natureПриродопользованиеNature Management2079-3928Институт природопользования НАН Беларусиnature-105Research ArticleГЕОТЕХНОЛОГИИ. ДОБЫЧА, ПЕРЕРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТВЕРДЫХ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХGEOTECHNOLOGY. EXTRACTION, PROCESSING AND THE USE OF SOLID FUEL MINERALSОценка трансформации органического вещества при биотехнологической переработке вторичного сырья для получения гранулированных органоминеральных удобренийEvaluation of organic matter transformation during biotechnological processing of secondary raw materials for the production of granulated organomineral fertilizersСосновскаяН. Е.SosnovskayaN. E.

Сосновская Наталия Евгеньевна – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Natalia E. Sosnovskaya – Ph. D. (Technical), Senior Researcher, Associate Professor

10, F. Scoriny Str., 220076, Minsk

natalisosnov@mail.ruРаковичВ. А.RakovichV. A.

Ракович Вячеслав Александрович – кандидат технических наук, заведующий лабораторией биогеохимии и агроэкологии

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Vyacheslav А. Rakovich – Ph. D. (Technical), Head of Lab. of Biogeochemistry and Agroecology

10, F. Scoriny Str., 220076, Minsk

mire4@tut.byКрасноберскаяО. Г.KrasnoberskayaO. G.

Красноберская Ольга Георгиевна – кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Olga G. Krasnobreskaya – Ph. D. (Agricultural), Senior Researcher

10, F. Scoriny Str., 220076, Minsk

olgakrasnoberskaya@gmail.comДобринецЕ. А.DobrinetsE. A.

Добринец Елена Алексеевна – младший научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 10, 220076, г. Минск

Elena A. Dobrinets – Junior Researcher

10, F. Scoriny Str., 220076, Minsk

kim_re_na@mail.ruИнститут природопользования НАН БеларусиInstitute of Nature Management of the National Academy of Sciences of Belarus20253010202501168179Copyright © Сосновская Н.Е., Ракович В.А., Красноберская О.Г., Добринец Е.А., 20252025Сосновская Н.Е., Ракович В.А., Красноберская О.Г., Добринец Е.А.Sosnovskaya N.E., Rakovich V.A., Krasnoberskaya O.G., Dobrinets E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nature-journal.by/jour/article/view/105

Изучено влияние добавок соломы, льнотресты и опилок, а также биошлама биогазовых установок на трансформацию органического вещества в ходе биотехнологической переработки. Показано, что групповой состав исследуемых смесей изменяется с увеличением содержания гуминовых веществ (ГВ) на 3,5–39,8 % и снижением содержания трудногидролизуемых ГВ на 35,0–79,9 % для всех исследованных композиций по сравнению с исходным содержанием. В процессе компостирования смесей снижается содержание водорастворимых веществ (ВРВ) в вариантах с опилками и соломой на 15,3 и 3,9 %, а в вариантах с биошламом и льнотрестой содержание ВРВ возрастает на 18,3 и 1,8 % соответственно. Для всех исследованных составов, за исключением варианта с соломой, характерно увеличение содержания гуминовых кислот (ГК) в водных экстрактах с ростом температуры сушки гранул органоминеральных удобрений. Максимальное содержание ГК наблюдается в водных экстрактах гранул удобрений на основе компоста с соломой и достигает 2,39 % на сухое вещество. В варианте с биошламом содержание ГК в водных экстрактах составляет 1,37 и 1,85 % при температуре сушки гранул 90 и 110 ºС соответственно, что позволяет рекомендовать полученные биокомпосты на основе вторичного сырья для получения гранулированных органоминеральных удобрений.

The influence of straw, flax, and sawdust additives, as well as bio sludge from biogas plants on the transformation of organic matter during biotechnological processing has been studied. It is shown that the group composition of the studied mixtures changes with the increase of humic substances (HS) content by 3.5–39.8 % and decrease of difficult hydrolysable HS content by 35.0–79.9 % for all the studied compositions in comparison with the initial one. In the process of composting of mixtures, the content of water-soluble substances (WSS) decreased in variants with sawdust and straw by 15.3 and 3.9 %, and in variants with bio sludge and flax thistle the content of WSS increased by 18.3 and 1.8 %, respectively. For all investigated compositions, except for the variant with straw, the increase of humic acid (HA) content in aqueous extracts with increasing drying temperature of organomineral fertilizer granules is characteristic. The maximum HA content is observed in aqueous extracts of fertilizer granules based on compost with straw and amounts to 2.39 % of dry matter. In the variant with bio sludge, the content of HA in aqueous extracts was 1.37 and 1.85 % at the drying temperature of granules 90 and 110 ºC, respectively, which allows us to recommend the obtained biocomposts based on secondary raw materials for the production of granular organomineral fertilizers.

