WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

«В.И. Титова, М.В. Дабахов, Е.В. Дабахова ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНОГО МАТЕРИАЛЬНОГО РЕСУРСА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ...»

-- [ Страница 2 ] --

Кроме этого, продуктами переработки свиного навоза, используемыми в земледелии, можно считать компосты. Компостирование проводят с целью оп тимизации физических и химических свойств удобрения. Обычно компосты яв ляются более концентрированными по сравнению с исходным бесподстилоч ным свиным навозом, биологически активными, обладают хорошими физико механическими свойствами (сыпучестью, транспортабельностью, низкой при липаемостью к сельскохозяйственным машинам) и в процессе приготовления освобождаются от жизнеспособных семян сорняков и патогенных микроорга низмов.

В традиционном сельскохозяйственном производстве для приготовления компостов кроме бесподстилочного навоза используют инертные по удобри тельным свойствам органогенные материалы: торф, солому, реже – сапропели, опилки, кору, лигнин, бытовые отходы и т.д. В результате биотермических процессов компостирования смесей навоза с инертными материалами происхо дит перегруппировка питательных веществ последних: они из труднодоступной для растений формы переходят в легкоусвояемую. При этом потери биогенных элементов в процессе хранения существенно сокращаются в силу высокой сорбционной способности инертного компонента компоста (торфа, опилок и т.д.), что снижает нагрузку на окружающую среду.

Однако процесс компостирования свиного навоза как способ улучшения его свойств имеет ряд недостатков. Компостирование обычно связано с добав лением большого количества органических веществ в исходный навоз, что весьма трудоемко, требует соответствующей механизации и большого количе ства транспортных средств, увеличивает выход органических удобрений. В свя зи с этим, на предприятиях промышленного свиноводства компосты в ряде случаев готовят не из традиционных компонентов (собственно свиного навоза и торфа, соломы), а из отходов, подлежащих утилизации (например, твердую фракцию свиного навоза компостируют с избыточно активным илом, образо вавшимся в процессе биологической очистки). Набор компонентов может быть весьма разнообразен, в связи с чем и свойства компостов будут значительно различаться.

Таким образом, основными отходами промышленного свиноводства, утилизируемыми в земледелии, являются бесподстилочный свиной навоз (по лужидкий, жидкий, навозные стоки), твердая фракция навозных стоков, от ходы биологической очистки и компосты. Основные исследования, проведен ные к настоящему моменту времени по изучению удобрительной ценности данных материалов, посвящены собственно свиному навозу и традиционным компостам на его основе.

В настоящее время на птицефабриках в зависимости от технологии со держания птиц и системы удаления помета получается несколько его видов.

При напольном содержании птиц с использованием подстилочных материалов накапливается подстилочный помет с влажностью 18-60 %. При клеточном со держании птиц получают бесподстилочный помет различной степени влаж ности: полужидкий – 75-92 %, жидкий – 93-97 % и пометные стоки – выше 97 %. Соответственно этому изменяется и содержание питательных элементов в помете (табл. 3).

3. Химический состав птичьего помета (по обобщенным данным ВНИИА и ВНИПТИОУ) Количество питательных веществ в помете в значительной степени опре деляется условиями кормления и содержания птицы. В среднем в помете есте ственной влажности кур яичного направления содержится (%): азота – 1, 2,74;

фосфора – 1,18-2,00;

калия – 0,61-0,78. В помете бройлерных кур фосфора больше, чем азота и калия. Ценность 1 т бройлерного помета приравнивается к 180 кг полного минерального удобрения. В птичьем помете значительно боль ше азота и фосфора, чем в навозе крупного рогатого скота. В соответствии с НТП 17-99 в сухом веществе помета содержится 6,2 % азота;

3,5 % фосфора и 2,1 % калия.

Кроме основных элементов питания, в состав помета входят микроэле менты. Их среднее содержание в помете птиц в пересчете на 20 % сухого ве щества (полужидкий помет) составляет (в мг/кг): бора – 5,0-8,2;

меди – 6,7-16,7;

марганца – 35,5-91,6;

молибдена – 0,25-0,36;

цинка – 51,5-127,8;

железа – 273, 601,9. В относительных единицах в птичьем помете в среднем содержится 0,05 % бора;

0,008 % меди;

0,04 % марганца;

0,0026 % цинка;

0,08 % кобальта;

0,14 % серы (в пересчете на сухое вещество). Некоторое различие в представ ленных цифрах вполне объяснимо, поскольку химический состав птичьего по мета зависит от состава кормов, содержащих различные микроэлементные до бавки.

В целом помет является ценным органическим удобрением с высоким со держанием основных элементов питания (азота, фосфора и калия) и микро элементов, причем питательные вещества находятся в легкодоступных для рас тений формах: по количеству элементов питания помет превосходит любое другое органическое удобрение, а по доступности – не уступает минеральным удобрениям.

Кроме относительно высокого содержания элементов питания, помет от личают и другие агрохимические особенности. Так, для данного органического материала характерно довольно узкое соотношение углерода и азота, из-за чего органическое вещество помета быстро минерализуется микрофлорой почвы.

Помимо этого, необходимо отметить следующую особенность рассматриваемо го удобрения: основная часть азота в птичьем помете представлена мочевой кислотой, которая при хранении превращается вначале в мочевину, затем – в углекислый аммоний. Последний при неблагоприятных условиях хранения быстро разлагается на аммиак, углекислый газ и воду, что приводит к значи тельным потерям азота. Так, хранение помета в чистом виде сопровождается потерями органического вещества (до 10-12 % за три месяца и до 23 % – за шесть месяцев). Потери общего азота достигают 14 и 30 % соответственно, а по некоторым сведениям – 50% и более (Бачило Н.Г., 1990;

Белоус Н.М., 1996).

Сырой помет обладает неблагоприятными свойствами: имеет сильный зловонный запах, содержит большое количество семян сорняков, яиц и личинок гельминтов и мух, множество микроорганизмов, среди которых нередки возбу дители опасных заболеваний. В связи с этим способы хранения удобрения должны обеспечивать его обеззараживание и максимально возможное предо хранение от потерь элементов питания.

Для достижения указанных целей используют различные приемы его об работки: компостирование, добавление химических реагентов, смешивание с веществами, способными уничтожать неприятный запах и закреплять азот, термический метод обезвоживания и обеззараживания. В результате получают удобрения со свойствами, отличными от свойств исходных материалов. В част ности, компостирование помета с торфом, древесными опилками, соломой, са пропелем, почвой резко снижает потери азота. При этом значительно уменьша ется неприятный запах и загрязнение окружающей среды.

Эффективным способом сохранения питательных веществ помета являет ся его термическая обработка. Сушка помета при температуре 600-8000С уни чтожает возбудителей болезней и семена сорняков. Снижение влажности поме та с 75-80 % до 20-25 % уменьшает массу конечного продукта в 3-4 раза. Вы сушенный помет представляет собой высококонцентрированное органическое удобрение, лишенное зловонного запаха, с благоприятными физическими свой ствами.

Таким образом, птичий помет в качестве удобрения может быть ис пользован в чистом виде или в виде компостов, а может служить сырьем для производства различного рода удобрительных материалов (например, сухого помета). Однако последнее требует определенных энергетических и матери альных затрат, поэтому не получает широкого распространения. В связи с этим в настоящее время птичий помет, являющийся отходом крупных птицефабрик промышленного типа, утилизируется преимущественно в чистом виде без до полнительной переработки.

При содержании крупного рогатого скота на подстилке образуется под стилочный навоз, который состоит из твердых и жидких выделений живот ных и подстилки. Данный вид органического удобрения является наиболее ценным, так как подстилка улучшает физические свойства навоза, впитывает жидкие выделения и образующийся при этом аммиак, что уменьшает потери азота. Чаще всего для подстилки используют солому в виде резки, при этом по лучается относительно однородное органическое удобрение, удобное для вне сения и равномерного распределения по полю. Потери азота из такого навоза уменьшаются почти в 2 раза по сравнению с бесподстилочным, а агрономиче ская эффективность его использования повышается в 1,5 раза. Примерный хи мический состав подстилочного навоза показан в таблице 4.

