Класифікація та застосування промислових органічних відходів у сільському господарстві

Промислові органічні відходи: класифікація та правила внесення

Використання органічних відходів промисловості як добрива вирішує одразу два завдання. По-перше, ви отримуєте додаткове джерело поживних речовин для підвищення урожайності. По-друге, знижуються витрати на утилізацію та знешкодження органічних мас, що накопичуються на виробництвах. Усі доступні органічні відходи за технологією їх застосування поділяють на три групи.

• Ті, що потребують обов'язкового компостування. Сюди належать відходи, небезпечні у санітарно-гельмінтологічному, ентомологічному та фітосанітарному відношенні. Це пір'я, пух, лушпиння насіння олійних культур, журавлиний та яблучний макухи, вичавки з винограду та винні осади.
• Ті, що потребують завчасного внесення у ґрунт. До них належать м'якоть і мезга, шрот із виноградних зерен, відходи щетинних фабрик, підмети вовняних цехів, зрізи від фетрових виробів, вовняні відходи та вовняний пил.
• Придатні для удобрення без обмежень. До цієї групи входять свинячий і яловичий шлям, сирі рибні відходи, мездра, відходи клейтукового виробництва, рогова та галалітова стружка, лялечка шовкопряда, шовковий пух та екскременти шовковичних червів. Також без обмежень можна вносити тютюновий та махорочний пил, тютюнове листя після вилучення нікотину, рициновий шрот, а також рициновий, бавовняний, рижієвий, ріпаковий та суріпичний макухи.

• Максимальний вміст загального азоту при внесенні — 80–100 кг
• Гранична норма внесення — до 6 т/га
• Вміст калію в деревній корі — 5,3–12 мг/100 г

Вносити промислові відходи можна як у чистому вигляді, так і у складі сумішей. При обсязі до 6 т/га для розподілу по полю використовують стандартні гноєрозкидачі. Також ці матеріали відмінно підходять як поживні добавки при підготовці традиційного гною та компостів.

Деревна кора та тирса: підготовка та застосування

Деревна кора становить від 10 до 20 % обсягу дерева і накопичується на деревообробних підприємствах у величезних обсягах. Із 20 мільйонів тонн деревної зелені, що щорічно утворюється в Росії, використовується не більше 10 %. Кору та тирсу застосовують для мульчування, покращення структури ґрунтів, приготування тепличних ґрунтів та як підстилку на птахофабриках.

Кора багата на целюлозу та лігнін. При мінералізації вона виділяє вуглекислий газ, покращуючи вуглецеве живлення рослин. Важкорозкладна частина кори збагачує ґрунт дубильними речовинами та лігніном, які необхідні для гумусоутворення. Однак у цій сировині практично немає доступного для рослин азоту, а вміст фосфору незначний.

Кора біологічно активна, у ній виявляють значну кількість бактерій і пліснявих грибів. Для покращення водно-фізичних властивостей ґрунту її заорюють на невелику глибину. При подрібненні кори хвойних порід до фракції 5 см період її повного розкладання в ґрунті становить близько 2 років.

• Норма внесення для покращення структури ґрунту — 125 м³/га
• Період розкладання подрібненої хвойної кори — близько 2 років
• Вологість кори перед компостуванням — 65–75 %
• Вміст домішки деревини в сировині — не більше 15 % за масою
• Частка частинок розміром 10–40 мм у сировині — не більше 40 % за масою

Компостування — один із найкращих способів утилізації деревної кори. Для приготування компостів кору змішують із гноєм або пташиним послідом у співвідношенні 1:1, 2:1 або 3:2. Щоб збагатити суміш елементами живлення та прискорити дозрівання, до неї додають фосфоритне борошно та хлористий калій. На практиці використовують пошаровий, осередковий або майданчиковий способи укладання.

Виробництво коряних компостів здійснюють у строго визначеній послідовності, починаючи з підготовки сировини. Спочатку матеріал подрібнюють, потім змішують з активними компонентами та відправляють на дозрівання. Весь цей процес ділиться на кілька основних етапів.

