УДК 606.631.87, 602.3:595
ПРОБЛЕМЫ КОМПОСТИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ
САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
А. Е. Кузнецов, к. б. н.,
старший преподаватель,
Курский государственный университет,
kaf-ecolbiol@yandex.ru,
А. А. Проценко, к. б. н., доцент, докторант,
МСХА им. К. А. Тимирязева,
protselena@yandex.ru,
Е. П. Проценко, д. б. н., профессор,
kaf-ecolbiol@yandex.ru,
И. П. Балабина, к. б. н., доцент,
kaf-ecolbiol@yandex.ru,
Н. В. Ермакова, к. х. н., доцент,
natslavna@mail.ru,
Н. В. Никитина, студентка,
kaf-ecolbiol@yandex.ru,
Курский государственный университет
Объем сырья и вспомогательных материалов в сахарном производстве в несколько раз превышает объем готовой продукции. Доля переработки вторичных сырьевых ресурсов слишком низка, а разработка экологически безопасных способов утилизации и переработки отходов решается преимущественно за счет средств сахарных заводов. Наиболее перспективно использование таких отходов сахарного производства, как свекловичный жом и фильтрационный осадок. Исследована возможность их применения в качестве экологически безопасного органического удобрения в сельском хозяйстве. Подтверждена более эффективная всхожесть семян и достоверная прибавка длины проростков и корешков при внесении дефеката совместно со свежим жомом, в отличие от варианта с применением кислого жома. Показана эффективность компоста, полученного из жома и фильтрационного осадка, использованного совместно с минеральным удобрением.
The amount of raw and auxiliary materials in sugar production is several times higher than that of the ready product. The share of processing of secondary raw material resources is too low, and the development of ecologically safe methods of waste utilization and recycling is mainly performed at the expense of sugar mills. The utilization of beet pulp and filter sediment is the most perspective. The possibility of their use as an ecologically safe organic fertilizer in agriculture is studied. The more effective germinating ability of seeds and the reliable gain in sprouts and roots length is confirmed in case of the use of mud with fresh pulp, in the case of sour beet pulp use the results are not the same. The efficiency of compost made of beet pulp and filter sediment used together with a mineral fertilizer is shown.
Ключевые слова: свекловичный жом, фильтрационный осадок, компостирование, жомодефе-катный компост, вторичные сырьевые ресурсы, отходы свеклосахарного производства.
Keywords: sugar-beet pulp, filter sediment, composting, pulp-mud compost, second raw material resources, sugar-beet industry waste.
Введение. Предприятия по производству сахара являются промышленными объектами, влияющими на экологическую обстановку близлежащих территорий, в результате чего природные комплексы частично или полностью утрачивают свои прежние характеристики. Объем сырья и вспомогательных материалов в сахарном производстве в несколько раз превышает объем готовой продукции. По данным Росстата в 2014 г. в России производство сахара-песка увеличилось до 5,213 млн т, а согласно Госпрограмме развития сельского хозяйства [1], к 2020 г. планируется увеличение производства свекловичного сахара до 5,4 млн т. Это приведет и к увеличению отходов и побочных продуктов производства.
Доля переработки вторичных сырьевых ресурсов слишком низка, а разработка экологически безопасных способов утилизации и переработки отходов решается преимущественно за счет средств сахарных заводов. Внутренний рынок реализации продуктов переработки вторсырья свеклосахарного производства по-прежнему остается малоразвитым, поэтому Россия является заметным экспортером мелассы, жома и т. д.
Учитывая растущие объемы образующихся отходов и их негативное влияние на биообъекты на прилегающей к сахарному заводу территории, положительной тенденцией будет увеличение доли вовлечения отходов, содержащих значительное количество ценных компонентов, в хозяйственную деятельность в виде вторичного сырья.
Обсуждение полученных материалов. Наиболее перспективно использование таких отходов сахарного производства, как свекловичный жом (образуется до 83 % к массе переработанной свеклы при выходе сахара 12 %), фильтрационный осадок (10—12 %), меласса (5,0—5,5 %).
Отходы свеклосахарного производства, в частности жом и фильтрационный осадок, обладают благоприятным сочетанием всех показателей, необходимых для функционирования агроэкосистем. Они содержат пектиновые ве-
щества, клетчатку, белок, минеральные вещества, различные микроэлементы [2].
Исследованиями было установлено [3], что жом и фильтрационный осадок содержат довольно значительное количество азота, фосфора и калия (табл. 1).
Кроме того, жом — отличный источник органических веществ и может способствовать повышению содержания гумуса в почвах, в то время как фильтрационный осадок содержит ряд минеральных веществ, необходимых для нормального роста и развития растений.
Одним из решений утилизации жома и фильтрационного осадка является производство экологически безопасного органического удобрения. Учитывая, что жом имеет кислую реакцию, а фильтрационный осадок — щелочную, совместное их использование в определенной пропорции позволяет решить проблему нарушения кислотно-щелочного баланса почв.
