В природе вещество и энергия за счет взаимосвязанных замкнутых циклов используются исключительно эффективно и практически безотходно. Отходы одного процесса является сырьем для другого природного процесса. Напротив, в процессе техногенеза и, в частности в агропромышленном производстве, образуется огромное количество отходов.
Во многих странах в среднем количество отходов приходящегося на одного человека в год в аграрном секторе составляет от 1200 до 7000 кг/чел. Многие из них, не найдя применение, переводятся из пассивной формы в активную вредную для человека или животных форму.
Цель работы. В целом процесс переработки органических отходов с использованием называется вермикомпостированием, а полученный продукт – вермикомпостом, или биогумусом. Характерной чертой этой биотехнологии является возможность переработки красным калифорнийским червем широкого ассортимента органических отходов: птичий помет, осадки очистных сооружений, отходы сельскохозяйственного и перерабатывающих производств.
Вермитехнология – система организационно-технических мероприятий по культивированию дождевых компостных червей на разных субстратах в конкретных экологических условиях, обработке и применению копролита и биомассы червей в сельском хозяйстве. Это новое направление сельскохозяйственной науки. Ее применение позволяет повышать продуктивность, экологическую устойчивость и саморегулирующую способность агроэкосистем. В мировой литературе вермитехнологию рассматривают как элемент экологически чистого сельскохозяйственного производства.
Вермитехнология имеет два направления:
– вермикультивирование, при котором размножают дождевых компостных червей или получают их биомассу;
– вермикомпостирование, главной целью которого является экологически безопасная переработка различных органических отходов и получение массы экскрементов дождевых компостных червей – копролита (биогумуса, вермикомпоста) – ценного органического удобрения [1].
Проблема массовой утилизации сельскохозяйственных отходов возникла всего лишь несколько десятилетий назад. До этого отходы сельского хозяйства не доставляли особых хлопот. Экстенсивное животноводство, малые размеры сельскохозяйственных предприятий и их рассредоточенность не требовали создания специальных технологий по утилизации или переработке, например, навоза и птичьего помета. Эти отходы без всякой подготовки использовались на полях в качестве местного органического удобрения, поскольку негативные последствия их применения в этом качестве не были известны землепользователю. Подобная ситуация явилась одной из причин отставания в развитии рациональных, экономически эффективных и безопасных технологий по утилизации отходов, их переработке, обеззараживанию и широкому использованию получаемых из них полезных продуктов.
Перевод животноводства на промышленную основу с большой концентрацией животных и птиц и интенсификацией производства превратил животноводческие хозяйства и птицефабрики в опасные источники загрязнения агроэкосистем. Количество отходов резко возросло, а технологии их переработки практически не разрабатывались. В отечественной научной, научно-производственной литературе до последнего времени практически отсутствуют публикации, содержащие рекомендации по технологиям обезвреживания и обеззараживания сельскохозяйственных отходов, их переработке и получению из них полезных товарных продуктов.
Как известно, непосредственное использование отходов в качестве удобрений или для других целей не соответствуют требованиям Министерства здравоохранения республики, как по содержанию примесей токсичных химических веществ, по содержанию патогенных агентов – бактерий группы кишечной палочки и энтеробактерий, включая сальмонеллы, агентов-паразитов – яиц и жизнеспособных личинок гельминтов, цист кишечных патогенных простейших, так и по наличию личинок и куколок синантропных мух очень вредных для человека. В связи с этим необходимо создание условий для ускоренного созревания, обеззараживания и консервирования. Только при определенном температурном режиме биоконверсии можно избавиться от выше указанных негативов. Продукты утилизации отходов после такой обработки могут безвредно использоваться для различных производственных целей и обеспечат выращивание безопасной пищевой продукции [2].
Птичий помет - сильное и быстродействующее органическое удобрение, но в свежем виде он чрезвычайно токсичен и способен вызвать ожоги у растений и гибель. Сырой птичий помет содержит 1,5-2,5% азота, 1-2% фосфора и около 1% калия. По химическому составу он в 3-4 раза богаче, чем навоз крупного рогатого скота.
