обычная древесная зола подходит для удобрения растений
Древесная зола как удобрение в основном содержит кальций, хотя, если она получена из стеблей подсолнечника или гречишной соломы, то преобладает калий. Последний относится к основным макроэлементам, необходимым для роста и развития культурных и декоративных растений. Кальций им также необходим для нормального течения физиологических процессов. Понятие о золе Древесная зола как удобрение используется в связи с тем, что в своем составе содержит множество полезных для растений веществ, которые сосредоточены в несгораемом остатке, собственно и называемом золой.
Элементы, которые содержатся в ней, могут быть легко растворимы в воде, и этот раствор легко усваивается растениями. Химический состав золы В зависимости от того, какое сырье сжигается, состав древесной золы как удобрения может сильно различаться. Так, наиболее богаты калием в доступной для растений форме подсолнечные стебли и гречишная солома (до 35 % К2О), наименее — еловые дрова (3-4 %) и тофяная (0,5-4,8 %). В основном же содержание данного элемента составляет 10-15 %.
Содержание фосфора в основном невысокое и редко превышает 6 % (золы из пшеничной соломы, торфяная). Как правило, в ней сосредоточены большие запасы кальция (до 40 % в березовых и сосновых дровах, до 26 % в еловых дровах и торфяной, до 20 % в стеблях подсолнечника и гречишной соломе). Но это также характерно не для любой золы.
Из пшеничной, ржаной соломы, навоза, содержание оксида кальция составляет всего в пределах 7-10 %. Вещества, содержащие кальций в золе, и их роль В состав древесной золы как удобрения элементы входят не сами по себе, а в составе определенных веществ. Рассмотрим основные из них и их роль в растительном организме:
Карбонат кальция
Он оказывает влияние на скорость протекания метаболических процессов. В результате его действия передвижение веществ по растительным клеткам усиливается, что нормализует биохимические процессы и обмен веществ. Данное вещество полезно, прежде всего, в составе древесной золы как удобрения для комнатных растений, а также для огурцов и томатов. У цветов бутоны развиваются более пышными, у пасленовых наблюдается лучший рост и более быстрое созревание. Силикат кальция. Это вещество способно соединяться с пектином и склеивать клетки, позволяя им поддерживать друг друга. Благодаря этому веществу растения лучше усваивают витамины. Наиболее остро на его недостаток реагирует лук путем расслоения и высушивания луковицы. Сульфат кальция. По сравнению с синтетическими минеральными удобрениями здесь он оказывает на растения менее выраженное действие, но более продолжительное по времени. Кальций из этого вещества используется для зеленных овощей и рассады.
Хлорид кальция
Хлор в небольших количествах постоянно присутствует в растениях. Он им необходим для нормальной жизнедеятельности, поскольку способствует образованию ферментов и служит катализатором фотосинтетических реакций. С помощью данного вещества повышают зимостойкость плодовых деревьев, а также винограда. При его применении не происходит вспучивания почвы, что защищает корни от проникновения к ним холодного воздуха. Хлорид кальция предотвращает такие заболевания, как почернение плодов томата, гниение яблок при хранении, «черная ножка» розы, гниль и почернение картофеля и при развитии, и при хранении, плесневение земляники садовой (называемой в народе клубникой), преждевременное опадение плодов винограда. У него отмечается осушающий эффект, благодаря чему многие виды стеблевых и корневых гнилей не развиваются. Наличие данного элемента в почве способствует переводу азотнокислого аммония в соль азотной кислоты, которая более доступна для растений. Вещества, содержащие калий в золе, и их роль Основным веществом, в котором содержится данный макроэлемент, является ортофосфат калия. С его помощью регулируется водный баланс растения.
Если оно испытывает недостаток в этом веществе, то в листьях и корнях происходит избыточное накопление аммиака, который отрицательно влияет на фиторост. Реклама 20 Помимо этого, рассматриваемое вещество способствует повышению зимостойкости теплолюбивых растений. С помощью калия, входящего в его состав, создаются благоприятные условия для развития садовых цветов: хризантемы, розы, лилии. Вещества, содержащие магний в золе, и их роль Основным из них является сульфат магния, хотя встречаются в золе при химических соединения данного элемента. Они оказывают воздействие на протекание обменных процессов в плодоовощных растениях, а также зерновых культурах и иных представителях, относящихся к злаковым.
Магний усиливает действие калия и участвует вместе с ним в выработке энергии организмом растения. Сульфат магния необходим для образования углеводов, прежде всего, целлюлозы и крахмала. Для растений со стержневой корневой системой данный элемент очень важен, поскольку у них основным потребителем этого элемента являются корни. Вещества, содержащие натрий в золе, и их роль С помощью данного элемента происходит активация ферментов, которые не реагируют на другие элементы древесной золы как удобрения. Вещество входит в состав каменной соли, которая, в свою очередь, входит в состав золы. Она выступает в роли катализатора роста для пасленовых овощей тыквенного типа, поскольку позволяет клеткам удерживать воду, которая может быть использована при наступлении экстремальных по засухе условиях. Таким образом, состав древесной золы как удобрения достаточно разнообразен.
Полезное удобрение для растений, оказывающее положительное влияние на рост, развитие и противостояние болезням.
Азот из золы полностью уходит в процессе сгорания, благодаря наличию извести происходит раскисление почвы. Использование золы Применение древесной золы должно идти отдельно от органических и азотных минеральных удобрений аммиачной формы. Совместное их использование ведет к потере аммиака. Азотные туки используют спустя месяц после применения золы. Из фосфорных удобрений ее можно в ограниченном количестве использовать вместе с суперфосфатом (до 8 %). С иными формами данных туков ее лучше не смешивать.
Это обусловлено тем, что их совместное применение может вызвать переход легкодоступного фосфора в труднодоступный для растений. На песках древесную золу в качестве удобрения лучше вносить весной, а на глинах и суглинках — осенью. Ее можно добавлять к компостным кучам для обогащения питания микроорганизмов. Подкормку древесной золой рассады осуществляют после того, как на ней появится три настоящих листочка. После того, как культуры сформируются из рассады, можно применять 1 ст. ложку данного удобрения на одно растение. Применение золы на овощах Как использовать древесную золу как удобрение? На разных культурах ее применение несколько отличается. Так, на огурцах ею можно посыпать грядку перед поливом тонким слоем.
Можно сделать и настой из нее: 3 ст. ложки залить литром воды и настаивать в течение недели, после чего полить каждый куст из расчета пол-литра на него. Под лук может использоваться и тот, и другой метод, а также можно применять перед весенней перекопкой или вносить в виде настоя в бороздки, которые делаются мотыгой и сразу же прикапываются. У томатов данное удобрение применяют за 2 недели до посадки при норме расхода 1 стакан на лунку, а также в процессе их роста и развития припорошиванием почвы в лунке перед поливом и последующим проведением рыхления. Таким образом, древесная зола как удобрение для огорода может использоваться достаточно широко.
Использование золы на картофеле
хлор в данном туке практически отсутствует, а калий находится в виде карбонатной соли делает его незаменимым для данной культуры. Древесная зола как удобрение для картофеля может применяться и весной, и осенью. Ее можно вносить в лунки из расчета 1-2 ст. ложки в каждую из них или использовать 200-300 г на кв. метр. Помимо этого, ее можно применять при первом окучивании данной культуры из расчета 2 ст. ложки/куст. При втором подобном агроприеме дозу увеличивают до полустакана на куст. Зола способствует увеличению урожайности картофеля, а также улучшению его вкусовых качеств. С помощью использования приема припудривания сухим удобрением добиваются гибели личинок колорадского жука. С помощью золы можно повышать урожайность любых огородных растений. Применение данного удобрения для комнатных растений Оно может использоваться не только для сельскохозяйственных культур. Древесная зола как удобрение для комнатных растений может применяться для многих из них. Хорошей реакцией на внесение данного органического удобрения отличается комнатная герань. Иногда при выставлении в сад в летний период рассматриваемых видов растений в них заползают дождевые черви через отверстия, расположенные на дне горшков. Использование древесной золы для комнатных растений (в виде угольков) в качестве дренажа предохраняет почву цветочных горшков от их появления. Подобные цветы растут, как правило, в одних и тех же горшках на протяжении ряда лет. В основном их удобряют синтетическими минеральными удобрениями. Для рассматриваемых видов золу используют в виде порошка в сухом или жидком видах.
Для обогащения фосфором ее разводят в пропорции 100 г на 1 ведро воды, и данным раствором поливают комнатные цветы. Подкормка азотом допускается только спустя месяц после применения золы. Пепел от нее применяется в качестве профилактического средства против болезней и вредителей на рассматриваемых видах растений. У клубневых бегоний с ее помощью борются с корневой гнилью. При пересадке данных растений ее добавляют в грунт из расчета 2 ст. ложки на 1 литр грунта. Древесная зола как удобрение для комнатных цветов является оптимальным средством, поскольку содержит большое количество питательных веществ и элементов. В заключение Древесная зола как удобрение может использоваться на различных сельскохозяйственных культурах, включая огородные. Прежде всего, на нее положительно отзываются огурцы, патиссоны, тыквы, лук, томаты. Помимо этого, она может использоваться для подкормки садовых цветов, комнатных растений. Однако необходимо учитывать, что она не должна применяться совместно и с иными органическими удобрениями, а также фосфорными, кроме небольших доз при одновременном использовании с суперфосфатом. Зола способствует не только повышению урожая, но и защите рассматриваемых растений от различных видов болезней и вредителей. – Читайте подробнее на FB.ru:
Статья по золе
28.12.2010
Зола – удобрение на благо урожая
В осенний и весенний периоды большинство населения, которые имеют дачные участки или усадьбы в сельской местности проводят уборку территорий от различных растительных остатков, обрезавших ветвей деревьев и кустарников и другого мусора. Все это частично вывозится на свалки и засыпается землей, а кто-то сжигает.
Если свалка заделана хорошо, то угрозы практически нет, если плохо, то соответственно с наступлением весны и солнечных теплых дней она может служить источником резервации и распространения инфекции не только для человека и животных, но и для растений. Кроме этих неприятностей освобождаемых от растительных остатков и древесины при сжигании можно получить золу, комплексное и ценное минеральное удобрение.
Зола как удобрение применяется с глубокой древности. В селах, где основным топливом были дрова и другие растительные энергоносители, золу тщательно собирали и вносили под растения при посеве или в виде подкормок.
Зола – это фосфорно-калийное и известковое удобрение органического происхождения, содержащее весь набор необходимых культурным растениям элементов питания в легкодоступной и усвояемой для них форме. Основные элементы, содержащиеся в золе – фосфор, калий и кальций, в небольших количествах – микроэлементы (бор, железо, магний, марганец, молибден, сера, цинк, медь и т.д.) всего около тридцати.
Например, при внесении 70 г золы на 1 м2 участка полностью удовлетворяется потребность растений в боре, которого иногда не хватает, особенно на песчаных, дерново-подзолистых и болотных почвах. По своему химическому составу зола превышает многие виды минеральных удобрений. Ценность золы как калийного удобрения заключается в том, что она не содержит хлора, а значит, ее можно вносить под культуры, отрицательно реагирующие на хлорсодержащие удобрения – баклажаны, картофель, огурцы, перец, свекла, земляника, крыжовник, малина, слива, смородина, яблоня и груша.
Содержание основных элементов (калий, кальций, фосфор) в золе колеблется в широких пределах и зависит от ее происхождения.
Наибольшее количество калия содержится в золе виноградной лозы и ботвы картофеля – до 40%, минимальное – березы и тополя – до 10-14%.
Максимальное содержание кальция отмечено в золе древесных лиственных пород и составляет около 30%, а фосфора – в золе древесных хвойных пород – до 7,0%.
Золу применяют как основное удобрение, для предпосевной обработки семенного материала, корневых и некорневых подкормок растений в период вегетации, а также для борьбы с вредителями и болезнями как инсектицидно-фунгицидное средство и нейтрализации кислых почв. Эффект нейтрализации кислых почв сказывается года четыре и позволяет избавиться от таких опасных вредителей как проволочники (щелкуны) и снизить численность злостных сорных растений – мокрицы, пырея, галинзоги, хвоща и т.д.
Как основное удобрение золу применяют на всех видах почв. На глинистых и суглинистых почвах ее вносят под перекопку осенью, а на легких – песчаных и супесчаных, а также торфяных почвах – весной, чтобы избежать вымывания калия.
При подготовке грядок под капусту, корнеплоды, лук, огурцы, томаты, салат, укроп, шпинат и т.д. вместо минеральных удобрений можно внести золу из расчета до 300 г/м2.
В предпосевной период золу используют для обработки семенного материала: 20 г золы настаивают в одном литре воды в течение суток, сливают с осадка и замачивают семена на 4-6 часов. Особенно эффективно такое насыщение микроэлементами для семян баклажанов, огурцов, томатов. Клубни картофеля, в том числе и резанные, за несколько дней до посадки опудривают измельченной золой с целью улучшения их всхожести, ускорения опробковения и защиты от проникновения инфекций.
Для некорневых подкормок чаще всего применяют зольно-мыльные растворы. Настой готовят следующим образом: 3 кг просеянной золы настаивают в 10 л горячей воды в течение двух суток, после чего процеживают через мелкое сито или марлю (чтобы не забивался распылитель опрыскивателя), перед применением в готовый раствор добавляют 40 г мыла, предварительно разведенного в небольшом количестве горячей воды.
Зольно-мыльный настой – универсальное профилактическое и защитно-питательное средство, поэтому дополнительно в него можно добавлять и минеральные удобрения.
Весьма эффективно применять смесь настоя золы с настоями отваров трав, обладающих фунгицидным действием против болезней растений (мучнистая роса, пятнистость листьев и т.д.) и инсектицидным действием против вредителей (тли, блошки, совки, белянки и др.). Растения данными настоями следует обрабатывать вечером после 1800 или рано утром до 700, чтобы избежать ожогов листьев, однако возможна обработка и днем, но только в пасмурную погоду без осадков.
Как подкормку и защитное средство, повышающее устойчивость растений к вредителям и болезням, суточные настои золы рекомендуется применять несколько раз за сезон с интервалом 10-14 дней.
Зола – это не химическое средство защиты растений от вредных организмов, поэтому ожидать от него быстрого и высокого эффекта не следует.
Немкович Андрей Иванович, кандидат биологических наук.
моб. 8 (029) 859-94-63, 108-23-14
Возникли вопросы?
Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!
Как использовать древесную золу из камина или печи для удобрения и борьбы с насекомыми
Зола — это минеральный остаток, который образуется во время сжигания органических веществ. Её можно использовать как эффективное известковое и калийно-фосфорное удобрение для нейтральных или кислых почв. В золе содержится порядка 30 минеральных компонентов, в частности: кальций, калий, магний, фосфор, микроэлементы – кремний, железо, сера, марганец, бор и прочие. Кроме того, в золе абсолютно отсутствует азот, а также хлор, который негативно влияет на рост таких культур, как капуста, картофель, земляника, малина и смородина, что делает золу великолепным удобрением. Кроме того, зола предохраняет огородные культуры от разного рода заболеваний.
Мы поделимся советами, как именно использовать золу в качестве удобрения и для борьбы с насекомыми вредителями.
Состав золы
Перед тем, как перейти к советам об использовании золы, необходимо сделать небольшое отступление, о качественном составе золы, который меняется в зависимости от сжигаемого материала.
Так, в золе березовых дров содержится калия и фосфора соответственно – 14 и 7%, а кальция – 30%. Ценное удобрение получается при сжигании ботвы картофеля – в нём содержится более 20% калия, почти 8% фосфора и 30% извести. Еще больше калия в золе травянистых растений: в злаках – 20%, в гречихе – до 35%, в подсолнечнике – до 40%, а в лебеде и крапиве – 27-32%. В древесине тополя – 14%, хвойных пород – 3 – 7% калия. Кальция в золе березы и хвойных пород около 30%, а в золе вербы и тополя –до 43%.
Проанализировав вышесказанное, можно сделать вывод, что самым ценным удобрением будет зола, получаемая при сжигании травянистых растений, ведь калий напрямую влияет на урожайность, лёжестойкость плодов, улучшение их вкусовых качеств и, что немаловажно, на сопротивляемость растений к заболеваниям. Но не стоит недооценивать и золу, получаемую при сжигании древесных пород, ведь кальций также имеет значительное влияние на рост и развитие растений.
Самые низкие «качественные» показатели у золы каменного угля и торфа.
