УДК 631.86.97
Гнидюк В.С.,
Переробка органічних відходів птахофабрик і тваринницьких комплексів методом біологічної ферментації.
Висвітлено результати досліджень по розробці технологій біологічної ферментації органічних відходів птахофабрик і тваринницьких комплексів в органічні добрива «Біопроферм» і їх вплив на агрохімічні властивості та мікробіологію грунтів і продуктивність с/г культур.
Ключові слова: органічні добрива, біоферментація, урожайність, екологія.
Deals with the results of research on the development of biological technology fermentation of organic waste and poultry breeding complex in organic waste poultry and livestock facilities.
Keywords: biofermentation, organic wastes, yield, ecology.
Проблема надійного захисту навколишнього середовища від забруднення відходами сільського господарства – пташиним послідом, стічними водами і іншими відходами птахофабрик, гноєм і відходами тваринницьких комплексів являється головною проблемою практично для всіх регіонів України.
Такий стан в найблищий час може призвести до екологічної катастрофи, до забруднення територій господарств і прилеглих районів, в той же час в господарствах катастрофічно погіршується родючість грунтів, а органічні добрива залишаються основними факторами підвищення їх родючості.
В даний час існує велика різноманітність технологічних схем компостування, переважна більшість яких базується на аеробній біологічній переробці органічних відходів, зокрема побудовані заводи по виробництву органічних добрив методом біологічної ферментації в США, Росії та в Західній Європі.(1,4)
Однак, враховуючи кліматичні умови, особливості сировинної бази, організаційно-господарські та економічні умови України, технології біологічної ферментації органічних відходів, які існують в США та інших країнах, потребують удосконалення до конкретних умов України.
Особливої актуальності набуває еколого-агрономічне обґрунтування ефективних способів переробки органічних відходів тваринницьких комплексів і птахофабрик методами біологічної ферментації.
На основі проведених на протязі 2006-2010 років експериментальних і виробничих досліджень розроблено, запатентовано (отримано 9 патентів) і впроваджено в п’ятьох областях України технологію переробки органічних відходів агропромислового комплексу методом біологічної ферментації в органічні добрива нового покоління «Біопроферм», «Біопроферм-Поділля», «Біоактив» і розроблено технологію їх застосування в технологіях вирощування сільськогосподарських культур, хмелю, садах і виноградниках.
Поставлене завдання реалізовано у науково-виробничій системі для отримання органічних добрив «Біопроферм», «Біопроферм-Поділля», «Біоактив», яка містить функціонально узгоджену технологічну лінію, що включає лабораторію, автоматизовану систему управління технологічним процесом, блок біоферментаторів з площадкою для змішування компонентів, з приміщеннями для просіювання, фасування і зберігання готової продукції, приладами для контролю вологості, температури, вмісту кисню під час ферментації.
Враховуючи кліматичні умови та особливості сировинної бази, організаційно-господарські та економічні умови, нами підібрані різні види стінових конструкцій ферментаторів, комплекс машин та обладнання і варіанти технологічного процесу ферментації різних органічних відходів. Автоматизована система управління технологічним процесом забезпечує можливість, через відповідне технологічне обладнання, управляти в автоматичному режимі технологічним процесом від завантаження сировиною блоку ферментаторів та ініціювання процесу ферментації і до її повного завершення.
В основі технології закладений природний бактеріально-термофільний процес, який для свого проходження не вимагає жодних хімічних добавок і мікробіологічних культур. В технологічному обладнанні (бокс ферментації) практично не змінюється вологість і маса завантаженої суміші, не виділяються і не викидаються шкідливі гази, не витікають забруднюючі речовини. Керування процесом забезпечує пастеризацію продукту, знешкоджується сальмонела, патогенна мікрофлора, пестициди, насіння і шкідники. Кінцевий продукт є повністю безпечним з екологічної точки зору.
Нашими дослідженнями підтверджено результати досліджень М.Ковальова, О.Ляшенка та М.Лінник, що при дотриманні оптимальної вологості найкраще ферментація проходить у мезофільній стадії при температурі 30-40 0С, у мезофільно-термофільній – при температурі 40-50 0С і термофільній при температурі 50-70 0С.
Проведеними дослідженнями щодо впливу вологості субстрату на процеси ферментації встановлено, що процес ферментації проходив при вологості субстрату 50-75%.
Внесення органічного добрива «Біопроферм-4» призводило до зниження кислотності ґрунту, позитивно впливає на поживний режим грунту. Наприклад «Біопроферм» збільшував вміст рухомих форм NPK у важкосугинковому дерновому грунті пропорційно до кількості внесених поживних речовин. Із збільшенням дози від 3 до 10 т/га суттєво збільшується і вміст поживних речовин у грунті.
