CC BY
75
УДК 574.626
О переработке органосодержащих отходов On the processing of organic waste
Степанова Дария Ивановна Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Природообустройство», ФГБОУ ВО Якутская государственная сельскохозяйственная академия, e-mail:
[email protected] Stepanova Dariya Ivanovna Ph.D., assistant professor of dept. "Environmental Engineering", Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Yakut State Agricultural
Academy, e-mail: [email protected]
Ефимова Елена Владимировна старший преподаватель кафедры «Агрономии», Октемский филиал, ФГБОУ ВО Якутская государственная сельскохозяйственная академия, e-mail:
[email protected] Efimova Elena Vladimirovna Senior Lecturer of dept. "Agronomies", the Oktem branch, Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Yakut State Agricultural Academy, email: [email protected]
Григорьев Михаил Федосеевич старший преподаватель кафедры «Природообустройство», ФГБОУ ВО Якутская государственная сельскохозяйственная академия, e-mail: [email protected]
Grigoriev Mikhail Fedoseevich Senior Lecturer of dept. "Environmental Engineering", Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Yakut State Agricultural Academy, email: [email protected]
Аннотация: В статье обоснована необходимость переработки органосодержащих отходов для районов Центральной Якутии. Анализируется современное мировое состояние по отходам производства и потребления. Отдельно отмечен модуль техногенной нагрузки Российской Федерации, а также дана оценка отходам производства в Якутии. Дана оценка органическим отходам, в частности отходам сельскохозяйственного производства. Отдельно представлена информация об экологических технологиях утилизации содержащие органические вещества отходы. Также отмечено важность биологизации земледелия для повышения эффективности растениеводства. Вермитехнологии позволяют утилизировать безопасно органические отходы, дополнительно в качестве побочного продукта позволяет получать биоудобрения. Применение, которых может позволить увеличить продуктивность сельскохозяйственных культур в несколько раз. Это достигается интенсивным использованием полезных микроорганизмов и дождевых червей. Из расчета необходимо внести 630 тысяч тонн вермикомпоста из расчета 6 тонн гектар, тогда как навоза крупного рогатого скота потребуется 4200 тысяч тонн из расчета 40 тонн на гектар. Это актуально для условий Центральной Якутии, где проживает основная часть населения республики, расположено большинство пахотных земель. Как и повсеместно, на пашнях происходит интенсивное снижение гумуса, активное засоление, биогенные загрязнения и сильные криогенные процессы. Для достижение этой цели предлагается создавать в каждом населенном пункте мини биофабрики обеспечивающие сельскохозяйственный сектор удобрениями способствующий к получению стабильного урожая и обеспечению населения качественным продуктом питания.
Abstract: The article substantiates the necessity of processing organic wastes for the regions of Central Yakutia. The current state of waste production and consumption is estimated. The module of technogenic load of the Russian Federation is separately
noted, as well as an assessment of production waste in Yakutia. An assessment is given to organic waste, in particular agricultural waste. Separately information about ecological technologies of recycling containing organic matter waste. The importance of the biologization of agriculture was also noted to increase the efficiency of crop production. Vermitechnologies allow to be disposed of safely organic waste, additionally as a by-product allows to receive biofertilizers. Use that can allow increase the productivity of crops in several times. This is achieved through intensive use beneficial microorganisms and earthworms. According to calculations it is necessary to have 630 thousand tons of vermicompost from the calculation of 6 tons of hectare, whereas the manure of cattle will need 42000 tons, estimated at 40 tons per hectare. This is of interest for the conditions of Central Yakutia, where the main part of the republic's population lives, this most of the arable land is located. As elsewhere, on arable land there is an intensive decrease in humus, active salinity, biogenic pollution and strong cryogenic processes. To achieve this goal it is proposed to create in each locality mini biofactories providing the agricultural sector fertilizers contributing to the production of a stable crop and providing the population with a quality food.
Ключевые слова: органические отходы, вермитехнология, мерзлотные почвы, удобрения.
Keywords: organic waste, vermitehnologiya, permafrost soils, fertilizer.
