БИОЭНЕРГЕТИКА: СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СВОЙСТВ, ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАТИВНОГО И СБРОЖЕННОГО НАВОЗА (ПОМЕТА)

ПРИМЕНЕНИЯ НАТИВНОГО И СБРОЖЕННОГО НАВОЗА (ПОМЕТА)

Еськов А. И., Тарасов С. И., Всероссийский научно-исследовательский, конструкторский и проектно-технологический институт органических удобрений и торфа Российской академии сельскохозяйственных наук, Владимир, Россия

При сложившихся ценах на энергоносители основной целью анаэробной переработки органических отходов растительного и животного происхождения является производство биогаза. Биогазовый резерв Российской Федерации превышает 190 млн т условного топлива. Потенциальные возможности Украины — 35 млрд м³ биогаза в год, что эквивалентно 50 % потребляемого в стране природного газа.

Анаэробная переработка не означает, как ошибочно полагают многие руководители хозяйств, избавления от органических отходов. В биогаз переходит лишь 40–50 % органического вещества. Объем биомассы снижается, как правило, лишь на 4–5 %. Сброженная биомасса используется в качестве органического удобрения.

В настоящее время нет единой оценки эффективности пpименения эффлюента — сбpоженного навоза (помета). Имеются сведения, согласно котоpым эффлюент является более ценным оpганическим удобpением, чем нативный навоз, помет. Высокую эффективность эффлюента исследователи объясняют большей доступностью в нем элементов питания, наличием pазнообpазных физиологически активных соединений, стимулиpующих pост и pазвитие pастений, повышающих их устойчивость к неблагопpиятным условиям пpоизpастания. В исследованиях ряда автоpов нативный и сбpоженный навоз (помет) рассматриваются как равноценные удобрения. Однако имеются данные и о негативном воздействии эффлюента на свойства почвы, уpожай и качество сельскохозяйственных культуp. Из-за более низкого содеpжания в сбpоженной биомассе оpганического вещества, пpеобладания в ней анаэpобной микpофлоpы, накопления пpодуктов биологического pазложения Междунаpодная федеpация оpганического земледелия (IFOAM), Объединение экологического земледелия (ACOL) ввели огpаничения на использование эффлюента в экологическом земледелии.

В соответствии с координационной программой в различных регионах России, Украины, Эстонии были проведены комплексные исследования влияния анаэробных процессов на свойства навоза (помета) и эффективности пpименения эффлюента в качестве органического удобрения. Координировал pаботы Всероссийский научно-исследовательский, конструкторский и проектно-технологический институт органических удобрений и торфа (ВНИПТИОУ).

Условия проведения полевых исследований указаны в табл. 1.

Таблица 1

Условия анаэробной переработки навоза (помета) и проведения исследований

Место проведения исследований	Вид навоза, помета	Биоэнергетическая установка (изготовитель)	Количество и объем метантенков	Температура сбраживания, ^оС	Ретенция, сут	Тип почвы, механический состав
Свинокомплексы
Колхоз «Большевик», Крым	Жидкий навоз свиней	ВИЭСХ	4 х 125 м³	38–40	15	Южный чернозем, суглинистая
ОПХ «Центральное», Саратовская обл.	Стоки навозные свиней	ВИЭСХ	пилотная, ВИЭСХ	32–34	15	Южный маломощный чернозем, среднесуглинистая
Пярну, Эстония	Жидкий навоз свиней	ПИ «Эстколхозпроект», Гипросельхоз, Москва	2 х 3 250 м³	32–36	15	Дерново-карбонатная, супесчаная
«Папардес», Латвия	Стоки навозные свиней	«Латвиясбиотехнология»	2 х 75 м³	54	5	Дерново-подзолистая, супесчаная
Молочные фермы, птицефабрика
Совхоз «Истринский», Московская обл.	Навоз полужидкий КРС	ВИЭСХ, «ЭНБОМ», Финляндия	1 х 20 м³1 х 65 м³	52–55	14	Дерново-подзолистая, суглинистая
ЦНИТИМЭЖ, г. Запорожье, о. Хортица	Навоз жидкий КРС	ЦНИПТИМЭЖ, «Кобос»	125 м³	40	14	Чернозем обыкновенный, суглинистая
Птицефабрика «Шуйская», Ивановская обл.	Помет птичий жидкий	НПО «Диполь», Москва	пилотная	52–55	7	Дерново-подзолистая, супесчаная
Опытное поле ВНИПТИОУ, Владимирская обл.	Навоз полужидкий КРС	ВИЭСХ, «ЭНБОМ», Финляндия	1 х 20 м³1 х 65 м³	52–55	14	Дерново-подзолистая, супесчаная

Агрохимические, физические, токсикологические, биохимические, микробиологические, ветеринарно-санитарные, гигиенические характеристики навоза и помета изучали согласно требованиям программы испытаний метангенерирующих установок, соответствующих стандартов. Изменения содержания аминокислот в навозе, помете при менангенерации определяли на анализаторе «Рэнк Хилгер» (ВИУА).

