ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2017, № 4, С. 270-283, DOI: 10.7868/S0024114817040039


ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОСУБСТРАТОВ ИЗ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ДЛЯ ЛЕСОВЫРАЩИВАНИЯ
Д. Н. Тебенькова, Н. В. Лукина, М. А. Орлова, Ю. Н. Гагарин
Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН
Россия, 117997 Москва, ул. Профсоюзная, 84/32
E-mail: teb-dasha@yandex.ru 


Поступила в редакцию 16 февраля 2016 г. 


Дана оценка потенциала использования биосубстратов, полученных путем последовательной двухстадийной переработки грибами Trametes maxima, T. hirsuta, консорциум T. maxima + T. hirsute, Lenzites betulina, Penicilium comescens, Peniophora lycii, Pleurotus ostreatus и червями Eisenia аndrei твердых отходов целлюлозно-бумажных комбинатов, использующих хлорную отбелку целлюлозы, для лесовыращивания. Оценка дана на основе содержания диоксинов и элементов питания в биосубстратах. В результате переработки происходит снижение содержания диксинов более чем в два раза; на каждой стадии переработки сужается отношение C:N, увеличивается содержание доступных для растений соединений элементов питания. Грибы способствуют увеличению содержания минеральных форм азота до трех раз и увеличению содержания доступных соединений Са, Na, Zn, Mg, P, K, Mn до четырех раз. Под действием червей увеличивается содержание доступных соединений Са, Na, Mg, P, K, S до шести раз. Полученные биосубстраты из отходов ЦБК по своей питательной ценности не уступают лесной подстилке, торфу без удобрений и могут быть рекомендованы для использования в качестве биоудобрений и биосубстратов для лесовыращивания.


Ключевые слова: Отходы целлюлозно-бумажного комбината, диоксины, азот, углерод, отношение C:N, элементы питания, торф, лесная подстилка.


Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ (16-34-01017 мол_а), государственного задания ЦЭПЛ РАН “Сохранение и восстановление экологических функций лесных почв” (0110-2014-0004); программы Президиума РАН «Биоразнообразие природных систем» Проект: "Лесообразующие виды России: пространственное распределение, запасы, вклад в экосистемные функции и услуги" (0110-2015-0005). 


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Барбер С.А. Биологическая доступность питательных веществ в почве. М.: Агропромиздат, 1988. 376 с.

  • Битюцкий Н.П., Соловьева А.Н., Лукина Е.И., Олейник А.С., Завгородняя Ю.А., Демин В.В., Бызов Б.А. Экскреты дождевых червей – стимулятор минерализации соединений азота в почве // Почвоведение. 2007. № 4. С. 468-473.

  • Боголицын К.Г., Скребец Т.Э. Перспективы озонных технологий в химической переработке древесины // Матер. Первой Всеросс. конф. «Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии». М., 7 – 9 июня 2005, М.: Изд-во химического факультета МГУ, М.:2005. С. 42-43.

  • Волчатова И.В., Медведева С.А. Применение углеродсодержащих твердых отходов в качестве нетрадиционных удобрений // Химия в интересах устойчивого развития. 2001. Т. 9. №. 533-540. С. 533.

  • Евдокимов Н.А. Диоксины как химическая угроза экологической безопасности // Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы. Матер. V Всеросс. науч.-практич. конф. Саратов, 3-5 октября 2011. Саратов: ООО «КУБиК», 2011. С. 67.

  • Иванов Ю.С., Никандров А.Б. Технология целлюлозы. Варочные растворы, варка и отбелка целлюлозы. Учебно-практич. пособие. СПб., Санкт-Петербургский государственный технический университет растительных полимеров, 2014. 41 с.

  • Исаев А.С., Коровин Г.Н. Актуальные проблемы национальной лесной политики. М.: ООО «Типография ЛЕВКО», 2009. 108 с.

  • Капич А.Н. Перспективы биоремедиации с использованием дереворазрушающих базидиальных грибов // Экологический вестник. 2013. № 3 (25). С. 19-24.

  • Киреева Н.А., Григориади А.С., Водопьянов В.В., Амирова А.Р. Индикация неблагополучного состояния почвы по развитию в ней комплексов микроскопических грибов, усиливающих фактор химического прессинга // Вестник Оренбургского Гос. университета. 2011. №. 12 (131). С. 399-401.