Таблица 1 – Химический состав птичьего помета
Химический состав птичьего помета, %, согласно: |
|||||||
Помет |
H2O |
P2O5 |
K2O |
CaO |
MgO |
SO3 |
|
Куриный |
56 |
1,6 |
1,5 |
0,8 |
2,4 |
0,7 |
0,4 |
Утиный |
70 |
0,7 |
0,9 |
0,6 |
1,1 |
0,2 |
0,3 |
Гусиный |
76 |
0,5 |
0,5 |
0,9 |
0,8 |
0,2 |
0,1 |
Таблица2– Состав различных видов подстилочного помета
Состав различных видов подстилочного помета при 40% влажности (% на сырое вещество), согласно: |
|||
Вид подстилки |
P2O5 |
K2O |
|
Торф |
2,22 |
2,00 |
0,78 |
Опилки |
1,60 |
1,40 |
0,62 |
Торф и солома |
2,15 |
1,65 |
0,68 |
Солома |
2,10 |
1,60 |
0,85 |
Колебания в содержании питательных веществ видимо связано от вида и состава используемых птицам кормов. Среднее количество, получаемого птичьего помета от одной курицы в птицефабриках в пределах в среднем 6-7 кг в год. Все питательные вещества в птичьем помете находятся в концентрированной усвояемой форме. Азот в основном в птичьем помете представлен в виде мочевой кислоты. При хранении на основе следующих реакций мочевая кислота C5H4N4O3 превращается вначале в мочевину CO(NH2)2, а затем в карбонат аммония (NH4)2CO3, который далее распадается до аммиака, углекислого газа и воды:
C5H4N4O3 + O + H2O = C4H6N4O3 (аллантоин или глиоксилдиуреид) + CO2
C5H4N4O3 + H2O = 2CO(NH2)2 + HCOCOOH (глиоксиловая кислота)
CO(NH2)2 + 2H2O = (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 = 2NH3 + CO2 + H2O
При неправильном хранении главным источником потерь азота является последняя реакция. С целью уменьшения потерь азота необходимо создание условий для адсорбции аммиака. Это можно осуществить, ускоряя разложение птичьего помета, например, с использованием пероксида кальция. По мере разложения в птичьем помете образуются органические кислоты и перегнойные вещества, обладающие высокой емкостью поглощения[4].
При всех достоинствах у куриных отходов есть огромный минус – это очень концентрированное средство, превращающееся при неправильном приготовлении в оружие массового поражения для корневой системы. Поэтому абсолютно неправильно использовать свежесобранное сырье, не прошедшее процесс компостирования на протяжении как минимум двух-трех месяцев. Переработка птичьего помета в удобрение происходит следующим образом:
На пол птичника устанавливаются поддоны для сбора сырья, наполненные опилками или торфом.
В затененном уголке участка организовывается место для компостной кучи.
На кучу слоями укладывается помет, кухонные органические отходы, скошенная зелень.
Компостная куча периодически увлажняется и перемешивается.
Минералы и микроэлементы особенно важны растениям в периоды активной вегетации, т.е. последние весенние и первый летний месяцы. Как удобрение для клубники, картофелья, перец и томаты принято поливать настоем из помета (на 1,5 ведра воды один литр свежего сырья), разведенным до цвета слабой чайной заварки. Компост добавляют в посадочные ямки при посадке цветов, плодовых и декоративных кустарников, смешивая с землей и торфом [3].
Литература
Игонин А. М.Как повысить плодородие почвы в десятки раз с помощью дождевых червей. – Маркетинг, 2000.
Лысенко В.П. Проблема утилизации не существует в природе // Птицеводство. —2012. — № 2. — С. 48–50.
Лысенко В.П. Экономическая оценка экологического ущерба от загрязнения птичьим пометом // Птицеводство. — 2010. —№ 12 . — С. 45–47.
Лысенко В.П., Фисинин В.И. и др. Технологии и технические средства по переработке помета на птицефабриках. — М., 2011. — 295 с.