Ежегодно в мире образуется около 25-109 т отходов. В большой мере это связано с тем, что сегодня в мире применяются для различных промышленных, оборонных, бытовых, научных и других целей более 60 химических элементов и десятки видов природных полезных ископаемых. В передовых странах (США, Япония, Германия и др.), потребление полезных ископаемых на душу населения составляет 15 - 20 т/год, а среднемировой уровень достиг 8 т/год на человека, т.е. за столетие увеличился более чем в 4 раза. В РФ модуль техногенной
л
нагрузки составляет на единицу площади 4100 т/км и на одного жителя - 486
л
т/чел. Для сравнения, на Украине 41 391 т/км (в десять раз больше) и 480 т/чел
[6]. Все изъятое в природе человеком не компенсируется, не утилизируется, и не возвращается.
Лучшим примером утилизации бытовых отходов в мире может служить Южная Корея. 25 лет назад в стране запретили захоронение пищевых отходов и перестали сжигать мусор законодательно. За 10 лет достигли того, что 70% мусора перерабатывается. Сортировку мусора осуществляют сами жители с помощью жилищно-коммунальной службы (стимулирование и законодательно)
[5].
В 2009 г. Ростехнадзор сообщил о том, что на территории Якутии накоплено 1 млрд 68 млн т отходов производства. А отходы органического происхождения в твердых бытовых отходах достигают 85% в общем объеме свалок [3]. Ежегодный выход коровьего навоза в Республике составляет до 500 тыс. т (Рис. 1) и до 300 тыс. т конского навоза [8].
Рисунок 1. - Скопление навоза в населенном пункте
В сумме это могло бы покрыть половину в потребности органических удобрениях растениеводства. В структуре пахотных земель на 1.01.2000 г.
низкое и среднее содержание фосфора имеют 72% сельскохозяйственных земель, калия - 67%, гумуса - 98%, что приводит к отрицательному балансу гумуса. В зоне рискованного земледелия как Якутия, искусственным созданием гумуса должны заниматься вне природной среды, но по аналогию - с помощью микроорганизмов и дождевых червей, обеспечивая теплом в отапливаемых помещениях. Переработка навоза технологической линией дождевых червей по сравнению с традиционным компостированием повышает коэффициент гумификации в 2,5 раза.
Для сохранения бездефицитного баланса гумуса пахотных земель Якутии (105 тыс.га пашни по данным Госнацдоклада за 2013 г.) [2], необходимо внести 630 тыс. т вермикомпоста из расчета 6 т/га, тогда как навоза КРС требуется 4200 тыс. т из расчета 40 т/га.
Возврат биогенных элементов в природу для современного человека должен стать таким же естественным и привычным, как повседневное привычное. Для этого в каждом населенном пункте должны создаваться биофабрики для утилизации органических отходов и получения биоудобрений. По законам пищевой цепи, что не съедобно для одного царства природы, вполне пригодно для другого. Если перерабатывать отходы с помощью представителей пяти царств, то можно восстанавливать землю не загрязняя ее.
Централизованная работа биофабрики по компостированию всего навоза сельскохозяйственных животных не возможна из-за разбросанности поселений, хозяйств и больших расстояний. Практически в каждом селе и городе должна быть своя биофабрика по утилизации органосодержащих отходов и получению органического удобрения. Это и есть эффективная помощь природе по возврату биогенных элементов. Выходом из создавшегося положения могло бы послужить обучение населения вермитехнологии - биотехнологии компостирования органосодержащих отходов с помощью дождевых червей и биопрепаратов (Рис. 1) [9, 10, 11].
Рисунок 2. - Готовый биогумус
Все развитые страны обучали свое население данной технологии в стремлении выйти из продовольственного кризиса - в Китае обучали по 3 месяца, в Индии, Африке, Бразилии и т.д., т.е. там, где получают по 2-3 урожая в год и тепла у них предостаточно.
В развитых странах каждая домашняя хозяйка имеет свой вермиконтейнер по переработке отходов. Природоохранные законы, принятые в этих теплых климатических зонах, помогают возвращать природе биогенные элементы и решать проблемы продовольственной безопасности одновременно. В природе гумусообразование идет тысячелетиями, поэтому переработка органического вещества должна стать обязательным звеном в системе северного земледелия. Кроме выноса сельхозпродуктами потеря гумуса происходит в результате криогенных процессов.