Проаналізовано кількісний і якісний склад мікроорганізмів для характеристики важкосуглинкового дернового грунту при використанні органічного добрива «Біопроферм».
Найкращим показником мікробіологічної активності відрізнявся варіант із внесенням органічних добрив «Біопроферм-4» в нормі 10 т/га; кількість мікроорганізмів при цьому була вищою в 1,2-1,6 рази, ніж на контролі.
Переважаючими мікроорганізмами у важкосуглинковому дерновому грунті є бактерії, питома вага яких складала 93,2-95,0%. Актиноміцети займають друге місце, їх вміст коливався в межах 3,0-5,2%. Гриби – найменш чисельна група, їх питома вага знаходилась в межах від 1,6 до 1,9%.
Збільшення норм внесення органічних добрив «Біопроферм» призвело не тільки до збільшення чисельності мікроорганізмів, але і змінило їх якісний склад. Питома вага грибів знизилась на 0,7-1,13%, при цьому доля бактерій збільшилась на 0,6-1,4%, а актиноміцетів – на 0,3-0,4%.
На протязі 2007-2010 років нами проведені дослідження щодо ефективності застосування органічних добрив «Біопроферм» при внесенні під озиму пшеницю сорту «Поліська 90». Результати досліджень показали, що органічні добрива «Біопроферм-1,2,3,4» при внесенні їх під озиму пшеницю в дозах 3-10 т/га забезпечили приріст урожайності в середньому 1,78-2,84 т/га.
Аналіз економічної ефективності застосування органічних добрив «Біопроферм-1,2,3,4» в технології вирощування озимої пшениці показав доцільність їх використання. Найбільший чистий прибуток і рівень рентабельності отримано при внесенні в передпосівну культивацію 6-10 тонн/га. Чистий прибуток становив 2681,2-3300,2 грн./га, рівень рентабельності – 44,4-76,9 %.
За результатами проведених досліджень органічні добрива нового покоління «Біопроферм», «Біоактив» Держхімкомісія Мінекоприроди дозволила їх використання в технологіях вирощування сільськогосподарських культур.
Впровадження технології переробки органічних відходів птахофабрик і тваринницьких комплексів методом прискореної біологічної ферментації має велике екологічне значення, а саме: при біологічній ферментації проходить повна утилізація всіх мінеральних хімічних речовин, які находяться в органічних відходах (аміак, нітрати, сірководень, залишки пестицидів і ін.), вони переводяться в органічну масу бактерій. Крім того, процес ферментації дозволяє повністю знищити в компості насіння бур‘янів, що дає можливість при внесенні “Біопроферму” в грунт знизити кількість пестицидів; до мінімуму зменшити забруднення води, повітря, грунту.
З метою підвищення родючості грунтів, охорони довкілля на тваринницьких комплексах та птахофабриках України рекомендуємо будувати цехи (фабрики) по виробництву органічних добрив нового покоління «Біопроферм», «Біопроферм-Поділля», «Біоактив» методом прискореної біологічної ферментації з органічних відходів, для цього слід впроваджувати розроблені нами технологічні карти біоферментаційних процесів по переробці гною ВРХ, свиней, пташиного посліду, соломи і інших рослинних рештків, органічних відходів переробних підприємств, ставкового мулу, осаду очисних споруд, тирси та ін.
Література
1. Ковалев Н.Г. Отчет о выполнении программы сотрудничества ВНИИМЗ ВРО ВАСХНИЛ и фирмы «Биоферм» США в области переработки органического сырья в удобрения, кормовые добавки и подкормку для скота / Н.Г. Ковалев, Б.М. Малинин, И.Н. Глазков. – Калинин, 1989. –51 с.
2. Линник Н.К. Технология ускоренного приготовления экологически чистых торфокомпостов на базе смесителя-аэратора / Н.К. Линник, В.А. Ярощук // Биоконверсия отходов народного хозяйства и охрана окружающей среды : ІІ междунар. конгресс: тезисы докл. - Ивано-Франковск, 1992. - С.94-97.
3. Лінник М.К., Ляшенко О.О. Технологія прискореного компостування органічних відходів //Вісник аграрної науки.-1999,-№10.-с.56-58.
4. Хмыров В.Д. Экспериментальные исследования процесса распределения воздуха в компостируемой массе / В.Д. Хмыров // Проблемы агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства: сб. науч. тр. ГНУ ВНИИМС. – Рязань, 2006. – С. 150–154.