|
Переработка органоминеральных отходов почвенными организмами в экочерноземы и почвенные растворы – центральное звено Хомобиотического оборота (ХБО) Постановка задачи Хомобиотический оборот – это оборот биогенных веществ энергии и информации, направляемый человеком разумным. Упрощенно это означает, что животноводство, растениеводство и переработка отходов должны быть объединены. Центральным звеном ХБО как раз и является переработка отходов почвенными организмами. Несмотря на то, что принципы ХБО едины, технологии ХБО специфичны для каждого конкретного случая, и разработка Технического Задания (ТЗ) является первым шагом разработки региональных технологий ХБО. Сегодня ведется разработка технологий для специализированного крупнотоннажного производства переработки органических отходов в экочерноземы для разных регионов РФ. В 2003 году НИПТИ «Агропромпрогресс» были произведены исследования наличия и состава органических отходов и определены наиболее эффективные способы их переработки. Выявлена острая необходимость в разработке технологии для специализированного крупнотоннажного производства переработки этих отходов. Установлено, что наиболее экологически и экономически обоснованным является переработка органических отходов в экочерноземы. Переработка органических отходов в экочерноземы производится с помощью комплексной культуры черноземообразующих организмов, в состав которых входит дождевой червь. Применение полученного на базе переработки органических отходов экочернозема для выращивания растительной продукции не только повышает урожайность, но и позволяет улучшить качество растительной продукции, увеличивая содержание жизненно важных микроэлементов и биологически активных веществ в продуктах питания. Черноземы — самые продуктивные земли из всех известных на Земле. Проведенные в начале ХХ века исследования показали со статистической достоверностью отсутствие некоторых системных заболеваний у жителей черноземной полосы. Высокая продуктивность черноземов объясняется тем, что чернозем, как среда обитания почвенных организмов, является наиболее комфортной для почвенной флоры и фауны. Ещё в 1949 году М. С. Гиляров своей монографии — «Особенности почвы как среды обитания и её значение в эволюции насекомых» -показал, что жизнь почвенной флоры и фауны тесно связана со структурой почв. Почва очень сложная среда. В ней играют роль размер частиц, соотношение частиц разного размера, агрегирование частиц и многое другое. Промежутки между твердыми частицами почвы и их агрегатами заполнены водой и воздухом. Соотношение жидкой и газовой фазами в различных почвах меняется в зависимости от сезона и погодных условий. При влажности меньшей определенного уровня воздух в почве не содержит водяных паров, и растение начинает увядать. Из этого следует, что растение является точным индикатором наличия в почвенных газах паров воды. Следовательно, под покровом растительности потери воды почвенными беспозвоночными практически отсутствуют (даже в пустынях). Многие группы животных с кожным дыханием чувствительны к высыханию и могут жить только в почве. Общая поверхность микрокапель, капилляров и пор между твердыми частицами почвы столь велика, что позволяет сосуществовать огромному количеству микроскопических и мелких животных. Именно зернистая структура чернозема сделала возможным сосуществование такого огромного разнообразия почвенных организмов. Именно зернистая структура чернозема позволяет перерабатывать огромные количества поступающей в почву органики. Чернозем — самый эффективный биореактор, предназначенный для переработки органики. Подсчитано, что количество бактерий и микроскопических грибов, которое имеется на одном гектаре в пятнадцатисантиметровом слое хорошо удобренной почвы по своему метаболитическому потенциалу равно метаболитическому потенциалу нескольких десятков тысяч человек! На единицу произведенной «продукции» в почве, как среде обитания, воды и энергии расходуется намного меньше, чем в других средах обитания — воздушной или водной. В почвах идет постоянный обмен веществами, энергией и информацией между всеми Царствами природы. Для нас особо важен обмен веществ между живым и минеральным Царствами. Значение почвенной флоры и фауны в процессах роста растений особенно ярко показала Ф. Ю. Гельцер. Она первой описала механизм взаиморегуляции растений и микроорганизмов. В своей блистательной работе «Симбиоз с микроорганизмами — основа жизни растений» (М: МСХА 1990) Гельцер доказала обязательность участия микроорганизмов в системе питания растений и предложила признать растения симбиотрофами (от греч.simbiosis — сожительство, trophe — питание). Таким образом, поняв суть процессов плодородия, мы получили возможность изготавливать чернозем в искусственных условиях. Теперь необходимо процессы изготовления чернозема перевести на промышленный уровень. Разрабатываемые агроэкотехнологии предусматривают изготовление экочерноземов при совместной переработке малоплодородных материнских почв, полученных, к примеру, из котлованов при строительстве г. Москвы, и органических отходов. Городские органические отходы в количествах, измеряемых миллионами тонн, поступают на полигоны (свалки) или через городскую канализацию поступают на очистные сооружения г. Москвы. Основными органическими отходами являются: бытовые отходы, в т. ч. пищевые отходы, отходы пищевых производств, отходы при переработке древесины, отходы при очистке города и городских парков от поваленных деревьев, озерный ил, фекалии, избыточный ил очистных сооружений, отходы овощехранилищ и т. п. Переработка органических отходов значительно снизит интенсивность работы полигонов и очистных сооружений и принесет прибыль городу. Экочерноземы отличаются от всех других искусственных и естественных грунтов тем, что: - содержат все необходимые для жизнедеятельности микроэлементы в усваиваемом для растений виде;
- имеют водопрочную структуру, обеспечивающую оптимальный водно-воздушный режим питания растений;
- заселены устойчивым сообществом почвенных организмов, не позволяющим развиваться патогенным организмам;
- содержат не менее 10% гумуса, что обеспечивает растения полноценным питанием;
- содержат микрофлору, обеспечивающую минеральное питание растений (разложение гумуса, а также извлечение микроэлементов из материнской почвы).