4. Химический состав навоза КРС (по обобщенным данным ВНИИА и ВНИПТИОУ) В подстилочном навозе азот находится преимущественно в связанной с белковыми соединениями форме и становится доступным для растений после разложения и минерализации органического вещества. В первый год действия удобрений усваивается в основном аммонийный и легкогидролизуемый азот, на долю которого в навозе приходится от 10 до 25 %.

Следует отметить, что азот, входящий в состав органических соединений подстилочного навоза, практически не мигрирует по почвенному профилю и не теряется газообразно, что снижает вероятность загрязнения природных сред данным элементом в процессе утилизации отхода. Постепенная минерализация органического вещества, сопровождающаяся переходом азота в состав мине ральных соединений, позволяет обеспечивать потребности растений в элемен тах питания на протяжении нескольких лет на фоне минимизации их непродук тивных потерь.

Скорость минерализации органических веществ навоза определяется сте пенью их гумификации, содержанием азота, почвенно-климатическими услови ями. На легких почвах и под пропашными культурами разложение органиче ского вещества протекает быстрее. Кроме этого, на доступность (подвижность) азота органических соединений значительное влияние оказывает соотношение углерода к азоту: при соотношении С:N как 20-25:1 (свежий подстилочный навоз КРС) скорость разложения органических веществ является низкой, для полуперепревшего навоза это соотношение составляет 10-20:1, что свидетель ствует о повышении скорости минерализации органического вещества.

Фосфор в подстилочном навозе КРС находится преимущественно в орга нической форме. При разложении навоза он переходит в минеральную форму в виде солей ортофосфорной кислоты. При оптимальном уровне обеспеченности растений азотом и калием коэффициент использования фосфора из органиче ских удобрений выше, чем из минеральных (может достигать 35-40 %). Калий в подстилочном навозе находится в обменной форме и доступен для растений так же, как и калий минеральных удобрений (на фоне оптимальной обеспеченности другими элементами питания коэффициент использования калия может дости гать 60-70 %).

На крупных специализированных животноводческих комплексах практи куется содержание скота без подстилки, в результате чего получается бес подстилочный навоз. В зависимости от содержания воды в бесподстилочном навозе крупного рогатого скота выделяют следующие его виды: полужидкий (8-14 % сухого вещества), жидкий (3-8 %) и навозные стоки (менее 3 % сухого вещества).

В бесподстилочном навозе от 50 до 70 % азота находится в аммонийной форме, хорошо доступной растениям в первый год внесения. Коэффициент ис пользования азота бесподстилочного навоза культурами и действие его на уро жай в год внесения выше, чем подстилочного, а последействие, наоборот, сла бее. Фосфор и калий навоза используются растениями не хуже, чем из мине ральных удобрений. По химическому составу бесподстилочный навоз не усту пает подстилочному, полученному из такого же количества исходных экскре ментов. Однако в силу химических особенностей (высокое содержание мине ральных форм азота, сравнительно интенсивная минерализация органического вещества, обусловленная узким соотношением С:N) его применение связано с большим экологическим риском, чем применение подстилочного навоза.

В среднем в навозе КРС в расчете на сухое вещество содержится около 3,2 % азота, 1,8 % фосфора и 5,0 % калия (НТП 17-99). По содержанию азота и фосфора навоз КРС практически вдвое уступает навозу свиней и помету птиц.

Содержание калия в нем, напротив, выше, чем в других видах органических удобрений. Подобное соотношение элементов питания (преобладание калия над азотом и фосфором) снижает экологическую нагрузку на компоненты окружающей среды при утилизации данного вида отхода в сравнении со сви ным навозом и птичьим пометом.

Таким образом, особенности химического состава навоза КРС (количе ство и соотношение основных элементов питания) позволяют отнести его к наиболее безопасным видам удобрительных материалов (в сравнении с птичь им пометом, свиным навозом и нетрадиционными видами удобрений), утили зируемым в агроэкосистеме.

Как и в других органических отходах содержания скота и птиц, в навозе КРС есть микроэлементы: в 1 тонне навоза крупного рогатого скота содержится (в г): железа – 0,26, марганца – 112,5, цинка – 38,3, меди – 8,4, бора – 3,8.

Одним из наиболее эффективных приемов утилизации бесподстилочного навоза КРС является его компостирование, что широко практикуется в тради ционном сельскохозяйственном производстве. Однако на крупных животно водческих предприятиях промышленного типа компостирование используется в небольших объемах в силу причин, изложенных выше (дополнительные за траты, увеличение выхода органических удобрений и т.д.).

Согласно общепринятым представлениям, все виды навоза и помета яв ляются ценным органическим удобрением. Многочисленными исследованиями, проведенными в разных почвенно-климатических зонах, установлено, что навоз и помет оказывают существенное положительное влияние на урожай сельскохозяйственных культур. При этом эффективность действия органиче ского удобрения зависит от его вида, дозы, почвенно-климатических условий, культуры, под которую оно применяется, и других факторов. В условиях Рос сийской Федерации 1 т подстилочного навоза в зависимости от дозы и условий применения дает от 0,39 до 1,53 ц зерновых единиц с 1 га.

Бесподстилочный навоз, получаемый на предприятиях промышленного типа, несколько уступает по эффективности традиционному подстилочному навозу. Так, обобщение ВНИПТИОУ, выполненное для 2,5 тыс. полевых опы тов, проведенных на территории Российской Федерации в последние 30 лет, показывает, что если принять эффективность подстилочного навоза за 1, то эф фективность бесподстилочного полужидкого навоза составит 0,65, бесподсти лочного жидкого навоза – 0,35. Тем не менее, как показывают многочисленные исследования и практика ряда хозяйств, при рациональном использовании бес подстилочного навоза с соблюдением сроков, способов и доз внесения, обеспе чивается значительный рост урожайности важнейших сельскохозяйственных культур: картофеля, кукурузы, корнеплодов, зерновых, однолетних и многолет них трав.

Наиболее концентрированным органическим удобрением является пти чий помет: его эффективность по отношению к условной единице подстилоч ного навоза оценивается коэффициентом 4,8 для подстилочной и 1,4 – для бес подстилочной формы.

Эффективность навоза значительно меняется в зависимости от набора культур в севообороте. Она возрастает по мере насыщения севооборота про пашными культурами, и, наоборот, с увеличением в севообороте доли много летних трав и чистого пара происходит резкое снижение эффективности при меняемых органических удобрений.

При правильном подборе доз и сроков внесения, помимо увеличения урожайности, может также происходить изменение качественного состава рас тениеводческой продукции. Так, на фоне внесения органических удобрений в растениях обычно снижается содержание сырой клетчатки, безазотистых экс трактивных веществ, сахаро-протеиновое отношение и увеличивается содержа ние сырого протеина, водорастворимых углеводов, каротина, сырой золы.

Таким образом, навоз и помет, в том числе их бесподстилочные формы, при правильном использовании оказывают значительное положительное влия ние на продуктивность агробиогеоценоза, обеспечивая при этом высокую пи тательную ценность фитомассы выращиваемых растений.

Кроме этого, навоз способствует повышению плодородия почвы.

Прежде всего, применение навоза позволяет поддерживать положитель ный баланс гумуса в почве. Согласно большому количеству проведенных ис следований, при внесении навоза происходит увеличение содержания гумуса, хотя по возможности синтеза гумусовых веществ органические удобрения сильно разнятся. Так, наибольшей способностью к гумусообразованию облада ют подстилочный навоз и компосты. В отношении бесподстилочных форм (особенно жидких) распространено мнение, согласно которому их следует рас сматривать и оценивать как удобрительное средство, не имеющее существен ной экологической значимости для стабилизации гумусового комплекса. При чина этого заключается в том, что органическое вещество с узким соотношени ем С:N не свойственно природному гумусообразовательному процессу, оно быстро минерализуется и воспроизводит, прежде всего, запасы подвижных элементов минерального питания, что стабилизирует или повышает продуктив ность агроценозов, в том числе за счет мобилизации энергетических ресурсов почвы, но не увеличивает содержание гумуса.