гранулированные органоминеральные удобрениябиокомпостывторичное сырьегуминовые веществаgranular organomineral fertilizersbiocompostssecondary raw materialshumic substancesReferencesБелюченко, И. С. Трофические аспекты формирования сложного компоста / И. С Белюченко // Научный журнал КубГАУ. – 2013. – № 94(10). – С. 1–27.Belyuchenko I. S. Troficheskie aspekty formirovaniya slozhnogo komposta [Trophic aspects of complex compost formation]. Nauchnyj zhurnal KubGAU = Scientific journal of KubSAU, 2013, no. 94(10), pp. 1–27. (in Russian)Белюченко, И. С. Сложный компост и его роль в улучшении почв / И. С Белюченко // Экологический вестник Северного Кавказа. – 2012. – Т. 8, № 2. – С. 75–86.Belyuchenko I. S. Slozhnyj kompost i ego rol' v uluchshenii pochv [Complex compost and its role in soil improvement]. Ekologicheskij vestnik Severnogo Kavkaza = Ecological Bulletin of the North Caucasus, 2012, vol. 8, no. 2, pp. 75–86. (in Russian)Белюченко, И. С. К вопросу о механизмах управления развитием сложных компостов / И. С Белюченко // Экологический вестник Северного Кавказа. – 2012. – Т. 8, № 3. – С. 88–111.Belyuchenko I. S. K voprosu o mekhanizmah upravleniya razvitiem slozhnyh kompostov [On the issue of mechanisms for managing the development of complex composts]. Ekologicheskij vestnik Severnogo Kavkaza = Ecological Bulletin of the North Caucasus, 2012, vol. 8, no. 3, pp. 88–111. (in Russian)Белюченко, И. С. Применение органических и минеральных отходов для подготовки сложных компостов с целью повышения плодородия почв / И. С Белюченко // Труды КубГАУ. – 2012. – Т. 1, № 39. – С. 63–68.Belyuchenko I. S. Primenenie organicheskih i mineral'nyh othodov dlya podgotovki slozhnyh kompostov s cel'yu povysheniya plodorodiya pochv [Use of organic and mineral waste for the preparation of complex composts in order to increase soil fertility]. Trudy KubGAU = Papers KubSAU, 2012, vol.1, no. 39. pp. 63–68. (in Russian)Получение биогаза из смесей биоотходов / Р. К. Нагорный, А. И. Лембович, Д. В. Шмыга, Н. А. Ванькевич // Биотехнологии микроорганизмов : материалы Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 27–29 нояб. 2019 г. – Минск : БГУ, 2019. – С. 136–139.Nagorny R. K., Lembovich A. I., Shmyga D. V., Vankevich N. A. Poluchenie biogaza iz smesej bioothodov [Obtaining biogas from mixtures of biowaste]. Biotekhnologii mikroorganizmov. Materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Biotechnology of microorganisms. Proceedings of the International scientific and practical conference]. Minsk, BSU Publ., 2019, pp. 136–139. (in Russian)Яковчик С. Г. Опыт Беларуси по переработке навоза животных и помета птиц с использованием биогазовых технологий / С. Г. Яковчик, Н. Ф. Капустин // Экологически дружественное сельское и лесное хозяйство для будущих поколений : сб. науч. трудов Междунар. науч. конф. ХХХVI CIOSTA CIGR V, Санкт-Петербург, 2015 г. / СПб. : Гос. агр. ун-т. – СПб., 2015. – С. 311–313.Yakovchik S. G., Kapustin N. F. Opyt Belarusi po pererabotke navoza zhivotnyh i pometa ptic s ispol'zovaniem biogazovyh tekhnologij [Experience of Belarus in processing animal manure and bird droppings using biogas technologies]. Ekologicheski druzhestvennoe sel'skoe i lesnoe hozyajstvo dlya budushchih pokolenij. Sbornik nauchnyh trudov Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii XXXVI CIOSTA CIGR V [Proc. of Int. sci. conf. XXXVI CIOSTA CIGR V "Environmentally friendly agriculture and forestry for future generations"]. St. Petersburg, State Agrarian University, 2015, pp. 311–313. (in Russian)Бахов, Ж. К. Рациональные решения биотехнологической переработки сельскохозяйственных отходов / Ж. К. Бахов, Б. Ж. Муталиева, К. У. Коразбекова // Биотехнология. Взгляд в будущее : материалы II Междунар. науч. интернет-конф., Казань, 26–27 марта 2013 г. – Казань, 2013. – С. 