По данным Болдановой (2009) по образовавшимся трещинам морозобойного растрескивания почв гумусовые вещества выносятся по профилю в виде гумусовых «затеков», «карманов», «языков», которые представляют
собой резервы законсервированного органического углерода, достигающие 100 т/га [1].
По расчетам Завьяловой (2007) если увеличить поступление органического углерода в почву на 1,1 т/га то исходное состояние углерода сохранится (Пермский край) [4].
В условиях многолетнемерзлых грунтов такие расчеты не проведены, но становится ясным - ежегодная корректировка гумусного составляющего почвы обязательна всем хозяйствам.
По данным М. Оконешниковой (2013) на лугово-черноземных сильносолончаковых почвах гумус по профилю до 1 м уменьшается, но сохраняется; а подвижные формы фосфора и калия местами увеличиваются, что говорит об интенсивном смывании гумусовых веществ вниз по профилю, криогенным причинам (табл.1) [7].
Таблица 1 - Химические свойства мерзлотных почв
Глубина, см рН водный Гумус, % Р2О5 К2О
Лугово-черноземная сильносолончаковатая (разрез 14а)
0-5 7,9 6,6 - 9,7 11,2
5-16 7,9 6,4 - 5,2 6,5
16-84 8,4 1,9 5,2 7,5 4,6
84-100 8,0 1,7 3,2 10,5 4,6
Палевая серая (разрез 1)
0-16 7,3 16,4 5,7 4,7 14,2
16-67 7,7 1,4 2,6 2,5 3,1
67-105 6,8 0,1 1,1 2,0 1,5
В Центральной Якутии проживает основная часть населения и здесь расположено большинство пахотных земель. Как и повсеместно, на пашнях происходит интенсивное снижение гумуса, активное засоление, биогенные загрязнения и очень сильные криогенные процессы. И все это усугубляется вторичным засолением почв, что может привезти к иссушению деятельного слоя экосистемы, пересыханию и неотвратимым последствиям в биоценозе.
Выходом из создавшегося положения может служить производство биоудобрений в теплых помещениях и возникает вопрос о необходимости
разделения органической части из ТБО в крупных городах, запретив законодательно уничтожение органической части ТБО. В условиях экономического кризиса применение биогумуса при выращивании овощных культур приведет к получению стабильного урожая и обеспечению северян качественным продуктом питания. Каждому земледельцу необходимо научиться грамотно управлять плодородием почвы - управление биоценозом идет исключительно через почвообразование и возврат биогенных элементов в кругооборот природы.
Список литературы
1. Балданова А.Н. Гумус в морозобойных трещинах мерзлотных почв Витимского плоскогорья: автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. Улан-Улэ, 2009. - 24 с.
2. Государственный национальный доклад о состоянии и использовании земель в Республике Саха (Якутия) в 2013. - 92 с.
3. Дмитриева В.И., Степанов А.И., Мерзлая Г.Е. и др. Вермикультивирование. - Якутск: Сахаполиграфиздат, 2000. - 120 с.
4. Завьялова Н.Е. Гумусное состояние дерново-подзолистых почв предуралья при различном землепользовании и длительном применении удобрений и извести. автореф. дисс. на соиск. уч. ст. докт. биол. наук. М, 2007. - 25 с.
5. Зарубежный опыт - Южная Корея. Электронный доступ. URL: www.ekosoyuz.ru/uplfile/sub menu/ugnaia korea.doc
6. Общая ситуация с отходами в мире. Электронный доступ. URL: http://77.121.11.22/ecolib/2/43.pdf
7. Оконешникова М. Современное состояние и прогноз изменений почв долины средней Лены (Центральная Якутия) // Вестник Томского государственного университета. Биология. Выпуск №3 (23) 2013. C. 7-8.
8. Степанова Д.И. Агроэкологическая эффективность применения вермикомпостов при выращивании томата в условиях защищенного грунта в
Центральной Якутии: автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. с.-х. наук. М, 2008. -25 с.