При использовании навоза и помета в качестве удобрения происходит по вышение содержания доступных форм элементов питания и, соответственно, улучшение питательного режима почвы, причем накопление остаточного коли чества питательных веществ удобрений в почве зависит в основном от доз вне сения.

Выявлено, что во многих почвенно-климатических зонах применение навоза увеличивает емкость поглощения почв, степень насыщенности основа ниями и позитивно влияет на другие агрохимические показатели: снижается обменная и гидролитическая кислотность, количество подвижных форм алю миния, марганца и железа, оптимизируется водно-воздушный режим и в конеч ном счете повышается реальное и потенциальное плодородие почвы. Также от мечено, что навоз способствует повышению количества водопрочных агрега тов, скорости впитывания и фильтрации воды, снижению твердости и объемной массы почвы, повышению буферности, водопроницаемости и водоудерживаю щей способности почвы.

Органические удобрения, в том числе птичий помет, оказывают положи тельное влияние на жизнедеятельность ризосферной микрофлоры, увеличивают ферментативную активность почвы, дыхание и потенциальную азотфиксирую щую способность почвы.

В исследованиях, проведенных на кафедре агрохимии и агроэкологии НГСХА, установлено, что длительное внесение птичьего помета (20 т/га бес подстилочного помета 70 % влажности) увеличивает биологическую актив ность дерново-подзолистой супесчаной и легкосуглинистой почвы (Титова В.И., Седов Л.К., Дабахова Е.В., 2004). Так, на фоне применения помета, уро вень выделения углекислоты в супесчаной почве возрастает на 57 %, в легкосу глинистой – на 39 %. Аналогичные тенденции выявлены и в отношении инвер тазной, каталазной, нитрифицирующей и целлюлозоразлагающей активности почв.

Необходимо подчеркнуть, что все отмеченные выше позитивные процес сы справедливы при использовании умеренных доз навоза и помета. Однако ограниченная земельная площадь на животноводческих комплексах и невыгод ность его перевозок на дальние расстояния вызывают необходимость примене ния очень высоких доз навоза, что приводит к развитию ряда негативных про цессов и опасному загрязнению почвенного покрова и грунтовых вод.

1. Приведите классификацию отходов промышленного животноводства и птицеводства по видам и формам 2. Ваше представление о химическом составе основных отходов промышлен ного свиноводства 3. Ваше представление о химическом составе отходов птицеводства 4. Ваше представление о химическом составе отходов животноводства (на примере КРС) 5. Дайте краткую характеристику влияния отходов животноводства и пти цеводства на продуктивность сельскохозяйственных культур и свойства 2.1.2. Отходы предприятий, перерабатывающих растениеводческую и животноводческую продукцию Отходы предприятий, перерабатывающих сельскохозяйственную продук цию, как правило, характеризуются высокой питательной ценностью и до не давнего времени широко использовались на корм скоту и для производства пищевых добавок. Однако в несколько последних десятилетий этот способ не позволяет решить проблему утилизации данных отходов в силу следующих причин: 1) увеличение количества образующихся отходов;

2) невыгодность пе ревозки отходов на дальние расстояния в силу низкого содержания в них сухо го вещества;

3) дорогостоящие и энергоемкие технологии по переработке отхо дов в кормовые и пищевые добавки и т.д.

Накапливаясь в больших количествах, отходы перерабатывающей про мышленности ухудшают санитарно-гигиеническую и эпидемиологическую си туацию на прилегающей территории. В связи с этим в последние годы ведется активный поиск путей их утилизации, в том числе рассматривается возмож ность использования данных отходов в качестве органических удобрений. В настоящее время этот вопрос находится на начальной стадии изучения и ин формационная база по влиянию отходов предприятий, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию, на урожайность культур и свойства почвы практически не сформирована.

Ниже представлена характеристика ряда отходов, которая дает представ ление о принципиальной возможности использования их в качестве удобрений, о потенциальных питательных свойствах и воздействии на окружающую среду.

На разных стадиях технологического процесса производства сахарного песка или сахара-рафинада из сахарной свеклы получают отходы, различающи еся по своему составу и, соответственно, возможностям и способам их даль нейшего использования.

Для лучшего извлечения сахара корнеплоды на свеклорезках измельчают в стружку шириной 4-6 и толщиной 1,0-1,5 мм и направляют в диффузионные установки. Предварительно стружку ошпаривают горячим соком. Нагретая стружка, перемещаемая шнеком с одного конца аппарата в другой, отдает пото ку воды сахара и растворимые «несахара». При выходе из аппарата стружка, называемая жомом, содержит 0,20-0,28 % сахара от массы переработанной свеклы. Общий выход жома (основной отход свеклосахарного производства) составляет около 90 % массы переработанной свеклы.

Затем осуществляют очистку диффузионного сока от взвешенных частиц и несахаров. Она включает дефекацию (обработка сока известковым молоком), сатурацию (насыщение сока диоксидом углерода с целью осаждения Ca в виде CaCO3), фильтрацию на фильтр-прессах или вакуум-фильтрах. В результате фильтрации образуется более очищенный сок, который идет на дальнейшую переработку фильтр-прессом, и грязь (дефекат) – второй отход свеклосахарного производства. Доля дефеката составляет 5-6 % массы перерабатываемой свек лы.

Дальнейшая очистка сока включает сульфитацию (обработка сернистым газом для обесцвечивания и снижения вязкости) и контрольную фильтрацию. В качестве побочного продукта (отхода) этих процессов образуется кормовая па тока или меласса, доля которой составляет 3,5-5 % переработанной свеклы.

В практике сельского хозяйства достаточно широкое применение нашли все основные отходы свеклосахарного производства.

Так, дефекат (фильтр-прессная грязь), вследствие высокого содержания в нем кальция, широко используется в качестве известкового материала. Учи тывая же, что наряду с карбонатами (основная часть), кальций в нем представ лен и формой Ca(OН)2, нейтрализующий эффект дефеката выше, чем известня ковой муки. Кроме того, данный отход содержит относительно много органи ческого вещества (10-15 % в расчете на 25-30 % влажность), что позволяет рас сматривать его как источник пополнения органического вещества в почве.

Наличие в составе дефеката основных элементов питания (N – 0,2-0,7 %, Р2О5 – 0,2-0,9 %, К2О – 0,3-1,0 %) позволяет рассчитывать на проявление пита тельных свойств при его использовании в качестве удобрения, что может спо собствовать улучшению питательного режима почв и положительно сказаться на росте и развитии растений.

Химический состав дефеката отличается непостоянством. Так, по данным Центра агрохимической службы «Нижегородский», в дефекате, полученном на Сергачском сахарном заводе Нижегородской области, содержание азота в рас чете на сухое вещество варьирует в диапазоне 0,38-0,53 %, фосфора – 0, 0,61 %, а калия – 0,70-0,98 %. Содержание нейтрализующего начала (в пересче те на СаСО3) достигает 65-67 % в расчете на естественную влажность, которая, в свою очередь, изменяется в пределах 14-22 %.

Высокая эффективность дефеката проявляется как на кислых почвах, так и на черноземах в районах свеклосеяния. Установлено, что внесение дефеката с осени под глубокую обработку почвы в дозе 3-5 т/га позволяет увеличить уро жайность сахарной свеклы на 3,0-5,5 т/га.

Жом, составляющий основную долю отходов в свеклосахарном производ стве – ценный и хорошо усвояемый корм. Часто он используется и в пищевой промышленности. В 1 килограмме свежего жома содержится 0,08 кормовых единиц, 6-8 г переваримого протеина и 1,13 МДж обменной энергии. Влаж ность свежего жома (на выходе из диффузной установки) составляет 92-94 %.