1. Подрібнення кори до частинок розміром 5–10 мм.
2. Внесення добавок, що стимулюють її розкладання.
3. Подача отриманої суміші на майданчик.
4. Відсипання суміші у штабелі.
5. Дозрівання компосту.

Сприятливі умови компостування кори створюються при формуванні буртів шириною в основі 3,0–4,0 м, висотою 1,5–2 м і довжиною не менше 4,0 м. При компостуванні у зимовий час, щоб уникнути промерзання, висота штабеля може бути збільшена до 2–5 м, довжина не менше 10 м. Оптимальна маса штабеля 100–120 т (при масі менше 60 т штабель промерзає); температура в період компостування 40–60 оС.

Готовий компост повинен містити не менше 80 % органічної речовини на суху масу при вологості не більше 60 %, 10–15 % від загальної кількості органічної речовини гумінових речовин, рН водної витяжки – не менше 5,5, відношення С:N – не більше 30, азоту, фосфору та калію – відповідно 3,0, 0,1 і 0,1 % сухої маси. Компост має щільність 0,18–0,3 г/см3, грудкувату структуру і вологоємність 250–350 г води на 100 г сухої речовини. Завдяки високому вмісту кальцію, він є цінним меліорантом для кислих ґрунтів. Компост із деревної кори не тільки покращує ріст рослин, а й зменшує захворюваність на кореневу гниль та майже повністю пригнічує розвиток нематод.

Використання компостів на основі деревної кори може значною мірою вирішити проблему забезпечення теплиць та парників високоякісними ґрунтами.

Аналогічне застосування знаходять у сільському господарстві тирса. Усі види тирси покращують фізичні властивості ґрунтів, підвищують їхню пористість і вологоутримувальну здатність, знижують щільність важких глинистих ґрунтів. Як і деревна кора, тирса містить мало азоту, тому найдоцільніше її компостувати з азотними добривами.

Гідролізний лігнін – це основний відхід гідролізної промисловості, що становить до 40 % від маси вихідної сировини. Вивантажуваний із гідролізапарата, він значною мірою зберігає форму частинок вихідної сировини, але має темно-буре забарвлення. За хімічним складом гідролізний лігнін є комплексом речовин, основна маса яких складається з продуктів конденсації та полімеризації природного лігніну. Тут присутні також негідролізовані полісахариди, невимиті цукри, гумінові речовини, органічні кислоти, сірчана кислота та зольні елементи. Із них перші два – власне лігнін і полісахариди – становлять 84–91 % від усієї маси гідролізного лігніну. На частку полісахаридів припадає 24–45 %, а лігніну як такого – 39–70 %. Лігнін має кислу реакцію, а вологість його становить 63–75 % (табл. 146; Цуркан М.А., Руссу А.П., 1980).

Таблиця 146 – Агрохімічні показники гідролізного лігніну (у перерахунку на суху речовину) Гідролізний Гідролізний Показник лігнін шлам

 Вологість, % 63,1–75,1 61,9–89,6 Зольність, % 3,5–14,7 4,2–72,5 Вуглець загальний, % 42,9–50,8 12,5–53,0 Вуглець гумінових кислот, % 3,4–6,4 5,2–18,4 Вуглець фульвокислот, % 3,7–7,7 3,0–6,4 Азот загальний, % 0,34–0,54 0,62–2,32 Азот нітратний, мг/100 г 0,1–0,7 0,5–2,5 Азот амонійний, мг/100 г 2,2–7,6 133–389 Азот легкогідролізований, мг/100 г 40–79 183–1470 Фосфор загальний, % P2О5 0,01–0,16 0,39–2,46 Калій загальний, % К2О 0,01–0,22 0,14–0,33 Кальцій загальний, % СаО 0,20–1,19 0,16–4,07 Сірка загальна, % SO4 0,41–2,23 0,64–9,28 рНВОД 1,9–4,7 3,0–4,6

Серед елементів мінерального живлення рослин велика питома вага в гідролізному лігніні належить сірці та кальцію. Фосфору та калію міститься в середньому 0,06 і 0,09 % сухої речовини відповідно. Вміст загального азоту в гідролізному лігніні невисокий – 0,34–0,39 % і лише 14 % від загальної його кількості становить легкогідролізована фракція. Відношення С:N дуже широке (75–117).

