Россия входит в пятерку ведущих стран по объемам заготовки древесины – 214 млн. куб.м в год. Только в Восточной Сибири ежегодно вырубается около 16 млн. куб.м спелой древесины (преимущественно сосны), которая используется лесоперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и гидролизной промышленностью или экспортируется. При этом полезно используется только половина заготовленной древесины. Следовательно, в результате деятельности предприятий ЛПК ежегодно образуется около 68-74 млн. куб.м древесных отходов, и лишь 48-58% из них перерабатывается.
Государственная политика и ужесточение экологических норм требуют современных подходов к обращению с производственными отходами. Ужесточение наказаний за несоблюдение экологических норм заставляет деревообрабатывающие предприятия увеличивать бюджет на утилизацию отходов, представляющую собой сложный и дорогой процесс. Повсеместно распространенное складирование опилок недопустимо, т.к. они создают высокую пожароопасность, прежде всего за счет способности к самовозгоранию. Следовательно, утилизация опилок представляет собой сложный и дорогой процесс, снижение затрат на который приведет к значительной экономии средств владельцев лесопилок.
Применение древесных опилок в качестве органического субстрата имеет свои положительные и отрицательные стороны. С одной стороны, опилки дают хороший мульчирующий эффект. С другой стороны, лигноцеллюлозное сырье обладает большой способностью к физическому и химическому поглощению минеральных веществ из-за наличия функциональных групп и большой поверхностной активности частиц. К тому же свежие опилки крайне бедны основными биогенными элементами. Так, в них полностью отсутствует фосфор, калий, гуминовые кислоты, а количество азота варьирует от следовых значений до 0.2%. При высокой доле органического вещества, процент золы составляет всего 2-3%, что дает высокое соотношение С:N. Свежие опилки обладают низкой емкостью катионного обмена и не способны эффективно поглощать основания, однако имеют высокую гидролитическую кислотность. Изначально низкий рН в процессе хранения скачкообразно понижается до 3-3.5. Следовательно, для использования опилок в виде удобрения необходима их переработка.
Наиболее удобным способом является микробное компостирование. Древесные опилки широко используются как субстрат для приготовления компостов как в России, так и за рубежом. Однако, чаще всего древесные опилки используются лишь как небольшая часть в смеси различных органических субстратов. Компостирование же смесей, в которых доля опилок составляет не менее 90%, практически не проводится.
В Иркутском институте химии им. А.Е. Фаворского СО РАН разработан способ ускоренного компостирования древесных опилок с применением специально подобранной композиции дереворазрушающих грибов, позволяющий использовать органический моносубстрат (древесные опилки) с минеральными добавками и гашеной известью для нейтрализации опилок [Пат. RU 2 701 942 C1, 2019].
Технология основана на активном действии разработанной ассоциации непатогенных микроорганизмов, участвующих в биотрансформации и гумификации возобновляемого растительного сырья. Введение микробной ассоциации позволяет интенсифицировать процесс и улучшить качество готового продукта. Предложенный способ производства удобрения дает возможность использовать некондиционные опилки низкого качества или лежалые опилки без какой-либо предварительной обработки в неограниченном количестве. Компостирование осуществляется в буртах на открытых площадках в течение теплого времени года (апрель-октябрь). В настоящее время технология апробирована в различных регионах России, на опилках различных пород древесины. Максимальное количество опилок, одномоментно вводимых в компостирование по данной технологии – 3000 м3.
Продукт микробной трансформации (биогумус) не токсичен, пожаро- и взрыво-безопасен, не содержит тяжелых металлов и патогенных микроорганизмов. Производимое по этой технологии удобрение, имеющее в своей основе древесные опилки, независимо от состава субстрата, времени и места компостирования, стабильно по составу и основным агрохимическим показателям (рис. 1). Удобрение содержит азот, фосфор, калий в легко усваиваемой растениями форме и в хорошо сбалансированном виде. Эти вещества, а также гуминовые кислоты, входящие в состав удобрения, будут обеспечивать эффективный рост и развитие растений в течение вегетационного периода. Полученное удобрение сопоставимо с верховым торфом по основным агрохимическим показателям, но превосходит таковой по содержанию подвижных форм основных биогенных элементов. рН, близкий к нейтральному, также является преимуществом компоста, как и отсутствие семян сорняков и фитопатогенов.
С использованием полученного биогумуса проводили вегетационные опыты по выращиванию различных растений: картофель, декоративные культуры, сеянцы хвойных пород деревьев. Развитие всех исследованных сельскохозяйственных культур ускорялось, особенно заметно увеличение корневой части растения. Проведение полевых опытов на компосте было ограничено определением урожайности картофеля. Повышение урожайности достигало 40-50% при внесении компоста 0.2 кг в лунку перед посадкой или в почву из расчета 1 кг/м2.
Интересный аспект применения полученного продукта – использование для выращивания сеянцев хвойных растений с закрытой корневой системой. Растения лишь слегка (на 10-15%) отстают от сеянцев, выращенных на специально подготовленном субстрате фирмы «Велторф», но формируют плотную, хорошо развитую корневую систему, не уступающую контролю. Продукт также можно использовать в качестве субстрата для рассады и горшечных растений (рис. 2). Единственное ограничение – в смеси не должно быть более трети нашего субстрата.