Вещественный (качественный) состав жома разнообразен и имеет значи тельные количественные вариации: в 100 кг сухих веществ свежего жома со держится около 20 кг клетчатки, 30-35 кг гемицеллюлозы, примерно такое же количество пектина, 8-10 кг белков, 2-3 кг сахара и около 2 кг минеральных веществ. Содержание сухого вещества в свежем жоме составляет 6-7 %, в со ставе которого находятся 2,5 % клетчатки;

2,6 % пектиновых веществ;

0,2 % золы;

0,2 % сахарозы и 0,6 % азотистых веществ.

Целлюлоза (клетчатка – высокомолекулярный полисахарид, нераствори мый даже в горячей воде), представляет главную составную часть клеточных стенок растений (в том числе и растений сахарной свеклы). Спутниками цел люлозы являются гемицеллюлозы, а также менее сложные полисахариды кле точных стенок, в состав которых входят пектозаны, гексозаны, некоторое коли чество уроновых кислот. В свою очередь, пектиновые вещества состоят из пек тозы (пропектин), растворимого пектина и полигалактуроновой (пектиновой) кислоты.

Азотистые вещества жома, в основном, представлены труднораствори мыми формами белка (до 80 % от общего количества азота). Общее содержание азота сложных белков-протеидов (аминокислот) колеблется в пределах 0, 0,5 %. Кроме того, в 1 кг свежего жома содержится около 19 мг витамина С. В сухом жоме найдены и другие витамины (мг/кг): В1 – 0,55;

В2 – 0,20;

В6 – 0,18;

С – 5,0;

пектиновая кислота – 0,21;

биотин – 0,001.

Важнейшим показателем, характеризующим свойства жома, является его кислотность, которая в зависимости от вида жома, способов его консервирова ния и условий хранения варьирует в значительных пределах: от очень сильно кислой (3-3,5 ед. рН) до близкой к нейтральной (около 6,0 ед. рН).

Усредненный состав жома (получаемого на разных этапах технологиче ской цепочки производства сахара из сахарной свеклы и подвергающегося раз личного рода воздействиям в процессе его хранения и переработки как отхода производства) приведен в таблице 5. Элементный состав свежего и сухого жома приведен в таблице 6.

5. Вещественный состав жома разных видов, % (Колесников Н.В., 1980) Безазотистые экстрак тивные вещества Количество кормовых единиц в 100 кг жома 6. Элементный состав свекловичного жома (Колашников А.П., 2003) Таким образом, отходы свеклосахарной промышленности имеют усто явшийся спрос в сельскохозяйственном производстве в качестве известкового материала (дефекат) и корма для скота (жом).

В настоящее время рассматривается возможность использования жома как удобрительного материала. Как следует из вышеприведенных данных, это вполне возможно, хотя содержание основных питательных элементов в жоме невысоко (исчисляется, в основном, сотыми и тысячными долями процентов), а концентрация микроэлементов существенно выше, чем макроэлементов.

Необходимо при этом учитывать и то, что качественный состав жома не постоянен и может существенно варьировать в зависимости от исходного мате риала (биологической характеристики сахарной свеклы), технологии производ ства сахара, условий хранения и размещения отхода в окружающей среде и пр.

Удобрительная ценность жома, получаемого на Сергачском сахарном за воде Нижегородской области, отражена в таблице 7.

7. Агрохимическая характеристика свекловичного жома (Сергачский сахарный завод) Данные свидетельствуют, что рассматриваемый отход является источни ком основных элементов питания растений, однако содержание их в сравнении с традиционными органическими удобрениями невелико. При одинаковом ко личестве сухого вещества кислый жом (из жомовых ям или подвергшийся хра нению на открытых площадках) характеризуется более низким содержанием органического вещества и запасом питательных элементов.

В последние годы появились публикации, в которых жом рассматрива ется как исходный материал для вермикомпостирования. При этом отмечается, что в естественном состоянии свекловичный жом для этой цели непригоден вследствие высокой кислотности продукта, в связи с чем жом, прежде всего, предлагается нейтрализовать известковыми материалами в соотношении 10: (по объему), а затем уже подвергать компостированию с обычной садовой зем лей в соотношении 1:1. Хорошие результаты получены при использовании в качестве компостируемых материалов следующих компонентов: «земля:

жом:опилки» и «земля:жом:солома» в процентном соотношении 40:50:10.

Любая современная технология изготовления этилового спирта не явля ется замкнутой: основной отход данного производства – спиртовая барда. Про блема ее утилизации в настоящее время приобрела такую актуальность, что Федеральным законом «О государственном регулировании производства и обо рота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции» было установлено: «эксплуатация вновь вводимого (нового или после капитального ремонта) или модернизируемого технологического оборудования для произ водства спирта допускается только при условии внедрения оборудования, поз воляющего полностью перерабатывать или утилизировать барду».

До недавнего времени эти требования не распространялись на мелкие производства (мощностью менее 100 дал в сутки). С 1 января 2008 года требо вания к производителям этилового спирта ужесточились. Согласно новым по правкам к алкогольному закону любое технологическое оборудование (а не только новое или модернизируемое) для производства этилового спирта долж но обеспечивать полную переработку или утилизацию барды. При этом мощ ность оборудования не учитывается, а за нарушение этих требований у пред приятий отзываются лицензии на производство.

Возможности утилизации и переработки барды определяются ее свой ствами. В барду переходит около трети питательных веществ, содержащихся в исходном сырье (исключение составляют сахар и крахмал). Это водянистая, быстрозакисающая субстанция с содержанием сухого вещества 5-10 %. Сюда входят протеины (1,5-3,5 %), жиры (0,5-1,2 %), клетчатка (0,5-1,1 %), амино кислоты и минеральные вещества, содержащиеся в зерне или другом сырье.

Барда является ценным кормовым продуктом для животноводства, по скольку содержит белок и различные биологически активные соединения, обра зующиеся в процессе брожения. Она употребляется на корм скоту, но по при чине большой водянистости (85% воды в хлебной и 95% в картофельной барде) используется только вместе с сухими объемистыми кормами. При неосторож ном или неумеренном скармливании барда (особенно картофельная, содержа щая соланин) весьма вредна.

Химический состав различных видов барды представлен в таблице 8.

8. Состав различных видов барды, % (Ненайденко Н.Г., 2002) (смесь, Вода Азот БЭВ чатка Зола сух. азота зольных патока (30) пшеница (20) сахар (12) рожь (80) В сухом веществе барды в среднем содержится около 32 % протеина, 3,5 % жира, 24 % клетчатки. Кроме этого, в ней присутствуют такие аминокис лоты как лизин – 0,25 г/кг;

метионин – 0,15;

валин – 0,82;

глицин – 0,59;

аланин – 0,93;

тирозин – 0,58;

фенилаланин – 0,73;

лейцин – 1,30;

изолейцин – 0,67;

се рин – 0,44 г/кг и ряд других. Барда обычно имеет высокую кислотность, обу словленную присутствием в ней 0,36-0,80 % органических кислот, в том числе уксусной – 0,07-0,20 %;

молочной – 0,24-0,64;

янтарной – 0,20;

муравьиной – 0,10 % (в расчете на естественную влажность).

Утилизация барды на корм скоту в настоящее время крайне затруднена по ряду причин. Одной из них являются колоссальные объемы получаемых отхо дов: на 1 дал спирта приходится порядка 12 дал барды. Даже на небольшом предприятии, производящем порядка 500 дал спирта в сутки, образуется около 6 000 дал барды. Чтобы полностью ее использовать, необходимо иметь хозяй ство на 1000 голов крупного рогатого скота. На более крупных предприятиях образуется до 70-80 тыс. дал отхода в сутки. Кроме этого, остается проблема использования барды в летний период, когда животные откармливаются в «естественных условиях» (т.е. на лугах и пастбищах) и искусственные корма не нужны. Длительное хранение барды невозможно, поскольку при ее окислении происходит накопление опасных токсинов.

