Властивості біодобрив,що отримуються після анаеробної ферментації гною

Цінність біодобрива ще й у тому, що при перепріванні гній втрачає частину нітратів і нітритів, які в надлишку містяться в гної домашніх тварин і птахів. В процесі ферментації вони зброджуються в аміак і метан. Містяться в збродженій масі корисні фосфор, калій і азот повністю залишаються у біодобриві.

Основна перевага анаеробного зброджування полягає в збереженні в органічній або амонійній формі практично всього азоту, що міститься у вихідній сировині. При традиційних ж способах приготування органічних добрив (компостуванням) втрати азоту становлять до 30-40%. Анаеробна переробка гною в чотири рази - у порівнянні з незбродженим гноєм - збільшує вміст амонійного азоту (20-40% азоту переходить в амонійну форму). В результаті зброджений гній у порівнянні зі звичайним в еквівалентних дозах, підвищує на 10-20% врожайність сільськогосподарських культур. Висока рентабельність біогазових технологій забезпечується одночасним виробництвом високоефективних органічних добрив, 1 т яких (по ефекту «на врожай») рівноцінна70-80 т природних відходів тваринництва та птахівництва. Шлам можна розділити на дві фракції: рідку і тверду за допомогою шнекових прес-сепараторів. І та і інша є добривом. Рідка фракція гною після анаеробної переробки зазвичай відповідає вимогам, що пред'являються до якості стічних вод органами охорони природи. Він може відразу ж використовуватися як добриво для прикореневого підживлення сільськогосподарських культур.

В підтримці екологічної рівноваги в ґрунтах найбільш вагому роль грає ресурс гумусу, який є живильним середовищем для грунтотворних мікроорганізмів, які стимулюють живлення рослин, їх ростові процеси.

Основу гумусу складають залишки органіки рослинного походження: фракції, що найменш розклалися, фракції, що продовжують розкладатися, комплексні речовини які утворилися в результаті гідролізу і окислення і речовини які є результатом життєдіяльності мікроорганізмів.

До складу гумусу входять гумінові кислоти, фульвокислоти і солі цих кислот, а також гумін - стабільні з'єднання гумінових, фульвокислот, кислот з ґрунтовими матеріалами. Гумін має значну питому поверхню (600-1000м2 /г) велику адсорбційну здатність. При внесенні до ґрунту невеликої кількості гумусу, в порівнянні з іншими добривами, змінюється склад і структура мікрофлори. Це в свою чергу веде до зміни мікробіологічного режиму в ґрунтах, посиленню процесів перетворення речовин і енергії. В результаті прискорюються обмінні процеси, включаються нові цикли розвитку мікрофлори, зокрема, посилюється діяльність азотофіксуючих бактерій. Як результат, збагачується живильне середовище. Ґрунти, на яких вносять гумусні добрива характеризуються такими ознаками:

· підвищується рухливість ґрунтового фосфору;

· активуються процеси нітроутворення в ґрунті, що у свою чергу сприяє значному

· зростанню загального і білкового азоту, збільшенню виділення вуглекислоти ґрунтом;

· прискорюється введення аміачних і амідних форм азоту, фосфору в рослинах;

· підвищується концентрація калію, алюмінію при зниженні кількості магнію, тобто гумати роблять істотний вплив на вміст і динаміку ґрунтових катіонів.

У всіх важливих процесах ґрунтоутворення і формування ґрунтової родючості беруть активну участь гумінові речовини, які є результатом розкладання органічних речовин. Основним показником гумусного стану ґрунтів є вміст органічної речовини, оскільки воно істотно покращує фізичні, хімічні і біологічні властивості ґрунту, сприяє родючості. Також органічні речовини мають низьку теплопровідність і запобігають швидкій віддачі тепла з ґрунту в атмосферу.

Гумус в 15-20 разів більш ефективний за будь-яке органічне добриво. Специфічна мікрофлора і ферменти, які містяться в гумусі, здатні відновити «мертвий грунт», тобто забезпечити всі її функції і додати їй властивостей високої родючості. Ці коштовні властивості гумус зберігає протягом 3-4 років.

Щорік одночасно з урожаєм виноситься велика кількість органічного матеріалу, зменшується кількість живих мікроорганізмів, а в результаті знижується активність гумусоутворення. Для підтримки необхідного рівня гумусу в ґрунтах найчастіше в Україні вносять органічні добрива (гній, послід, торф), але вміст гумінових речовин в такій органіці зовсім малий. Тому для мінімального забезпечення ґрунту необхідною кількістю гумусу необхідно використовувати ефективніші добрива. На рисунку 1 [2] представлені середні значення репродуктивного потенціалу утворення гумусу різною органікою.

При використанні гумусу досягається істотне підвищення кількості і якості урожаю. Наприклад, за різними джерелами озима пшениця дає надбавку 15-20%, цукровий буряк до 20%, кукурудза 20- 30%, картопля до 30%. Таким чином, позитивний вплив гумусу на ґрунтову родючість і врожайність можна представити у вигляді комплексу взаємозв'язаних процесів:

• знаходяться фізико-механічні і фізичні властивості ґрунту;

• посилюються процеси ґрунтового обміну: адсорбція добривами елементів живлення ґрунту з поліпшенням живильного режиму розвитку рослин і підвищення біологічної активності. Як результат підвищення врожайності.

Тому для мінімального забезпечення грунту необхідною кількістю живильних елементів і гумусу необхідно використовувати ефективніші добрива.

Життєдіяльність рослин тісно пов'язана з гумусними речовинами, які є основним джерелом вуглекислого газу СО2 необхідного для фотосинтезу (рис. 2) . Не дивлячись на те, що в атмосфері є значна кількість вуглекислого газу, рослини, в період інтенсивного зростання відчувають істотну нестачу цього важливого компонента для проведення різних біологічних процесів.

Утворені при зброджуванні гумусні матеріали покращують фізичні властивості ґрунту: аерацію, водоутримуючу і інфільтраційну здатність ґрунту, а також швидкість катіонного обміну. Крім того, біодобриво служить джерелом енергії та поживних речовин для діяльності корисних бактерій. Це сприяє підвищенню розчинності важливих хімічних поживних речовин, що містяться в ґрунті, і призводить до кращого засвоєння їх вищими рослинами. У ряді країн (Данія, Німеччина, Індія, Китай) з 90-х років минулого століття був проведений ряд випробувань, результати яких свідчить про суттєве збільшення врожайності при використанні шламу в якості добрива. Тоді було підраховано, що використання біогазових технологій для переробки органіки може не тільки повністю усунути її екологічну небезпеку, а й щорічно отримати додаткові 95 млн. т умовного палива (близько 60 млрд. м3 метану або, спалюючи біогаз, - 190 млрд. кВт∙ год. електроенергії), а також понад 140 млн. т високоефективних добрив, що дозволило б істотно скоротити надзвичайно енергоємне виробництво мінеральних добрив (близько 30% від усієї споживаної електроенергії сільським господарством).

Перед використанням біодобриво розводять водою в 20-60 разів. Норми використання 500-1000 л нерозбавленого добрива на гектар. З одного кубометра об'єму реактора в день виходить 40 л добрив. Це означає, що з найменшої установки з реактором 3 м3 з жовтня по березень накопичиться 7200 л добрив, які треба десь зберігати. Їх вистачить для добрива 7 - 15 гектарів. Тому основна проблема з біодобривом - це їх зберігання і збут взимку.