9. Степанова Д.И., Абрамов А.Ф., Григорьев М.Ф. Влияние вермикомпоста на урожайность огурца в условиях защищенного грунта Центральной Якутии // Успехи современного естествознания. 2016. № 12-2. С. 330-334.
10. Степанова Д.И., Григорьев М.Ф. О необходимости переработки органосодержащих отходов // Перспективы социально-экономического развития села РС(Я): сб. ст. по материалам республиканской научно-практической конференции. ФГБОУ ВО Якутская ГСХА АТФ. Якутск : Алаас, 2015. - С. 9093.
11. Степанова Д.И., Григорьев М.Ф., Мерзлая Г.Е. Применение вермиудобрений в условиях защищенного грунта Центральной Якутии // Перспективы использования инновационных форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур : материалы докладов участников 9-ой научно-практической конференции "Анапа-2016". ФАНО, ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, (19-23 сентября 2016 года). Москва Анапа 2016. - С. 136-137.
References
1. Baldanova A.N. Gumus v morozoboynyih treschinah merzlotnyih pochv Vitimskogo ploskogorya: avtoref. diss. na soisk. uch. st. kand. biol. nauk. Ulan-Ule, 2009. - 24 p.
2. Gosudarstvennyiy natsionalnyiy doklad o sostoyanii i ispolzovanii zemel v Respublike Saha (Yakutiya) v 2013. - 92 p.
3. Dmitrieva V.I., Stepanov A.I., Merzlaya G.E. i dr. Vermikultivirovanie. Yakutsk: Sahapoligrafizdat, 2000. - 120 p.
4. Zavyalova N.E. Gumusnoe sostoyanie dernovo-podzolistyih pochv preduralya pri razlichnom zemlepolzovanii i dlitelnom primenenii udobreniy i izvesti. avtoref. diss. na soisk. uch. st. dokt. biol. nauk. M, 2007. - 25 p.
5. Zarubezhnyiy opyit - Yuzhnaya Koreya. Elektronnyiy dostup. URL: www.ekosoyuz.ru/uplfile/sub_menu/ugnaia_korea.doc
6. Obschaya situatsiya s othodami v mire. Elektronnyiy dostup. URL: http://77.121.11.22/ecolib/2/43.pdf
7. Okoneshnikova M. Sovremennoe sostoyanie i prognoz izmeneniy pochv dolinyi sredney Lenyi (Tsentralnaya Yakutiya). Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya. Vyipusk No 3 (23) 2013. Pp. 7-8.
8. Stepanova D.I. Agroekologicheskaya effektivnost primeneniya vermikompostov pri vyiraschivanii tomata v usloviyah zaschischennogo grunta v Tsentralnoy Yakutii: avtoref. diss. na soisk. uch. st. kand. s.-h. nauk. M, 2008. - 25 p.
9. Stepanova D.I., Abramov A.F., Grigorev M.F. Vliyanie vermikomposta na urozhaynost ogurtsa v usloviyah zaschischennogo grunta Tsentralnoy Yakutii. Uspehi sovremennogo estestvoznaniya. 2016. No 12-2. Pp. 330-334.
10. Stepanova D.I., Grigorev M.F. O neobhodimosti pererabotki organosoderzhaschih othodov. Perspektivyi sotsialno-ekonomicheskogo razvitiya sela RS(Ya): sb. st. po materialam respublikanskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. FGBOU VO Yakutskaya GSHA ATF. Yakutsk : Alaas, 2015. - Pp. 90-93.
11. Stepanova D.I., Grigorev M.F., Merzlaya G.E. Primenenie vermiudobreniy v usloviyah zaschischennogo grunta Tsentralnoy Yakutii. Perspektivyi ispolzovaniya innovatsionnyih form udobreniy, sredstv zaschityi i regulyatorov rosta rasteniy v agrotehnologiyah selskohozyaystvennyih kultur : materialyi dokladov uchastnikov 9-oy nauchno-prakticheskoy konferentsii "Anapa-2016". FANO, VNIIA im. D.N. Pryanishnikova, (19-23 sentyabrya 2016 goda). Moskva Anapa 2016. - Pp. 136-137.