Внесение в сухом виде
Зола вносится под культуры, которые нуждаются в слабокислой и щелочной почве. Среди цветочных культур это: левкой, календула, анютины глазки, настурция, гипсофила, душистый табак, петуния, тюльпаны, гиацинты, лилии, хризантемы, колокольчики, астры, маргаритки, розы, клематисы, шалфей, дельфиниум, котовник, пионы, барбарисы.
Среди овощных культур внесение золы рекомендуется для капустных, томатов, картофеля, огурцов, корнеплодов. При пересадке многих комнатных растений также полезно добавлять пару столовых ложек золы на литр грунта. В частности, для герани, фуксии, цикламенов.
Лучше вносить золу в сухом виде во время подготовки почвы для посадки растений. Количество зависит от потребностей культур, которые вы собираетесь выращивать, и кислотности и качества почвы.
Хранить золу следует в сухом помещении, так как во влажной среде в ней теряется калий (один из самых важных компонентов). Зола хорошего качества вполне может заменить калийные удобрения.
Намокшую золу не выбрасывайте, ее можно использовать для компостирования или же для внесения в почву в жидком виде.
Настой древесной золы
Многие дачники добавляют настой золы в раствор минеральных удобрений при подкормках. Только имейте в виду, что с растворами органических удобрений ее сочетать нельзя.
Для внесения золы в жидком виде необходимо приготовить её настой. Для этого залейте золу кипятком, так при «заваривании» происходит переход растворимых веществ в воду и они становятся доступными для усвоения растениями. Норма – ложка «с горкой» на 1 литр кипятка. Настаивается раствор неделю, при этом его нужно периодически помешивать. Раствор на основе золы используется в качестве удобрения для грядок и цветников, а также для рассады. Рассаду можно «подкармливать» каждые две недели как чистым настоем золы, так и вместе с раствором минеральных удобрений.
Зола для борьбы с вредителями
Зола является не только ценным удобрением, но и поможет вам в борьбе со многими вредителями.
Борьба с гусеницами и тлей на капусте
Настой приготовьте непосредственно перед обработкой. Стакан золы залейте 10 литрами холодной воды, перемешайте и оставьте до утра. Потом снова перемешайте и процедите. Опрыскивайте растения еще до начала лёта бабочек (примерно в 5 – 6 часов утра), обрабатывайте в том числе и нижнюю сторону листьев. Обработку проводите каждый день.
Борьба с тлей
Сделайте отвар: золу просейте, залейте водой и кипятите 20 минут. Дайте отстояться, процедите и используйте для обработки.
Борьба с мучнистой росой крыжовника
Для первого опрыскивания возьмите ведро золы и три ведра воды. Кипятите в течение часа, охладите, процедите и затем используйте. Для второго опрыскивания на полведра золы возьмите два ведра воды и кипятите один час. Этот раствор применяйте после образования завязи.
Помогает зола и против личинок колорадского жука. Их опудривают сухой золой, что приводит к гибели вредителя в течение двух суток. Можно с помощью золы эффективно бороться и со слизнями. Любые вещества, раздражающие подошву моллюска, не пускают его к растениям. Если посыпать землю золой концентрическими кругами вокруг растения (неприемлемо для кислотолюбивых растений), то слизни не смогут к ним подобраться.
удобрение огурцов золой
удобрение огурцов золойКлючевые слова: удобрение для картофеля весной перед вспашкой, где купить удобрение огурцов золой, пиво для огурцов удобрение.
удобрение огурцов золой
удобрение сударушка для томатов отзывы цена, органические удобрения для огурцов, каким удобрением можно подкормить помидоры, сертификация органических удобрений, троя жидкое органическое удобрение инструкцияудобрения для подкормки рассады помидор
сертификация органических удобрений Зола — универсальная подкормка для овощных культур, идеально подходит для удобрения огурцов. Зола содержит около 5% калия и большое количество микроэлементов в менее значительных количествах – фосфор. Особенности удобрения огурцов золой: интенсивность и режим, возможности. Чем полезна зола для огурцов? Сколько и как часто можно подкармливать огурцы золой? Как правильно развести золу для подкормки огурцов? Современная химическая промышленность регулярно выпускает удобрения нового поколения. Они с каждым разом содержат все больше питательных веществ, все безопаснее для растений, все губительнее для патогенных. Подкормка огурцов золой является очень полезным занятием для получения обильного урожая. Удобрение из золы содержит все необходимые минеральные и органические вещества, которые так необходимы для роста. Приготовление удобрения и подготовка семян. Как подкормить огурцы золой – что полезного содержится в золе и как правильно ее применять? Наиболее подходящим и доступным удобрением для огурцов является обычная древесная зола. Зола – одно из самых древних удобрений минерального типа, позитивно сказывающееся на росте и развитии многих. Зачем подкармливать огурцы золой. Зола — это несгораемый остаток горения и ценное органоминеральное удобрение. В ее состав входят практически все нужные растениям макро- и микроэлементы в легкоусвояемой форме. Действительно ли полезна подкормка золой для огурцов? Зола является органикой, а огурцы очень капризны при выращивании, поэтому удобрение золой для них можно считать плюсом. Корневая система, листья и стебли. Официальная доставка онлайн-супермаркета Перекрёсток — онлайн дешевле и удобнее! Широкий ассортимент. Свежие продукты. Экономия времени. Доставка до двери. Контроль качества. Безналичная оплата. Гарантия свежести Продавец: Интернет-супермаркет Перекресток. троя жидкое органическое удобрение инструкция удобрение для огурцов в теплице своими руками органическое удобрение хозяин батюшка 1 кг отзывы
содержание азота в органических удобрениях удобрения для подкормки рассады помидор азотные удобрения для томатов народные удобрение для картофеля весной перед вспашкой пиво для огурцов удобрение удобрение сударушка для томатов отзывы цена органические удобрения для огурцов каким удобрением можно подкормить помидоры
Пестициды, ядохимикаты часто используют производители в борьбе с вредителями, грызунами, сорной травой. Но они быстро проникают в растения, накапливаются. Человек, регулярно поедая зараженные овощи и фрукты, рискует заполучить многие проблемы со здоровьем: заболевания ЖКТ, онкологию, снижение зрения. Средство состоит из особых азот-продуцирующих бактерий, а также комплекса микроэлементов. Такой состав обеспечивает пролонгированное действие на протяжении всего периода роста, созревания и хранения плодов. Товар представляет собой комплект из нескольких микроэлементов и азот-продуцирующих бактерий. Именно эти организмы выполняют основную задачу – подготавливают и насыщают верхний слой почвы азотом – основного вещества, участвующего в жизнедеятельности растения. Азот требуется для обмена веществ, процесса питания и митоза клеток. Без азота растение чахнет за считанные часы. Выращивание томатов в теплице на гидропонике представляет собой кропотливый и трудоёмкий процесс, поэтому здесь необходимо придерживаться определённых правил, которые позволят вам получить большой урожай. Начинающие садоводы в области гидропоники зачастую стремятся облегчить себе жизнь по подготовке питательных растворов. Вот так просто и без знания химии и математики можно при помощи калькулятора вычислять состав любого удобрения и самостоятельно составить любой питательный раствор. Овощи на гидропонике Томат. Томаты (помидоры) поливают только теплым питательным раствором, температурой 20-25 °С. Холодный полив приводит к отмиранию части корней, так же как и размыв холмика около стебля, что снижает урожайность. Наилучшая система полива томатов – капельная. Одной из самых популярных культур среди огородников являются томаты. Благодаря поверхностной корневой системе этот овощ прекрасно культивируется в искусственных беспочвенных системах – гидропонике. Технология выращивания помидоров на гидропонике, лучшие сорта и удобрения. Гидропоника — современная технология, по которой садоводы выращивают растения без традиционной высадки в почву. Выращивать помидоры на гидропонных установках достаточно просто, но есть много тонкостей, которые стоит иметь. Помидоры – достаточно выносливые растения, это означает, что выращиваться они могут практически в любой. Помидоры гидропонным способом. Для выращивания помидор с использованием гидропонных систем в GrowBox, оранжереях. Удобрения и комплекты удобрений для круглогодичного выращивания растений методом гидропоники можно посмотреть здесь. Самодельная гидропонная установка. Гидропоника своими руками. Для детерминантных помидор (которые растут не выше 40 см). Каркас решил сделать из металлического профиля, квадратного 30 на 30, соединителем выступает профиль 25 на 25. Вот чертеж, сделанный на скорую руку. Расскажем как можно приготовить питательный раствор для гидропоники томатов, а также ознакомим с принципом действия гидропонного оборудования. Насколько эффективен препарат для помидоров? Почвообразующее органоминеральное удобрение.Продажа по Северо-Западу и РФ. Доставка Удобрения. выгодная цена на Га. доставка. Почвообразующее. Хелатная форма кремния. Повышение урожайности. Увеличение созреваемости Продавец: ИП Новоселова Е.Г. ОГРНИП: 30678471
удобрение огурцов золой
азотные удобрения для томатов народные
Что и говорить, но именно нитраты блокируют поступление кислорода в красные кровяные тельца, клетки организма. Значит, вызывают нарушения центральной нервной системы и обмена веществ. Каждый огородник хочет получить отличный урожай от своих растений, но вот не далеко всем это удается сделать. Так многие огородники и садоводы знают, что для хорошего урожая необходима подкормка растений. Основные виды удобрений. Существует несколько основных видов удобрений для рассады болгарского перца, которые имеют свои особенности. Поэтому прежде чем их применять в домашних условиях. Удобрение рассады перца народными средствами. Если вы предпочитаете народные средства, то наиболее эффективными из них являются растворы на основе дрожжей, йода, древесной золы и банановых шкурок. Самые эффективные удобрения для рассады перца. Среди всех овощных культур выращивание болгарского перца стоит на особом месте. Он проделал огромный путь, чтобы попасть на наши столы. Подкормка рассады. Народные рецепты для перца. Фото советы чем подкормить перец. Что любит перец. Азотные удобрения – это то, чем необходимо подкормить перец для роста. Они вносятся в количестве 20-30 г на 1 кв. метр посадок весной либо в начале лета. Подкормка рассады. В качестве подкормки предпочитаю использовать натуральные удобрения. Лучшие народные рецепты. 28 марта. Вот такая рассада перца с хорошей. Древесная зола является фосфорно-калийным и известковым удобрением. Соответственно больше всего в золе содержится калия, фосфора. Чем можно подкормить рассаду перцев: рецепты народных средств и питательных составов, рекомендации по применению удобрения. Народные средства для подкормки рассады перцев. На чтение 6 мин. Опубликовано 04.05.2020. Удобрять рассаду перцев можно разными составами, однако использование. 2 Подкормка перца во время цветения и завязывания плодов. 2.1 Комплексные удобрения. 2.3 Минеральные удобрения. 2.4 Народные средства. 3 Чем подкормить перцы во время плодоношения в теплице. удобрение огурцов золой. удобрение для огурцов в теплице своими руками. Отзывы, инструкция по применению, состав и свойства. Чем можно удобрять томаты для роста и быстрого созревания – лучшие удобрения для периода вегетации и их влияние. Еще не знаете, чем подкормить томаты во время плодоношения? Раскрываем секреты сладких плодов и хороших урожаев! При появлении зеленых помидоров на кустах томатов следует. Удобрение не только способствует ускорению налива плодов томатов, но и выравненности помидоров по размерам. Кроме того, подкормки азотом вызывают усиленный рост зеленной массы и слабое завязывание плодов. Поэтому примерно со второй половины лета и во время плодоношения. Удобрение помидоров в периоды цветения и плодоношения. Чтобы обеспечить быстрый рост и активное появление завязей у томатов в открытом грунте, в период набора цвета нужно провести внекорневую подкормку 0,5% раствором суперфосфата. Для приготовления средства 50 г препарата нужно. Удобрения для рассады томатов. Чем можно подкормить помидоры. Удобрения для рассады томатов. Рассада растёт в ограниченных условиях и требует вноса подкормок. В период завязывания и роста плодов используют удобрения, содержащие калий. Азотсодержащие компоненты при этом следует. Подкормки обязательно нужны томатам для нормального развития и роста. В период формирования бутонов и плодов к помидорам постоянно должен. Для подкормки томатов можно использовать как промышленные удобрения, так и народные средства. Ведь когда-то огороды с успехом удобряли. Томаты — любители солнца, тепла, повышенной влажности и плодородной земли. Минеральные удобрения. Если в период роста куста растения нуждаются в азоте, а во. Если съесть такие плоды, нитраты под воздействием кишечных ферментов превратятся в ядовитые нитриты. Далее появления завязи, формируются плоды – корни. Пасынкование томатов в открытом грунте проводят несколько раз в сезон, первый после. Испытываются новые составы удобрений, стимуляторы роста растений (ссылка!) и многое другое. Не все они безопасны для здоровья человека. Для формирования плодов, нужны большие количества калия и фосфора, а также бор (для завязей) и йод. Именно благодаря калию помидоры становятся сочными и сладкими на вкус. Вместо этого удобрения можно подкормить томаты 1 ст.л. жидкого удобрения Идеал и 1 ст.л. нитрофоски, разведенными в 10 л. Для формирования большого количества вкусных и мясистых плодов растения нуждаются в таких элементах, как бор, марганец, йод и калий. Восполнить их недостаток можно.
Древесная зола: хитрости от опытных садоводов
В этом году дачный сезон начинается в непростых условиях – в связи с опасностью распространения коронавирусной инфекции в Татарстане объявлен особый санитарно-эпидемиологический режим. Но ограничения не будут длиться вечно, грядки ждут нас и ждут удобрений, без которых хорошего урожая не получить.
Об использовании в этом качестве древесной золы рассказывает кандидат биологических наук Ольга Леушева.
ПОЛЕЗНО! Древесная зола – прекрасное средство для удобрения почвы. В ней в доступной форме содержится калий, кальций, железо, магний, фосфор – всего около 30 минералов, которые необходимы для развития растений и улучшения почвы. Она помогает бороться с плесенью, грибками и вредителями в грунте. При этом в таком ценном удобрении нет хлора, а значит, зола подходит для подкормки растений, которые реагируют на этот элемент негативно, среди них земляника, малина, смородина, картофель. Также на древесную золу хорошо отзываются все тыквенные, капуста, свекла, помидоры и огурцы.
ВЫГОДНО! И получаем мы золу практически бесплатно. Зола бывает печная (от сожженной древесины) и растительная. Экологически чистой и пригодной для использования в качестве удобрения считается зола из дров и бревен (без плесени!), в которой нет различных примесей от сжигания полиэтиленовой пленки, синтетики, резины, цветной бумаги и т. д. Из древесных пород деревьев калия больше всего содержится в золе лиственных культур, особенно березы.
ВПРОК. Золу собирают и хранят в сухом месте в деревянном ящике с плотной герметичной крышкой. Полиэтиленовые мешки для хранения золы не подходят, поскольку в них конденсируется влага.
Древесную золу применяют в сухом и жидком виде. В первом случае ее просто заделывают в почву в качестве удобрения, а во втором – готовят зольные настои и растворы.
ЗАПИШИТЕ РЕЦЕПТ. Чтобы приготовить раствор, стакан золы размешивают в 10 л воды. Этой жидкостью поливают растения под корень – вместо промышленного минерального удобрения. Перед использованием полученный раствор нужно тщательно разболтать, поскольку в нем образуется осадок.
Чтобы приготовить настой, ведро на 1/3 заполняют золой, до самых краев заливают горячей водой и настаивают двое суток. После этого процеживают и используют для корневой подкормки или опрыскивания садово-огородных культур.
Внекорневую подкормку можно проводить не только настоем, но и отваром золы. Для этого просеивают 300 г золы, заливают кипятком и кипятят в течение 25 – 30 минут. Затем ее надо остудить, процедить и развести в 10 л воды. Чтобы подкормка лучше прилипала к листьям, в нее нужно добавить 40 – 50 г хозяйственного мыла.
Опрыскивание зольным отваром также помогает защитить культуры от болезней и вредителей, в частности проволочника, тли, крестоцветной блошки, нематоды, слизней, улиток.
ВСЕ ВОЗРАСТЫ ПОКОРНЫ. Семена замачивают и дезинфицируют в растворе из 250 мл воды и 1 ч. л. золы в течение 2 – 5 часов. Просушивают и высевают.
Золу добавляют в грунт для рассады (200 – 250 мл на 10 л). Рассаду опудривают порошком золы раз в декаду. Перед пересадкой на грядки в лунки засыпают по 1 ст. л. золы.
При использовании золы на участке нужно учитывать уровень кислотности почвы. Щелочной грунт золой не удобряют – это приведет к еще большему защелачиванию. Внесение золы в кислую землю делает ее реакцию близкой к нейтральной.
