Многокомпонентное органическое удобрение было получено путем обработки смеси биомассы морских водорослей, бытовых сточных вод и навоза

Группа ученых из Национального научно-исследовательского института почвоведения, агрохимии и окружающей среды-ICPA-Бухарест и Политехнического университета Бухареста поделилась своим открытием в статье, опубликованной на портале MDPI.

…Снижение плодородия почвы стимулировало интерес к органическим удобрениям, получаемым из разных источников, тем более, что пригодны многие виды отходов: органические бытовые, осадки сточных вод, отходы сельскохозяйственных культур, навоз животных и некоторые виды промышленных отходов.

Использование ферментированного навоза является традиционной практикой в ​​сельском хозяйстве Румынии. Преимущества заключаются в количестве питательных веществ, поступающих в почву и лучшем их удержании, в активизации роста и развития растений без вреда для окружающей среды, также присутствует эффект мелиорации.

Внесение навоза в почву помогает улучшить ее физические свойства за счет поступления гуминовых веществ и микроорганизмов. Щелочные вещества, входящие в состав навоза, снижают кислотность почвы от 0,5 до 0,8 единиц pH при дозах 20–30 т / га.

Однако как сокращение поголовья за последние 20 лет, так и недостаточное количество питательных веществ в этих отходах, привели к необходимости использования других источников – например, ила от очистных сооружений.

Основное внимание в исследованиях сельскохозяйственной ценности ила сточных вод уделялось доступности для растений азота и фосфора, которые он содержит.

Фактор доступности является ключом к определению восстановительной стоимости удобрений ила и, таким образом, к количественной оценке его сельскохозяйственной выгоды для фермеров.

Доступность для сельскохозяйственных культур азота из осадка сточных вод находится в диапазоне 15–85% по сравнению с доступностью азота из неорганических минеральных удобрений, а доступность фосфора для растений составляет около 50% в большинстве продуктов осадка.

Таким образом, аграрная польза от иловых продуктов была определена настолько эффективно, насколько это возможно для органических материалов, и многие фермеры используют такие добавки, признавая их ценность и экономическую выгоду.

В результате исследований, проведенных многочисленными авторами, было продемонстрировано, что эти типы органических материалов следует обрабатывать перед внесением. Выбор процесса обработки ила в основном связан с такими факторами, как стабилизация, санитарная обработка и контроль объема, но также важно, если ил предназначен для использования в сельском хозяйстве, иметь продукт отстоя, который фермеры захотят применить на своей земле.

Эти обработки производятся с целью улучшить биологическое преобразование органического вещества, для получения стабилизированного и безопасного материала. Процесс компостирования - полезный метод стабилизации, который делится на два этапа: активный и «созревательный».

Первый отличается интенсивной микробной активностью, ведущей к разложению биоразлагаемого материала и стабилизации органических остатков. Вторая стадия гумификации характеризуется превращением части органического вещества в гуминовые вещества.

Благодаря обоим процессам конечные продукты стабилизируются, а зрелое органическое вещество, богатое гуминовыми кислотами, представляет собой основной и стабильный компонент для оздоровления почвы.

Таким образом, количество и, в частности, качество гуминовых кислот из компоста считаются важными показателями биологической, химической стабильности и зрелости и представляют собой гарантию безопасного внесения.

Изучение возможности применения инновационного композита в качестве удобрения, полученного путем компостирования биомассы морских водорослей вместе с осадком сточных вод и навозом, стало целью данного исследования.

Для этого был проведен подробный физико-химический анализ состава трех видов сырья, а также почвы, отобранной на двух глубинах. Аналогичные анализы были проведены на репрезентативных образцах почвы, обработанных компостом, по сравнению с необработанными образцами почвы.

Эффективность крупномасштабного внесения компоста в поле оценивали путем хроматографического определения содержания жирных кислот в культивируемых растениях кукурузы и подсолнечника.

Эти три вида отходов оценивались на макро- и микронутриенты (даже тяжелые металлы), общее содержание растворимых солей и растворимых ионов, чтобы обосновать предпосылку их переработки на компост.

Было разработано четыре типа компоста, состоящего из трех биологических твердых отходов в различных соотношениях, а именно: вариант с равными частями трех отходов и три других варианта, которые, в свою очередь, содержали по 50% каждого отхода, к которому было добавлено 25% каждого из двух других отходов. Компостирование производилось в формы со стороной 1,20 м и 1,73 кубических метра, длилось два месяца.

В этой двухлетней стратегии удобрения биокомпозит вносился на сельскохозяйственных угодьях в четырех дозах: 25, 50, 75 и 100 тонн / га. Эффективность этих вариантов, применяемых для культур кукурузы и подсолнечника, оценивалась по содержанию масла и их составу в жирных кислотах, полученных из культур, собранных с измененных почв, по сравнению с неизмененной почвой и подкормкой химическим удобрением NPK.

Результаты и выводы

По результатам, в урожае со всех почв, обработанных компостом, содержание масла было выше, чем в контрольных почвах, с небольшой зависимостью от применяемой дозы.

Более того, значения содержания масла зафиксировано выше на второй год по сравнению с первым годом, как результат последовательного внесения удобрений.

При сравнении результатов, полученных для трех вариантов компоста, самая высокая эффективность получена для варианта CIV с более высокой долей водорослей.

Предпочтение культуры кукурузы для этого варианта компоста может быть объяснено сбалансированным вкладом как органических, так и неорганических питательных веществ, обеспечиваемого этим вариантом ценной биомассы.

Подобные эксперименты, проведенные на культуре подсолнечника, привели к более высокому содержанию масла, как и ожидалось, в диапазоне от 43 до 48%, но наилучшая эффективность получена для партий, выращенных на навозе, полученном от фермера.

Удивительно, но наибольшая доля общего содержания ненасыщенных жирных кислот получена из растений на почвах, удобренных осадков сточных вод. Это наблюдение имеет большое экономическое и экологическое значение, поскольку предлагает решения по использованию огромного количества отходов осадка сточных вод, образующихся на водоочистных станциях, для оптимального восстановления почвы.

Проведенные анализы показали, что разработанные компосты содержат макроэлементы в больших количествах, микроэлементы (Cu, Zn) в несколько повышенных количествах и тяжелые металлы в небольших или нормальных количествах.

Во время компостирования были достигнуты термические значения до 63 ° C, что способствовало стерилизации материала, соответственно удалению потенциально патогенных микроорганизмов из навоза или осадка сточных вод.

Общие фракции органического углерода в четырех вариантах компоста показали, что 98–99% органического углерода поступает из гуминов, что указывает на высокое качество компостированного материала, который также является потенциальным резервуаром питательных веществ для растений и прекрасным поставщиком экологических услуг для связывания углерода в почве.

Вывод. Новое биокомпозитное удобрение может быть успешно применено для улучшения бедных почв под выращивание кукурузы или подсолнечника, когда вносится сверх минимальной испытанной дозы 25 т / га.

По статье группы авторов (Анка Ровена Лакатусу, Аурелия Мерея, Адина Елена Рогозея, Каролина Константин), опубликованной в журнале Agriculture 2021 на портале www.mdpi.com.

Фото: pixabay.com.