Другая проблема использования барды – большие издержки при ее транспортировке на дальние расстояния: из-за высокого содержания воды и, соответственно, низкой доли полезных веществ, транспортные расходы делают этот процесс нерентабельным. Очистные сооружения также не справляются с данным видом отходов, поскольку в большинстве своем на очистку подобной массы не рассчитаны. В результате в ряде регионов вокруг спиртовых комбина тов складывается весьма неблагополучная экологическая обстановка.

Решением проблемы может быть переработка барды. В мировой практике для этого используются три основных принципиальных метода.

Первый метод (схема с получением кормовых дрожжей) заключается в аэробной микробиологической переработке жидкой фазы с получением кон центрированных кормовых дрожжей. Кормовые дрожжи – это высокоэффек тивная белковая добавка к кормам, применяемая на многих сельскохозяйствен ных предприятиях и комбикормовых заводах. Содержание белка в кормовых дрожжах может превышать 45-46 %.

Однако существующее оборудование, используемое для данных целей в настоящий момент времени, является низкоэффективным и требует огром ных затрат энергетических ресурсов и серьезных эксплутационных расходов.

Практически весь доход от реализации продукции уходит на оплату энергоре сурсов. При этом с каждым годом по мере удорожания энергоносителей ситуа ция ухудшается.

Второй метод – технология переработки барды на биогаз – основан на анаэробном брожении (брожении без доступа кислорода). Барда подается в специальные емкости, в которые вводятся анаэробные бактерии. Бактерии, ис пользуя содержащиеся в барде питательные вещества, вырабатывают биогаз.

Последний может утилизироваться в котельных.

Достоинством данного метода переработки являются относительно низ кие эксплуатационные затраты. Однако для этого способа переработки необхо димы огромные метантенки (и значительные земельные участки), т.к. процесс переработки барды анаэробными бактериями крайне медленный. Кроме этого, возникает проблема утилизации осадка, образующегося в процессе выработки биогаза. Схемы с получением биогаза пока не нашли широкого применения ни за рубежом, ни в России.

Третий метод (схема с выпарными станциями для получения сухой бар ды) предполагает простое выпаривание воды из общей жидкой массы до полу чения сухого остатка, который подвергается дальнейшей переработке (брике тированию, гранулированию и т.д.). При этом стоимость выпарных станций и, соответственно, всего оборудования для утилизации является очень высокой, процесс выпарки требует значительных энергетических затрат. Не полностью решаются экологические проблемы, т.к. для утилизации «выпара» требуются стационарные очистные сооружения. Все это отрицательно сказывается на се бестоимости готовой продукции – сухой барды – и делает процесс экономиче ски, энергетически и экологически неэффективным.

Разновидностью последней технологии, которая применяется на боль шинстве современных производств, является разделение барды на жидкую и дисперсную фазы (с помощью фильтров или центрифуг), после чего дисперсная фаза высушивается с получением сухого кормопродукта, а жидкая фаза (фу гат) подвергается утилизации.

Ряд технологий предлагает высушивание фугата (обезвоживание на ваку ум-выпарных установках до концентрации 35-40 %, затем смешивание с дис персной фазой и высушивание этой смеси с получением сухого кормопродук та). Однако такие технологии также характеризуются высокой энергоемкостью и, соответственно, не всегда являются экологически целесообразными.

Итак, в настоящее время актуальным является поиск путей утилизации фугата в окружающей среде без его предварительной переработки. Одним из возможных методов утилизации фугата может быть использование его в ка честве удобрения.

Химический состав свежей и длительно хранившейся барды, полученной в технологическом цикле ОАО «Спиртзавод Чугуновский» Нижегородской об ласти, показан в таблицах 9 и 10, химический состав фугата – отхода перера ботки барды спиртовой на ОАО «Арзамасспирт» – в таблице 11.

9. Химический состав барды спиртовой, ОАО «Спиртзавод Чугуновский) Показатель активности водородных ионов ед. рН 3, Массовая доля питательных веществ в пересчете на сухое вещество:

10. Химический состав барды после длительного хранения (ОАО «Спиртзавод Чугуновский) Показатель активности водородных ионов ед. рН 4, Массовая доля питательных веществ в пересчете на сухое вещество 11. Химический состав фугата, ОАО «Арзамасспирт»

Показатель активности водородных ионов ед. рН 4, Массовая доля питательных веществ в пересчете на сухое вещество:

Данные свидетельствуют, что в барде и фугате присутствуют важнейшие элементы питания растений – азот, фосфор и калий. Причем количество их су щественно ниже, чем в традиционных органических удобрениях, что создает предпосылки для утилизации в агроэкосистеме повышенных доз рассматривае мых материалов. По мере хранения барды происходит ее обезвоживание и уве личение содержания питательных веществ.

Отличительной особенностью отходов спиртового производства является повышенная кислотность, что может создавать определенные трудности при использовании их в качестве удобрения.

В целом барда спиртовая и фугат, являющийся вторичным отходом технологического процесса производства спирта (отход переработки барды спиртовой), обладают потенциальной питательной ценностью, так как со держат азот, фосфор и калий. Данный факт обуславливает принципиальную возможность их утилизации в качестве удобрительного материала под сель скохозяйственные культуры.

Отходы предприятий, перерабатывающих молочную продукцию, и возможности их использования в сельском хозяйстве При производстве белковых молочных продуктов (творог, сыр, казеин) под воздействием температуры, а также кислот или ферментов образуются сшивки между макромолекулами и происходит свертывание (коагуляция) бел ка. Со временем происходит сращивание скоагулированных макромолекул бел ка, кристаллизация, уплотнение, сближение частиц и выпрессовывание дис персной фазы, заключенной между петлями сгустка. В процессе синерезиса белкового сгустка из него выделяется обедненный золем растворитель, называ емый сывороткой. В среднем сыворотка содержит до 48-52 % сухих веществ молока и представляет собой продукт, включающий практически все составные части молока, но в ином соотношении.

Средний состав творожной сыворотки представлен в таблице 12.

12. Средний состав творожной сыворотки, % (Войткевич А.Ф., 1988) Углеводы творожной сыворотки представлены главным образом дисаха ридом лактозой, или молочным сахаром. Лактоза состоит из остатков молекул глюкозы и галактозы, имеет свободную альдегидную группу, поэтому в раство рах проявляет редуцирующие (восстанавливающие) свойства.

Азотистые вещества сыворотки состоят из белковых и небелковых орга нических соединений. В свою очередь, белковые вещества представлены в ос новном сывороточными белками, содержание которых составляет более 90 % общего количества белков. До 10 % белков сыворотки представлены остатками казеина, в основном -казеином. Относительное содержание азотсодержащих соединений в творожной сыворотке показано в таблице 13.

13. Относительное содержание азотсодержащих фракций в различных видах творожной сыворотки (Инихов Г.С., 1986) Из небелковых азотистых веществ в сыворотке присутствуют свободные аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, пуриновые ос нования.

Кроме вышеназванных соединений, в творожной сыворотке содержится 0,05-0,45% жира. Основу липидов творожной сыворотки составляют простые глицериды, среди которых преобладают триглицериды. Кроме того, в творож ной сыворотке имеются сложные липиды – фосфолипиды, циклические липиды – стерины и свободные жирные кислоты.

Минеральные вещества представлены в сыворотке органическими (0, 0,4 %) и неорганическими (0,6-0,7 %) ионами. Состав минеральной части сыво ротки обусловлен катионами калия, натрия, магния, кальция и др., а также ани онами лимонной, фосфорной, соляной, серной, молочной и угольной кислот (табл. 14).

14.Минеральный состав зольной части творожной сыворотки (Инихов Г.С., 1986) Органические кислоты в сыворотке представлены молочной, пропионо вой, муравьиной и некоторыми другими, при этом большая часть приходится на долю молочной кислоты – до 0,7-0,8 %. За исключением лимонной, все ор ганические кислоты сыворотки являются продуктами жизнедеятельности раз личных групп микроорганизмов, развивающихся как в молоке, так и непосред ственно в сыворотке. Титруемая кислотность творожной сыворотки составляет 50-850Т, активная кислотность – 4,4 ед. pH.

