Введение
Одной из острых современных проблем является утилизация органических отходов, которые при накоплении служат источником реальной экологической опасности для населения. При переработке многотоннажных отходов производства преимущественно используют технологии, включающие физические методы воздействия на сырье, высокотемпературные режимы с применением большого количества тепловой и электрической энергии. Такие технологии, в определенной степени перерабатывая одни органические отходы, образуют новые, порой более опасные для окружающей природной среды. Поэтому при выборе технологии утилизации вопросы экологической безопасности имеют приоритетное значение.
К отходам птицеводства относят птичий помет, кишки, мясо, тушки, кости, кожу, перо, пух, скорлупу и др. В статье рассматриваются органические отходы животного происхождения, которые образуются на предприятиях при забое птицы (пух, перо). Отходы промышленного животноводства и особенно птицеводства сильно загрязняют окружающую среду. Во многих странах действуют общегосударственные и региональные программы по уменьшению отрицательного действия этих отходов на природу. В традиционном земледелии одним из способов переработки органических отходов является их компостирование в разных условиях с применением (или без использования) различного рода установок или же путем внесения дополнительных компонентов, ускоряющих процесс разложения.
Основным белком производных покровных тканей животных и птиц является кератин, в связи с чем такие отходы называют кератинсодержащим сырьем, причем его количество доходит до 55–87 %. Эти виды сырья отличаются большой устойчивостью к воздействию внешних факторов, механической прочностью, а также эластичностью (под действием нагревания).
Кератинсодержащее сырье представляет собой важный источник для получения ценных белковых продуктов, так как в его состав входит полный набор аминокислот, в том числе большое количество незаменимых. Однако высокая концентрация в таком сырье трудноусвояемых белков в виде коллагена, кератина и других им подобных соединений обусловливает создание специальных методов переработки. Ввиду того что в кератинсодержащем сырье превалирует белок кератин, возникает необходимость разрушения дисульфидных связей, затрудняющих сушку и измельчение материала.
Переработка кератинсодержащих отходов возможна двумя путями: получение костной муки, идущей на корм сельскохозяйственным животным, и компостирование. Однако, на сегодняшний день приемы компостирования отработаны для навоза и растительных остатков, а компостирование пухо-перовых отходов (ППО) практически не изучено.
Утилизация отходов пуха методом компостирования в полевых условиях, проведенная в нашем эксперименте, показала крайне слабую степень разложения пуха. Для рациональной утилизации данного вида отходов нами был разработан способ получения компоста для сельского хозяйства.
Материалы и методы
Опыты по установлению наиболее оптимальных методов разложения пухо-перовой крошки проводились на серых лесных почвах агробиостанции Курского государственного университета. Отходы пуха перемешивались с почвой и мелиорантами и загружались в яму размером 2 х 2 х 0,6м. Дно ямы устилали полиэтиленовой плёнкой, сверху яму прикрывали соломой.
Было заложено 8 вариантов компостов, и в качестве контрольного варианта исследовалась серая лесная почва (вариант 0): на каждые 10 единиц массы почвы добавляли 1 единицу массы пуха (1):
● Вариант 1 - контроль (0) - серая лесная почва;
● Вариант 2 - (1) + 5% CaO (негашеная известь);
● Вариант 3 - (1) + 8 единиц массы навоза;
● Вариант 4 - (1) + 10% селитры;
● Вариант 5 - (1) + 5% CaO + 8 единиц массы навоза;
● Вариант 6 - (1) + 5% CaO + 10% селитры;
● Вариант 7 - (1) + 8 единиц массы навоза + 10% селитры;
●Вариант 8 - (1) + 8 единиц массы навоза + 10% селитры + 5% CaO.
CaO (негашеная известь) и селитра брались в процентах от массы пухо-перовой крошки. Добавление почвы в соотношении 1:10 позволяет равномерно распределить пухо-перовую крошку между почвенными агрегатами. При соотношении меньшем, чем 1:10, образуются комковатые скопления, поскольку при одинаковой массе пух занимает в 8-15 раз больший объем, чем почва. При влажности почвы более 18-20% затрудняется процесс перемешивания отходов с почвой. При хорошем равномерном перемешивании пуха и почвы, почвенные частицы поглощают высвобождающиеся в процессе компостирования соединения азота, предотвращая его воздушные потери. Применение бесподстилочного навоза или помета необходимо для запуска процессов микробной ферментации.
