Новые удобрения на основе отходов промышленности и сельского хозяйства
Конспект теории
Нетрадиционные удобрения – удобрения, которые приготовлены из нетрадиционного местного сырья или нетрадиционным способом. Использование крупнотоннажных отходов и некоторых видов малоиспользуемого сырья для производства нетрадиционных удобрений и мелиорирующих средств позволяет одновременно решить следующие задачи (Орлов, Садовникова, 1996): - утилизация крупнотоннажных отходов; - повышение плодородия почв или их мелиорация; - повышение занятости населения при утилизации отходов и переработке некоторых видов сырья.
Основные достоинства удобрений, приготовленных на основе крупнотоннажных отходов или некоторых видов сырья:
- большое количество органических веществ в составе (сходны с почвенным гумусом);
- хорошо связывают катионы и анионы;
- повышают буферную способность почвы благодаря высокому содержанию и большому набору функциональных групп;
- обеспечивают эффективные протекторные свойства.
К нетрадиционным удобрениям относят:
- осадки сточных вод; - активный ил;
- твердые бытовые отходы и компосты на их основе;
- древесную кору и опилки; - удобрения на основе лигнина; - промышленные отходы;
- гуматы;
- вермикомпосты.
Осадки сточных вод содержат органические и неорганические вещества в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях. В осадке сточных вод содержатся патогенные микроорганизмы и токсичные элементы (тяжелые металлы).
Поэтому перед утилизацией необходимо их обеззараживание негашеной известью. Полученный продукт может быть использован как удобрение и мелиорант кислых почв. Осадки сточных вод являются более сильным агентом, влияющим на свойства почвы, чем навоз и минеральные удобрения. Они влияют на обменную и гидролитическую кислотность, приводят к накоплению подвижных соединений фосфора.
К сожалению, осадок сточных вод имеет несбалансированный состав основных элементов питания, а также содержит токсичные элементы или вещества. Поэтому наибольшая урожайность сельскохозяйственных культур при использовании осадка сточных вод может быть получена при добавлении к нему минеральных удобрений для компенсации несбалансированности по питательным элементам и торфа для нейтрализации токсических веществ. Активный ил образуется в результате биологической очистки осадков сточных вод различного происхождения (стоки промышленных предприятий, отходы животноводства) и представлен микробной биомассой, смешанной с различными веществами, состав которых определен видом производства. Активные илы промышленных предприятий содержат значительное количество элементов питания – азота, фосфора, калия, кальция и магния, не уступая по этим показателям традиционным органическим удобрениям. Однако они могут иметь избыточные количества тяжелых металлов, содержание и состав которых определяются особенностями производства. Поэтому в случае применения активного ила в качестве органического удобрения необходимо следовать тем же требованиям и экологическим нормативам, как и для осадков сточных вод.
Крупные свинокомплексы России дают до 400 т активного ила в день. Одним из способов утилизации активных илов в качестве удобрений является компостирование с соломой и добавками азота, фосфора и калия. Твердые бытовые отходы содержат большое количество органического вещества, влаги, некоторых элементов питания.
Основным недостатком твердых бытовых отходов является наличие болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов, примесей тяжелых металлов. При утилизации твердых бытовых отходов обязательным условием является их компостирование. Древесная кора и опилки. Переработка отходов предприятий лесной промышленности является перспективным направлением получения новых видов органо-минеральных удобрений, включающим приготовление коровых компостов и мульчи.
В отличие от описанных выше органических материалов, древесная кора и опилки содержат меньше вредных компонентов – патогенных микроорганизмов, тяжелых металлов. Главное условие, необходимое для соблюдения экологической безопасности при использовании древесной коры и опилок, их компостирование с азот- и фосфор-содержащими добавками в течение 2-4 месяцев.
Гидролизный лигнин представляет собой твердый остаток после обработки древесины серной кислотой в процессе гидролизного производства (Ульянова, 2009). Исходные свойства гидролизного лигнина не позволяют применять его напрямую как удобрение. Его можно использовать как технологический компонент для приготовления компостов – лигнопометных, лигнонавозных или лигноторфяных.
Лигноудобрения оказывают положительное влияние на химические свойства почв: снижается гидролитическая кислотность, увеличиваются содержание обменных катионов, емкость катионного обмена и буферность почв. Наиболее существенное влияние лигноудобрений на гумусное состояние почв: гумус приобретает более гуматный характер. Промышленные отходы (шлаки, зола каменного угля, фосфогипс, цементная пыль) используются в качестве удобрений и мелиорантов. Предпринимаются попытки переработки отходов промышленности в удобрения. Недостатком отходов промышленности, сдерживающим их применение, является наличие загрязняющих веществ. Гуматы получают из бурого угля, торфа, каустобиолитов. Они являются экологически чистыми удобрениями или физиологически активными веществами, за исключением тех видов, которые получают из бурых углей, природно обогащенных тяжелыми металлами. Доказано положительное влияние различных гуматов как органических удобрений на гумусное состояние, водно-физические свойства, кислотно-основной режим, урожайность сельскохозяйственных культур, а также их мелиорирующий эффект, особенно на почвах, содержащих высокие количества тяжелых металлов или радионуклиды.
Вермикомпосты. Переработка специальными видами червей (красный калифорнийский гибрид и др.) отходов биотехнологической промышленности, бытовых отходов, навоза, птичьего помета приобрела в последние годы значительные размеры.
Преимущества вермикомпостирования по сравнению с другими видами биоконверсии органических отходов: - ускоренная дезодорация отходов производства; - отсутствие необходимости принудительной аэрации и перемешивания субстратов на протяжении всего периода компостирования; - ускорение минерализации органического материала в 2-5 раз; - обеззараживание компоста (снижение содержания патогенных бактерий и семян сорняков); - увеличение гомогенности конечного продукта.
Высокое содержание в вермикомпостах макро- и микроэлементов, физиологически активных соединений способствует повышению урожайности и качества продукции.
Задание
1. Изучите современную учебную и научную литературу по технологии приготовления нетрадиционных удобрений и мелиорантов и их применению в сельском хозяйстве.
2. Подготовьте к семинару доклад и презентацию
Вопросы семинара
1. Органическое и минеральное сырье для приготовления нетрадиционных удобрений.
2. Основные направления утилизации осадков сточных вод.
3. Применение компостов на основе осадков сточных вод в сельском хозяйстве.
4. Технологии получения удобрений на основе активного ила.
5. Применение активного ила в качестве удобрения.
6. Твердые бытовые отходы: состав, свойства и применение в сельском хозяйстве.
7. Технологии приготовления нетрадиционных удобрений на основе древесной коры.
8. Применение удобрений на основе древесной коры в сельском хозяйстве.
9. Технологии приготовления нетрадиционных удобрений на основе опилок.
10. Применение опилок в качестве удобрений.
11. Технологии приготовления нетрадиционных удобрений на основе гидролизного лигнина.
12. Применение удобрений на основе гидролизного лигнина в сельском хозяйстве.
13. Промышленные отходы как удобрения и мелиоранты.
14. Отходы угольной промышленности: технологии получения нетрадиционных удобрений и биостимуляторов роста на их основе.
15. Применение гуматов в сельском хозяйстве.
16. Технологии вермикомпостирования.
17. Субстраты для вермикомпостирования.
18. Применение вермикомпостов в сельском хозяйстве.
Достарыңызбен бөлісу: |