [3, 4]. Расходы на утилизацию 1 т отхода составляют порядка 420 рублей. Они складываются из платы за размещение на свалке - 150 руб./т, платы за ущерб окружающей среде -20 руб./т и транспортных расходов - 250... 300 руб./т. Следовательно, если предприятие производит 100 т грибов в год, то расходы составляют порядка 250 тыс. руб. Если отработанная солома контаминирована плесневыми грибами, такой отход относят к четвертому классу опасности [5]. Плата за ущерб окружающей среде в этом случае возрастает с 20 до 900 руб./т, соответственно увеличиваются и годовые расходы.
В связи с этим возникает необходимость в поиске рациональных способов и разработке научно обоснованных рекомендаций по утилизации отходов грибоводства.
Аграрное производство на современном этапе должно ориентироваться на минимизацию ущерба природе и достижение гармоничного развития природно-антропо-генных систем [6]. Поиск и разработка та-
ких приемов с надежным экологическим обоснованием является одним из важнейших аспектов развития современного аграрного сектора. Повышение плодородия почвы в таких пределах, которые требуются для формирования планируемого урожая высокого качества, не допуская при этом загрязнения окружающей среды, может быть достигнуто рациональным использованием биоотходов [7, 8]. В многочисленных зарубежных и отечественных исследованиях показана перспективность использования в качестве удобрения органических отходов сельскохозяйственного производства, в частности соломы [9, 10, 11]. В соломе содержится около 95 % органического вещества, ценного для повышения плодородия, и с пятью тоннами соломы возвращается 20.25 кг азота, 5.7 кг фосфора, 60.90 кг калия.
Целью данной работы было изучение возможности использования отхода грибного производства ООО «Ботаник», расположенного в р. п. Лунино Пензенской области, который представляет собой соломенную резку, частично ферментированную мицелием гриба вешенки.
Полевой опыт проводился в районе в период с 2007 по 2009 годы по следующей схеме:
1. Без удобрений (контроль);
2. Отход грибного производства 4 т/га (эквивалентный 12 т/га навоза по углероду);
3. Отход грибного производства 5 т/га (эквивалентный 15 т/га навоза по углероду);
4. Отход грибного производства 6 т/га (эквивалентный 18 т/га навоза по углероду);
Нива Поволжья № 3 (24) август 2012 93
Таблица 1
Влияние отхода грибного производства на содержание гумуса в почве (0...30 см), %
Ф 2007 г. 2008 г. 2009 г.
го н т о 1- о т о
Вариант опыта з е о X д о хе £ 1 Содержание гумуса Отклонение исходного Содержание гумуса Отклонение исходного Содержание гумуса Отклонение исходного
Без удобрений (контроль) 2,60 2,60 0 2,59 -0,01 2,58 -0,02
С применением 4 т/га (экв. 12 т/га навоза) 2,62 2,71 0,09 2,73 0,11 2,70 0,08
отхода грибного 5 т/га (экв. 15 т/га навоза) 2,59 2,70 0,11 2,72 0,13 2,69 0,10
производства 6 т/га (экв. 18 т/га навоза) 2,61 2,72 0,11 2,75 0,14 2,73 0,12
НСР005 0,07 0,08 0,06
2
Площадь делянки 5 м , повторность опыта четырехкратная, варианты в опыте размещены методом рендомизированных повторений.
Исследования проводились в звене зер-нопарового севооборота: чистый пар - озимая пшеница («Безенчукская 380») - яровая пшеница («Тулайковская 10») - яровой ячмень («Нутанс 553»).
Почва в районе опыта серая лесная суглинистая, содержание гумуса не превышает 2,6 %, что соответствует характеристикам почв такого типа [12, 13].
В результате проведенных исследований установлено позитивное влияние удобрения на содержание гумуса в пахотном слое почвы [14].
За три года исследований в почве опытного участка без применения отхода грибного производства наблюдалась тенденция к снижению содержания гумуса (табл. 1). Использование же данного материала позволило повысить количество гумуса на 0,08...0,14 %. Изменения содержания гумуса и ряда агрохимических показателей привели к повышению урожайности культур звена севооборота.