Химический состав творожной сыворотки характеризует ее как богатую среду, содержащую элементы питания для микроорганизмов. Поэтому в тво рожной сыворотке чрезвычайно быстро развиваются различные группы микро организмов, происхождение которых связано как с остаточной термостойкой и термофильной микрофлорой пастеризованного молока, так и с микрофлорой заквасок, используемых при производстве творога.

Вышеперечисленные особенности химических и микробиологических свойств сыворотки обуславливают возможности ее использования в народном хозяйстве как вторичного материального ресурса. Так, наличие в молочной сы воротке легкоусвояемых белков, углеводов, минеральных веществ и витаминов оказывает существенное положительное влияние на организм человека. Еще в Древней Греции сыворотка считалась лечебным продуктом. В 1928 году было доказано, что она является действенным и безопасным средством, возбуждаю щим секрецию печени и способствующем выделению желчи.

В этот же период было доказано и эффективное мочегонное действие сы воротки. Благоприятное действие данного продукта на организм, по мнению исследователей, связано как с ее солевым составом, так и с необычным соот ношением в ней белков, жиров и углеводов. Немаловажное значение имеет наличие в ней молочной кислоты, оказывающей существенное влияние на ки шечник. В связи с этим долгое время сыворотка использовалась в основном в лечебных и пищевых целях.

Однако это было возможным лишь в период кустарного производства молочных продуктов при небольшом скоплении сыворотки у отдельных произ водителей. С развитием крупных производств, на которых наблюдается очень высокая концентрация молока, возникла серьезная проблема использования по бочных продуктов производства, в том числе сыворотки.

Возможны следующие основные способы решения проблемы обращения с данным видом отхода молокозаводов: утилизация сыворотки в экосистеме по средством сброса ее в природные водоемы или на почвы, скармливание живот ным без предварительной переработки, а также переработка сыворотки с полу чением различных продуктов. Так, возможна переработка ее на напитки, выде ление из сыворотки белков и изготовление из них пищевых продуктов и полу фабрикатов, выделение молочного сахара, сгущение и сушка для пищевых и кормовых целей, использование в качестве среды для микроорганизмов при по лучении молочной кислоты, спирта, кормовых дрожжей и других продуктов.

Одним из наиболее простых способов использования сыворотки является скармливание ее сельскохозяйственным животным. По данному вопросу еще в 60-80 годы XX века проведено значительное количество исследований и имеет ся достаточно полная информационная база. На основании обширных исследо ваний установлено однако, что увеличение привесов животных в слабой степе ни коррелирует с количеством скармливаемой сыворотки, так как с увеличени ем вводимой в рацион сыворотки степень ее использования организмом снижа ется. Большие количества сыворотки в рационах могут вести к расстройствам желудочно-кишечного тракта животных.

Кроме этого, возникают проблемы, связанные с транспортировкой, хра нением, а также необходимостью тепловой обработки сыворотки перед отправ кой на фермы, так как сыворотка из сырого молока может привести к распро странению различных инфекций. Как скоропортящийся продукт, она должна быть скормлена животному в течение ближайших 2х суток после ее получения.

Таким образом, при всей кажущейся простоте использование необрабо танной сыворотки в качестве корма сельскохозяйственным животным весьма затруднительно и может быть небезопасно для них.

С целью устранения или снижения возникающих проблем применяют не которые дополнительные способы переработки сырой сыворотки, например, ее сушку. Однако предварительная сушка сыворотки с последующим использова нием ее в кормовых и пищевых целях также сопряжена с рядом трудностей, связанных с быстрым скисанием исходного субстрата. Применение же нейтра лизаторов затрудняет процесс сушки и снижает качество готового продукта.

Имеются сведения об использовании сухой сыворотки в кормлении телят, кур-несушек, свиней. При этом установлено, что скармливание сухой сыворот ки неоправданно, так как в организме животного усваивается только 20 % ее, а остальные 80 % непроизводительно теряются. Подобное явление связано с не благоприятным сочетанием в сухой сыворотке углеводов, белков и минераль ных солей. Между тем сам процесс сушки является достаточно энергоемким.

Некоторое количество сыворотки может использоваться для производ ства лактозы, главным потребителем которой является фармацевтическая про мышленность, где ее используют для приготовления ферментационных сред при производстве антибиотиков. Однако в настоящее время появились более дешевые заменители лактозы, в связи с чем потребность в ней резко снизилась.

Кроме того, следует отметить, что для производства молочного сахара может быть использована только сыворотка, имеющая высокую доброкачественность.

В небольших количествах сыворотка применяется для приготовлении напитков, производство которых основано как на использовании сыворотки в чистом виде или с добавлением различных ингредиентов, так и на брожении лактозы с помощью молочнокислых бактерий и дрожжей. Выделенные из сы воротки белки, как одна из наиболее ценных составных частей, могут исполь зоваться в производстве плавленых и натуральных сыров, мясной, кондитер ской, хлебопекарной и других отраслях пищевой промышленности.

Таким образом, возможности использования продуктов переработки мо лочной сыворотки представляются достаточно широкими, однако сама пере работка требует введения дополнительных технологических процессов и мощ ностей на предприятиях, что в современных условиях для большинства моло козаводов является проблематичным и, как правило, неэффективным с эконо мической точки зрения.

В связи с этим для большей части молочной сыворотки возникает необ ходимость использования ее (утилизации) в качестве вторичного материаль ного ресурса в экосистеме. Причем возможны два пути утилизации: сброс сы воротки в открытые водоемы и слив ее на поверхность почвы.

Сброс сыворотки в поверхностные воды может приводить к серьезному ухудшению окислительно-восстановительных условий в природных водоемах и нарушению нормального режима их функционирования. Экологическая опас ность в данном случае связана, прежде всего, с высоким содержанием в сыво ротке органических соединений, требующих для своего окисления большого количества кислорода. Так, по некоторым данным, для окисления 1 литра сы воротки требуется 50 г кислорода (в качестве сравнения: для окисления того же количества бытовых сточных вод нужно всего 0,3 г кислорода) (Войткевич А.Ф., 1988).

В то же время внесение тех же органических соединений с сывороткой в почву не только не представляет опасности, но и при определенных условиях может благоприятно сказаться на состоянии почвенного покрова, что и поз воляет рассматривать возможность использования молочной сыворотки в аг роэкосистеме как достаточно реальную.

1. Основные направления и возможности использования в сельскохозяйствен ном производстве дефеката – отхода свеклосахарной промышленности 2. Основные направления и возможности использования в сельскохозяйствен ном производстве жома – отхода свеклосахарной промышленности 3. Основные направления и возможности использования в сельскохозяйствен ном производстве барды спиртовой – отхода производства спирта 4. Дайте обзор основных способов переработки барды спиртовой и краткую характеристику фугата 5. Отходы предприятий, перерабатывающих молочную продукцию, и возмож ности их использования в сельскохозяйственном производстве 2.1.3. Отходы химических производств Отходы различных производств весьма разнообразны по своему химиче скому составу и свойствам. Ряд из них находит применение в сельскохозяй ственном производстве. Так, в качестве удобрений традиционно используются отходы металлургической промышленности, наиболее распространенными сре ди которых являются томасшлак и мартеновский фосфатшлак.

Томасшлак – это отход, который получают при переработке железных руд, богатых фосфором. Основное количество элемента в данном отходе нахо дится в виде тетрафосфата кальция, содержание которого колеблется от 7-8 до 16-20 %. Наряду с этим, в удобрении много кремнекислого кальция, есть со единения железа, алюминия, ванадия, магния, марганца, молибдена и других элементов.