1-й этап ХБО – Техническое Задание (ТЗ) На уровне ТЗ определяются 1. Линейка компонентов сырья 2. Линейка товарной продукции. 3. Основные технологические процессы 4. Площади отапливаемых помещений 5. Площади площадок с твердым покрытием 6. Основное оборудование 7. Нестандартное оборудование 8. Техно-экономическое обоснование организации переработки. Экологическая и этическая необходимость организации такого рода производств не вызывает сомнения. Сырьем для производства экочерноземов являются: - навоз, помет, фекалии
- осадки сточных вод и избыточный ил очистных сооружений
- малоплодородная почва
- животноводческие и растениеводческие отходы
- пищевые отходы
- отходы переработки деревопереработки
- прочие отходы
В процессе работы необходимо определить нижеследующие технологические параметры: - оптимальные соотношения компонентов в составе экочерноземов;
- оптимальные условия содержания сообщества черноземообразующих микроорганизмов на 1-й фазе — компостирование, компостирование производится исключительно в мезофильном режиме, оптимизация состава комплекса черноземообразующих микроорганизмов;
- оптимальные условия заселения субстратов сообществом черноземообразующих организмов, содержащих культуру дождевого червя;
- оптимальные условия содержания культуры черноземообразующих организмов до получения зрелого чернозема
Технологические параметры необходимо разрабатывать двухстадийно – 1-я стадия: адаптация сообщества черноземообразующих организмов к конкретным органоминеральным субстратам, обучение биотехнологов, «разгон» стада технологического червя, вначале для работы в емкостях 20–30 литров (немеханизированное производство), а затем и в емкостях 400–600 литров. В результате завершения работ 1 этапа должны быть апробированы оптимальные микробиологические препараты, содержащие жизнеспособные почвенные микроорганизмы для проведения ускоренного компостирования в мезофильном режиме. Компостирование в термофильном режиме при изготовлении черноземов недопустимо, так как идет выброс углекислого газа в атмосферу, а это означает не только загрязнение атмосферы, но и потерю органического вещества почвы, и потерю черноземообразующей микрофлоры. В результате завершения работ 1 этапа должна быть определена технологическая схема и рецептура биокомпостирования. Конечным товарным продуктом первого этапа является - Культура черноземообразующих микроорганизмов Содержание органического вещества от 40% Массовая доля питательных веществ на абсолютно сухое вещество не менее: азота общего – более 3%, фосфора общего – 2%, калия общего – 2% Культура черноземообразующих микроорганизмов предназначена для: - восстановления структуры, микрофлоры и плодородия почв
- стимуляции роста и развития растений, повышения урожайности
- профилактики бактериальных, грибковых и раковых заболеваний растений
Способ применения: Весна: Внесение удобрений в почву с последующим перемешиванием. Овощные: – в лунки по 10?15г., в рядки по 25?50г. на погонный метр. Ягодные: – в посадочные ямы по 200?300г. Фруктовые: – в посадочные ямы по 500?700г. Весна и лето: Подкормка овощных, ягодных, фруктовых культур приготовленным раствором (400?500г. удобрений на 8?10 л. воды). Овощные: 0,5?0,7 л. раствора на растение, 3?5 раз за сезон. Ягодные: 5?10л. на куст, 3?5 раз за период май-июль. Фруктовые: 10?20л. на одно дерево, 3?4 раза за период май – июнь Осень: для улучшения плодородия почвы — равномерное внесение удобрений на почву с последующей перекопкой 5?10 кг. на одну сотку. Цветы: Жидкая подкормка для цветов: 1ст. ложка на 0,5 л. воды (применять не чаще одного раза в месяц). Сухая подкормка для цветов: 1 чайная ложка на 1 кг. почвы (применять не чаще одного раза в месяц). Подготовка почвы под рассаду: 50г. на 1 кг. почвы. Использование культуры черноземообразующих организмов не требует применения минеральных удобрений Для приготовления жидкой подкормки желательно использование вместо воды раствора микробиологического удобрения «Культура черноземообразующих микроорганизмов» в соответствии с инструкцией. Класс опасности – 4. Не относится к взрывоопасным веществам. Самовозгорание исключено. При попадании в глаза или на кожу промыть водой. Работать в резиновых перчатках. Транспортировка возможна всеми видами транспорта. Хранить в местах, недоступных для детей и животных, при температуре от 5 до 250 С. Не хранить в холодильнике. Рассыпанный биокомпост собрать и использовать по назначению. Пакет следует утилизировать с мусором. |