16–19.Bakhov Zh. K., Mutalieva B. Zh., Korazbekova K. U. Racional'nye resheniya biotekhnologicheskoj pererabotki sel'skohozyajstvennyh othodov [Rational solutions for biotechnological processing of agricultural waste]. Materialy II Mezhdunarodnoi nauchnoj internet-konferencii «Biotekhnologiya. Vzglyad v budushchee» [Proc. of II Int. scien. internet-conf. "Biotechnology. A Look into the Future"]. Kazan, 2013, pp. 16–19. (in Russian)Иовик, Л. Н. Использование сброженного отхода биогазовой установки в качестве органического удобрения (аналитический обзор) / Л. Н. Иовик // Почвоведение и агрохимия. – 2015. – № 1 (54). – С. 230–237.Iovik L. N. Ispol'zovanie sbrozhennogo othoda biogazovoj ustanovki v kachestve organicheskogo udobreniya (analiticheskij obzor) [Use of fermented waste from a biogas plant as an organic fertilizer (analytical review)]. Pochvovedenie i agrohimiya = Soil Science and Agrochemistry, 2015, no. 1 (54), pp. 230–237. (in Russian)В РЭО заявили, что компостирование снизит объемы захоронения отходов на 11 млн тонн в год. – URL: https://tass.ru/ekonomika/16315411 (дата обращения: 19.12.2024).V REO zayavili, chto kompostirovanie snizit ob"emy zahoroneniya othodov na 11 mln tonn v [REO stated that composting will reduce waste disposal volumes by 11 million tons per year]. Available at: https://tass.ru/ekonomika/ 16315411 (accessed 19 December 2024).Плышевский, С. В. Аэробное компостирование: теоретические основы / С. В. Плышевский, А. Л. Ковш // Экология на предприятии. – 2021. – № 6. – С. 76–88.Plyshevsky S. V., Kovsh A. L. Aerobnoe kompostirovanie: teoreticheskie osnovy [Aerobic composting. Theoretical foundations]. Ekologiya na predpriyatii = Ecology at the enterprise, 2021, no. 6. pp. 76–88. (in Russian)Белюченко, И. С. Влияние сложного компоста на физические свойства почвенного покрова / И. С Белюченко // Научный журнал КубГАУ. – 2014. – № 95. – С. 275–294.Belyuchenko I. S. Vliyanie slozhnogo komposta na fizicheskie svojstva pochvennogo pokrova [Effect of complex compost on the physical properties of the soil cover]. Nauchnyj zhurnal KubGAU = Scientific journal of KubSAU, 2014, no. 95, pp. 275–294. (in Russian)Волин, К. С. Технология получения комплексных гранулированных гуматных удобрений и эффективность их применения / К. С. Волин, С. И. Жеребцов, И. П. Исмаилов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2016. – № 6. – С. 24–35.Volin K. S. Zherebtsov S. I., Ismailov I. P. Tekhnologiya polucheniya kompleksnyh granulirovannyh gumatnyh udobrenij i effektivnost' ih primeneniya [Technology of obtaining complex granulated humate fertilizers and the efficiency of their application]. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University, 2016, no. 6, pp. 24–35. (in Russian)Лиштван, И. И. Основные свойства торфа и методы их определения / И. И. Лиштван, Н. Т. Король. – Минск : Наука и техника, 1975. – 320 с.Lishtvan I. I., Korol N. T. Osnovnye svojstva torfa i metody ih opredeleniya [Basic properties of peat and methods of their determination]. Nauka i tekhnika = Science and Technology, Minsk, 1975, pp 320. (in Russian)Научное обоснование методов получения экологически безопасных удобрений на основе органического сырья и способов эколого-экономического использования выбывших из промышленной эксплуатации торфяных месторождений до и после повторного заболачивания : отчет о НИР (заключ.) / НАН Беларуси, Ин-т природопользования ; рук. В. А. Ракович. – Минск, 2020. – 262 с. – № ГР 20181095.Nauchnoe obosnovanie metodov polucheniya ekologicheski bezopasnyh udobrenij na osnove organicheskogo syr'ya i sposobov ekologo-ekonomicheskogo ispol'zovaniya vybyvshih iz promysh-lennoj ekspluatacii torfyanyh mestorozhdenij do i posle povtornogo zabolachivaniya. Otchet o NIR (zaklyuchitel'nyj) [Scientific substantiation of methods for obtaining