ПО КУЛЬТУРАМ. Растения, которые любят кислую почву (например, голубика, клюква, брусника, азалия, камелия, рододендрон), золу не переносят. Полезно знать «пристрастия» основных культур.
Редис любит среднекислую и рыхлую почву. На слишком щелочной почве он пожелтеет и не будет развиваться. В то же время, если перестараться с окислением грунта, редис накопит тяжелые металлы, вырастет менее сочным и не таким ярким.
Щавель любит кислую насыщенную полезными веществами почву и не будет расти в известковом грунте. Щелочная реакция превращает все важные для питания микроэлементы в нерастворимые и не усваиваемые растением, в результате чего листья становятся желтыми. Для улучшения роста щавеля грунт необходимо постоянно подкислять органикой или минеральными соединениями и обильно поливать. При недостатке влаги листья становятся грубыми, в них накапливается щавелевая кислота, которая в избытке вредна для почек и суставов человека.
Картофель предпочитает расти в слабокислой почве и любит органические удобрения. В приоритете азотные подкормки, во вторую очередь фосфорные, только затем калийные. Если перестараться с удобрением, картофель вложит все свои силы в рост, а не в развитие клубней. Подкармливать необходимо непосредственно при посадке, поскольку в это время растение вберет в себя все полезные элементы из грунта. Если почва кислая, можно «припудрить» картофель золой или насыпать ее немного в лунку.
Гортензия. Хоть зола и относится к калийному типу удобрения, но для гортензии не подходит. Кустарник хорошо растет в кислой почве, а при ощелачивании грунта золой его листья приобретают бурый оттенок, растение чахнет. Весной эти растения советуют подкармливать азотосодержащим удобрением, осенью – органикой, а летом – калийной подкормкой.
Арбуз. Зола помогает справиться с бахчевой тлей, но если перестараться с подкормкой, произойдет нарушение водного обмена и почва станет плотной. Также зола препятствует одновременному насыщению арбуза натрием и кальцием, что приводит к растрескиванию и загниванию плодов. В процессе разложения зола выделяет микроэлементы, входящие в ее состав, но низкое содержание азота мешает арбузу набрать массу. Предпочтительным видом подкормки для этой бахчевой культуры станут комплексные органические удобрения, например компост.
Источник
Фото: https://pixabay.com
Следите за самым важным и интересным в Telegram-канале Татмедиа
Товар не найден
Общие положения
Некоторые объекты, размещенные на сайте, являются интеллектуальной собственностью компании StoreLand. Использование таких объектов установлено действующим законодательством РФ.
На сайте StoreLand имеются ссылки, позволяющие перейти на другие сайты. Компания StoreLand не несет ответственности за сведения, публикуемые на этих сайтах и предоставляет ссылки на них только в целях обеспечения удобства для посетителей своего сайта.
Личные сведения и безопасность
Компания StoreLand гарантирует, что никакая полученная от Вас информация никогда и ни при каких условиях не будет предоставлена третьим лицам, за исключением случаев, предусмотренных действующим законодательством Российской Федерации.
В определенных обстоятельствах компания StoreLand может попросить Вас зарегистрироваться и предоставить личные сведения. Предоставленная информация используется исключительно в служебных целях, а также для предоставления доступа к специальной информации.
Личные сведения можно изменить, обновить или удалить в любое время в разделе “Аккаунт” > “Профиль”.
Чтобы обеспечить Вас информацией определенного рода, компания StoreLand с Вашего явного согласия может присылать на указанный при регистрации адрес электронный почты информационные сообщения. В любой момент Вы можете изменить тематику такой рассылки или отказаться от нее.
Как и многие другие сайты, StoreLand использует технологию cookie, которая может быть использована для продвижения нашего продукта и измерения эффективности рекламы. Кроме того, с помощь этой технологии StoreLand настраивается на работу лично с Вами. В частности без этой технологии невозможна работа с авторизацией в панели управления.
Сведения на данном сайте имеют чисто информативный характер, в них могут быть внесены любые изменения без какого-либо предварительного уведомления.
Чтобы отказаться от дальнейших коммуникаций с нашей компанией, изменить или удалить свою личную информацию, напишите нам через форму обратной связи
Хлебом, дрожжами или золой: чем лучше подкармливать огурцы?
Чем только не подкармливают дачники огуречные посадки. В дело идут дрожжи, зола, хлеб, куриный помёт, луковая шелуха, а также разные настои. И что самое интересное, такие подкормки отлично работают.
Как подкормить огурцы дрожжами. Одну пачку дрожжей нужно растворить в 10 л воды и настоять трое суток в тёплом месте. Раз в день подкормку следует помешивать. Вносить такое удобрение лучше всего после полива. На один куст должно приходиться по 0,5 л подкормки. Данное удобрение не только стимулирует рост огурцов, но и защищает их от вредителей. Только возьмите на заметку, что такую подкормку не следует проводить больше двух-трёх раз за сезон.
Как подкормить огурцы золой. Подкармливать золой можно двумя способами: сухой (ею произвольно посыпают почву под огурцами перед поливом) и настоем. Для его приготовления нужно смешать золу с водой и настоять две недели. На 1 л воды должно приходиться 2–3 ст. л золы. Проводить любую из данных подкормок можно 5–6 раз за сезон. Норма расхода настоя – 0,5 л на один куст.
Как подкормить огурцы хлебом. Это отличная альтернатива дрожжам. Чтобы приготовить хлебное удобрение для внекорневого применения, следует в ведре воды замочить буханку хлеба и настоять ночь.
Читайте также: уДАЧНЫЕ СОТКИ: заботимся об огурцах
Утром хлеб необходимо размять и добавить в ёмкость 10 мл йода. Далее полученную массу разводят водой из расчёта 1 л удобрения на 10 л воды и опрыскивают огурцы. Если же настаивать хлеб неделю в закрытом крышкой ведре в тёплом месте, то вы получите хорошую корневую подкормку. Для неё можно использовать не целую буханку, а чёрствые корочки, взятые в произвольном количестве. Для полива огурцов такую «закваску» разбавляют с водой в соотношении 1:3. На один кустик должно приходиться 0,5 л хлебного удобрения. Поливать таким удобрением можно один раз в пять дней. Начинать подкормки стоит, когда огурцы начнут образовывать завязи. Продолжать можно до самого конца плодоношения.
У огурцов имеется множество сортов, которые разделяют по предназначению: на консервные, салатные и универсальные.
Как подкормить огурцы куриным помётом. Несмотря на то, что куриный помёт – органическое удобрение, он содержит железо, медь, серу, марганец цинк и кобальт. Поэтому подкармливать им полезно не только огурцы, но и другие огородные и садовые культуры. Чтобы приготовить настой куриного помёта, необходимо залить органику водой в пропорции 1:20 и оставить на несколько часов, периодически помешивая. Далее полученный раствор нужно процедить. После этого он готов к применению. Под одно растение рекомендуется вносить около 0,5 л настоя. Использовать удобрение на основе куриного помёта рекомендуется три раза за сезон: в начале вегетации, во время цветения огурцов и во время активного плодоношения.
Как подкормить огурцы луковой шелухой. Удобрение из луковой шелухи хорошо тем, что его можно использовать как для корневой, так и для внекорневой подкормки. При этом опрыскивание и полив огурцов – это не только полноценная подкормка, но и защита от болезней. Данный настой готовится из 20 г шелухи и 5 л тёплой воды. Смесь должна настаиваться в течение четырёх дней, после чего её следует процедить. Такая подкормка полезна не только огурцам, но и многим другим овощным культурам, в частности, томатам.
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее, и нажмите Ctrl+Enter
Использование материалов на основе золы биомассы в качестве почвенных удобрений: критический обзор существующей нормативно-правовой базы
Аннотация
В настоящее время во всем мире производится растущее количество золы биомассы из-за увеличения потребления биомассы в энергетике. Удаление золы биомассы на свалки является дорогостоящим и приводит к потере ценных ресурсов. Зола биомассы обладает важным содержанием макронутриентов и соответствующей способностью к известкованию почвы и может быть переработана в почвы, что способствует интеграции процесса производства энергии из биомассы и устойчивому производству энергии.Несмотря на то, что Тематическая стратегия ЕС по защите почвы подчеркнула важность содействия мелиорации почвы за счет повторного использования питательных веществ, а некоторые государства-члены уже признали ценность золы биомассы в контексте экономики замкнутого цикла, повторное использование этого материала на уровне ЕС и потенциальное использование материалы на основе золы в удобрениях до сих пор не определены нормативно-правовой базой ЕС. Адекватное регулирование золы из биомассы в энергетическом секторе признано наиболее важным движущим фактором для внедрения правильного управления и повышения ценности золы как сырья.
В этом обзоре обсуждаются свойства золы биомассы и соответствующие нормативные акты ЕС, в частности, Рамочная директива по отходам и Регламент по удобрениям, которые имеют отношение к реализации стратегии повышения ценности золы биомассы для целей мелиорации почв. Были определены шаги, необходимые для получения золы биомассы с соответствующим статусом конечных отходов и / или побочных продуктов. Были обсуждены ключевые аспекты продуктов и процессов, позволяющие включить золу биомассы в список материалов, которые могут использоваться в качестве удобрений или в качестве ингредиентов почвенных удобрений в рамках пересмотренного Регламента по удобрениям.Здесь также обсуждались стандарты качества и безопасности, которые должны быть гармонизированы на уровне ЕС, а также необходимые изменения в системе оценки рисков.
Ключевые слова
Зола из биомассы
Состояние ликвидации отходов
Восстановление почвы
Удобрение для почвы
Оценка рисков
Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)
Полный текст© 2018 Elsevier Ltd. Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Цитирующие статьи
Влияние щелочной обработки древесной золы на доступность азота, углерода и фосфора в пищевых отходах и дигестатах агропромышленных отходов
Первоначальная характеристика
Характеристика образцов с точки зрения Параметры, относящиеся к данной работе, приведены в Таблице 3.Хотя значения для образцов определялись эмпирически, характеристики смесей в нулевой момент времени оценивались на основе данных каждого образца и их доли в каждой смеси (таблица 2).
Таблица 3 Характеристика четырех образцов и двух типов смесей, оцененных с точки зрения соответствующих параметров для данного исследования. Среднее и стандартное отклонение (n = 3) для всех измерений выражено в сырой массеДигестаты были основным источником азота в смесях.NH 4 + -N, который был выше в FWD из-за более высокого содержания белка, внес важный вклад в электрическую проводимость (EC) [39] вместе с другими элементами (Интернет-ресурс 4), такими как в виде натрия (Na + ). Хотя не было значительной разницы между значениями pH дигестатов, ожидалось, что FWD будет иметь большую буферную емкость для предотвращения повышения pH при добавлении золы из-за большего содержания NH 4 + – N (Ур.(1)).
Зола была основным источником (нерастворимого) TP, и она также содержала щелочные и щелочноземельные металлы (Интернет-ресурс 1), что придавало им высокий pH. Следует отметить, что менее 1% фосфора, содержащегося в золе, было растворимым (таблица 3), поскольку он находился в форме нерастворимых соединений кальция, таких как гидроксиапатит (Ca 5 (PO 4 ) 3 ). ОН) [9]. Судьба большинства фитотоксичных элементов, таких как тяжелые металлы (например, As, Cd, Pb и Zn [9]), обычно определяется более мелкими фракциями золы.Причина может заключаться в том, что летучая зола составляет большую часть золы (около 80%), образующейся при сгорании, хотя точное распределение массы зависит от типа установки для сжигания [9]. Важно подчеркнуть, что существуют разные фракции летучей золы, каждая из которых отделяется на разных стадиях (например, циклонная зола, зола электростатического осадителя, фильтрующая зола и т. Д. [9].) Системы очистки дымовых газов, в зависимости от размера частиц. . Зола, использованная в настоящей работе, была образована в колосниковой камере сгорания, поэтому зольный остаток представлял основную фракцию (Таблица 1), и больше загрязняющих веществ могло попасть в WBA.Образцы обоих зол были собраны в один и тот же день, но WFA имел большую площадь поверхности, что делало его более реактивным [40] и способствовало более быстрой кинетике и большей степени сорбции воды во время хранения. Это могло быть причиной того, что WFA имел более высокое содержание влаги (то есть меньше сухого вещества), чем WBA. Точно так же нейтрализация и карбонизация, которые имели место во время хранения, были усилены в WFA, что привело к большему общему количеству углерода (TC) и более низкому pH WFA по сравнению с WBA (таблица 3).Значения с погрешностью более 10%, такие как TC WBA, объясняются неоднородностью образцов.
Возможно, что WBA охлаждали путем закалки, так как эта фракция была указана производителем как влажная зола (таблица 1), и впоследствии была высушена. Во-первых, добавление воды к WBA способствует гидратации, и в этом процессе щелочность WBA снижается, поскольку оксиды щелочных металлов превращаются в гидроксиды. Во-вторых, щелочность была дополнительно снижена из-за более низкого сопротивления массопереноса атмосферного CO 2 по отношению к щелочному водному раствору, что привело к образованию карбонатов [9].В-третьих, сушка при высокой температуре снижает содержание влаги, восстанавливает щелочность (из-за разложения карбонатов и даже гидроксидов) [5] и может вызывать слипание и образование частиц большего размера по сравнению с WFA.
ЕС золы измеряли по той же методике, что и для дигестатов, в экстракте WS с соотношением S: E 1: 5 (таблица 3). Более высокое содержание калия (K + ) объясняет более высокую проводимость WBA, несмотря на более низкое содержание влаги (Интернет-ресурс 1).Как правило, ЕС золы увеличивается с увеличением содержания влаги, но выше уровня насыщения сорбцией воды, который соответствует соотношению S: E 1: 0,4 [41, 42], ЕС уменьшается из-за эффекта разбавления и отсутствия уплотнения. . Уровень самоотверждения золы влиял на измерение ЕС [43], которое определялось количеством подвижных ионов. Согласно Каролине [44] сульфат (SO 4 2-), хлорид (Cl –) и PO 4 3- были основными анионами, обеспечиваемыми древесной золой.В то время как низкий уровень WS PO 4 3− в золе настоящего исследования (Таблица 3) был связан с низкой растворимостью кальция (Ca 2+ ) и магния (Mg 2+ ), SO 4 2- и Cl – были противоионами, связанными с калием. Соли калия очень растворимы и редко связаны с явлением затвердевания, за исключением K 2 Ca (SO 4 ) 2 * H 2 O [9].
Профили pH и ЕС
Как показано на рис. 2, смесь 2 имела более высокие значения pH и ЕС, чем смесь 1, из-за более высокой доли золы, которые были движущей силой изменения состава дигестатов. . Более того, смесь 1 имела более высокое содержание NH 4 + -N (таблица 3) с буферным эффектом, что предотвращало резкое повышение pH. Эти две характеристики (то есть содержание золы и NH 4 + -N смесей) были ответственны за то, что смеси 1 требовалось больше времени для достижения устойчивого уровня pH и ЕС, чем смеси 2.Фактически, тест ANOVA показал, что ЕС смеси 2 был постоянным в течение всего инкубационного периода. Большие погрешности EC смеси 2 (рис. 2b) могут быть связаны с большим размером частиц WBA, что сделало этот образец более подверженным влиянию ошибок отбора проб и, следовательно, менее гомогенным, чем WFA. Более того, поскольку ЕС WBA был выше, чем EC WFA (Таблица 3), любое изменение в составе шлакового остатка оказало большее влияние на ЕС смеси.Следует отметить, что только смесь 2 содержала WBA, в то время как WFA имели аналогичную долю в обеих смесях (таблица 2).
Рис. 2Изменения pH ( a ) и EC ( b ) ~ 30 мл экстрактов WS (соотношение S: E 1:10) каждой из полученных смесей (таблица 2) после инкубации при 100 об / мин и 22 ° C
Подвижность ионов H + , объясняемая механизмом Гроттуса, почти в два раза выше подвижности ионов OH – [45]. Таким образом, сильнокислые растворы имеют больше ЭК, чем высокоосновные.При pH смесей (рис. 2а) количество H + было незначительным по сравнению с OH –. Следовательно, чем выше pH, тем выше EC. Следуя тем же соображениям, умеренный щелочной pH снижает количество ионов [46], таких как NH 4 + , Na + и K + , но большая основность может даже способствовать растворению органических веществ [ 47]. ЕС обеих смесей соответствует засоленным почвам (> 4 дСм / м) [48], что может дать представление об их потенциальном назначении.Возможно, что доза золы, используемая для приготовления смеси 1, находилась в диапазоне химической щелочной стабилизации, в то время как поведение смеси 2 определялось химическим гидролизом. Обе смеси имели высокий pH, что необходимо для уменьшения роста микробов в смеси [24].