Выводы
Изучение динамики содержания биогенных элементов (C, N, P) в компостах, приготовленных на основе пухо-перовых отходов, показало, что в данных органических компостах содержится большое количество азота (11-12%), при содержании его в навозе около 0,5%. После 5-месячного компостирования были отобраны образцы компостов на анализ. Данные по физико-химическим свойствам полученных компостов представлены в таблицах 1 и 2.
Одной из острых современных проблем является утилизация органических отходов, которые при накоплении служат источником реальной экологической опасности для населения. При переработке многотоннажных отходов производства преимущественно используют технологии, включающие физические методы воздействия на сырье, высокотемпературные режимы с применением большого количества тепловой и электрической энергии. Такие технологии, в определенной степени перерабатывая одни органические отходы, образуют новые, порой более опасные для окружающей природной среды. Поэтому при выборе технологии утилизации вопросы экологической безопасности имеют приоритетное значение.
К отходам птицеводства относят птичий помет, кишки, мясо, тушки, кости, кожу, перо, пух, скорлупу и др. В статье рассматриваются органические отходы животного происхождения, которые образуются на предприятиях при забое птицы (пух, перо). Отходы промышленного животноводства и особенно птицеводства сильно загрязняют окружающую среду. Во многих странах действуют общегосударственные и региональные программы по уменьшению отрицательного действия этих отходов на природу. В традиционном земледелии одним из способов переработки органических отходов является их компостирование в разных условиях с применением (или без использования) различного рода установок или же путем внесения дополнительных компонентов, ускоряющих процесс разложения.
Основным белком производных покровных тканей животных и птиц является кератин, в связи с чем такие отходы называют кератинсодержащим сырьем, причем его количество доходит до 55–87 %. Эти виды сырья отличаются большой устойчивостью к воздействию внешних факторов, механической прочностью, а также эластичностью (под действием нагревания).
Кератинсодержащее сырье представляет собой важный источник для получения ценных белковых продуктов, так как в его состав входит полный набор аминокислот, в том числе большое количество незаменимых. Однако высокая концентрация в таком сырье трудноусвояемых белков в виде коллагена, кератина и других им подобных соединений обусловливает создание специальных методов переработки. Ввиду того что в кератинсодержащем сырье превалирует белок кератин, возникает необходимость разрушения дисульфидных связей, затрудняющих сушку и измельчение материала.
Переработка кератинсодержащих отходов возможна двумя путями: получение костной муки, идущей на корм сельскохозяйственным животным, и компостирование. Однако, на сегодняшний день приемы компостирования отработаны для навоза и растительных остатков, а компостирование пухо-перовых отходов (ППО) практически не изучено.
Утилизация отходов пуха методом компостирования в полевых условиях, проведенная в нашем эксперименте, показала крайне слабую степень разложения пуха. Для рациональной утилизации данного вида отходов нами был разработан способ получения компоста для сельского хозяйства.
Материалы и методы
Опыты по установлению наиболее оптимальных методов разложения пухо-перовой крошки проводились на серых лесных почвах агробиостанции Курского государственного университета. Отходы пуха перемешивались с почвой и мелиорантами и загружались в яму размером 2 х 2 х 0,6м. Дно ямы устилали полиэтиленовой плёнкой, сверху яму прикрывали соломой.
Было заложено 8 вариантов компостов, и в качестве контрольного варианта исследовалась серая лесная почва (вариант 0): на каждые 10 единиц массы почвы добавляли 1 единицу массы пуха (1):
● Вариант 1 - контроль (0) - серая лесная почва;
● Вариант 2 - (1) + 5% CaO (негашеная известь);
● Вариант 3 - (1) + 8 единиц массы навоза;
● Вариант 4 - (1) + 10% селитры;
● Вариант 5 - (1) + 5% CaO + 8 единиц массы навоза;
● Вариант 6 - (1) + 5% CaO + 10% селитры;
● Вариант 7 - (1) + 8 единиц массы навоза + 10% селитры;
●Вариант 8 - (1) + 8 единиц массы навоза + 10% селитры + 5% CaO.
CaO (негашеная известь) и селитра брались в процентах от массы пухо-перовой крошки. Добавление почвы в соотношении 1:10 позволяет равномерно распределить пухо-перовую крошку между почвенными агрегатами. При соотношении меньшем, чем 1:10, образуются комковатые скопления, поскольку при одинаковой массе пух занимает в 8-15 раз больший объем, чем почва. При влажности почвы более 18-20% затрудняется процесс перемешивания отходов с почвой. При хорошем равномерном перемешивании пуха и почвы, почвенные частицы поглощают высвобождающиеся в процессе компостирования соединения азота, предотвращая его воздушные потери. Применение бесподстилочного навоза или помета необходимо для запуска процессов микробной ферментации.