Повернення органічної речовини лігніну в біологічний кругообіг, боротьба із забрудненням довкілля, збільшення виробництва місцевих добрив – усе це зумовлює необхідність і доцільність переробки лігніну на добриво.

Трудність використання лігніну як добрива пов'язана з його кислотністю та низьким вмістом азоту, фосфору, калію. Разом з тим він має і позитивні якості: покращує повітропроникність, пористість, структуру та інші фізико-хімічні властивості ґрунту. Особливо слід відзначити здатність його адсорбувати азот легкорухомих азотовмісних добрив і вступати з ним у хімічний зв'язок, тому вимивання азоту з верхніх шарів ґрунту скорочується, а коефіцієнт його використання рослинами – збільшується.

Розроблено промисловий спосіб приготування добрив шляхом компостування лігніну з мінеральними добривами та обробки компосту водним розчином аміаку перед внесенням у ґрунт. Для приготування компостів лігнін попередньо нейтралізують доломітовим борошном із розрахунку 30–35 кг на одну тонну добрива.

Найефективнішими є лігногнійні компости при співвідношенні гною і лігніну 1:1. Для приготування 100 т такого компосту потрібно 48,2–48,5 т лігніну вологістю 60 %, 1,5–1,75 т доломітового борошна та 50 т гною. Для прискорення дозрівання компосту бурти роблять висотою не більше 1,5 м, а компости добре перемішують.

Добре приготований лігногнійний компост за ефективністю не поступається торфогнійному. На основі лігніну отримують також біологічно активні ростові речовини, які застосовують у чистому вигляді як стимулятори росту рослин або використовують для приготування добрив.

Побутові відходи — доступне джерело органічної речовини для полів. Один житель Росії виробляє від 0,15 до 0,25 т таких відходів на рік. У їхньому складі міститься 30–40 % харчових залишків та 20–30 % паперу. Суха речовина початкового сміття містить 40–70 % органіки, 28–30 % золи, 23–37 % вуглецю, 0,75–1,15 % азоту та 2,0–5,5 % кальцію. Однак висока біологічна забрудненість робить необроблені відходи небезпечними, тому вони потребують обов'язкового знезараження.

Просте витримування сміття на звалищах санітарні служби визнають неперспективним через запах і ризик інфекцій. Такий компост сильно засмічений склом, металом і пластиком, що виключає його застосування на пашні. Польовим компостуванням також неможливо переробити весь обсяг відходів великих міст. Найефективнішим рішенням залишається промислова біотермічна переробка.

1. Відходи привозять на завод і вивантажують у два бункери-накопичувачі глибиною 10 м та об'ємом по 900 м³.
2. Грейферний кран вантажопідйомністю 5 т подає сировину на конвеєри, де електромагнітні сепаратори вилучають чорний метал.
3. Масу спрямовують у біотермічні барабани, що обертаються зі швидкістю 0,1–1,14 об/хв.
4. У барабани подають повітря і воду з температурою не менше +40 °С. За рахунок життєдіяльності мікроорганізмів суміш самозігрівається до 60–70 °С, і за три доби відбувається повне знезараження.

Отриманий на виході готовий промисловий компост має вологість 30–40 % і нейтрально-лужну реакцію (рН 7,8). За діючими стандартами в ньому може міститися не більше 4 % сторонніх домішок і не більше 3 % скла з розміром фракції до 15 мм. За впливом на урожайність це добриво близьке до підстилкового гною.

• Органічна речовина — 40–52 % від сухої маси
• Азот — 1,0–1,3 %
• Фосфор — 0,8–0,7 %
• Калій — 0,4–0,6 %

Застосування компосту з ТПВ на практиці

У польових випробуваннях доведено, що прибавка врожаю від застосування промислового компосту становить 10–50 % залежно від типу ґрунту та культури, що вирощується. Добриво вносять під обробіток ґрунту">основний обробіток ґрунту. При цьому осіннє внесення компосту є ефективнішим, ніж весняне. Норми внесення залежать від культури, що вирощується.