Мартеновский фосфатшлак – это отход, который образуется при произ водстве стали из чугуна. Он содержит двойную соль тетрафосфата и силиката кальция, железо, марганец, магний и другие вещества. Количество фосфора – от 8 до 12 %. Оба удобрения имеют сильнощелочную реакцию среды.

При переработке фосфорсодержащего сырья в удобрение на стадии сер нокислого разложения фосфатов в качестве отхода производства образуется фосфогипс. Он традиционно используется для мелиорации солонцовых почв.

Таким образом, опыт доказывает принципиальную возможность исполь зования отходов промышленного производства в качестве удобрений. В по следние годы поиск таких материалов особенно актуален, что связано со сле дующими аспектами:

- экономическими - поскольку отход является побочным продуктом, получа емым в технологическом процессе, затраты на его производство можно счи тать нулевыми. Если он не требует дополнительной переработки (очистки, высушивания и т.д.), то стоимость удобрительного материала на его основе может быть очень невысокой. Но даже при наличии указанных мероприятий себестоимость переработанного отхода, как правило, существенно ниже, чем стоимость промышленных минеральных удобрений. Кроме этого, обычно отходы используются на площадях, расположенных относительно недалеко от предприятия (на территории одного административного района, области), т.е. являются местным удобрительным материалом, что позволяет суще ственно снизить затраты на их перевозку и сопряженные с ней неблагопри ятные экологические последствия. Следует подчеркнуть, что стоимость удобрения в настоящее время является одним из важнейших факторов, обу славливающих спрос на него, поскольку в силу определенных экономиче ских причин сельхозтоваропроизводители в большинстве случаев находятся в сложной ситуации и не могут оплатить закупку промышленных минераль ных удобрений, что ведет к снижению эффективности растениеводства и еще более усугубляет ситуацию;

- экологическими – при частичной замене промышленных удобрений отхода ми снижается нагрузка на окружающую среду, связанная с производством первых, а также негативное воздействие, обусловленное длительным хране нием вторых;

происходит возвращение биогенных элементов в хозяйствен ный цикл и экономия природного фосфатного и калийного сырья.

Наиболее перспективным является использование фосфорсодержащих материалов, поскольку залежи фосфатного сырья, используемые для промыш ленного производства минеральных фосфорных удобрений, ограничены. Так, крупнейшая в мире сырьевая база уникальных апатитовых месторождений на Кольском полуострове может обеспечить потребности производства фосфор ных удобрений только до 2025 г. Кроме этого, имеется 250 месторождений фосфоритов, химическая переработка которых для производства растворимых фосфорных удобрений экономически нецелесообразна, но они могут быть ис пользованы для производства фосфоритной муки. В целом же известные ныне мировые запасы месторождений фосфатов весьма ограничены и истощатся в течение 75-100 лет (Ковда В.А., 1985;

Адрианов С.Н., Сушеница Б.А., 2004).

В зависимости от природно-климатических условий формирования и сте пени окультуренности почв валовое содержание фосфатов колеблется от 0,2 до 0,35 %. Через 200-300 лет запасы усвояемых растениями почвенных фосфатов могут быть полностью истощены. Если учесть, что азотное питание растений может быть существенно улучшено за счет биологического азота, а калия в почвах содержится в 20-30 раз больше, чем фосфора, то становится очевид ным, что недостаток фосфора в земледелии является главным ограничивающим фактором дальнейшего развития сельскохозяйственного производства. Уже сейчас в условиях резкого недостатка фосфора в земледелии во многих регио нах страны идут активные процессы деградации почв.

При использовании отходов в качестве фосфорных удобрений решается общебиосферная проблема: экономия и оптимизация расходования фосфатного фонда, доступного для хозяйственного освоения. В условиях ограниченности фосфатных ресурсов рациональное использование буквально каждого кило грамма данного элемента уже в настоящее время является одной из основных предпосылок для создания устойчивого развития человеческого общества.

Таким образом, все вышеизложенное позволяет констатировать, что применение отходов промышленности в качестве фосфорсодержащих удоб рительных материалов является экономически перспективным и экологически обоснованным мероприятием.

В 2006-2007 г. на кафедре агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА проводились исследования по оценке возможности использования фос форсодержащих шламовых отходов химической промышленности (предприя тия по производству средств бытовой химии ЗАО ПФК «Славянка») в качестве удобрительного материала. Характеристика шламовых отходов данного пред приятия приведена в таблице 15.

15. Показатели химического состава фосфорсодержащих шламов Массовая доля общих фосфатов Массовая доля водорастворимых При оценке химического состава предлагаемых в качестве удобритель ных материалов веществ учитывается их удобрительная ценность (общее со держание действующего вещества – в данном случае фосфатов и его раствори мость) и побочные свойства, обусловленные присутствием в отходе производ ства имеющегося балласта, что может оказать негативное влияние на рост и ка чество сельскохозяйственных культур.

Данные свидетельствуют, что общее содержание фосфатов достаточно высоко для того, чтобы признать возможное использование шламов в качестве фосфорных удобрений весьма рентабельным. Сопоставляя его с составом пред лагаемых на рынке минеральных удобрений, можно указать, что содержание фосфора в шламе № 1 ниже, чем в двойном суперфосфате (43-49 %), однако выше, чем в простом суперфосфате (20 %) и примерно равно его содержанию в фосфоритной муке.

В то же время необходимо учесть, что растворимость фосфатов в воде из шлама выше, чем из большинства промышленных фосфорных удобрениях. Это позволяет рассматривать шлам как быстродействующее удобрение, применение которого целесообразно как в основное внесение, так и в подкормку. Последняя возможна в виде раствора, что неприменимо для суперфосфата и, тем более, для практически нерастворимой в воде фосфоритной муки. Часть фосфора шлама № 1 содержится в форме, нерастворимой в воде (17,8 % от общего со держания элемента), однако в почве он может давать эффект после внесения и оказывать положительное влияние на урожайность последующих сельскохо зяйственных культур.

Шлам № 2 имеет несколько меньшую удобрительную ценность из-за бо лее низкого содержания фосфатов (около 60 % от их содержания в первом шламе). Соответственно, этот показатель меньше, чем у традиционных фос форных удобрений, что повышает себестоимость внесения. В то же время до статочно высокая доля водорастворимых форм фосфора в данном шламе (70,8%) также делает его привлекательным при рассмотрении в качестве быст родействующего удобрения.

Недостатком обоих рассматриваемых шламов является их агрегатный со став. Преобладание пылеватых фракций делает невозможным их совместное внесение в виде сухих смесей с гранулированными удобрениями (мочевина, аммиачная селитра, гранулированный хлористый калий) из-за возможности се грегации и расслаивания. В то же время непосредственно перед внесением их можно смешивать с негранулированными удобрениями: сульфатом аммония, натриевой селитрой, сернокислым калием, калийной селитрой, молотым хлори стым калием.

В составе шламов содержатся также элементы, которые могут оказать по бочное положительное или отрицательное влияние на сельскохозяйственные культуры. К элементам, которые нежелательны в составе удобрительных мате риалах, относят мышьяк, хлориды и фториды. Однако концентрация первых в рассматриваемых шламах незначительна, а хлориды и фториды легкораствори мы и вымываются за пределы почвенного профиля, не оказывая заметного вли яния на растения. При этом содержание фторидов в шламах не больше, чем в традиционных фосфорных удобрениях, а хлоридов значительно меньше, чем в хлористом калии. Содержащаяся в шламах сера является элементом, жизненно необходимым для растений и требующиеся количества ее сходны с количе ствами необходимого растениям фосфора. Нехватка вызывает ухудшение ро ста, хлороз, снижение устойчивости к неблагоприятным погодным условиям (засуха). В то же время содержание серы в других удобрениях заметно выше:

сульфат аммония содержит 24% серы, а суперфосфат – 12%.

Одной из главных характеристик минеральных удобрений является их влияние на уровень кислотности почвы. Чаще всего они обладают гидролити ческой и физиологической кислотностью, а их применение вызывает подкисле ние почв и необходимость известкования.