Таблица2
Влияние отхода грибного производства на урожайность озимой пшеницы
В условиях 2007 года урожайность озимой пшеницы составляла 1,82 т/га. Отход грибного производства повышал урожайность на 14,8.31,3 % (табл. 2).
Максимальная прибавка урожайности озимой пшеницы сформировалась на вариантах с использованием 5 и 6 т/га отхода грибного производства, где она превышала контроль на 0,43.0,57 т/га, или на 23,6. 31,3 %.
Исследования 2008 г. выявили, что при действии удобрения максимальная урожайность яровой пшеницы наблюдалась в варианте с нормой 6 т/га, где она составила 3,03 т/га (табл. 3), что выше, чем на контроле, на 0,69 т/га.
Таблица 3
Влияние отхода грибного производства на урожайность яровой пшеницы
Вариант опыта Уро-жайност ь, Отклонение от контроля
т/га %
Без удобрений (контроль) т/га 2,34 - -
С применением отхода грибного производства 4 т/га (экв. 12 т/га навоза) 2,59 0,25 10,7
5 т/га (экв. 15 т/га навоза) 2,87 0,53 22,6
6 т/га (экв. 18 т/га навоза) 3,03 0,69 29,5
НСРс,5 0,16
Закономерности формирования урожая ярового ячменя «Нутанс 553» под влиянием отхода грибного производства изучались нами на примере экспериментального материала, полученного в засушливых условиях 2009 года, когда урожайность ярового ячменя на фоне естественного плодородия была низкой (табл. 4).
Отход грибного производства обеспечивал повышение урожайности на 0,20. 0,47 т/га ярового ячменя. Наибольшая уро-
Вариант опыта Уро-жайност ь, Отклонение от контроля
т/га %
Без удобрений (контроль) т/га 1,82 - -
С применением отхода грибного производства 4 т/га (экв. 12 т/га навоза) 2,09 0,27 14,8
5 т/га (экв. 15 т/га навоза) 2,25 0,43 23,6
6 т/га (экв. 18 т/га навоза) 2,39 0,57 31,3
НСР005 0,12
жайность сформировалась на фоне последействия 6 т/га данного удобрения.
Таблица 4
Влияние отхода грибного производства на урожайность ярового ячменя
Энергетический анализ дает возможность проанализировать результаты по затратам энергии на производство разных видов продукции, различных агроприемов и технологий возделывания культур, в том числе и применения удобрений.
Использование любого агротехнического мероприятия сопровождается значительными затратами энергии [15].
В наших исследованиях расчет энергетической эффективности проводился путем сопоставления двух величин: затрат антропогенной энергии, израсходованной на внесение в почву удобрений, и количества энергии, накопленной в прибавке урожая культур звена севооборота.
Расчеты энергетической эффективности показали, что затраты на использование отхода грибного производства варьировали от 7,56 до 20,58 ГДж/га, которые по мере увеличения его нормы увеличились в 2.3,3 раза (табл. 5). Однако он обеспечивал и получение значительного количества энергии, накапливаемой в прибавке урожая зерновых культур, которое при использовании отхода грибного производства колебалось от 11,88 до 21,91 ГДж/га, при 11,88 ГДж/га на контроле.
При этом коэффициент энергетической эффективности выше единицы был при использовании всех норм удобрения.
Максимальные значения энергетического коэффициента были получены при использовании отхода грибного производства в норме 6 т/га (табл. 5).
Расчеты экономической эффективности показали, что при себестоимости пшеницы 334 руб./ц и цене реализации 490 руб./ц все исследованные нормы внесения отхода грибного производства обеспечивают чистый доход с гектара от 2197 до 5487 рублей (табл. 6).
Таблица 6
Экономическая эффективность использования отхода грибного производства
Вариант опыта Стоимость прибавки в сумме по трем культурам Затраты на применение отхода, руб. Условный чистый доход, руб.