Численность в почве аммонифицирующих бактерий определяли методом титра на мясопептонном бульоне; денитрифицирующих — на жидкой среде Гильтая; нитрифицирующих — посевом на водном 2%-ном агаре с аммонийно-магниевой солью фосфорной кислоты; бактерий, усваивающих минеральный азот, — на крахмало-аммиачном агаре. Достоверными считались различия численности микроорганизмов в 2 раза и более. Биологическую активность почвы изучали методом аппликаций, весовым методом с использованием фотопластинок, по интенсивности дыхания.

Способ внесения нативного и сброженного навоза (помета) во всех хозяйствах, на опытных полях — поверхностный с последующей заделкой удобрений в почву на глубину 16–18 см. Удобрительный полив многолетних трав проводился перед их отрастанием. Агротехника возделывания культур — общепринятая для соответствующих зон. Уборку урожая осуществляли сплошным поделяночным способом. Качество урожая оценивали согласно требованиям нормативов. Статистическую обработку результатов всех опытов выполняли методом дисперсионного анализа.

В соответствии с результатами аналитических исследований в процессе анаэробной переработки, независимо от ее температурного режима, ретенции, общее содержание основных биогенных элементов питания (NPK), гумусообразующих веществ (целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы) в навозе, помете не претерпело заметных изменений. Вместе с тем в результате метангенерации в сброженной биомассе значительно повышалась концентрация аммонийного азота (на 20–40 %), уменьшалось содержание общего углерода (на 15–30 %), сухого, органического вещества, становились более узкими соотношения C : N_общ; C : N–NH₄. Увеличение содержания аммонийного азота снизило кислотность эффлюента. Метангенерация обусловила гидролиз белков и заметное повышение в биомассе аминокислот (на 12–35 %). Наибольшим было увеличение содержания гистидина, метионина, тирозина, трионина, валина, пролина. Вместе с тем снижался либо не изменялся уровень аланина, глицина, изолейцина, лизина.

Согласно литературным данным, повышенное содержание аминокислот в эффлюенте, как правило, оказывает позитивное действие на микрофлору почвы, величину и качество урожая сельскохозяйственных культур.

В результате анаэробной переработки улучшались реологические свойства удобрений, снижалось общее содержание взвешенных веществ, количество частиц крупного размера, понижалась плотность, возрастала гомогенность, равномерность поверхностного и внутрипочвенного внесения удобрений.

Метангенерация заметно улучшала ветеринарно-санитарные, гигиенические характеристики навоза (помета). Отмечалось снижение микробной обсемененности, численности жизнеспособных семян сорных растений, яиц гельминтов. Уменьшались значения ХПК и БПК на 85–90 %, содержание подвижных форм тяжелых металлов: никеля, меди — на 60 %, цинка — на 90 %.

Согласно результатам полевых опытов в условиях дерново-подзолистых, дерново-карбонатных, супесчаных и суглинистых почв Центра России, Латвии, Эстонии, действие эффлюента на физические, агрохимические, биологические и токсикологические свойства почвы не отличалось от влияния нативного навоза (помета). Не отмечалось негативного воздействия на интенсивность дыхания, целлюлозоразрушающую и протеазную активность почвы. В условиях дерново-подзолистой и дерново-карбонатной почв не установлены различия в действии нативного и сброженного навоза (помета) на урожай и качество сельскохозяйственных культур. На южных черноземах при использовании эффлюента прибавки урожая были в среднем на 8–11 % больше, чем при внесении нативного навоза (табл. 2). Это, вероятно, связано с перегруппировкой основных видов почвенных микроорганизмов в направлении повышения удельного веса агрономически более ценных бактерий (усваивающих минеральные формы азота, минерализующих органическое вещество, аммонификаторов), снижения доли продуцентов токсичных соединений — грибов, актиномицетов. На южных черноземах действие на качество культур сброженного и нативного навоза было одинаковым.