  • Королева О.В. Лакказы базидиомицетов: свойства, структура, механизм действия и практическое применение: Автореф. дисс. … д-ра. биолог. наук (спец. 03.00.04) М.: Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, 2006. 50 с.

  • Куликова Н.А., Кляйн О.И., Степанова Е.В., Королёва О.В. Использование базидиальных грибов в технологиях переработки и утилизации техногенных отходов: фундаментальные и прикладные аспекты (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2011. Т. 47. № 6. C. 619-634.

  • Лукина Н.В., Никонов В.В. Питательный режим лесов северной тайги: природные и техногенные аспекты. Апатиты: Изд-во Карельского НЦ РАН, 1996. 316 с.

  • Лукина Н.В., Полянская Л.М., Орлова М.А. Питательный режим почв северотаежных лесов. М.: Наука, 2008. 342 с.

  • Мещерякова Е.В. Мировой опыт решения экологических проблем в целлюлозно-бумажной промышленности: Автореф. дис. … канд. биол. наук: (спец. 03.00.16). Минск: Издат. Центр Белорусского гос. университета, 2010. 178 с.

  • Никифорова С.В., Позднякова Н.Н., Макаров О.Е., Чернышова М.П., Турковская О.В. Биоконверсия хризена грибом белой гнили Pleurotus ostreatus D1 // Микробиология. 2010. Т. 79. № 4. С. 481-485.

  • Российская служба государственной статистики [Электронный ресурс]. 1999-2015. URL: http://www.gks.ru (дата обращения: 10.02.2016).

  • Рыбалов Л.Б., Бастраков А.И., Тебенькова Д.Н., Ольшанский В.М., Волков С.В. Переработка иловых отходов ЦБК с помощью вермикультуры – Eisenia fetida // Сборник научных трудов III Междунар. научн.-практич. конф. Минск, 10-14 июня 2013, Минск: Научн.-практ. центр Национальной АН Беларуси по биоресурсам, 2013. 250 с.

  • Сафонов М.А., Ишкильдин А.Б., Дубский Е.В., Зеленина Т.И. Афиллофороидные грибы, обитающие на широколиственных породах на Южном Урале и Южном Приуралье // Вестник Оренбургского гос. университета. 2006. № 5. С. 102-106.

  • Степаненко И.И. Интенсификация целевого выращивания сосновых насаждений в южно-таежном лесном районе таежной зоны европейской части России: Автореф. дисс. … д-ра. сельск.-хоз. наук. (спец. 06.03.02). Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2010. 42 с.

  • Стриганова Б.Р., Адаптивные стратегии освоения животными почвенного яруса // Почвоведение. 1996. №. 6. С. 714-721.

  • Стриганова Б.Р, Порядина Н.М. Животное население почв бореальных лесов Западно-Сибирской равнины. М.: Товарищество научных издат. КМК, 2005. 234 с.

  • Тебенькова Д.Н., Лукина Н.В., Воробьев Р.А., Орлова М.А., Гагарин Ю.Н. Всхожесть и биометрические параметры сеянцев, выращенных на субстратах из твердых отходов целлюлозно-бумажной промышленности // Лесоведение. 2014. № 6. С. 43-52.

  • Тиунов А.В. Метабиоз в почвенной системе: влияние дождевых червей на структуру и функционирование почвенной биоты: Авторф. дисс. .... д-ра. биол. наук: ( спец. 03.00.16). М.: Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, 2007. 44 с.

  • Федоров Л.А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы. М.: Наука, 1993. 265 с.

  • Фeдорова Т.В., Шахова Н.В., Кляйн О.И., Глазунова О.А., Малошенок Л.Г., Куликова Н.А., Псурцева Н.В., Королёва О.В. Сравнительный анализ лигнолитического потенциала базидиальных грибов, принадлежащих к различным таксономическим и экологическим группам // Прикладная биохимия и микробиология. 2013. Т. 49. № 6. С. 570–579.

  • Харин С.А. Микроскопические грибы в местообитаниях, ассоциированных с дождевыми червями: Автореф. дисс. … канд. биол. наук (спец. 03.00.07). М.: Московский гос. университет им. М. В. Ломоносов, 2009. 24 с.

  • Чернов Ю.И. Основные синэкологические характеристики почвенных беспозвоночных и методы их анализа. Методы почвено-зоологических исследований, М.: Наука, 1975. С. 160-216.