Прямое сравнение значений pH и EC, полученных для экстрактов WS из инкубированных смесей (рис. 2), со значениями pH и EC исходной характеристики (таблица 3) было невозможно, поскольку были разные соотношения S: E. используется для приготовления экстракта WS.Увеличение ЕС дигестатов при добавлении золы было менее значительным, чем увеличение рН, учитывая более широкий диапазон изменения ЕС. Гарфи и др. [49] сообщили о низком уровне ЕС, равном 6,88 10 –3 дСм / м для сброженного навоза морских свинок, определенного стандартным методом определения характеристик сточных вод. С другой стороны, Walker et al. [7], используя стандартный метод определения характеристик отходов, обнаружил 145 дСм / м3 в дигестате, основанном на сельскохозяйственных отходах и навозной жиже.В отличие от pH, ЕС сильно зависел от соотношения S: E, используемого для получения экстракта WS [41]. Разбавление меньше влияло на pH (т.е. от 1: 5 до 1:10), поскольку уменьшение концентрации H 3 O + было сглажено логарифмическим расчетом. С другой стороны, измерение сопротивления, которое являлось показателем ЕС, было напрямую связано с концентрацией ионов.
WS NH
4 + и WS NH 3 профилейКоличество WS NH 4 + и WS NH 3 в смеси 1 было больше, чем в смеси 2 (рис.3а) в соответствии с более высокой долей дигестатов (таблица 2) и большой концентрацией этих видов в FWD (таблица 3). Результаты однофакторного дисперсионного анализа для обеих смесей показали, что F> F крит = 2,36. Таким образом, можно было утверждать с 95% достоверностью (α = 0,05), что в течение 10 часов инкубации при 22 ° C концентрация WS NH 4 + и WS NH 3 в обоих смеси не было постоянным.
Рис.3Концентрация WS NH 4 + & WS NH 3 ( a ) и WS NO 3 – и WS NO 2 – ( b ) в 3 г каждой из смесей (Таблица 2), измеренных после инкубации при 100 об / мин и 22 ° C
Колебания концентрации WS NH 4 + и WS NH 3 в обеих смесях ( Инжир.3а) может быть связано с минерализацией N org за счет абиотических факторов. Учитывая высокую концентрацию кальция в образцах золы (Интернет-ресурс 1), гидролиз обменным кальцием был возможен [50]. Следовательно, NH 4 + будет высвобождаться, а затем нейтрализоваться в NH 3 водн. из-за высокого pH среды согласно пути реакции (1). Образование NH 3 aq предполагает подкисление среды, что может быть одной из причин, объясняющих более низкий pH смеси 1 (рис.2a), поскольку в FWD было больше WS NH 4 + и WS NH 3 вместе с более низкой долей золы по сравнению со смесью 2 (Таблица 2). Кроме того, у FWD был больший пул NH 4 + , чем у PVWD, что согласуется с более высоким пиком концентрации WS NH 4 + и WS NH 3 на 30 мин инкубации. (Рис. 3a), подтверждая большее содержание белка в материалах, используемых в качестве сырья для AD. WS NH 4 + и WS NH 3 могли накапливаться, потому что скорость гидролиза N org была выше, чем улетучивание газа NH 3 .{+} \ stackrel {Масса \, передача} {\ to} {NH} _ {3 gas} $$
(1)
Теоретическое содержание WS NH 4 + и WS NH 3 в смесях (Таблица 3) было выше, чем содержание WS NH 4 + и WS NH 3 , измеренное во времени. ноль (рис. 3а). Обе смеси потеряли около 50% теоретического содержания WS NH 4 + и WS NH 3 во время смешивания образцов.Считалось, что минимальное количество азота терялось во время хранения дигестатов при (<4 ° C). Оптимальный pH для образования индофенола при определении содержания NH 3 aq в смесях салицилатным методом составляет 12 [51]. Этот pH должен был быть достигнут после того, как экстракт WS (соотношение S: E 1:10) взаимодействовал с реагентами для развития синего цвета, таким образом, исходный pH образцов влиял на определение. Более того, стоит упомянуть, что низкомолекулярные амины могут реагировать аналогично NH 3 aq , что приводит к завышению концентрации WS NH 4 + и WS NH 3 [52].
Méndez et al. [53] сообщили о потере 4,99% NH 4 + -N при добавлении 600 г негашеной извести (81,5% CaO) к 2 кг осадка городских сточных вод после 2 часов инкубации при 300 об / мин и 20 ° C на открытом воздухе. система. Они не предоставили информацию о том, как проводились измерения, которая потребовалась бы для понимания того, сколько NH 4 + -N было адсорбировано и почему не было потерь в закрытых системах. Хотя размер их системы был в 1000 раз больше, чем у 3-граммовых смесей настоящего исследования, концентрация WS NH 4 + и WS NH 3 в их осадке сточных вод была в 1000 раз ниже (т.е.е. 0,120 мг NH 4 + -N / кг ила), чем смеси в данной работе (Таблица 3). Уилан и др. [37] сообщили о потере 1925 мг WS NH 4 + и WS NH 3 в 120 г дигестата (смесь суспензии жвачных животных и пищевых отходов) в течение трех недель инкубации при 25 ° C. Исходное содержание WS NH 4 + и WS NH 3 составляло 7425 мг / кг дигестата, а увеличение высвобождения NH 3 было получено с помощью ловушки объемом 10 мл 1 MH 2 SO 4 . помещается в 1 л свободное пространство обжиговой печи для улавливания газа NH 3 .Количество NH 3 водн. , испарившегося в их системе с ловушкой H 2 SO 4 в течение более 3 недель, было аналогично потере NH 3 водн. в смеси 1 в нулевой момент времени (2348 мг NH 3 водн. / кг смеси; рис. 5а). С другой стороны, в этой работе их модель использовалась для предсказания, что ~ 6% исходных WS NH 4 + и WS NH 3 будут потеряны во время смешивания. Важно отметить, что для этого расчета использовались коэффициенты массопереноса из моделей окружающей среды.Считалось, что условия турбулентности будут более похожим подходом, чтобы представить усиление улетучивания NH 3 aq , обусловленное добавлением золы к дигестатам. Улетучивание NH 3 aq также оценивалось с использованием значений таблиц давления пара, доступных для растворов аммиака (NH 4 OH) [54]. Для расчета было принято, что концентрация NH 3 aq в смеси составляла 10 мас.% (Т.е. примерно в 10 раз выше по сравнению с исходным составом смесей; Таблица 3), чтобы учесть увеличение содержания улетучивание NH 3 водн. из-за добавления золы.Расчетные потери во время смешивания составили 1,9% и 9,5% от исходных WS NH 4 + и WS NH 3 в смеси 1 и смеси 2, соответственно.
Другими возможными путями уменьшения концентрации WS NH 4 + и WS NH 3 могут быть адсорбция и осаждение. Это будет отражаться перемещением доли TN из фазы WS в фазу WI. Ma et al. [22] изучали удаление NH 4 + и NH 3 и PO 4 3− из воды с концентрациями до 200 и 250 мг / л соответственно.В их исследовании оптимальный pH, необходимый для адсорбции в растворе 50 мг NH 4 + и NH 3 / л, составлял от 3 до 9, а более высокий pH мог привести к потерям из-за улетучивания NH 3 aq . Что касается осадков, то образование струвита могло бы объяснить часть снижения концентрации WS NH 4 + и WS NH 3 . Sakthivel et al. Сообщили об изменении концентрации NH 4 + -N ниже 15%.[55], при инкубации при 25 ° C 11,4 г древесной золы с 1 л уреолизованной мочи с исходным содержанием 3497 мг NH 4 + и NH 3 на литр. Аналогичным образом Хуанг и др. [56] проверили дозу растительной золы до 28,5 г на литр сточных вод свиней с 529 мг NH 4 + и NH 3 на литр. Хотя осаждение 97% 267 мг PO 4 3- / л в 500 мл свиной сточной воды было обнаружено через 1 час при использовании дозы растительной золы 12.5 г / л, они не сообщили, какая доля PO 4 3- в осадке соответствует струвиту. Эта информация была необходима для расчета количества осажденного NH 4 + , поскольку в их исследовании PO 4 3- также осаждали с кальцием в виде гидроксиапатита и с калием в виде K- струвит (MgKPO 4 * 6H 2 O).
WS NO
3 – и WS NO 2 – ПрофилиВ обеих смесях одинаковые уровни WS NO 3 – и WS NO 2 – были постоянными в течение инкубация (рис.3б). Низкое значение 6–7 мг WS NO 3 – и WS NO 2 – на кг смеси может быть связано с низкой реакционной способностью этих веществ при низких концентрациях [57]. Другим объяснением постоянных уровней WS NO 3 – и WS NO 2 – в обеих смесях во время инкубации может быть предел обнаружения аналитической процедуры. Следует отметить, что концентрации WS NO 3 – и WS NO 2 – , представленные на рис.3b выражено в единицах свежей основы смеси (Интернет-ресурс 4), а концентрация в экстракте WS (соотношение S: E 1:10) составляла около 0,65 мг WS NO 3 – и WS NO 2. – / л. Тем не менее, по словам производителя Автоанализатора, метод, использованный в настоящем исследовании, имеет предел обнаружения 1 мкг WS NO 3 – и WS NO 2 – / л [52].
Аналогично WS NH 4 + и WS NH 3 , во время смешивания произошла потеря WS NO 3 – и WS NO 2 – .Маловероятно, что нитрат остался в системе, адсорбированной в золе [58] или в волокнах дигестата [59], поскольку эти материалы не были активированы для этой цели. Кроме того, биологическая деснитрификация [60] не должна быть возможна в смесях из-за высокого pH и короткой инкубации (рис. 2a). Однако сообщалось, что газ N 2 O является основным продуктом абиотического восстановления WS NO 3 – [61] и WS NO 2 – [62] до присутствия железа вокруг pH 7 ± 1.Снижающее действие щелочных и щелочноземельных металлов зависело от форм, в которых эти элементы были представлены в золе (Интернет-ресурс 1), которые определялись температурой сжигания и условиями хранения.
Профили WS TN и WS TC
Смеси имели противоположные тенденции как для WS TN, так и для WS TC (рис. 4). Смесь 2 имела постоянный WS TN в течение всего инкубационного периода, в то время как ее WS TC значительно увеличивалась. С другой стороны, у смеси 1 наблюдалось снижение WS TN в течение первых 3 ч инкубации, а WS TC увеличивалось меньше, чем у смеси 2.Эти тенденции можно объяснить исходным составом образцов. Более высокое содержание белка в сырье, используемом для приготовления FWD, обеспечивало фракцию N org , более легко конвертируемую в WS NH 4 + и WS NH 3 в условиях химической щелочной стабилизации, которые были испытаны. N org может быть важным компонентом как WI N, так и WS TN, и его принимали во внимание для объяснения изменений концентраций WS NH 4 + и WS NH 3 и WS TN в обеих смесях (рис.5).
Рис. 4Концентрация WS TN ( a ) и WS TC ( b ) в 3 г каждой смеси (Таблица 2), измеренная после инкубации при 100 об / мин и 22 ° C
Рис. 5Расчетные профили форм азота в 3 г смеси 1 ( a ) и 3 г смеси 2 ( b ) во время инкубации при 100 об / мин и 22 ° C (таблица 2)
Содержание WS NH 4 + и WS NH 3 в смесях на один-два порядка больше, чем WS NO 3 – и WS NO 2 – (таблица 3).Следовательно, потеря WS TN во время смешивания в основном обусловлена снижением концентрации WS NH 4 + и WS NH 3 в обеих смесях. В открытой системе (например, после внесения смешанных удобрений на землю) выщелачивание WS N org может быть основным способом потери азота [63]. Из-за высокой концентрации WS NH 4 + и NH 3 в смеси 1 в результате преобразования N org потребовалось больше времени для достижения стабильного уровня (рис.3а).
Потери углерода при газообмене (например, выброс CO 2 ) считались минимальными, учитывая высокий pH смесей. С другой стороны, увеличение содержания углерода в смесях из-за абсорбции CO 2 , доступного в атмосфере во время инкубации, и анализа экстракта WS (соотношение S: E 1:10) предполагалось равным быть незначительным, учитывая количество углерода, представленного в смесях (Таблица 3).
Тенденции, обнаруженные для WS TC обеих смесей (рис.4b) можно объяснить типом углеродсодержащих соединений в каждом образце и соотношением компонентов смеси. В то время как FWD содержал более легко разлагаемое лабильное органическое вещество, стабильная фракция органического вещества присутствовала в PVWD [64]. Таким образом, начальная TC WS смеси 1 была выше, чем начальная TC WS смеси 2, несмотря на более низкое содержание углерода в смеси 1 (Таблица 2). Углерод, содержащийся в золе, был менее реактивным (т.е. менее растворимым) и его можно рассматривать как инертную фракцию органического вещества [65].Кроме того, поскольку обе смеси имеют одинаковую долю WFA, повышение ОС WS из-за карбонатов одинаково для обеих смесей. Только смесь 2 дополнительно включала WBA, чтобы способствовать гидролизу стабильного органического вещества PVWD [6], что приводило к большему увеличению ОС WS. В условиях химической щелочной стабилизации, достигнутой в смеси 1, Ca 2+ может способствовать нейтрализации и сорбции органических веществ [26]. Таким образом, органические кислоты могут подвергаться реакциям омыления [66], что увеличивает выход материала WI.Ожидалось, что эти органические соли останутся в материале WI из-за низкой растворимости кальция и магния. Небольшое увеличение ОС WS смеси 1 (рис. 4b) по сравнению с исходной (таблица 3) можно объяснить короткими цепями низкомолекулярных органических соединений, которые оказались в экстракте WS, поскольку они не были поглощены щелочные металлы.
Профиль азота
Основываясь на эмпирических результатах, полученных для азота, состав смеси 1 и смеси 2 был представлен на рис.5. Подробное описание допущений, сделанных для этого моделирования, предлагается в разделе этой рукописи, описывающем методологию. Следует отметить, что никакой механизм транслокации TN из фазы WS в фазу WI, такой как сорбция или осаждение, не рассматривался, поскольку пепел не был активирован, таким образом, это могло привести к занижению оценки WI TN. . Более высокая концентрация WI N в смеси 2 (фиг. 5b) по сравнению со смесью 1 (фиг. 5a) согласуется с более низкими потерями NH 3 -N в смеси 2.Выбросы газа N 2 O были выше в смеси 2, чем в смеси 1, но любые из этих потерь были незначительны по сравнению с испарением NH 3 aq . Таким образом, NH 3, газ был основной формой, в которой был потерян азот, с самой высокой скоростью улетучивания NH 3 водн. во время смешивания образцов (рис. 6a). Однако определение скорости улетучивания NH 3 aq в нулевой момент времени было невозможно из-за пренебрежимо малого временного интервала.Потребовалось 6 часов для получения одинаковых скоростей в обеих смесях (около 90 мг NH 3 -N / кг смеси / час), которые продолжали снижаться после 10 часов инкубации до достижения минимальной концентрации NH 3 водн . Уквуани и Тао [38] обнаружили аналогичные скорости улетучивания, в пределах от 151 до 1284 мг NH 3 -N / кг дигестата / час, в 15 л дигестата городского ила и 10 л ретрентата фильтрата со свалок, соответственно. В их эксперименте инкубация каждого отхода происходила в течение 2 часов при 65–70 ° C и 25 ° C.3–34,7 кПа абсолютного давления. Другие скорости улетучивания NH 3 aq , доступные в литературе, были ниже, чем значения, найденные для двух смесей (рис. 6a). Уилан и др. [37] обнаружили, что скорость улетучивания составляет 2,6 мг NH 3 -N / кг дигестата / час в течение первых двух недель инкубации. Кроме того, можно было рассчитать скорость улетучивания 0,0023 мг NH 3 -N / кг ила / час с результатами Méndez et al. [53].
