Pretvaranje kanalizacijskog mulja u održivo gnojivo: 20-godišnja studija otkriva obećavajuće rezultate

Autor:

Kategorija:

spot_img

Kanalizacijski mulj, nusproizvod pročišćavanja otpadnih voda, dugo se smatrao potencijalnim izvorom hranjivih tvari za poljoprivredna tla. Međutim, zabrinutost zbog kontaminacije teškim metalima ograničila je njegovu široku upotrebu. Nedavna 20-godišnja terenska studija provedena u sjevernokineskoj ravnici bacila je novo svjetlo na potencijal kompostiranog otpadnog mulja kao održivog gnojiva, s obećavajućim rezultatima za zdravlje tla i prinos usjeva.

Proces kompostiranja: pretvaranje otpada u vrijedan resurs

Istraživači su usporedili učinke različitih metoda gnojidbe, uključujući nekompostirani kanalizacijski mulj (WS), kompostirani kanalizacijski mulj (WD), kemijsko gnojivo (CF) i kontrolni tretman bez gnojiva (CK). Kompostirani mulj prošao je proces kontrolirane aerobne razgradnje tijekom 49 dana, što je rezultiralo stabiliziranim materijalom s uravnoteženim profilom hranjivih tvari i smanjenim sadržajem teških metala u usporedbi sa sirovim muljem.

Zdravstveni pokazatelji tla: Mjerenje utjecaja gnojidbe muljem

Kako bi procijenili utjecaj dugotrajne gnojidbe muljem na zdravlje tla, istraživači su mjerili nekoliko ključnih pokazatelja, uključujući organski ugljik u tlu (SOC), ukupni dušik (TN), ukupni fosfor (TP) i razne enzimske aktivnosti. Također su analizirali sastav mikrobne zajednice tla pomoću sekvenciranja gena 16S rRNA.

Rezultati su pokazali da su i tretmani kompostiranim i nekompostiranim muljem značajno povećali razine SOC, TN i TP u usporedbi s kontrolnim i tretmanima kemijskim gnojivima. Kompostirani mulj imao je izraženiji učinak na TN i TP, dok je nekompostirani mulj doveo do viših razina SOC. Važno je da je omjer C/N bio najniži tijekom obrade kompostiranog mulja, što ukazuje na bržu razgradnju organske tvari i poboljšanu dostupnost hranjivih tvari.

Enzimske aktivnosti i mikrobna biomasa: znakovi uspješnog ekosustava tla

Enzimske aktivnosti tla, kao što su alkalna fosfataza, invertaza, dehidrogenaza i ureaza, igraju ključnu ulogu u kruženju hranjivih tvari i pouzdani su pokazatelji zdravlja tla. Studija je otkrila da je dugotrajna gnojidba muljem općenito povećala te aktivnosti, pri čemu je obrada kompostiranog mulja pokazala najviše razine aktivnosti dehidrogenaze.

Štoviše, koncentracije ugljika mikrobne biomase tla (SMBC) i fosfora mikrobne biomase tla (SMBP) bile su najviše tijekom obrade kompostiranog mulja, što ukazuje na uspješnu mikrobnu zajednicu tla. Obrada nekompostiranog mulja dovela je do najviših razina dušika u mikrobnoj biomasi tla (SMBN).

Sastav bakterijske zajednice: promjene u odgovoru na gnojidbu

Koristeći sekvenciranje gena 16S rRNA, istraživači su otkrili da je dugotrajna gnojidba muljem značajno promijenila sastav bakterijske zajednice u tlu. Relativna zastupljenost Proteobacteria i Bacteroidetes, koje imaju važnu ulogu u kruženju hranjivih tvari, povećala se u oba tretmana muljem. Nasuprot tome, brojnost Actinobacteria, Acidobacteria i Verrucomicrobia se smanjila.

Zanimljivo je da je obrada kompostiranog mulja dovela do veće relativne količine Chloroflexija i Gemmatimonadetes u usporedbi s drugim obradama, što sugerira da bi ti tipovi mogli poslužiti kao potencijalni pokazatelji zdravlja tla.

Prinos usjeva i kvaliteta zrna: Krajnji test

Krajnji test svakog gnojiva je njegov utjecaj na produktivnost i kvalitetu usjeva. U ovom istraživanju, pšenica uzgojena pod tretmanom kompostiranog mulja imala je najveći prinos zrna, veći za 124,2% u odnosu na kontrolu. Obrada nekompostiranog mulja također je značajno poboljšala prinos, s povećanjem od 118,2%.

Nadalje, koncentracija bjelančevina u zrnu pšenice bila je najveća nakon tretmana muljem, što ukazuje na poboljšanu kvalitetu zrna. Sadržaj teških metala u tlu ostao je unutar nacionalnih standarda, što je umanjilo zabrinutost zbog potencijalne kontaminacije.

Indeks zdravlja tla: Sveobuhvatna procjena

Kako bi pružili sveobuhvatnu procjenu zdravlja tla, istraživači su izračunali indeks zdravlja tla (SHI) na temelju različitih fizičkih, kemijskih i bioloških pokazatelja. Obrada kompostiranog mulja imala je najvišu vrijednost SHI od 0,79, a slijedila je obrada nekompostiranog mulja od 0,71. Za usporedbu, tretman kemijskim gnojivom imao je niži SHI od 0,45, a kontrola je imala najniži od 0,06.

Zaključak: Rješenje koje obećava za održivu poljoprivredu

Ova dugoročna terenska studija pokazuje potencijal kompostiranog kanalizacijskog mulja kao održivog gnojiva za poboljšanje zdravlja tla i produktivnosti usjeva. Pažljivim praćenjem sadržaja teških metala i pridržavanjem nacionalnih standarda, rizici povezani s primjenom mulja mogu se svesti na minimum.

Rezultati naglašavaju važnost kompostiranja u stabilizaciji mulja i poboljšanju njegovih korisnih učinaka na svojstva tla. Povećane enzimske aktivnosti, mikrobna biomasa i promjene u sastavu bakterijske zajednice ukazuju na uspješan ekosustav tla pod gnojidbom muljem.

Dok se svijet suočava sa sve većim izazovima u sigurnosti hrane i gospodarenju otpadom, korištenje kompostiranog otpadnog mulja kao gnojiva nudi obećavajuće rješenje. Recikliranjem hranjivih tvari iz otpada natrag u poljoprivredna tla, možemo smanjiti našu ovisnost o kemijskim gnojivima, poboljšati zdravlje tla i promicati održive poljoprivredne prakse.

Međutim, potrebna su daljnja istraživanja kako bi se optimizirale metode kompostiranja mulja, procijenili dugoročni učinci na zdravlje tla i usjeva te razvile smjernice za sigurnu primjenu. Uz kontinuirano znanstveno istraživanje i odgovorno upravljanje, kanalizacijski mulj mogao bi postati vrijedan resurs u našoj potrazi za održivijom budućnošću.

SAVJETODAVNI PARTNER

Pročitajte više

Povezani članci