Исследование шламов показало, что их растворы обладают слабощелоч ной реакцией, что не приводит к подкислению почвы.

Таким образом, приведенные данные показывают достаточно высокую удобрительную ценность шламов, обусловленную высоким содержанием дей ствующего вещества, его высокой растворимостью, а также отсутствием подкисляющего эффекта, ухудшающего свойства почв.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |
 




Похожие материалы:

«i Космическое Послание Мишель Дэмаркэ Перевод с английского оригинала под заглавием Thiaoouba Prophecy Впервые опубликованным под заглавием Abduction to the 9-th planet ISBN 9 780646 159966 Верить недостаточно. Надо ЗНАТЬ. i ii Предисловие Я написал эту книгу как ответ на полученные распоряжения, которым я подчинился. Она – рассказ о событиях, которые произошли со мной лично – я утверждаю это. Я полностью отдаю себе отчет в том, что, до некоторой степени, эта необычная история будет воспринята ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный аграрный университет Л.М. Татаринцев ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ: ОСНОВЫ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА Учебное пособие Часть II Рекомендовано УМО по образованию в области землеустройства и кадастров в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 120300, 120301 – Землеустройство ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КООПЕРАЦИЯ И ИНТЕГРАЦИЯ В АПК Учебник ПЕНЗА 2005 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 40 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет Кооперация и интеграция в АПК Допущено Учебно-методическим объединением по образованию в области производственного менеджмента в ...»

«СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК Сборник статей Международной научно-практической конференции 4 марта 2014 г. Уфа РИЦ БашГУ 2014 1 УДК 00(082) ББК 65.26 С 43 Ответственный редактор: Сукиасян А.А., к.э.н., ст. преп.; СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ С 43 ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК: сборник статей Международной научно-практической конференции. 4 марта 2014 г.: / отв. ред. А.А. Сукиасян. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. – 100 с. ISBN 978-5-7477-3496-8 Настоящий сборник ...»

«Белгородский государственный технологический университет имени В.Г.Шухова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени акад.М.Ф.Решетнева Харьковская государственная академия физической культуры Харьковский национальный педагогический университет имени Г.С.Сковороды Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени П.Василенко Харьковская государственная академия дизайна и искусств ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СПОРТИВНЫХ ИГР И ЕДИНОБОРСТВ В ВЫСШИХ ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова И.А. Самофалова СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ Учебное пособие Пермь 2012 УДК 631.442 ББК Самофалова, И.А. Современные проблемы классификации почв: учебное пособие. / И.А. Самофалова; М-во с.-х. РФ, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь: Изд-во ...»

«1 Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен Москва 2009 2 ББК Рецензенты: доктор биологических наук профессор С.Н.Чуков доктор биологических наук профессор Д.Л.Пинский Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета почвове- дения МГУ им. М.В.Ломоносова в качестве учебного пособия для сту дентов, обучающихся по специальности 020701и направлению 020700 – Почвоведение Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Южный федеральный университет Научный совет по изучению, охране и рациональному использованию животного мира opnakel{ on)bemmni gnnknchh МАТЕРИАЛЫ XVI ВСЕРОССИСКОГО СОВЕЩАНИЯ ПО ПОЧВЕННОЙ ЗООЛОГИИ (4–7 октября 2011 г., Ростов-на-Дону) Москва–Ростов-на-Дону 2011 УДК 502:591.524.21 Проблемы почвенной зоологии (Материалы XVI Всероссийского совещания по почвенной зоологии). Под ред. Б.Р. Стригановой. Мос ква: Т-во ...»

«ВВЕДЕНИЕ От пушных зверей получают как основную, так и побочную продукцию. Основной товарной продукцией является шкурка, а побочной — жир, мясо и пух-линька. Шкурки идут на пошив изделий, мясо — в корм птице и свиньям, а также зверям, пред назначенным для забоя, жир — в корм зверям и на техничес кие нужды, а пух-линька— на производство фетра и других изделий. От всех пушных зверей получают еще и навоз, кото рый после соответствующей бактериологической обработки можно с успехом использовать в ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ СИСТЕМА ВЕДЕНИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ НА 2014-2020 ГОДЫ Ростов-на-Дону 2013 УДК 636 ББК 45/46 С 55 Система ведения животноводства Ростовской области на 2014-2020 годы разработана учеными ДонГАУ, АЧГАА, ВНИИЭиН, СКНИИМЭСХ и СКЗНИВИ по заказу Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области (государственный контракт №90 от 12.04.2013 г.). Авторский коллектив: Раздел 1. – Илларионова Н.Ф., Кайдалов ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КУЛЬТУРА, НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ МАТЕРИАЛЫ V МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ Гродно УО ГГАУ 2011 УДК [008+001+37] (476) ББК 71 К 90 Редакционная коллегия: Л.Л. Мельникова, П.К. Банцевич, В.В. Барабаш, И.В. Бусько, В.В. Голубович, С.Г. Павочка, А.Г. Радюк, Н.А. Рыбак Рецензенты: доктор философских наук, профессор Ч.С. Кирвель; кандидат ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Дальневосточный федеральный университет Школа естественных наук ДАЛЬНИЙ ВОСТОК РОССИИ:   ГЕОГРАФИЯ, ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЯ, ГЕОЭКОЛОГИЯ  (К Всемирному дню Земли) Материалы XI региональной научно-практической конференции Владивосток, 23 апреля 2012 г. Владивосток Издательский дом Дальневосточного федерального университета 2013 УДК 551.579+911.2+911.3(571.6) Д15 Д15 Дальний Восток России: география, гидрометеорология, геоэкология : материалы XI ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник статей Выпуск 38 Новочеркасск 2007 1 УДК 631.587 ББК 41.9 П 78 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: В.Н. Щедрин (ответственный редактор), Г.Т. Балакай, В.Я. Бочкарев, Ю.М. Косиченко, Т.П. Андреева (секретарь) РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.И. Ольгаренко – заведующий кафедрой эксплуатации ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник статей Выпуск 41 Новочеркасск 2009 УДК 631.587 ББК 41.9 П 78 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: В.Н. Щедрин (ответственный редактор), С.М. Васильев, Г.Т. Балакай, Т.П. Андреева (секретарь) РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.И. Ольгаренко – заведующий кафедрой Эксплуатация мелиоративных ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник статей Выпуск 40 Часть I Новочеркасск 2008 УДК 631.587 ББК 41.9 П 78 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: В.Н. Щедрин (ответственный редактор), Ю.М. Косичен ко, С.М. Васильев, Г.Т. Балакай, Т.П. Андреева (секретарь) РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.И. Ольгаренко – заведующий кафедрой ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное научное учреждение РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ (ФГНУ РосНИИПМ) ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник статей Выпуск 39 Часть II Новочеркасск 2008 УДК 631.587 ББК 41.9 П 78 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: В.Н. Щедрин (ответственный редактор), С.М. Васильев, Г.Т. Балакай, Т.П. Андреева (секретарь) РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.И. Ольгаренко – заведующий кафедрой Эксплуатация ...»

«23 - 24 мая 2012 года Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина В МИРЕ НАУЧНЫХ научно-практическая конференция ОТКРЫТИЙ Всероссийская студенческая Том III Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина Всероссийская студенческая научно-практическая конференция В МИРЕ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ Том III Материалы ...»

«23 - 24 мая 2012 года Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина В МИРЕ научно-практическая конференция НАУЧНЫХ Всероссийская студенческая ОТКРЫТИЙ Том I Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина Всероссийская студенческая научно-практическая конференция В МИРЕ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ Том I Материалы ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Министерство образования Республики Башкортостан Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Башкирский государственный аграрный университет Совет молодых ученых университета СТУДЕНТ И АГРАРНАЯ НАУКА Материалы VI Всероссийской студенческой конференции (28-29 марта 2012 г.) Уфа Башкирский ГАУ 2012 УДК 63 ББК 4 С 75 Ответственный за выпуск: председатель совета молодых ученых, канд. ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.