Таблица 2

Влияние нативного и сброженного навоза (помета) на урожай сельскохозяйственных культур

Место проведения исследований

Культура

Урожайность, ц/га

НСР_0,05, ц/га

Опыт

Навоз нативный, кг/га

Эффлюент, кг/га

120

140

200

300

120

140

200

300

Совхоз «Истринский», Московская обл.

Озимая рожь

–

27,0

–

27,3

–

2,0

Кукуруза на силос

–

550

–

572

28,8

Картофель

–

220

–

216

–

8,2

Опытное поле Эниизм,
Эстония

Озимая рожь

30,7

42,4

–

29,9

45,1

–

3,0

Картофель

–

340

–

338

–

3,1

Райграс, з. м.

–

99,3

–

90,4

–

11,3

Горохоовсяная смесь

–

125

144

–

126

145

18,0

Опытное поле ВНИПТИОУ, Владимирская обл.

Кострец безостый

–

146

151

–

143

153

9,0

Кукуруза на силос

–

489

523

–

490

519

50,1

Картофель

–

180

–

181

176

5,3

Колхоз «Большевик», Крым

Яровая пшеница

–

32,5

–

35,1

–

0,8

Викоовсяная смесь

–

118

–

128

–

8,2

Рапс яровой

–

109

–

125

–

13,6

Редька масличная

–

109

–

128

–

16,9

ОПХ «Центральное», Саратовская обл.

Яровая пшеница

–

40,0

–

44,5

–

3,8

Кукуруза на силос

–

297

–

330

3,5

Рапс яровой

–

161

–

174

–

4,0

Птицефабрика «Шуйская», Ивановская обл.

Ячмень

–

24,0

–

25,0

–

3,5

Свекла кормовая

–

334

–

337

14,0

Свиноферма «Папардес»,
г. Орге, Латвия

Овсяница

–

340

–

344

17,0

Кукуруза на силос

–

293

–

305

–

12,4

Картофель

–

214

–

237

–

20,2

Клевер + тимофеевка + люцерна

–

518

–

530

20,6

Хозяйство «Хортица»,
г. Запорожье

Картофель

–

194

–

205

–

212

–

217

–

4,6

Люцерна

–

414

–

482

–

23,4

Таким образом, результаты проведенных исследований ставят под сомнение целесообразность введения ограничений на использование в экологическом земледелии эффлюента. Сброженный навоз (помет), внесенный в оптимальных нормах в соответствующие сроки, не оказал негативного воздействия на свойства почвы, величину и качество урожая сельскохозяйственных культур. В условиях южного чернозема эффлюент лучше влиял на микробиоценоз почвы, урожай, чем нативный навоз.

BIOENERGETICS: COMPARATIVE EVALUATION OF PROPERTIES, APPLICATION OF NATIVE AND FERMENTED MANURE (DUNG) EFFECTIVENESS

Eskov A. I., Tarasov S. I., All-Russian Research Production Engineering Institute for Organic Fertilizers and Turf, Russian Academy of Agricultural Sciences, Vladimir, Russia

The subject of the research is influence of different methane generation conditions on changes in physical-mechanical, agrochemical, toxicological, biochemical, microbiological, veterinary and sanitary, hygienic properties of liquid manure and dung. The relative efficiency of application of fermented and native manure (dung) was assessed in various soil and climatic regions. According to the research results, fermented manure (dung), as compared with native manure, is a more environmentally friendly organic fertilizer. The effect of effluent on properties of soil is similar to that of native manure (dung). No difference was detected in the effect of native and fermented manure (dung) on crop-producing power and quality of crop under conditions of sod-podzol and sod-calcareous soils.

When effluent was used on southern black soils, the achieved increases in crop capacity appeared to be higher by 8–11 % relative to the application of native manure.

It is concluded that any limitations/restrictions on the application of effluent as an environmentally friendly fertilizer are unreasonable and unjustified.

Главная страница

Сведения об авторах

Еськов Анатолий Иванович, д-р сельхоз. наук, член-корреспондент Россельхозакадемии, директор, Всероссийский научно-исследовательский, конструкторский и проектно-технологический институт органических удобрений и торфа Россельхозакадемии, ул. Прянишникова, 1, пос. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл., 601390, Россия. Тел./факс (4922) 42-60-10. E-mail
Тарасов Сергей Иванович, канд. биол. наук, ст. науч. сотр., зав. отделом, Всероссийский научно-исследовательский, конструкторский и проектно-технологический институт органических удобрений и торфа Россельхозакадемии, ул. Прянишникова, 1, пос. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл., 601390, Россия. Тел. (4922) 42-60-35, факс (4922) 42-60-10

Последние изменения внесены 24.09.08