environmentally friendly fertilizers based on organic raw materials and methods of ecological and economic use of peat deposits withdrawn from industrial exploitation before and after re-wetting. Research report (final)]. Institute of Nature Management of the National Academy of Sciences of Belarus, supervisor V. A. Rakovich. Minsk, 2020, p. 262, St. Reg. no. 20181095. (in Russian)Орлов, Д. С. Практикум по биохимии гумуса / Д. С. Орлов, Л. А. Гришина, Н. Л. Ерошичева. – М. : МГУ, 1969. – 156 с.Orlov D. S., Grishina L. A., Eroshicheva N. L. Praktikum po biohimii gumusa [Workshop on the biochemistry of humus]. Moscow, MSU, 1969. p. 156. (in Russian)Физико-химические свойства гуминовых веществ торфа и бурого угля / Л. Г. Сивакова, Н. П. Лесникова, Н. М. Ким, Г. М. Ротова // Химия твердого топлива. – 2011. – № 1. – С. 3–8.Sivakova L. G., Lesnikova N. P., Kim N. M., Rotova G. M. Fiziko-himicheskie svojstva guminovyh veshchestv torfa i burogo uglya [Physico-chemical properties of humic substances of peat and brown coal]. Himiya tverdogo topliva = Solid Fuel Chemistry, 2011, no. 1, pp. 3–8. (in Russian)Жданова, А. В. Изучение структурных компонентов и физико-химических свойств гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей как источника антиоксидантных лекарственных средств : автореф. дис. … канд. фарм. наук / Жданова Алина Валитовна. – Самара, 2011. – 24 с.Zhdanova A. V. Izuchenie strukturnyh komponentov i fiziko-himicheskih svojstv guminovyh veshchestv nizkomineralizovannyh ilovyh sul'fidnyh gryazej kak istochnika antioksidantnyh lekarstvennyh sredstv [Study of structural components and physicochemical properties of humic substances of low-mineralized sulfide silt muds as a source of antioxidant drugs]. Avtoreferat dissertacii kandidata farmacevticheskih nauk [Abstract of the diss. of a cand. of pharmaceutical sci.]. Samara, 2011, p. 24. (in Russian)Проницаемость в ряду гумусовых кислот пелоидов / М. А. Кривопалова, Н. П. Аввакумова, М. Н. Глубокова, А. В. Жданова // Гуминовые вещества в биосфере : труды IV Всерос. конф. – СПб, 2007. – C. 51–54.Krivopalova M. A., Avvakumova N. P., Glubokova M. N., Zhdanova A. V. Pronicaemost' v ryadu gumusovyh kislot peloidov [Permeability in the series of humic acids of peloids]. Guminovye veshchestva v biosphere. Trudy IV Vserossijskoj konferencii [Proc. of the IV All-Russian conf. "Humic substances in the biosphere"]. St. Petersburg, 2007, pp. 51–54. (in Russian)Булатов, М. И. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа / М. И. Булатов, И. П. Калинкин. – Л. : Химия, 1986. – 432 с.Bulatov M. I., Kalinkin I. P. Prakticheskoe rukovodstvo po fotometricheskim metodam analiza [Practical guide to photometric methods of analysis]. Leningrad, Chemistry, 1986, p. 432. (in Russian)Изучение систем полисопряжения гуминовых кислот торфа по генетическим рядам гумификации / В. П. Стригуцкий, Н. Н. Бамбалов, В. В. Марыганова, Л. Ю. Тычинская // Гуминовые вещества в биосфере : труды II Междунар. конф. – М., 2004. – С. 108–111.Strigutsky V. P., Bambalov N. N., Maryganova V. V., Tychinskaya L. Yu. Izuchenie sistem polisopryazheniya guminovyh kislot torfa po geneticheskim ryadam gumifikacii [Study of polyconjugation systems of peat humic acids according to genetic series of humification]. Guminovye veshchestva v biosphere. Trudy II Mezhdunarodnoj konferencii [Proc. of the 2nd Int. conf. "Humic substances in the biosphere"]. Moscow, 2004, pp. 108–111. (in Russian)Орлов, Д. С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации / Д. С Орлов. – М. : Изд-во МГУ, 1990. – 324 с.Orlov D. S. Gumusovye kisloty pochv i obshchaya teoriya gumifikacii [Humic acids of soils and the general theory of humification]. Moscow, Moscow State University Publ. House, 1990, p. 324. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.