CC BY
122
Экология и охрана труда
33
ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ТРУДА
УДК 631.879
Е.С. Брюханова, А.Г. Ушаков
ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПТИЦЕВОДСТВА В ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ
На сегодняшний день сельское хозяйство является источником большого количества отходов - например, на средней по мощности птицефабрике в 500 000 кур годовое количество помета составляет более 31 000 т. Помет является хорошим удобрением для большинства сельскохозяйственных культур и позволяет повысить эффективность растениеводства без увеличения площадей пахотных земель. Однако нельзя забывать, что отходы птицеводства отнесены к санитарно-опасным объектам [1], поэтому необходимы глубокие исследования в направлении переработки их с целью получения высокоэффективных удобрений для повышения ресурсо-эффективности сельского хозяйства страны.
Таким образом, объект исследования - отходы птицеводческих предприятий.
Цель исследования - доказать возможность получения высококачественных органических удобрений при переработке органических отходов птицефабрик.
Актуальным на сегодняшний день является анаэробный способ переработки органических отходов животноводства [2, 3], в результате которого возможно получить эффективные экологически безопасные удобрения.
А
Рис. 1. Лабораторная установка для сбраживания отходов: а - фотография: 1 - нагревательный элемент; 2 - реактор-метантенк; 3 - водяная баня; 4 - трехходовой кран; 5 - газгольдер
Процесс анаэробного сбраживания проводили в лабораторных реакторах метантенках (рис. 1). Процессы анаэробного брожения в метантенках аналогичны процессам, протекающим в природе без доступа воздуха. Однако за счет герметизации, повышенных температур и давления распад сложных веществ идет значительно быстрее.
Эксперимент проводили с отходами птицефабрики различной влажности: 80; 82; 85; 88; 90; 92. Обогрев осуществляли круглосуточно, температура теплоносителя поддерживалась на уровне 37±2 оС, что соответствует мезофильному режиму обогрева. В процессе сбраживания в газгольдере накапливается газ, который ежедневно стравливали. По истечении 20 дней метантенки вскрывали, остаток после брожения - удобрение, направляли на дальнейшее исследование эффективность внесения его в почвенный слой на примере интенсификации роста 3-х наиболее востребованных в сельском хозяйстве культур (подсолнечник, кукуруза, пшеница) в лабораторных и природных условиях.
Из образцов 4-6 из-за их способности к расслоению возможно получение двух видов удобрений - жидких и твердых, соответственно «ж» и «т»; обезвоживание на фильтрах образцов 1-3 не дало ожидаемого результата, т. к. вода прочно связана с молекулами органических и минеральных веществ.
Готовые жидкие биоудобрения представляют собой слегка мутноватый раствор, легко смешиваемый с водой. Твердые биоудобрения - порошок, размер частиц 0-3 мм, при смешении с водой дает неустойчивую суспензию. Готовые удобрения имеют легкий специфический запах, при смешивании с водой в пропорции 1:70 запах практически отсутствует.
Эксперимент в лабораторных условиях включает в себя определение эффективности биоудобрений трех концентраций: 0,015%, 0,15% и 1,5% (выбраны на основе рекомендаций в литературе). Полив осуществляют непосредственно после посадки семян. В контрольном опыте (холостой) полив производят водой.
Семена выбранных культур высаживали в емкости объемом 250 мл, заполненные землей, взятой с поля (серая лесная почва). При этом при-
34
Е.С. Брюханова, А.Г. Ушаков
держиваются одной глубины заделки для каждой культуры: пшеница - 3-5 см; кукуруза 3-4 см; подсолнечник - 2-2,5 см. За ростом посаженных зерен следят в течение 5 суток. При этом замеряли длину корня и побега. По этим показателям сравнивали эффективности действия различных видов биоудобрений.
Возраст, дни
Холостой №3 " №4ж
№5ж №6ж "№6т
Рис. 2. Динамика роста семян пшеницы: в опытах с биоудобрениями №1, 2, 4т и 5т всхожесть пшеницы равна 0
Посадку выбранных культур в природных условиях производили в почву тип серая лесная.
Глубина заделки культур аналогична посадке в лабораторных условиях. Полив проводили биоудобрениями 1,5% концентрацией единожды после высадки в количестве 3 л/м2 (45 мл концентрированного биоудобрения на м2). В контроль-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ном опыте полив производят водой. В течение 37 дней наблюдают за ростом саженцев, ежедневно измеряя длину побегов.
По результатам экспериментов, в зависимости от интенсификации роста корня и побега, определяли наиболее эффективные удобрения для рассматриваемых культур. Это важно, так как только одновременная стимуляция роста надземной и подземной биомассы позволяет растениям лучше сопротивляться инфекциям и усваивать питательные вещества, начиная с самых ранних стадий роста.
Для каждой культуры по результатам исследования построены динамики роста при поливе органо-минеральными удобрениями. Так на рис. 2 приведен пример такой динамики для пшеницы.
В результате выявлено, что интенсификация роста пшеницы наблюдается при поливе ее удобрениями №3 (79%), 4ж (36%), 5ж (63%) и 6ж (95%); кукуруза - №2 (20%), 3 (10%), 4ж (20%), 5ж (9%); подсолнечник - № 4 (27%), 6ж (27%), 6т (11%).
Отмечено также, что при поливе подсолнечника биоудобрениями наблюдалось увеличение площади листовой пластины до 50%.
Таким образом, наиболее эффективными для сельскохозяйственных культур (пшеница, кукуруза, подсолнечник) являются удобрения № 3, 4ж, 5ж, 6ж, полученные из сырья влажностью соответственно 85, 88, 90 и 92%. Интенсификация роста составила от 9 до 95% в зависимости от вида биоудобрения, концентрации раствора и вида культуры. Данные лабораторных исследований подтвердились на практике при посадке культур в грунт.
Полученные экспериментальные данные подтверждают гипотезу о возможности получения из отходов птицеводства органо-минеральных удобрений методом анаэробного сбраживания.
1. Брюханова, Е.С. Проблемы утилизации мягких отходов древесины и отходов животноводства / Е.С. Брюханова, Г.В. Ушаков, А.Г. Ушаков // Альтернативная энергетика и экология. - 2010. - № 5. - С. 71-82.
2. Бирюков, К.Н. Способы переработки и утилизации навоза и помета в современных условиях ведения животноводства (научно-производственный анализ) // http;//www.rgazu.ru/db/conferencii/web/08 1/ works/sec1/025.htm.
3. Брюханова, Е. С. Исследование влияния влажности сырья на выход и состав продуктов анаэробной переработки отходов птицефабрик // Ползуновский вестник. - 2010. - № 3. - С. 271-274.
□Авторы статьи:
Брюханова Ушаков
Елена Сергеевна, Андрей Геннадьевич,
аспирант КузГТУ ( каф.хТтТиЭ), ассистент КузГТУ(каф. ХТТТиЭ),
тел.8-923-616-16-36, тел. 8-23-618-04-41,
email: [email protected] email: [email protected].