  • Шиврина А.Н., Низковская О.П., Фалина Н.Н., Маттисон Н.Л., Ефименко О.М. Биосинтетическая деятельность высших грибов. Л.: Наука, 1969. 244 c.

  • Binkle D.A.N., Giardina C. Why do tree species affect soils? The warp and woof of tree-soil interactions // Biogeochemistry. 1998. V. 42. N 1-2. P. 89-106.

  • Erisman J.W., de Vries W. Nitrogen deposition and effects on European forests Environmental Reviews. 2000 . V. 8. P. 65–93.

  • Halonen O., Tulkki H., Derome J. Nutrient analysis methods // Metsantutkimuslaitoksen Tiedonantoja. 1983. V. 121. Р. 1-28.

  • Guerra G., Domínguez O., Ramos-Leal M., Manzano A.M., Sánchez M.I., Hernández I., Arguelles J. Production of laccase and manganese peroxidase by white-rot fungi from sugarcane bagasse in solid bed: use for dyes decolourisation // Sugar Technology 2008. V. 10. N 3. P. 260-264.

  • Marco-Urrea E., Reddy C. A. Degradation of chloro-organic pollutants by white rot fungi // Microbial degradation of xenobiotics. Springer Berlin Heidelberg, 2012. Р. 31-66.

  • Methods for integrated monitoring in the Nordic countries. Miljøraport: Nordic Council of Ministers, 1989. 280 p.

  • Ndegwa P.M., Thompson S.A. Effects of C-to-N ratio on vermicomposting of biosolids // Bioresource Technology. 2000. V. 75. N 1. P. 7-12.

  • Ndegwa P.M., Thompson S.A. Integrating composting and vermicomposting in the treatment and bioconversion of biosolids // Bioresource technology. 2001. V. 76. N 2. Р. 107-112.

  • Purnomo A.S. Application of mushroom waste medium from Pleurotus ostreatus for bioremediation of DDT-contaminated soil // Int. Biodeterioration biodegradation. 2010. V. 64. N 5. Р. 397–402.

  • Read D.J., Peter-Moreno J. Mycorrhizas and nutrient cycling in ecosystem – a journey towards relevance? // New Phytologist. 2003. V. 157. P. 475-492.

  • Sanchez-Lopez M.I., Vanhulle S.F., Mertens V., Guerra G., Figueroa S.H., Decock C., Corbisier A.M., Penninckx M.J. Autochthonous white rot fungi from the tropical forest: Potential of Cuban strains for dyes and textile industrial effluents decolourisation // African Journal Of Biotechnology. 2008. V. 7. N 12. P. 1983-1990.

  • Schoenholtz S.H., Van Miegroet H., Burger J.A. A review of chemical and physical properties as indicators of forest soil quality: challenges and opportunities // Forest Ecology & Management. 2000. V. 138. N 1. P. 335-356.

  • Singh N.B., Khare A.K., Bhargava D.S., Bhattacharya S. Effect of initial substrate pH on vermicomposting using Perionyx excavatus (Perrier, 1872) //Applied Ecology & Environmental Research. 2005. V. 4. N 1. P. 85-97.

  • Sonowal P., Khwairakpam M., Kalamdhad A.S. Stability analysis of dewatered sludge of pulp and paper mill during vermicomposting // Waste & Biomass Valorization. 2014a. V. 5. N 1. P. 19-26.

  • Sonowal P., Khwairakpam M., Kalamdhad A.S. Vermicomposting of solid pulp and paper mill sludge (SPPMS) using Eudrilus Eugeniae Earthworm // International Journal of Environmental Sciences. 2014b. V. 5. N 3. P. 502-514.

  • The Handbook of Environmental chemistry. Berlin: Heidelberg, 2010. 215 р.

  • Van den Berg M., Birnbaum L.S., Denison M., De Vito M., Farland W., Feeley M., Peterson R.E. The 2005 World Health Organization reevaluation of human and mammalian toxic equivalency factors for dioxins and dioxin-like compounds // Toxicological Sciences. 2006. V. 93. N 2. Р. 223-241.

  • Yavmetdinov I.S., Stepanova E.V., Gavrilova V.P., Lokshin B.V., Perminova I.V., Koroleva O.V. Isolation and characterization of humin-like substances produced by wood-degrading white rot fungi // Applied Biochemistry & Microbiology. 2003. V. 39. N 3. Р. 257-264.