Эксперимент (мелкоделяночный опыт) по установлению эффективности применения отходов сахарного производства в качестве удобрения проводился на черноземе типичном с содержанием гумуса 4,57 % и гидролитической кислотностью 2,52 мг-экв/100 г, с содержанием подвижного фосфора — 130 мг/кг и обменного калия — 80 мг/кг. Размер делянок 2 на 2 м. Результаты эксперимента отражены в табл. 2.
Всхожесть семян и длина проростков при применении жома и дефеката достоверно увеличивались. Наибольшая длина (в среднем 104 мм) отмечалась в варианте внесения дефе-ката с жомом (вариант 1). В данном варианте показатель увеличивался на 9 мм по сравнению с контролем, это является достоверным увеличением, что подтверждается величиной наименьшей существенной разности — НСР05 (табл. 2). Длина корешков в отличие от длины проростков изменялась не столь значительно, но, тем не менее, по сравнению с контрольным вариантом наблюдалась небольшая прибавка.
Применение отходов свеклосахарного производства благоприятно воздействовало на качество всходов изучаемой культуры, увеличивая все исследуемые показатели, такие как: всхожесть, длина проростков и длина корешков.
Исследованию также была подвергнута возможность использования в составе удобрения кислого жома. Изучение токсичности жома, потерявшего потребительские для кормопроизводства свойства, отбирали непосредственно рядом с жомовой линией Золотухинского са-
харного завода. Результаты воздействия кислого жома и дефеката на культуру приведены в табл. 3.
Образец жома подвергся уксуснокислому и маслянокислому брожению. Как следует из табл. 2, происходит достоверное снижение всех показателей продуктивности при внесении кислого жома.
Как следует из табл. 2, применение кислого жома в качестве компонента органического удобрения статистически достоверно не повлияло на качество всходов, главным образом, из-за высокого варьирования внутри вариантов, однако есть тенденция к некоторому ухудшению таких показателей, как всхожесть и длина проростков.
Таблица 1 Содержание элементов в жоме и фильтрационном осадке
Жом Фильтрационный
осадок
Азот общий, % 1,47 0,67
Калий общий (К2О), % 0,74 0,67
Фосфор общий (Р2О5), % 0,51 0,48
Примечание: приведено содержание минеральных веществ в пересчете на сухое вещество.
Таблица 2 Влияние применения отходов сахарного производства на качество всходов ячменя сорта «Скарлетт»
Внесение удобрений Всхожесть, % Длина проростков, мм Длина корешков, мм
Контроль 87 95 74
Почва + дефекат + свежий жом 92 104 77
НСР05 2,3 2,0 2,2
Таблица 3
Воздействие дефеката и кислого жома на качество всходов ячменя сорта «Скарлетт»
№ делянки Содержание варианта Всхожесть, % Длина проростков, мм Длина корешков, мм
1 Контроль (почва) 85,6 85,3 75,0
2 Дефекат и жом, 50 % 82,3 83,7 77,0
почва, 50 %
НСР05 4,0 2,6 2,2
Таким образом, экспериментально установлена возможность применения в составе органического удобрения свекловичного жома и фильтрационного осадка — отходов свеклосахарного производства, что подтвердилось при проведении полевых исследований.
Полевой опыт (табл. 4) был заложен в ООО «Хлебороб» Золотухинского района Курской области, в опыте использовали компост, подготовленный по авторской технологии [4]. Почва опытного поля — чернозем типичный имеет благоприятные физико-химические и агрофизические свойства [5]. Дозы минеральных удобрений в опыте использовались, принятые для зоны под данные культуры. Минеральные удобрения способствуют более быстрому разложению органической массы жома.
Компост вносили после уборки озимой пшеницы под осеннюю обработку одновременно с внесением минеральных удобрений под сахарную свеклу. Под культуру ячменя после уборки сахарной свеклы компост не вносился, то есть воздействие компоста изучалось в последействии. В таблице представлены средние для каждого варианта значения урожайности пивоваренного ячменя сорта «Скарлет» и сахарной свеклы сорта Льговская 137.
Как следует из табл. 4, доза компоста 10 т/га в сочетании с минеральными удобрениями дает максимальную прибавку урожая сахарной свеклы, причем как двойная, так и одинарная доза удобрений дают с учетом НСР05, практически одинаковый эффект (при-
бавка 10,7—12,0 т/га). При внесении 20 т/га компоста (без внесения минеральных удобрений и при 1 дозе минеральных удобрений) сахарная свекла не дала достоверной прибавки урожая по сравнению с контролем, за исключением варианта внесения двойной дозы удобрений, где она составила 39,0 т/га. Зависимость урожайности сахарной свеклы от доз компоста и минеральных удобрений выражается уравнением квадратичной регрессии:
У = 36,4 + 12,7Х1 + 2,9Х2 - 6,9(Х1)2 при И2 = 85,8 и V = 0,01,
где У — урожай сахарной свеклы, т/га; Х1 — дозы компоста (0; 10 т/га; 20 т/га); Х2 — дозы минеральных удобрений: 0 — без удобрений;
1 — ^0Р90К90; 2 — ^180Р18
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.