Рис. 6Расчетная скорость потерь NH 3 -N в каждой смеси ( a ).Концентрация WS PO 4 3− ( b ) в 3 г каждой из смесей (Таблица 2), измеренная после инкубации при 100 об / мин и 22 ° C
WS PO
4 3− ПрофильРезультат однофакторного дисперсионного анализа для смеси 1 показал, что F = 6,39> F крит = 2,35. Таким образом, можно было с 95% достоверностью (α = 0,05) утверждать, что в течение 10 ч инкубации при 22 ° C концентрация WS PO 4 3- смеси 1 увеличивалась (рис.6б). Причиной более низкой концентрации WS PO 4 3- в обеих смесях по сравнению с их первоначальной характеристикой (Таблица 3) является постепенный процесс адсорбции и осаждения, как описано Яги и Фукуши [20]. Кинетика адсорбции была быстрее, чем осаждение, поэтому непрерывное встряхивание при 100 об / мин предотвращало образование новых кристаллов. Millero et al. [67] обнаружили, что оптимальный pH для адсорбции WS PO 4 3- на арагоните (CaCO 3 ) равен 8.6 при 25 ° C. Учитывая высокое содержание кальция в обоих типах золы (Интернет-ресурс 1), для улучшения адсорбции в обеих смесях был бы желателен одинаковый pH. В отличие от увеличения содержания WS NH 4 + и WS NH 3 (рис. 3а), повышение WS PO 4 3− в смеси 1 (рис. 6б) произошло за счет десорбция, а не химический гидролиз. Кинетический контроль десорбции наблюдался только при солюбилизации PO 4 3- в смеси 1 (рис.6б), который имел pH немного выше 10, но ниже, чем у смеси 2 (рис. 2). Следовательно, большее снижение WS PO 4 3-9 , обнаруженное в смеси 2 (рис. 6b), несмотря на ее более высокий pH и более высокую ионную силу раствора (т.е. большую соленость из-за более высокого содержания золы). ), которые являются факторами, отрицательно влияющими на процесс адсорбции, возникли из-за вдвое большего содержания золы по сравнению со смесью 1 (таблица 2). Этот вывод согласуется с результатами Pesonen et al.[28], которые получили наибольшее значение WS TP при использовании наименьшего количества золы (40%) для приготовления смеси с обезвоженным осадком сточных вод (30%) и Ca (OH) 2 (30%). В настоящем исследовании количество сорбированного WS PO 4 3- составляло 20 и 10 ммоль / г Ca в смеси 1 и смеси 2, соответственно.
Mor et al. [21] имели наибольшую адсорбцию WS PO 4 3- при pH 2. С другой стороны, Ma et al. [22] обнаружили, что pH, необходимый для адсорбции в растворе 25 мг PO 4 3- / л, составляет от 4 до 11.В исследовании Huang et al. [56], pH 500 мл свиной сточной воды повысился с 7,1 до> 9 после добавления 14,25 г растительной золы с последующим 30-минутным перемешиванием и 30-минутным осаждением. Sakthivel et al. [55] сообщили о повышении pH с 8,77 до 9,21 уреолизованной мочи с начальным содержанием WS PO 4 3- 573 мг / л после 15 мин перемешивания и 4 ч отстаивания. Они использовали соотношение золы и мочи 1:88, что ниже, чем доза древесной золы, используемой в настоящем исследовании (Таблица 2), несмотря на более высокую концентрацию PO 4 3- в их раствор мочи по сравнению с дигестатами из этой работы (Таблица 3).Они учитывали только доли WS элементов для достижения соотношения 1,5 моль (Mg + Ca) / моль P для производства струвита и октакальцийфосфата (Ca 8 H 2 (PO 4 ) 6 * 5H 2 O) без учета превышения WS NH 4 + -N в моче. 53% Mg в древесной золе были растворимы. По данным Drosg et al. [68], соотношение питательных веществ Mg / N / P: 1,3 / 1 / 0,9 необходимо для максимального осаждения струвита.Из-за высокого содержания аммония в дигестатах добавление оксида магния и фосфорной кислоты является обычной процедурой. Общее соотношение питательных веществ Mg / N / P 1,1 / 1 / 0,4 и 2,5 / 1/1 соответствует смеси 1 и смеси 2, соответственно.
Сравнивая значения на рис. 6b) с исходной характеристикой (таблица 3), можно было сделать вывод, что обе дозы золы, использованные в этой работе (таблица 2), уменьшили доступность фосфора. Приблизительно 1 ммоль PO 4 3- был удален из фазы WS в 1 кг каждой смеси во время смешивания.С другой стороны, 87 и 20 ммоль WS NH 4 + были исключены из 1 кг смеси 1 и смеси 2 соответственно (рис. 3а). Хотя 77% калия в золе было растворимым, образование струвита или калиевого струвита в смесях было маловероятным, поскольку растворимо менее 1% магния, содержащегося в золе (Интернет-ресурс 1). Более того, учитывая высокое содержание кальция в золе, ожидалось, что снижение WS PO 4 3- было связано со смесью реакций сорбции и осаждения [69].Однако, поскольку менее 1% кальция золы было растворимо, осаждение соединения фосфата кальция было менее возможным. Sakthivel et al. [55] сообщили о кальците (CaCO 3 ) в качестве основного соединения в осадке и струвите в качестве единственного обнаруженного фосфатного соединения. Другие соединения, такие как гидроксиапатит и октакальцийфосфат, были описаны как промежуточные соединения, поскольку они не были обнаружены в осадке. Согласно Яги и Фукуши [20], фосфаты кальция с более низкой концентрацией, чем 1 мас.% не удалось обнаружить на рентгенограммах. Яги и Фукуши [20] изучали адсорбцию и осаждение, добавляя 100 мг моногидрокальцита (CaCO 3 * H 2 O) в 50 мл растворы в диапазоне от 0,95 до 19,95 мг PO 4 3− / л при непрерывном перемешивание от 6 до 216 часов. Более низкая химическая стабильность CaCO 3 * H 2 O делает этот материал более реактивным и более подходящим для снижения доступности WS PO 4 3-.Начальный pH их смеси, равный 10,3, снизился до 8,3–8,8 через 24 часа из-за диффузии атмосферного CO 2 . Они сообщили о снижении на 88% концентрации WS PO 4 3- через 120 часов. Sakthivel et al. [55] сообщили о снижении WS PO 4 3- за меньшее время (т.е. удаление 87% через 0,5 часа, удаление 97% через 1,5 часа и удаление 99,5% через 4 часа добавления золы). В настоящем исследовании снижение концентрации WS PO 4 3- на 66% и 95% было достигнуто во время приготовления смеси 1 и смеси 2 соответственно (рис.6б).
В исследовании Яги и Фукуши [20] наиболее эффективным способом удаления PO 4 3- из фазы WS было осаждение, а не адсорбция на Ca. Чтобы способствовать осаждению фосфатов кальция в их системе, требовалась концентрация WS PO 4 3- выше 10,45 мг / л и растворимый сорбционный агент, такой как CaCO 3 * H 2 О. Другим параметром процесса, который может снизить доступность WS PO 4 3-, является рабочая температура.Яги и Фукуши [20] обнаружили наибольшее удаление WS PO 4 3- при самой высокой температуре, которую они тестировали (15, 25 и 35 ° C). С другой стороны, Mor et al. [21] обнаружили, что удаление WS PO 4 3-9 было лучше при 30 ° C, чем при любой другой температуре, которую они тестировали (25, 35 и 40 ° C). Кроме того, необходимо учитывать, что повышение температуры смесей может привести к более высокому улетучиванию NH 3 aq [38].
Не ожидалось, что потеря фосфора из-за газообмена в условиях инкубации этой работы (т. Е. 10 часов при 100 об / мин и 22 ° C), и общее начальное количество, как ожидается, останется разделенным на фазу WS и фаза WI каждой смеси. Фосфор в золе имел форму PO 4 3- [70], независимо от того, входил ли он в состав WS TP или WI TP. С другой стороны, фосфор дигестатов представлял собой смесь PO 4 3-, полифосфаты и фосфор, связанный с органическими молекулами (P org ).В отличие от WS N org , WS P org имеет минимальное количество органических поправок (т.е. менее 25% от WS TP) [71]. Таким образом, определение растворенного реактивного фосфора, который представляет собой WS PO 4 3-, который отвечает на молибдатный колориметрический тест без предварительного гидролиза [72], может дать хорошее представление о WS TP в смесях. . Следует отметить, что некоторые из твердых частиц P и WS P org должны были легко гидролизоваться [73], даже с реагентами улучшенного колориметрического метода Мерфи и Райли [72], который использовался в настоящем исследовании.
Является ли угольная зола в почве хорошей идеей?
Сельскохозяйственные культуры по всей стране выращиваются на почве с добавлением угольной летучей золы – того же вещества, которое вызвало масштабную экологическую катастрофу в декабре, когда она хлынула из водоема на электростанции Теннесси.
тонны летучей золы обычно добавляют в почву для выращивания овощей, арахиса и других культур, в основном на Среднем Западе и Юго-Востоке. Но теперь разлив поднял вопрос о том, является ли эта давняя сельскохозяйственная практика экологически безопасной.
Летучая зола представляет собой мелкодисперсный порошок, получаемый из газов, образующихся при сжигании угля. Это самый крупный компонент отходов сжигания угля, ежегодно составляющий около 70 миллионов тонн в США.
Добавление умеренных количеств увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур и стабилизирует почвы, уменьшая при этом необходимость выбрасывать огромные количества на свалки или водоемы, сказал Юнконг Ли, профессор почвенных и водных наук Университета Флориды.
Однако летучая зола содержит различные количества токсичных металлов.Исследования показали, что пищевые культуры, выращиваемые в больших количествах, могут поглощать опасные концентрации мышьяка.
Поскольку они не классифицируются как опасные отходы в соответствии со стандартами Агентства по охране окружающей среды, федеральный надзор за их использованием в сельском хозяйстве отсутствует. «Некоторые штаты регулируют это, но их руководящие принципы различаются и часто не требуют контроля за тем, как он используется», – сказал Джеффри Стэнт, директор Инициативы по отходам от сжигания угля для Проекта экологической целостности.
«Что касается улучшения почвы, то в большинстве случаев промышленность оставляет за собой право контролировать, куда они кладут летучую золу и сколько ее используют», – сказал Стэнт.
Уже более десяти лет компании смешивают летучую золу с другими отходами для производства почвы и компоста. Ежегодно в сельском хозяйстве страны используется около 50 000 тонн.
Одним из примеров является N-Viro, международная корпорация, специализирующаяся на переработке отходов в продукты. «Компания использует 250 тонн летучей золы в день для смешивания с твердыми биологическими веществами», – сказал Раймонд Мэйо, менеджер завода N-Viro во Флориде. Затем смесь нагревают для уничтожения бактерий и контролируют, прежде чем распространять на фермы, добавил Мэйо.
Объем летучей золы, образующейся на электростанциях, увеличивается из-за большего сжигания угля в сочетании с более строгими правилами загрязнения воздуха. «В настоящее время в США ежегодно производится 130 миллионов тонн отходов сжигания угля. Еще через 10 лет это будет 150 миллионов », – сказал Стант.
В результате исследователи изучают, можно ли безопасно использовать большие количества в сельском хозяйстве.
«Смеси золы-уносасодержат фосфор, кальций и другие питательные вещества, необходимые для выращивания сельскохозяйственных культур, увеличивая при этом способность почвы удерживать воду», – сказал Ли.«Этот материал практически бесплатный, и угольные компании будут платить людям за его утилизацию», – сказал он.
Но мышьяк, свинец и ртуть в летучей золе вызывают опасения по поводу рака или неврологических повреждений.
Согласно исследованию ученых из Университета штата Индиана, культуры, выращенные с содержанием летучей золы от 5 до 20 процентов от веса почвы, поглощали токсичные металлы.
Когда количество летучей золы увеличилось, посевы поглотили более высокие концентрации мышьяка и титана.Базилик и кабачки содержат потенциально токсичное количество мышьяка, превышающее 6 частей на миллион. Концентрации более 2 частей на миллион оказали серьезное воздействие на овощи, повредив растения и снизив урожайность, писали ученые в статье 2004 года, опубликованной в журнале Environmental Geology .
Хотя потенциальное воздействие на здоровье человека неизвестно, удобрение летучей золой может привести к возможному накоплению токсинов в сельскохозяйственных культурах, если не будет должным образом контролироваться, заключили ученые.
У растений, выращенных с меньшим количеством летучей золы, дела обстоят намного лучше.В трехлетнем исследовании исследователи из Университета Флориды применили 22 000 фунтов летучей золы на акр (1,1% веса почвы).
При смешивании с компостом из дворовых отходов летучая зола повысила урожай томатов до 70 процентов. Исследование не обнаружило загрязнения грунтовых вод или снижения плодородия почвы через три года, в то время как присутствие следов металлов оставалось низким.
Шестилетнее исследование Индийского технологического института в Харгпуре, Индия, также показало, что умеренное количество летучей золы (9 200 фунтов на акр) вместе с такими органическими источниками, как навоз и растительные остатки, улучшает урожайность сельскохозяйственных культур.
Этот ассортимент отходов повысил урожайность риса и арахиса на 31 и 24 процента соответственно по сравнению с использованием только химических удобрений. Накопление микроэлементов снова осталось небольшим.
Тем не менее, использование золы в сельском хозяйстве было ограничено из-за опасений накопления тяжелых металлов при многократном использовании, особенно с золой, которая может содержать более высокие количества токсичных веществ, таких как мышьяк, писали Ли и другие исследователи в статье, которая будет опубликована в журнале ХортТехнология .
Из произведенной угольной золы менее 0,02 процента перерабатывается для сельскохозяйственного производства, сказал Ли, что делает ее одним из наименее используемых побочных продуктов сжигания угля.
«Пока мы тщательно работаем с регулирующими органами, мы можем безопасно применять большие количества», – сказал Ли. «Я считаю, что летучая зола имеет большой потенциал для улучшения почвы и увеличения роста растений».
В течение почти 50 лет продукты сгорания угля использовались для удобрения арахиса. По словам Тома Шмальца, директора по окружающей среде компании Headwaters Resources, мирового лидера в области продуктов сгорания угля, в устройствах для контроля загрязнения воздуха, называемых скрубберами, используется распыленная суспензия из известняка и воды для удаления диоксида серы из газов, образующихся при сжигании угля.
Эта практика оставляет после себя гипс или «скруббер», который может быть переработан и преобразован в гипсокартон или добавлен в цемент и почву.
Боб Саттер, генеральный директор Ассоциации арахисовых фермеров Северной Каролины, сказал, что гипс обеспечивает «арахису столь необходимые кальций и серу».
Согласно исследованиям Агентства по охране окружающей среды США, токсичные металлы все еще присутствуют в суспензии, но в более низких концентрациях, чем летучая зола.
«Гипс хорошо зарекомендовал себя», – сказал Шмальц.«Мы также превращаем недоиспользуемые ресурсы в ценный продукт, который избавляет нас от необходимости добывать полезные ископаемые».
Для некоторых сообществ использование большего количества угольных отходов на фермах может снизить риски для здоровья, связанные с бассейнами для угольных отходов. Иногда токсичные вещества из сточных прудов выщелачиваются через почву в грунтовые воды или прорывают водохранилища, загрязняя водосборные бассейны и почву.
Это произошло в декабре, когда водоем на заводе по добыче ископаемых в Кингстоне, принадлежащем Управлению долины Теннесси, вылился из берегов.Как сообщили ученые из Университета Дьюка, отстой, покрывший сотни акров земли, поврежденные дома на берегу озера и загрязненная питьевая вода в Теннесси, содержал высокий уровень мышьяка и повышенный уровень радиоактивного радия. Три недели спустя в Алабаме произошел второй разлив, что еще больше привлекло внимание страны к потенциальной опасности захоронения угольных отходов.
В недавнем отчете, опубликованном экологической юридической фирмой Earthjustice, говорится, что 25 миллионов тонн угольной золы ежегодно сбрасываются в американские шахты, что создает угрозу для грунтовых вод.
По мере роста угольных отходов по всей стране реализуются крупные проекты повторного использования, некоторые из которых имеют токсичные последствия. Гольф-клуб Battlefield в Чесапике, штат Вирджиния, на сегодняшний день является одним из крупнейших, построенный с использованием 1,5 миллионов тонн летучей золы. Это считалось образцом успешной переработки отходов сжигания угля, пока испытания близлежащих скважин с подземными водами не обнаружили уровни мышьяка и свинца, превышающие стандарты питьевой воды, согласно испытаниям городской воды.
Стэнт сказал, что угольные отходы должны находиться под федеральным надзором и внесены в список опасных отходов.
Но предприятия заявляют, что они уже соблюдают правила и законы при получении разрешений от государственных и местных органов власти перед переработкой и повторным использованием угольных отходов.
«N-Viro работает на основании разрешения на удаление сточных вод Департамента охраны окружающей среды Флориды, чтобы обрабатывать большие объемы отходов», – сказал Мэйо.
Хотя руководящие принципы остаются неясными и различаются в зависимости от штата, Ли сказал, что это не означает, что получить государственные разрешения на использование летучей золы в сельском хозяйстве легко, особенно из-за опасений по поводу возможных угроз для людей и окружающей среды.
«Мне самому было отказано в разрешении от штата Флорида даже на проведение исследований», – сказал Ли.
Эта статья изначально была опубликована в Environmental Health News , источнике новостей, опубликованном некоммерческой медиа-компанией Environmental Health Sciences.
Удобрение из золы жома | Bioökonomie.de
Второй серьезной проблемой были фосфаты, которые в первую очередь нужно было сделать доступными для растений. «Это соединения, которые настолько прочны, что растения не могут получить к ним доступ», – объясняет Адам.Исследователи BAM модифицировали термохимический процесс, который они разработали для золы жома, который уже доказал свою эффективность при переработке фосфора из осадка сточных вод.
Оптимизация термохимического процесса
«Термическая обработка происходит во вращающейся печи при температуре 900 градусов. В ней горячая зола из жома реагирует с добавками, такими как соединения натрия и калия, которые мы добавляем. Затем они включаются в золу, чтобы растения могли добраться до этих веществ. .«Введя соединения натрия и калия в золу жома, Адам и его команда смогли взломать прочную структуру фосфатов и сделать питательные вещества доступными для растений.
Зола из багассы с биодоступным фосфором
Таким образом, исследователям удалось получить биодоступный фосфор, содержащийся в золе жома из остатков переработки сахарного тростника – фосфор, пригодный для удобрений. Они выпускаются в виде круглых или стержневидных гранул, которые также могут конкурировать с обычными удобрениями с точки зрения срока хранения и истирания.Однако питательные вещества в новом удобрении из золы из жома имеют еще одно преимущество: они доступны для растений, но не растворяются в воде и поэтому не могут быть вымыты. В этой форме они не так легко усваиваются другими минералами почвы, такими как железо или алюминий.
Нерастворимые в воде питательные вещества остаются в почве
Нерастворимый в воде вариант, в частности, имеет много преимуществ. Адам и его команда в настоящее время исследуют это в новом проекте вместе с бразильскими и австралийскими партнерами.«Это называется концепцией удобрений следующего поколения. Это означает, что удобрение высвобождает питательные вещества синхронно с потребностями растений», – объясняет исследователь. Поскольку фосфор дольше остается в почве, он не только дольше доступен для растений, но и при необходимости может использоваться через корни растений. Последующий проект под названием CLOOP, который поддерживается BMBF в рамках программы финансирования «Bioökonomie International», в первую очередь направлен на изучение продолжительности доступности нерастворимых в воде питательных веществ для растений.
(PDF) Фосфорный потенциал золы жома и золы рисовой шелухи в системе пшеница – рис на щелочно-супесчаной почве
МОЗАФФАРИ, М., РАССЕЛ, М. П., РОЗЕН, К. Дж., НАТЕР, Э.А.
(2002). Питательные вещества и нейтрализующая ценность люцерны
зола газификации ствола. Американское общество почвоведения
Journal 66, 171–178.
НААН (2008 г.). Устойчивая энергетика для сельских районов Индии. Политика
Документ 41. Нью-Дели: Национальная сельскохозяйственная академия
наук.
НАТАРАДЖАН Э., НОРДИН А. и РАО А. Н. (1998). Обзор процесса сжигания
и газификации рисовой шелухи в реакторах с псевдоожиженным слоем
. Биомасса и биоэнергетика 14, 533–546.
НЕЛЬСОН Д. У. и СОММЕРС Л. Э. (1996). Общий углерод, органический
углерода и органические вещества. В методах анализа почв.
Часть 3: Химические методы (ред. Д. Л. Спаркса, А. Л. Пейдж,
П. А. Хельмке, Р. Х. Лёпперт, П. Н. Солтанпур, М. А.
Табатабай, К.Т. Джонстон и М. Э. Самнер), стр. 961–
1010. Серия книг SSSA: нет. 5. Мэдисон, Висконсин: SSSA.
NESET, T.-S. С. и КОРДЕЛЛ, Д. (2012). Глобальный шрам фосфора –
город: определение синергии для устойчивого будущего. Журнал
Продовольственной и сельскохозяйственной науки 92,2–6.
NESET, T.-S. С., ДРАНГЕРТ, Дж.О., Бейдер, Х.П. и Шайдеггер, Р.
(2010). Переработка фосфора в городах Швеции: исторический обзор
для разработки стратегии на будущее.Вода
Политика 12, 611–624.
OBORN, I., EDWARDS, A.C., WITTER, E., OENEMA, O., IVARSSON, K.,
WITHERS, P.JA, NILSON, S.I. & STINZING, A.R. (2003).
Элементный баланс как инструмент для устойчивого управления питательными веществами
Управление: критическая оценка их достоинств и ограничений
в агрономическом и экологическом контексте
. Европейский журнал агрономии 20, 211–225.
ОЛСЕН, С. Р., КОУЛ, К. В., ВАТАНАБЕ, Ф.С. и Дин, Л. А. (1954).
Оценка доступного фосфора в почвах путем экстракции
с бикарбонатом натрия. USDA. Циркуляр 939.
Вашингтон, округ Колумбия: USDA.
PATTERSON, S.J., ACHARYA, S.N., THOMAS, J.E., BERTSCHI, A.B. &
ROTHWELL, R.L. (2004). Биомасса ячменя и урожай зерна и
урожай семян канолы реакция на внесение древесины
золы. Агрономический журнал 96, 971–977.
ПРАКАШ, Н.Б., НАГАРАДЖ, Х., GURUSWAMY, K. T.,
VISHWANATHA, B. N., NARAYANSWAMY, C., GOWDA, N.A.J.,
VASUKI, N. & SIDDARAMAPPA, R. (2007). Зола рисовой шелухи как источник кремния и фосфатных удобрений
: влияние на рост и урожайность
риса в прибрежной Карнатаке, Индия.
Международные исследования риса 32,34–36.
РАДЖ-КУМАР, ШАРМА, Б. Д. и Сидху, П. С. (2000). Почвы
Исследовательская ферма Пенджабского сельскохозяйственного университета, Лудхиана.
Research Bulletin No.1/2000. Лудхиана, Индия:
Департамент почвоведения, PAU.
СААРСАЛМИ А., МАЛКОНЕН Э. и ПИРАЙНЕН С. (2001). Влияние удобрения древесной золой
на химические свойства лесных почв.
Silva Fennica 35, 355–368.
SCHIEMENZ, K. & EICHLER-LOBERMANN, B. (2010). Биомасса
Золаи их фосфорное удобрение влияние на
различных сельскохозяйственных культур. Круговорот питательных веществ в агроэкосистемах 87,
471–482.
SIMS, J.Т., ЭДВАРДС А.К., ШУМАНС О.Ф. и СИМАРД Р.Р.
(2000). Интеграция тестирования почвенного фосфора в экологические методы управления сельским хозяйством, основанные на экологических принципах.
Журнал качества окружающей среды 29,60–71.
ТАЛАШИЛКАР С.С. и ЧАВАН А.С. (1996). Влияние золы шелухи риса
на урожай и поглощение кремния и фосфора
сортами риса на разных стадиях роста
. Журнал Индийского общества почвоведения 44,
340–342.
THIND, H. S., YADVINDER-SINGH, BIJAY-SINGH, VARINDERPAL-SINGH,
SHARMA, S., VASHISTHA, M. & SINGH, G. (2012). Внесение в землю
катион золы рисовой шелухи, золы жома и угольной летучей золы:
влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и усвоение питательных веществ рисом-
система пшеницы на щелочном супеси. Полевые культуры
Research 135, 137–144.
ВАНС, Э. Д. (1996). Землепользование дровяного и комбинированного котла
золы: обзор.Журнал
Environmental Quality 25, 937–944.
VAN VUUREN, D. P., BOUWMAN, A.F. & BEUSEN, A.H.W.
(2010). Спрос на фосфор в период 1970–2100 годов:
Сценарный анализ истощения ресурсов. Глобальный
Изменение окружающей среды 20, 428–439.
УОКЛИ, А. и БЛЭК, Т. А. (1934). Исследование метода
Дегтярева для определения органического вещества почвы,
и предлагаемая модификация метода титрования хромовой кислотой
.Почвоведение 37,29–38.
ВЕСТЕРМАН, Р. Л. (1990). Исследование почвы и анализ растений, 3-е изд.
. Мэдисон, Висконсин: SSSA.
ЯДВИНДЕР-СИНГХ и БИДЖАЙ-СИНГХ (2001 г.). Эффективное управление
основных питательных веществ в системе рис-пшеница. Журнал
Растениеводство 4,23–85.
YADVINDER-SINGH, BIJAY-SINGH, LADHA, J. K., KHIND, C. S.,
GUPTA, R.K., MEELU, O.P. & PASUQUIN, E. (2004). Долгосрочное влияние органических ресурсов на урожайность и плодородие почвы в
севообороте рис – пшеница.Американское общество почвоведения
Journal 68, 845–853.
ЯДВИНДЕР-СИНГХ, ДОБЕРМАН, А., БИДЖАЙ-СИНГ, БРОНСОН, К.Ф. и
КХИНД, К.С. (2000). Оптимальное управление фосфором –
стратегии возделывания пшеницы и риса на суглинистом песке
. Журнал Американского общества почвоведения 64, 1413–
1422.
ЯДВИНДЕР-СИНГХ, ГУПТА, РК, THIND, HS, БИДЖАЙ-СИНГХ,
ВАРИНДЕРПАЛ-СИНГХ, ГУРПРЕТ-СИНГХ, ДЖАГМОХАН-СИНГХ,
Дж.К. (2009). Подстилка для домашней птицы как источник азота и фосфора для системы выращивания риса и пшеницы.
Биология и плодородие почв 45, 701–710.
474 H.S. Thind et al.
https: /www.cambridge.org/core/terms. https://doi.org/10.1017/S0021859616000484
Загружено с https://www.cambridge.org/core. Библиотека Университета Восточного Мичигана, 27 апреля 2017 г. в 12:29:24, в соответствии с основными условиями использования Кембриджа, доступна по адресу
Производство фосфорного биоудобрения на основе возобновляемых материалов в крупном лабораторном масштабе
В этой статье обсуждается эффект использования Bacillus megaterium в процессе микробной солюбилизации, в котором кости или зола домашней птицы использовались в качестве источника возобновляемого фосфора.Процесс проводился в крупномасштабной лаборатории. PH раствора снижался в течение одной недели солюбилизации, что оказывало непосредственное влияние на повышенную концентрацию фосфора, определяемую в растворе. Было доказано, что концентрация фосфора в растворе достоверно коррелировала с концентрацией биомассы и pH. Испытания позволили проверить пригодность метода для приготовления двух удобрений P: одного на основе костей птицы и одного на золе. Элементный анализ их состава позволяет предположить, что кости являются источником фосфора со свойствами лучше, чем пепел.Это позволяет более эффективно увеличивать солюбилизацию, хотя концентрация общего фосфора в обоих случаях была сопоставимой. Общее количество (100%) фосфора присутствовало в форме, доступной для растений, в составе на основе костей домашней птицы, в то время как 64% доступного для растений фосфора присутствовало в составе на основе золы. Концентрация Cd была значительно ниже в случае удобрения на основе костей по сравнению с золой.
1 Введение
Основные отрасли промышленности в будущем будут сосредоточены в основном на повторном использовании и переработке побочных продуктов, поскольку замыкание цикла разработкой новых технологий, позволяющих использовать отходы промышленности, является основным допущением, которое соответствует требованиям циркуляра. экономика [1].В настоящее время эта проблема связана, в основном, с ресурсами со значительно высокой экономической ценностью, которые считаются критически важным сырьем, стабильная и непрерывная поставка которого сопряжена с высоким риском [2].
Поставки фосфоритов находятся под угрозой из-за ограниченных природных ресурсов. Фактический прогноз, представленный в литературе, показал, что через 100 [3] -150 лет [4, 5] мы будем лишены этого основного субстрата для производства фосфатных удобрений. Ввиду его важности для стабильного производства удобрений необходимо предпринять шаги для преодоления зависимости сельскохозяйственного производства от фосфоритов.В результате этого несколько европейских стран (Швейцария, Швеция, Австрия и Германия) ввели правила, которые обязывают рециркулировать фосфор из отходов или остатков, образующихся в процессе производства пищевых продуктов или очистных сооружений, например, в форме струвита [6 , 7, 8], который считается широко доступным для растений источником фосфора и может использоваться для удобрения сельскохозяйственных культур [9].
Другой метод преобразования P-содержащих материалов в ценные удобрения, описанный в литературе, использует естественную способность почвенных микроорганизмов солюбилизировать труднодоступные источники P путем производства низких молекул органических кислот [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16].По этой теме было проведено множество экспериментов [16, 17, 18]. Источником фосфора могут служить следующие возобновляемые ресурсы: кости птицы, кости рыб и зола. А в качестве микробного агента используются различные виды микроорганизмов, такие как: Acidithiobacillus ferrooxidans , Bacillus megateriu m, Bacillus cereus и Bacillus subtilis [19, 20]. Присутствие и концентрация различных видов органических кислот, продуцируемых бактериями, определяли и коррелировали с конкретным типом P-несущих материалов и типом бактерий, которые использовались в эксперименте по солюбилизации [21, 22].Утилитарные свойства полученного фосфорного удобрения были оценены в горшках и полевых испытаниях, что дало многообещающий результат; сухой массы рост был выше по сравнению с контрольной группой, где применяли стандартный источник фосфора. Полученные результаты однозначно свидетельствуют о том, что помимо преимуществ использования альтернативного источника фосфора при производстве фосфорного биоудобрения, положительный эффект наблюдался в результате действия полезных бактерий со свойствами биостимуляторов [16, 17, 23 , 24-25].Полученные удобрения доставляют в почву фосфор в доступной для растений форме, а также полезные микроорганизмы, которые после внесения в почву могут растворять не только фосфор, но и другие питательные вещества и, в конечном итоге, увеличивать их усвоение. В этом случае такие продукты можно отнести к фосфорным удобрениям и биоудобрениям одновременно.
Хотя результаты микробной солюбилизации очень многообещающие в лабораторных условиях, необходимы дальнейшие исследования для оптимизации солюбилизации фосфора, что, как ожидается, приведет к крупномасштабной эксплуатации.Несколько примеров методов восстановления на химической основе были проведены в техническом и полутехническом масштабе, например, AirPrex®, (Ostara) PEARLTM, AshDec® и RecoPhos® [26]. По нашим сведениям, в литературе отсутствует информация, описывающая производство фосфорного биоудобрения на основе микробной солюбилизации возобновляемого сырья в масштабах выше лабораторных.
Целью представленной работы было получение двух рецептур фосфорных биоудобрений в крупном лабораторном масштабе в реакторе емкостью 30 л; первая рецептура на основе костей птицы и B.megaterium в качестве микробиологического активатора фосфора и второго на основе золы, а также с использованием B. megaterium . Были измерены и оценены параметры, описывающие эффективность проведенного процесса солюбилизации: pH, концентрация растворимого фосфора и концентрация бактериальной биомассы. Полученные составы на следующем этапе были протестированы в полевых испытаниях, результаты которых описаны в другом месте.
2 Материалы и методы
Вареные кости домашней птицы или зола, образовавшаяся в результате сжигания (на заводе по сжиганию осадка сточных вод) осадка сточных вод очистных сооружений, применяющих третью стадию биологической очистки (Ольштын, Лына), были использованы в качестве источника фосфора.Все фосфатные субстраты измельчали с помощью блендера до тех пор, пока они не достигли фракции размером 1 мм для химических исследований и исследований солюбилизации. Испытания солюбилизации проводились на восьми партиях культур в термостатическом реакторе емкостью 30 л (рис. 1). В каждой партии 900 г различных источников (повторение: четыре раза пепел и четыре раза кости) смешивали с 30 л питательной среды. Содержание P 2 O 5 в костях составило 19,6%, а в золе – 13,3% (определено методом ICP-OES).Исходя из этого, а также массы костей и золы, использованных в экспериментах, масса P 2 O 5 , введенных в каждую партию в виде золы и костей, составила соответственно 119,7 г и 176,4 г.
Рисунок 1
Схема проведенных экспериментов.
* Экстрагируется в нейтральном цитрате амония согласно PN-EN 15957: 2011
** Растворимо в воде согласно PN-EN 15957: 2011
Источники фосфата обрабатывали Bacillus megaterium (PCM 1855) как фосфат-солюбилизирующим микроорганизмом.Бактерии были получены из Польской коллекции микроорганизмов, расположенной в Институте иммунологии и экспериментальной терапии во Вроцлаве. Для культивирования бактерий 1 л питательной среды содержал 10 г глюкозы; 0,5 г (NH 4 ) 2 SO 4 ; 0,2 г NaCl; 0,1 г MgSO 4 · 7H 2 O; 0,2 г KCl; 0,002 г MnSO 4 · H 2 O; 0,002 г FeSO 4 · 7H 2 O и 0,5 г дрожжевого экстракта; приготовлен с реагентами технической чистоты (из ПОЧ С.А. Гливице, Польша). Содержание P 2 O 5 в среде составляло 0,07 г / л (определено методом ICP-OES). 10% об. / Об. Культуры штамма Bacillus в логарифмической фазе роста добавляли в среду в качестве посевного материала. Эксперимент по солюбилизации проводили в течение 7 дней.
Каждый день во время процесса отбирали пробы и реакционную смесь фильтровали через фильтровальную бумагу, и пермеаты использовали для оценки pH и концентрации P 2 O 5 , которая была измерена колориметрическим методом ванадомолибдофосфорной кислоты [18].Концентрацию биомассы Bacillus измеряли спектрофотометрически [14, 19]. Образцы культуры отбирали ежедневно для определения ее оптической плотности. Оптическая плотность представляла собой оптическую плотность образцов при 550 нм (OD550) в спектрофотометре УФ / видимого диапазона (Varian Cary 50 Cone). Каждый образец разбавляли так, чтобы оптическая плотность была меньше 1,0, если оптическая плотность была больше 1,0. Концентрация Bacillus megaterium оценивалась по уравнению, описывающему взаимосвязь между оптической плотностью A 550 и концентрацией сухого веса, уравнение 1:
(1) C s знак равно 0.00532 • А 550 , Взаимодействие с другими людьми Взаимодействие с другими людьми р 2 знак равно 0,922 , мг / L
Биомассу сушили при 60 o C в течение трех дней (Производство медицинского и лабораторного оборудования, WAMED; Варшава, Польша) и взвешивали.
Удельная скорость роста, μ, 1 / сут B.megaterium был рассчитан по уравнениям 2 и 3:
(2) μ знак равно 1 c S ⋅ d C s d т
(3) μ = пер C S т – пер C S 0 т
где: t – период времени (в днях), по истечении которого измерялась концентрация культуры (при условии, что t 0 = 0), C S т – концентрация культуры через время t (мг / л), C S 0 – начальная концентрация культуры (мг / л).Относительная скорость роста была определена из графически изображенной корреляции ln C S = f (t) . Линейная регрессия для логарифмической фазы роста описывалась уравнением 4:
(4) пер C S т знак равно μ ⋅ т + пер C S 0
и параметр μ , 1 / день – наклон.
Чтобы исследовать эффективность процесса солюбилизации и, следовательно, биодоступность фосфора (выраженную как P 2 O 5 ), две фракции фосфора, присутствующие в твердых веществах, оставшихся после процесса солюбилизации: цитрат аммония и водные экстракты , были определены в соответствии с Регламентом (ЕС) No 2003/2003 Европейского парламента и Совета относительно удобрений (метод 3.1.4 Извлечение фосфора, растворимого в нейтральном цитрате аммония, и 3.1.6 Извлечение водорастворимого фосфора). Полное описание процедуры опубликовано в [17, 27]. Многоэлементный состав сырья, а также рецептуры фосфорных удобрений определяли методами ICP-OES и элементным анализом (CN). Полное описание процедуры опубликовано в [27].
Снижение pH в результате производства кислот описывалось следующим уравнением 5:
(5) п ЧАС знак равно ж ( C п 2 о 5 ) знак равно А + п ЧАС м я п ⋅ C п 2 о 5 C п 2 о 5
где: A, мг / л – величина, описывающая спад кривой.Расчетное значение pH мин можно интерпретировать как минимальное значение pH [28].
Для описания изменений концентраций P 2 O 5 во время солюбилизации использовалась предложенная модель, описывающая кинетику высвобождения фосфора (выраженная как P 2 O 5 ) (Уравнение 6):
(6) C п 2 о 5 знак равно ж ( т ) знак равно C п 2 о 5 м а Икс 1 + б ⋅ е – k ⋅ т
, где C п 2 о 5 м а Икс , мг / л – максимальная концентрация P 2 O 5 , b – величина, зависящая от времени, когда C п 2 о 5 , равна половине C п 2 о 5 м а Икс а постоянная k, 1 / день – это переменный наклон, который называется наклоном Хилла.Чем выше значение k, тем резче изменяется кривая, а это означает, что процесс солюбилизации протекает быстрее [28].
Среднеарифметические значения, стандартная ошибка (SE) и модельные параметры уравнений, описывающих экспериментальные данные, были определены с использованием нелинейной модели и модулей множественной регрессии программного обеспечения Statistica вер. 13.1. Корреляция считалась статистически значимой при α <0,05. Также использовался критерий хи-квадрат (критерий χ 2 ), который был рассчитан по уравнению 7, которое более точно описывает соответствие модели экспериментальным данным по сравнению с коэффициентом детерминации R 2 .
(7) χ 2 знак равно е Икс п е р я м е п т а л v а л ты е – м о d е л v а л ты е 2 м о d е л v а л ты е
Этическое одобрение: Проведенное исследование не имеет отношения к использованию на людях или животных.
3 Результаты и обсуждение
В результате проведенных экспериментов, в зависимости от используемого сырья, отходов была получена разная скорость роста микроорганизмов и разная кислотность суспензии удобрений.
3.1 Рост бактериальной клетки
B. megateriumВ случае двух рассмотренных источников возобновляемого фосфора, использованных в экспериментах, кости индуцировали в четыре раза более высокую скорость роста бактерий ( μ = 0.026 ± 00015 г / ч, n = 4) по сравнению со специфической скоростью роста бактерий, полученной для золы, присутствующей в среде ( мк = 0,00597 ± 0,00097 г / ч, n = 4).
Введение в питательную среду другого источника питательных веществ всегда связано с риском подавления роста бактерий. Кости можно отнести к категории органических ресурсов фосфора, доставляющих больше питательных веществ в доступной форме, что может увеличить рост бактериальных клеток по сравнению с золой, которая лишена органических веществ в процессе образования [21].Конечная концентрация бактериальной биомассы для культуры с золой была в два раза ниже (2,09 г / л – правая ось OX) по сравнению с культурой с костями (4,72 г / л – правая ось OX) (рис. 2). Более выгодно достичь более высокой концентрации бактериальных клеток, так как это увеличивает шанс успешной инокуляции почвенной среды полезными микроорганизмами после внесения; чтобы обеспечить функцию биоудобрения, бактерии после внесения будут расти в почвенной среде и выполнять процесс солюбилизации фосфора, который уже присутствует в почве в ретроградной форме, недоступной для растений [29].Статистически значимая сильная корреляция между концентрацией биомассы (X, г / л) и концентрацией
Рисунок 2
Кинетика изменений pH и концентрации биомассы в процессе солюбилизации.
P 2 O 5 (мг / л), для золы: r = 0,965 (p <0,05), и для костей: r = 0,964 (p <0,05) было найдено (рисунок 3). Это подтверждает влияние на то, как концентрация микробных клеток влияет на эффективность солюбилизации.Вероятно, это связано с повышенным образованием кислоты из-за большего количества бактерий в растворе. Полученные результаты согласуются с предыдущими результатами экспериментов по солюбилизации в лабораторном масштабе [16, 17-1822].
Рисунок 3
Корреляция между концентрацией биомассы (X, г / л) и концентрацией P 2 O 5 (мг / л) для золы и костей.
3.2 Солюбилизация фосфора из золы и костей
Изменения pH показаны на рисунке 2; Расчетная ΔpH для золы составила 2.65, а для костей 2.32. Падение pH
был выше для золы по сравнению с костями, что может означать, что солюбилизация золы должна быть лучше. Однако результат был противоположным, поскольку кости приводили к более эффективной солюбилизации, вероятно, из-за более сложного состава костного субстрата, который мог нейтрализовать образующиеся органические кислоты. В то же время механизм солюбилизации микробов полностью не объяснен, поскольку он более сложен, чем образование простых низкомолекулярных кислот.Действие ферментов, продуцируемых клетками, также может быть ответственным за высвобождение фосфора из гидроксиапатита [29]. Оцененные значения pH мин из уравнения 5 были аналогичными для пепла и костей и равны 4,01 и 4,1 соответственно (таблица 1). Наиболее вероятный механизм процесса микробиологической солюбилизации фосфора связан с образованием низкомолекулярных органических кислот. Их присутствие в бактериальном бульоне приводит к снижению pH среды, что влияет на солюбилизацию фосфора из формы гидроксиапатита, присутствующей в золе и костях.
Таблица 1Оцениваемые параметры моделей: описывающие кинетику изменения концентрации P 2 O 5 и изменения pH и концентрации P 2 O 5 в процессе солюбилизации.
| Фосфорное сырье | Модель | Параметры | Значение | SE | p -значение | р 2 | χ 2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ясень | C п 2 о 5 знак равно ж ( т ) знак равно C п 2 о 5 м а Икс 1 + б ⋅ е Икс п – k ⋅ т | C п 2 о 5 м а Икс , , мг / л | 389 | 28 | 0.001 | 0,990 | 106 |
| б, день | 37,4 | 26,1 | 0,247 | ||||
| к, 1 / сут | 0,0516 | 0,0107 | 0,017 | ||||
| п ЧАС знак равно ж ( C п 2 о 5 ) знак равно А + п ЧАС м я п ⋅ C п 2 о 5 C п 2 о 5 | A, мг / л | 90.4 | 35,6 | 0,0638 | 0,765 | 0,389 | |
| pHмин | 4,01 | 0,50 | 0,00134 | ||||
| Кости птицы | C п 2 о 5 знак равно ж ( т ) знак равно C п 2 о 5 м а Икс 1 + б ⋅ е Икс п – k ⋅ т | C п 2 о 5 м а Икс , , мг / л | 1350 | 50 | 0.000 | 0,995 | 33 |
| б, день | 33,5 | 21,3 | 0,213 | ||||
| к, 1 / сут | 0,0846 | 0,0153 | 0,012 | ||||
| п ЧАС знак равно ж ( C п 2 о 5 ) знак равно А + п ЧАС м я п ⋅ C п 2 о 5 C п 2 о 5 | A, мг / л | 140.1 | 11,5 | 0,000260 | 0,987 | 0,0218 | |
| pHмин | 4,1 | 0,1 | 0,000001 |
Была обнаружена сильная корреляция между pH и концентрацией P 2 O 5 , которая была описана уравнением 5 и представлена на рисунке 4b.Отрицательная статистически значимая корреляция была обнаружена между pH и концентрацией P 2 O 5 (r = -0,987, p <0,05) для процесса солюбилизации с костями, в то время как для золы корреляция не была статистически значимой ( Таблица 1).
Рисунок 4
а) изменения концентрации фосфора (выражаются как P 2 O 5 ) в процессе солюбилизации; б) Зависимость между концентрацией фосфора (выражается как P 2 O 5 ) и pH.
Полученные результаты согласуются с предыдущими выводами [16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 27].
Изменения в концентрации фосфора (выражаются как P 2 O 5 ) были описаны уравнением 6 и показаны на рисунке 4a, тогда как оцененные параметры представлены в таблице 1. Значение оцененного параметра C п 2 о 5 м а Икс для ростового раствора, в котором использовался источник фосфора костей (1350 мг / л), было 3.В 5 раз выше по сравнению с золой (389 мг / л). Биомасса остаточных костей или золы, которая остается после процесса солюбилизации, подвергалась экстракции водой и цитратом для оценки количества фосфора, который остается в биомассе, но является растворимым (экстрагируется в воде) или доступен (экстрагируется цитратом). . Полученные результаты были собраны на диаграммах Санки (рис. 5а и б). Первичный расчетный коэффициент солюбилизации (SF), определяемый как отношение количества фосфора, доступного растениям (присутствует в растворе – синяя полоса на Рисунке 5, 11.42 г для золы и 41,5 г для костей) после процесса солюбилизации к количеству внесенного фосфора (121,8 г для золы и 178,5 г для костей) было в 2,5 раза выше для костей (23%) по сравнению с золой (9,4%). . Но когда были приняты во внимание значения количества фосфора, доступного для растений, присутствующего в твердых веществах, оставшихся после процесса солюбилизации, SF для золы был равен 63,8% (SF = (58,24 + 8,05 + 11,42) / 121,8 – Рисунок 5а), а для костей 100% (SF = (41,5 + 23,6 + 113,4) / 178,5 – рисунок 5b).Полученные результаты показывают, что при оценке процесса солюбилизации следует также принимать во внимание остатки твердого вещества, поскольку значительное количество доступного фосфора все еще присутствует в твердых веществах в результате микробиологического воздействия. В большинстве случаев, описанных в литературе [16, 17, 18], SF выражает только количество фосфора, присутствующего в растворе, без второй стадии экстракции твердых веществ.
Рисунок 5
Диаграмма Санки P 2 O 5 процесса солюбилизации фосфатов из а) золы и б) костей птицы, выполняемого Bacillus megaterium .
Эти данные выражают возможность полного повторного использования фосфора, связанного в форме костей, в процессе солюбилизации и превращения его в удобрения. Состав двух полученных составов удобрений: один на основе золы и один на основе костей птицы был собран в таблице 2. Основное различие между двумя рассматриваемыми составами (состоящими из твердых остатков и жидкой среды) заключается в содержании общего фосфора (выраженное as P 2 O 5 ), что является результатом более высокого содержания фосфора в использованных возобновляемых ресурсах в эксперименте.Также было обнаружено несколько различий, считающихся решающими с экологической точки зрения. Содержание Zn, Pb, Ni, Cu, Cr Al и Cd было значительно выше в рецептуре на основе золы по отношению к костям. В случае костей, произведенных в пищевой промышленности, превышение применимых пределов
Таблица 2Элементный состав двух рецептур удобрения на основе золы и костей.
| Компонент | Блок | Ясень | Кости |
|---|---|---|---|
| N | мас.% | 0,255 | 0,35 |
| P 2 O 5 | мас.% | 0,406 | 0,595 |
| К 2 О | мас.% | 0,587 | 0,262 |
| CaO | мас.% | 0,97 | 0,521 |
| MgO | мас.% | 0,198 | 0,015 |
| СО 3 | мас.% | 0,137 | 0,115 |
| Na 2 O | мас.% | 0,0663 | 0,0494 |
| С | мг / кг | 0,59 | 1,65 |
| Fe | мг / кг | 1679 | 21.5 |
| Al | мг / кг | 1774 | 8,36 |
| Кд | мг / кг | 0,274 | 0,00965 |
| Cr | мг / кг | 5,94 | 0,218 |
| Cu | мг / кг | 55 | 0,433 |
| Ni | мг / кг | 2.45 | 0,212 |
| Пб | мг / кг | 10,4 | 1,04 |
| Zn | мг / кг | 117 | 6,85 |
нежелательных элементов очень редко. В настоящее время одной из наиболее важных экологических проблем, которую рассматривает промышленность по производству фосфорных удобрений, помимо значительного количества образующихся и трудно утилизируемых отходов, таких как фосфогипс, является содержание Cd, выраженное в мг Cd / кг P 2 O 5 .
Расчетное значение отношения Cd / кг P 2 O 5 для удобрения из золы составило 0,0675 мг Cd на кг P 2 O 5 , а для костей 0,00162 мг Cd на кг P 2 O 5 . В ближайшем будущем предельные значения в мг Cd на кг P 2 O 5 в удобрениях для ЕС снизятся до 20 мг Cd на кг P 2 O 5 [30].
Значительно более высокое содержание нежелательных элементов в золе и, как следствие, в рецептуре удобрений на основе золы, может влиять не только на рост бактерий, но и на рост растений.Результат его применения в полевых испытаниях доказывает, что биоудобрение на основе костей показывает лучшие утилитарные свойства в качестве удобрений по сравнению с золой при той же дозе фосфора, причиной этого может быть более низкая концентрация бактериальных клеток, действующих как биостимулятор и отсутствие нежелательных элементов, таких как алюминий и железо (опубликовано в другом месте).
Когда мы думаем о расширении процесса микробиологической солюбилизации, возникает еще одна важная проблема в виде испускания запаха.Когда кости используются в качестве источника фосфора, следует учитывать растворы для уменьшения количества выделяемых газов, поскольку процесс осуществляется при температуре выше, чем окружающая (35 o C), что напрямую влияет на интенсивное выделение запаха. . В случае золы это не было столь значительным, поскольку выделение запаха было менее обременительным.
4 Выводы
Целью представленной работы было получение двух рецептур фосфорных биоудобрений на основе золы и костей, которые в настоящее время считаются возобновляемым сырьем с высоким содержанием фосфора.Поскольку полученные составы содержат, помимо фосфора в доступных для растений формах, также и живые клетки микроорганизма, их можно отнести к биоудобрениям, поскольку после внесения в почву микроорганизм может стимулировать рост растений. Термин «биоудобрение» иногда может быть неправильно истолкован: его следует использовать для продуктов, созданных на основе микроорганизмов, а не продуктов, полученных только в результате биотехнологического процесса. Два неорганических фосфорных удобрения, полученные и описанные в статье, прошли биотехнологический процесс, но также содержат полезные почвенные микроорганизмы, которые очень часто присутствуют в коммерчески доступных биоудобрениях.
Процесс солюбилизации, выполняемый с костями, был менее благоприятным для запаха, чем процесс с золой. Тем не менее, элементный состав удобрений на основе костей характеризовался более высокой общей концентрацией фосфора, более высокой концентрацией фосфора, доступного для растений, и содержал значительно меньшее количество нежелательных элементов, таких как тяжелые металлы. Эти открытия ясно демонстрируют, что можно повторно использовать фосфор, присутствующий в костях, путем микробиологической солюбилизации в форму, доступную для растений и которую можно использовать в качестве удобрения.
Проведенные эксперименты находятся на предварительной стадии масштабирования процесса. Необходимо провести дополнительные экспериментальные испытания для оценки эффективности производства и его воздействия на окружающую среду, таких как производство в полутехническом масштабе, контроль выбросов запаха, а также стабильность полученного состава.
Данный проект финансируется в рамках гранта PBS 2 / A1 / 11/2013 под названием: «Фосфорное возобновляемое сырье – ресурсная база для удобрений нового поколения.»Приписывается Национальным центром исследований и разработок.
Ссылки
[1] Гюйгенс Д., Ханс Савейн Г.М., Агрономическая эффективность избранных фосфорных удобрений, полученных из вторичного сырья для европейского сельского хозяйства. Метаанализ, Агрономия в интересах устойчивого развития, 2018, 38 (52), 1-14. Ищите в Google Scholar
[2] Отчет о критическом сырье для ЕС. Отчет Специальной рабочей группы по определению критического сырья, Европейская комиссия, 2014 г.Поиск в Google Scholar
[3] Рой Д., Восстановление и переработка фосфора с помощью экологической инженерии: обзор, Экологическая инженерия, 2017, 98, 213-227. Поиск в Google Scholar
[4] Коппелаар Р. Х. Э. М., Вейкард Х. П., Оценка истощения запасов фосфоритов и вариантов утилизации фосфора, Global Environment Change, 2013, 23 (6), 1454–1466. Искать в Google Scholar
[5] Дери П., Андерсон Б., Пик фосфора. Устойчивость, 2007 г., http://www.resilience.org/stories/2007-08-13/peak-phosphorus Поиск в Google Scholar
[6] Европейская платформа устойчивого развития фосфора (ESPP).Информационный бюллетень SCOPE № 118. Ищите в Google Scholar
[7] Европейская платформа устойчивого развития фосфора, объем и новости. Швейцария делает обязательной переработку фосфора. 2015. Поиск в Google Scholar
[8] Корделл Д., Дрангерт Дж., Уайт С., История фосфора: глобальная продовольственная безопасность и пища для размышлений, Global Environment Change, 2009, 19, 292–305. Искать в Google Scholar
[9] Talboys PJ, Heppell J., Roose T., Healey JR, Jones DL, Withers PJA, Struvite: удобрение с медленным высвобождением для устойчивого управления фосфором ?, Plant Soil, 2016, 401, 109 –123.Искать в Google Scholar
[10] Гюйгенс Д., Савейн Х.Г.М., Агрономическая эффективность избранных фосфорных удобрений, полученных из вторичного сырья для европейского сельского хозяйства. Метаанализ, Агрономия для устойчивого развития, 2018, 38, 5, 52. Поиск в Google Scholar
[11] Василев Н., Медина А., Мендес Г., Гальвез А., Мартос В., Василева М. , Солюбилизация костей животных нитчатыми грибами, используемыми при твердофазной ферментации, Экологическая инженерия, 2013, 58, 165-169.Искать в Google Scholar
[12] Василев Н., Василева М., Фениче М., Федеричи Ф., Технология иммобилизованных клеток, применяемая для солюбилизации нерастворимых неорганических (каменных) фосфатов и получения растений P, Технология биоресурсов, 2001, 79, 263-271. Искать в Google Scholar
[13] Mendes Gde O., da Silva N.M., Anastácio T.C., Vassilev N.B., Ribeiro J.I. Младший, да Силва И.Р., Коста М.Д., Оптимизация солюбилизации каменного фосфата Aspergillus niger при твердофазной ферментации и использование полученного продукта в качестве удобрения P, Microbial Biotechnology, 2015, 8 (6), 930-9.Искать в Google Scholar
[14] Василев Н., Мендес Г., Эйхлер-Лёберманн Б., Гальвез А., Василева М., Солюбилизация биочаров и микробов, Geophysical Research Abstracts, 20, EGU2018-2428, 2018. Search в Google Scholar
[15] Saeid A., Jastrzębska M., Wyciszkiewicz M., Chojnacka K., Górecki H., Koncepcja wytwarzania nowej generacji bionawozów fosforowych – projekt BioFertP, Prznyysł, 2015, 36 365, (на польском языке). Искать в Google Scholar
[16] Wyciszkiewicz M., Саид А., Хойнацка К., Горецки Х., Новое поколение фосфорных удобрений из костей, производимых бактериями, Открытая химия, 2015, 13, 951-958. Искать в Google Scholar
[17] Wyciszkiewicz M., Saeid A., Chojnacka K., Górecki H., Производство фосфатных биоудобрений из костей фосфатно-солюбилизирующими бактериями Bacillus megaterium Open Chemistry, 2015, 13, 1063-1070 . Искать в Google Scholar
[18] Выцишкевич М., Саид А., Хойнацка К., Солюбилизация фосфорсодержащего сырья на месте с помощью Bacillus megaterium Engineering in Life Science, 2017, 17, 749-758.Искать в Google Scholar
[19] Wyciszkiewicz M., Saeid A., Malinowski P., Chojnacka K., Валоризация фосфорного вторичного сырья с помощью Acidithiobacillus ferrooxidans Molecules, 2017, 22 (473), 1-13. Поиск в Google Scholar
[20] Выцишкевич М., Саид А., Хойначка К., Солюбилизация возобновляемых источников фосфора с помощью органических кислот, производимых Bacillus megaterium Журнал возобновляемых материалов, 2017, 5 (1), 39-52 . Искать в Google Scholar
[21] Saeid A., Проховник Э., Добровольска-Иванек Дж., Солюбилизация фосфора видами Bacillus , Молекулы, 2018, 23 (2897), 1-18. Искать в Google Scholar
[22] Выцишкевич М., Саид А., Добровольска-Иванек Дж., Хойнацка К., Использование микроорганизмов при солюбилизации низкокачественного фосфорного сырья, Экологическая инженерия, 2016, 89, 109– 113. Искать в Google Scholar
[23] Jastrzębska M., Saeid A., Kostrzewska MK, Baśladyńska S., Новые фосфорные биоудобрения из возобновляемого сырья с точки зрения содержания кадмия и свинца в почве и растениях, Открытая химия, 2018, 16 , 35-49.Искать в Google Scholar
[24] Костшевска М.К., Ястшембска М., Тредер К., Саид А., Маковски П., Ястшембски В.П., Оценка применимости Bacillus megaterium , содержащего золу и удобрение на основе крови в свет избранных морфологических и физиологических признаков яровой пшеницы, Przemysł Chemiczny, 2017, 96 (10), 2162-2167, (на польском языке). Искать в Google Scholar
[25] Jastrzębska M., Kostrzewska M.K., Saeid A., Treder K., Makowski P., Jastrzębski W.Домашний питомец. др., Гранулированное фосфорное удобрение из золы от сжигания биомассы и костей с добавлением Bacillus megaterium при полевой оценке. Часть 1. Влияние на урожайность и санитарное состояние озимой пшеницы, Пшемысл Чемичны, 2017, 96 (10), 2168-2174, (на польском языке). Поиск в Google Scholar
[26] Гюнтер С., Грюнерт М., Мюллер С., Обзор последних достижений в области извлечения фосфора для производства удобрений, Инженерия в науках о жизни, 2018, 18 (7), 434-439. Искать в Google Scholar
[27] Wyciszkiewicz M., Саид А., Саморадж М., Хойнакка К., Солюбилизация костей в твердом состоянии с помощью B. megaterium в отработанном грибном субстрате в качестве среды для обогащенного фосфатом субстрата, Журнал химической технологии и биотехнологии, 2017, 92, 1397 -1405. Поиск в Google Scholar
[28] Саид А., Микробная солюбилизация фосфора как ключ к рециркуляции фосфора в сельском хозяйстве, In: Phosphorus Recovery and Recycling, Tao Z. (Ed.), InTechOpen, Chorwacja, (в печати), DOI : 10.5772 / intechopen.81487. Поиск в Google Scholar
[29] Алори Э., Глик Б.Р., Бабалола О.О., Солюбилизация микробного фосфора и его потенциал для использования в устойчивом сельском хозяйстве, Frontiers in Microbiology, 2017, 8 (971), 1-8. Искать в Google Scholar
[30] Робертс Т.Л., Кадмий и фосфорные удобрения: проблемы и наука. 2-й Международный симпозиум по инновациям и технологиям в фосфатной промышленности, Разработка процедур, 2014 г., стр. 83, 52-59. Искать в Google Scholar
Поступила: 27.03.2019
Принято: 2019-05-31
Опубликовано в сети: 16.10.2019
© 2019 Małgorzata Wyciszkiewicz et al., опубликовано De Gruyter
Это произведение находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 Public License.
Характеристика древесного угля и золы для использования в сельском хозяйстве африканских пригородов | Химические и биологические технологии в сельском хозяйстве
Зола pH, электропроводность и эквивалент карбоната кальция
Зола древесного угля и дров различается по химическому и минералогическому составу. Это связано с тем, что зола древесного угля является продуктом медленного пиролиза в условиях ограниченного количества кислорода и горения в условиях насыщения кислородом в сочетании с улетучиванием компонентов, в отличие от золы дров, которая является продуктом однократного сжигания древесины в ее составе. естественная форма в условиях насыщения кислородом.Это отразилось на более высоких значениях pH, EC и CCE в золе древесного угля по сравнению с золой дров. Значения pH, полученные для золы дров, аналогичны значениям pH, обнаруженным в руандийской золе древесного угля с преобладанием эвкалипта и дров, собранных за 3-месячный период (Neina, неопубликованные данные). Аналогичным образом, pH 13,8 смеси дров и древесного угля был обнаружен в золе из Аккры, Гана [4], а диапазон 9–13,5 также был получен в других местах [5, 7].
Значения ЕС были близки к значениям 59 дСм м -1 , обнаруженным в смеси древесной и угольной золы, собранной в Аккре [4].Точно так же значение ЕС 50 dS m -1 в золе от завода по производству крафт-целлюлозы в США [8]. Это контрастирует со значениями ЕС 3,1 dS m -1 от сжигания биомассы только одного вида деревьев [5], которые могут быть разными для золы разных видов. Значения CCE также попадают в диапазон, установленный многими авторами [6,7,8]. В целом, значения pH, EC и CCE связаны с содержанием щелочных и щелочноземельных металлов в золе, которые часто преобладают в золе из-за их высоких температур испарения [23, 24].Предположительно, это изменение pH связано с изменениями в составе золы, вызванными влиянием температуры горения, помимо влияния типа и источника биомассы. Например, Qian et al. [24] обнаружили резкое увеличение pH золы с температурой от pH 4,9 при 250 ° C до pH 10 при 450 ° C во время исследования влияния температуры горения на формы питательных веществ золы и их доступность из рогоза ( Typha domingensis Pers.) и пилграсс ( Cladium jamaicense Crantz) во Флориде, Эверглейдс.Напротив, повышение pH составило от 450 до 550 ° C [24].
Элементный состав
Помимо pH, EC и CCE, анализ содержания питательных элементов и микроэлементов также показал, что зола от дров имеет более высокое содержание As, Cu, Mg и Zn, чем ее аналог. Мышьяк и Cu были обнаружены в меньших количествах, в то время как Zn был среди четырех микроэлементов (Mn, Ni, Pb и Zn), количество которых составляло порядка сотен. Это подтверждает данные о дне и летучей золе [25, 26].Эти элементы являются наиболее распространенными микроэлементами в некоторых почвах Ганы [27], что может быть причиной их преобладания в золе. Это, однако, противоречит выводам о дне и летучей золе твердых бытовых отходов [28]. Количество элементов, экстрагированных экстрагентами, было в следующем порядке: уксус> царская водка> H 2 SO 4 > вода, тогда как количество конкретных извлеченных элементов было в порядке Ca> K> Mg> Na> P для обеих зол. . Это контрастирует с результатами других авторов [14, 29, 30], которые нашли порядок Ca> Mg> K> Na.Из взаимоотношений очевидно, что царская водка и уксус подходят для Ca; кислотные экстрагенты для Mg; царская водка и H 2 SO 4 для P и H 2 SO 4 и почти все растворы уксуса для K и Na (Таблица 2).
О более высоком содержании Ca сообщалось в предыдущих исследованиях золы [9, 22, 31]. Минералы кальция и магния были обнаружены во многих исследованиях донной и летучей золы [9, 22, 25]. Калий следует за Ca и согласуется с результатами Misra et al.[29]. Более ранние исследования Neina и Dowuona [3] показали, что водорастворимый K составляет 43% экстрагируемого кислотой K. В золе, полученной из систем открытого сжигания, K и Na в основном растворимы в воде [5, 24]. Многие виды золы являются источником калия в виде поташа или щелочи для местного мыловарения и приготовления пищи во многих африканских странах [32,33,34].
Минералогический состав
Минеральные соединения, обнаруженные в золе, являются основой их состава, что свидетельствует о различиях между древесным углем и дровами.Это отражается в большем количестве минеральных соединений в золе дров. Эти различия можно объяснить влиянием температуры горения, как отмечалось ранее [24, 35, 36]. Это приводит к увеличению количества менее летучих компонентов [24], вызывая заметные различия в минеральных составляющих. Во время горения происходит разложение и улетучивание, которые в основном ответственны за исчезновение [29] компонентов золы, таких как CaCO 3 , CaO, As, Cd, Pb, Hg и Zn [30, 37, 38]. Установлено, что разложение гидроксидов Ca и Mg, а также CaCO 3 происходит при температурах 350–450 ° C и 500–600 ° C соответственно [39].При температурах пиролиза (500–800 ° C) [39, 40], CaCO 3 и K 2 преобладают Ca (CO 3 ) 2 [29, 39] наряду с растворимой щелочностью, которая уменьшается. от 800 до 1000 ° C [39]. Улетучивание может привести к снижению содержания Mg, As, Cu, Zn и ряда минеральных соединений в древесном угле.
Помимо температуры горения, кислородные или бескислородные условия играют роль в составе золы. Это могло привести к присутствию многих оксидных минералов в золе дров, которая является продуктом прямого сгорания в кислородных условиях.Для угольной золы первая стадия сжигания включает медленный пиролиз при температурах от 400 до 500 ° C [40, 41] с последующим сжиганием в кислородных условиях различной степени в зависимости от типа используемой печи. Например, в Гане древесный уголь сжигают в глиняных или металлических кухонных печах различных форм, форм и размеров, что может повлиять на подачу кислорода во время горения и, следовательно, на состав золы. Еще одним фактором, который может играть роль в составе золы, является присутствие Si, Mn, Fe, Al, которые могут легко образовывать кислые оксиды [29].В некоторых случаях при увлажнении золы могут образовываться новые минералы, например портландит [22]. В некоторых из золы дров продавцы еды использовали воду, чтобы погасить янтарь перед сбором золы. Это могло быть источником портландита в золе.
Могут возникнуть опасения по поводу количества Mn, Ni, Pb и Zn, кажется, существует пороговая норма внесения, за которой элементы могут накапливаться в растениях [5, 42]. Накопление микроэлементов в растениях часто связано с повышенным внесением золы [5, 43].Тем не менее было обнаружено, что pH почвы является основным определяющим фактором вымывания и поглощения элементов [43]. Тем не менее, это создает еще одну возможность для дальнейших исследований порогового содержания микроэлементов в древесной золе и их взаимосвязи с поглощением растениями при различных pH и типах почвы.