Без удобрений (контроль) - - -
С применением отхода грибного производства 4 т/га (экв. 12 т/га навоза) 2881,24 683,65 2197,59
5 т/га (экв. 15 т/га навоза) 4429,66 854,56 3575,1
6 т/га (экв. 18 т/га навоза) 6512,86 1025,48 5487,38
Таким образом, использование отходов грибного производства в качестве удобрения позволяет не только экономить средства по их утилизации, но и получать дополнительный доход. Кроме того, удобрение обеспечивает природоохранный и агрономический эффект при его использовании в полевом севообороте.
Литература
1. Хренов, А. В. Грибной рынок России в 2009 г. / А. В. Хренов // Школа грибоводства. - 2010. - № 2(62). - С. 32-37.
Вариант опыта Уро-жайност ь, Отклонение от контроля
т/га %
Без удобрений (контроль) т/г1а9 - -
С применением отхода грибного производства 4 т/га (экв. 12 т/га навоза) 1,39 0,20 16,8
5 т/га (экв. 15 т/га навоза) 1,52 0,33 27,7
6 т/га (экв. 18 т/га навоза) 1,66 0,47 39,5
НСР0,5 0,09
Таблица 5
Энергетическая эффективность использования отхода грибного производства, ГДж/гп
Вариант опыта Энергия, накопленная в прибавке Суммарная энергия Энергозатраты Коэффициент энергетической эффективности
2007 г. 2008 г. 2009 г.
Без удобрения (контроль) - - - - - -
С применением отхода грибного производства 4 т/га (экв. 12 т/га навоза) 4,44 4,15 3,29 11,88 7,56 1,57
5 т/га (экв. 15 т/га навоза) 6,07 4,81 4,43 15,31 9,45 1,62
6 т/га (экв. 18 т/га навоза) 7,38 7,80 6,73 21,91 11,34 1,93
Нива Поволжья № 3 (24) август 2012 95
2. Тишенков, А. Д. Санитарно-защитные мероприятия при выращивании вешенки / А. Д. Тишенков // Школа грибоводства. -2010. - № 1(61). - С. 32-39.
3. Матершев, В. Г. Субстратные машины для подготовки субстрата вешенки и других экзотических грибов / В. Г. Матершев // Школа грибоводства. - 2010. -№ 2(62). - С. 22-25.
4. Тишенков, А. Д. Субстратное производство в Павлово / А. Д. Тишенков // Школа грибоводства. - 2010. - № 2(62). - С. 25-31.
5. Тишенков, А. Д. Зеленая плесень / А. Д. Тишенков // Школа грибоводства. -2009. - № 6(60). - С. 28-33.
6. Шевцова, Л. К. Гумусное состояние и азотный фонд основных типов почв при длительном применении удобрений: авто-реф. дис. ... д-ра биол. наук / Л. К. Шевцова. - М., 1988. - 48 с.
7. Органические удобрения / Е. М. Бодрова, П. Я. Семенов и др. - М.: Россель-хозиздат, 1973. - 556 с.
8. Авров, О. Е. Использование соломы в сельском хозяйстве / О. Е. Авров, З. М. Мороз. - М.: Колос, 1979. - 199 с.
9. Анзорге, Х. Удобрение соломой в ГДР / Х. Анзорге // Использование органических удобрений. - М.: Колос, 1966. - С. 117-134.
10. Кольбе, Г. Солома как удобрение. Пер. с нем. / Г. Кольбе, Г. Штумпе. - М.: Колос, 1972. - 88 с.
11. Авдонин, Н. С. Научные основы применения удобрений / Н. С. Авдонин. - М.: Колос, 1972. - 302 с.
12. Кузнецов, И. В. О некоторых Критериях оценки физических свойств почвы / И. В. Кузнецов // Почвоведение. - 1997. -№ 3. - С. 39-45.
13. Кузнецов, К. А. Почвы Пензенской области / К. А. Кузнецов, Г. Б. Гальдин. -Пенза, 1966. - 281 с.
14. Иванов, П. А. Изменение продуктивности зерновых культур и плодородия серой лесной почвы под влиянием химической и биологической мелиорации в лесостепном Поволжье: автореф. дис. . канд. с.-х. наук / П. А. Иванов, 2009. - 20 с.
15. Воронин, А. Д. Энергетическая концепция физического состояния почв / А. Д. Воронин // Почвоведение. - 1990. - № 5. -С. 7-19.