Государственная политика и ужесточение экологических норм требуют современных подходов к обращению с производственными отходами. Ужесточение наказаний за несоблюдение экологических норм заставляет деревообрабатывающие предприятия увеличивать бюджет на утилизацию отходов, представляющую собой сложный и дорогой процесс. Повсеместно распространенное складирование опилок недопустимо, т.к. они создают высокую пожароопасность, прежде всего за счет способности к самовозгоранию. Следовательно, утилизация опилок представляет собой сложный и дорогой процесс, снижение затрат на который приведет к значительной экономии средств владельцев лесопилок.
Применение древесных опилок в качестве органического субстрата имеет свои положительные и отрицательные стороны. С одной стороны, опилки дают хороший мульчирующий эффект. С другой стороны, лигноцеллюлозное сырье обладает большой способностью к физическому и химическому поглощению минеральных веществ из-за наличия функциональных групп и большой поверхностной активности частиц. К тому же свежие опилки крайне бедны основными биогенными элементами. Так, в них полностью отсутствует фосфор, калий, гуминовые кислоты, а количество азота варьирует от следовых значений до 0.2%. При высокой доле органического вещества, процент золы составляет всего 2-3%, что дает высокое соотношение С:N. Свежие опилки обладают низкой емкостью катионного обмена и не способны эффективно поглощать основания, однако имеют высокую гидролитическую кислотность. Изначально низкий рН в процессе хранения скачкообразно понижается до 3-3.5. Следовательно, для использования опилок в виде удобрения необходима их переработка.
Наиболее удобным способом является микробное компостирование. Древесные опилки широко используются как субстрат для приготовления компостов как в России, так и за рубежом. Однако, чаще всего древесные опилки используются лишь как небольшая часть в смеси различных органических субстратов. Компостирование же смесей, в которых доля опилок составляет не менее 90%, практически не проводится.
В Иркутском институте химии им. А.Е. Фаворского СО РАН разработан способ ускоренного компостирования древесных опилок с применением специально подобранной композиции дереворазрушающих грибов, позволяющий использовать органический моносубстрат (древесные опилки) с минеральными добавками и гашеной известью для нейтрализации опилок [Пат. RU 2 701 942 C1, 2019].
Технология основана на активном действии разработанной ассоциации непатогенных микроорганизмов, участвующих в биотрансформации и гумификации возобновляемого растительного сырья. Введение микробной ассоциации позволяет интенсифицировать процесс и улучшить качество готового продукта. Предложенный способ производства удобрения дает возможность использовать некондиционные опилки низкого качества или лежалые опилки без какой-либо предварительной обработки в неограниченном количестве. Компостирование осуществляется в буртах на открытых площадках в течение теплого времени года (апрель-октябрь). В настоящее время технология апробирована в различных регионах России, на опилках различных пород древесины. Максимальное количество опилок, одномоментно вводимых в компостирование по данной технологии – 3000 м3.
Продукт микробной трансформации (биогумус) не токсичен, пожаро- и взрыво-безопасен, не содержит тяжелых металлов и патогенных микроорганизмов. Производимое по этой технологии удобрение, имеющее в своей основе древесные опилки, независимо от состава субстрата, времени и места компостирования, стабильно по составу и основным агрохимическим показателям (рис. 1). Удобрение содержит азот, фосфор, калий в легко усваиваемой растениями форме и в хорошо сбалансированном виде. Эти вещества, а также гуминовые кислоты, входящие в состав удобрения, будут обеспечивать эффективный рост и развитие растений в течение вегетационного периода. Полученное удобрение сопоставимо с верховым торфом по основным агрохимическим показателям, но превосходит таковой по содержанию подвижных форм основных биогенных элементов. рН, близкий к нейтральному, также является преимуществом компоста, как и отсутствие семян сорняков и фитопатогенов.
С использованием полученного биогумуса проводили вегетационные опыты по выращиванию различных растений: картофель, декоративные культуры, сеянцы хвойных пород деревьев. Развитие всех исследованных сельскохозяйственных культур ускорялось, особенно заметно увеличение корневой части растения. Проведение полевых опытов на компосте было ограничено определением урожайности картофеля. Повышение урожайности достигало 40-50% при внесении компоста 0.2 кг в лунку перед посадкой или в почву из расчета 1 кг/м2.
Интересный аспект применения полученного продукта – использование для выращивания сеянцев хвойных растений с закрытой корневой системой. Растения лишь слегка (на 10-15%) отстают от сеянцев, выращенных на специально подготовленном субстрате фирмы «Велторф», но формируют плотную, хорошо развитую корневую систему, не уступающую контролю. Продукт также можно использовать в качестве субстрата для рассады и горшечных растений (рис. 2). Единственное ограничение – в смеси не должно быть более трети нашего субстрата.
Рис. 2 Рассада цветов
Таким образом, на основе древесных опилок можно сформировать полноценный продукт (биогумус), который способствует росту растений, а также улучшает структуру почвы.
Автор: Беловежец Л.А., доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экологической биотехнологии Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН.
Автор: Беловежец Л.А., доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экологической биотехнологии Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН.