Recyklace dřevěných pilin
Rusko je jednou z pěti předních zemí, pokud jde o objemy těžby dřeva – 214 milionů metrů krychlových ročně. Jen na východní Sibiři se ročně pokácí asi 16 milionů metrů krychlových vyzrálého dřeva (hlavně borovice), které se využívá v dřevozpracujícím, celulózo-papírenském a hydrolýzním průmyslu nebo se vyváží. V tomto případě je užitečně využita pouze polovina vytěženého dřeva. V důsledku činnosti dřevařských podniků vzniká ročně asi 68-74 milionů metrů krychlových dřevního odpadu a pouze 48-58 % se zpracovává.
Vládní politika a zpřísňující se ekologické normy vyžadují moderní přístupy k nakládání s průmyslovými odpady. Zpřísnění sankcí za nedodržování ekologických norem nutí dřevozpracující podniky navyšovat rozpočet na likvidaci odpadu, což je složitý a nákladný proces. Plošné skladování pilin je nepřijatelné, protože vytvářejí vysoké nebezpečí požáru, především díky své schopnosti samovolného vzplanutí. Recyklace pilin je tedy složitý a nákladný proces, jehož snížení nákladů povede k významným úsporám pro majitele pil.
Použití pilin jako organického substrátu má své kladné i záporné stránky. Na jedné straně piliny poskytují dobrý mulčovací účinek. Na druhou stranu lignocelulózové suroviny mají díky přítomnosti funkčních skupin a vysoké povrchové aktivitě částic velkou schopnost fyzikálně a chemicky absorbovat minerály. Čerstvé piliny jsou navíc extrémně chudé na základní živiny. Zcela jim tedy chybí fosfor, draslík, huminové kyseliny a množství dusíku se pohybuje od stopových hodnot do 0.2 %. Při vysokém podílu organické hmoty je procento popela pouze 2-3 %, což dává vysoký poměr C:N. Čerstvé piliny mají nízkou kapacitu výměny kationtů a nejsou schopny účinně absorbovat zásady, ale mají vysokou hydrolytickou kyselost. Původně nízké pH během skladování náhle klesne na 3-3.5. Pro použití pilin jako hnojiva je proto nutné je zpracovat.
Nejpohodlnější metodou je mikrobiální kompostování. Piliny jsou široce používány jako substrát pro přípravu kompostů jak v Rusku, tak v zahraničí. Nejčastěji se však piliny používají jen jako malá část ve směsi různých organických substrátů. Kompostování směsí, ve kterých je podíl pilin alespoň 90 %, se prakticky neprovádí.
V Irkutském institutu chemie pojmenovaném po. A.E. Společnost Favorsky SB RAS vyvinula metodu urychleného kompostování pilin pomocí speciálně vybraného složení dřevokazných hub, která umožňuje použití organického monosubstrátu (pilin) s minerálními přísadami a hašeného vápna k neutralizaci pilin [pat. RU 2 701 942 C1, 2019].
Technologie je založena na aktivním působení rozvinuté asociace nepatogenních mikroorganismů podílejících se na biotransformaci a humifikaci obnovitelných rostlinných surovin. Zavedení mikrobiální asociace umožňuje zintenzivnit proces a zlepšit kvalitu hotového produktu. Navržený způsob výroby hnojiva umožňuje používat nekvalitní piliny nízké kvality nebo staré piliny bez jakékoli předúpravy v neomezeném množství. Kompostování se provádí v hromadách na otevřených plochách v teplém období (duben-říjen). V současné době je technologie testována v různých oblastech Ruska na pilinách různých druhů dřeva. Maximální množství pilin současně zavedených do kompostování touto technologií je 3000 m3.
Produkt mikrobiální přeměny (vermikompost) je netoxický, ohnivzdorný a nevýbušný, neobsahuje těžké kovy a patogenní mikroorganismy. Hnojivo vyrobené touto technologií, jehož základem jsou piliny, je bez ohledu na složení substrátu, dobu a místo kompostování stabilní složení a základní agrochemické ukazatele (obr. 1). Hnojivo obsahuje dusík, fosfor a draslík ve formě snadno vstřebatelné rostlinami a ve vyvážené formě. Tyto látky, stejně jako huminové kyseliny obsažené v hnojivu, zajistí efektivní růst a vývoj rostlin během vegetace. Výsledné hnojivo je v základních agrochemických ukazatelích srovnatelné s slatinnou rašelinou, ale převyšuje obsah mobilních forem hlavních živin. Výhodou kompostu je také blízké neutrální pH, stejně jako absence semen plevelů a rostlinných patogenů.
Pomocí vzniklého vermikompostu byly prováděny vegetační pokusy na pěstování různých rostlin: brambor, okrasných plodin, sazenic jehličnatých stromů. Vývoj všech studovaných plodin se zrychlil, zvláště patrný byl nárůst kořenové části rostliny. Polní pokusy na kompostu byly omezeny na stanovení výnosů brambor. Nárůst výnosu dosáhl 40-50 % při přidání 0.2 kg kompostu do jamky před výsadbou nebo do půdy v dávce 1 kg/m2.
Zajímavým aspektem aplikace výsledného produktu je použití pro pěstování sazenic jehličnatých rostlin s uzavřeným kořenovým systémem. Rostliny jen mírně (10-15%) zaostávají za sazenicemi pěstovanými na speciálně upraveném substrátu Veltorf, ale tvoří hustý, dobře vyvinutý kořenový systém, který není horší než kontrola. Přípravek lze použít i jako substrát pro sazenice a hrnkové rostliny (obr. 2). Jediným omezením je, že směs by neměla obsahovat více než třetinu našeho substrátu.
Rýže. 2 Sazenice květin
Na základě pilin je tak možné vytvořit kompletní produkt (vermikompost), který podporuje růst rostlin a také zlepšuje strukturu půdy.
Autor: Belovezhets L.A., doktor biologických věd, vedoucí výzkumný pracovník v Laboratoři environmentální biotechnologie, Irkutsk Institute of Chemistry pojmenovaný po. A.E. Favorský SB RAS.