Выводы
Изучение динамики содержания биогенных элементов (C, N, P) в компостах, приготовленных на основе пухо-перовых отходов, показало, что в данных органических компостах содержится большое количество азота (11-12%), при содержании его в навозе около 0,5%. После 5-месячного компостирования были отобраны образцы компостов на анализ. Данные по физико-химическим свойствам полученных компостов представлены в таблицах 1 и 2.
Установлено, что применение извести в составе компостов плавно сдвигает реакцию среды в сторону подщелачивания, а с добавлением аммиачной селитры компосты имеют кислую реакцию. Следует отметить, что данный вид пухо-перового сырья при компостировании разлагается со значительным пополнением щелочногидролизуемого азота (в 2 раза больше, чем в контроле). Таким образом, при постепенном разложении пухо-перовой крошки почва будет обогащаться подвижными формами питательных элементов (табл. 1 и 2). При компостировании пухо-перовых отходов высвобождается большое количество минеральных форм азота: нитратного (7,65-42,91 мг/100 г почвы) и аммонийного (0,24-2,11 мг/100 г почвы), увеличивается содержание подвижных форм фосфора и калия. Внесение навоза несколько увеличивает процентное содержание гумуса по сравнению с вариантами без добавления органического удобрения.
В компостах на основе ППО изменяется состав лабильных фракций органического вещества: отмечается возрастание содержания лабильных гуминовых кислот в 2–3 раза (диаграмма 1).
В компостах на основе ППО изменяется состав лабильных фракций органического вещества: отмечается возрастание содержания лабильных гуминовых кислот в 2–3 раза (диаграмма 1).
Диаграмма 1. Содержание лабильных гуминовых кислот в трех вариантах опыта
Необходимо отметить 5-й вариант, где наблюдается резкое увеличение количества нитратного азота при прочих незначительных изменениях. Положительным также является постепенное накопление гумуса, что лишний раз подтверждает интенсивность деятельности живых организмов, участвующих в разложении.
Во всех вариантах с добавлением селитры (варианты 4, 6, 7, 8) за двухлетний период компостирования наблюдается кислая реакция среды, что является недопустимым фактором для использования данных вариантов с целью получения удобрения.
Наиболее благоприятные свойства, в том числе по кислотности, имел компост 5 варианта (1 единица массы пуха + 10 единиц массы почвы + 5% CaO + 8 единиц массы навоза), который выделен нами как оптимальный.
Итак, в ходе исследований было установлено значительное влияние ППО на изменение физико-химических характеристик серых лесных почв, как в полевых, так и в лабораторных условиях. Характер изменений зависит также от внесения дополнительных компонентов и меняется с течением времени. Кроме того, в результате компостирования получается органическое удобрение с высоким содержанием макро- и микроэлементов для повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. В результате применения данной технологии урожайность клубней картофеля повысилась на 40 ц/га, ячменя - на 3 ц/га.
Автор: Проценко Елена Петровна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВО «Курский государственный университет»
Соавтор: Балабина Наталья Андреевна, к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории экомониторинга ФГБОУ ВО «Курский государственный университет»
Во всех вариантах с добавлением селитры (варианты 4, 6, 7, 8) за двухлетний период компостирования наблюдается кислая реакция среды, что является недопустимым фактором для использования данных вариантов с целью получения удобрения.
Наиболее благоприятные свойства, в том числе по кислотности, имел компост 5 варианта (1 единица массы пуха + 10 единиц массы почвы + 5% CaO + 8 единиц массы навоза), который выделен нами как оптимальный.
Итак, в ходе исследований было установлено значительное влияние ППО на изменение физико-химических характеристик серых лесных почв, как в полевых, так и в лабораторных условиях. Характер изменений зависит также от внесения дополнительных компонентов и меняется с течением времени. Кроме того, в результате компостирования получается органическое удобрение с высоким содержанием макро- и микроэлементов для повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. В результате применения данной технологии урожайность клубней картофеля повысилась на 40 ц/га, ячменя - на 3 ц/га.
Автор: Проценко Елена Петровна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВО «Курский государственный университет»
Соавтор: Балабина Наталья Андреевна, к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории экомониторинга ФГБОУ ВО «Курский государственный университет»