Современное состояние сахарной промышленности характеризуется значительным избытком сырья и продуктов, используемых в производстве, по сравнению с объемом выпускаемой продукции. В результате в сахарной промышленности образуются значительные объемы производственных отходов, которые являются источником загрязнения окружающей среды. Эти производственные отходы включают мелассу, жом сахарной свеклы (обессахаренная стружка сахарной свеклы) и фильтрационный шлам (дефекат).
Ученые факультета природообустройства Алтайского государственного аграрного университета канд. с.-х. наук, доцент Ирина Гефке, канд.с.-х. наук Ольга Бычкова в соавторстве с канд. с.-х. наук Ларисой Лысенко (Алтайский филиал РАНХиГС) в своей статье (Gefke, I. V., Lysenko, L. M., & Bychkova, O. V. (2022). Biologization of spring wheat cultivation with application of sugar beet waste to the soil. Doi:10.1007/978-981-16-8731-0_37), вышедшей в книжной серии «Environmental Footprints and Eco-design of Products and Processes» издательства «Springer», предложили эффективный способ использования отходов свеклосахарного производства при возделывании сельскохозяйственных культур в рамках биологического земледелия и получения экологически чистой продукции.
Алтайский государственный аграрный университет
Отходы свеклосахарного производства занимают около 5,4%, 83,0% и 8,0% от общей массы перерабатываемой сахарной свеклы соответственно. Жом сахарной свеклы (основной побочный продукт производства сахарной свеклы) используется на корм скоту в свежем виде (не более 35,0–40,0%) сельскохозяйственными предприятиями в радиусе 100 км от сахарных заводов. Он также используется в качестве сырья для биогазовых установок. Около 30,0% жома сахарной свеклы сушат и используют для различных целей или экспортируют. В 2019–2020 годах свеклосахарные заводы произвели около 4760,9–6207,2 тыс. тонн свекловичного жома, из них около 1347,1–1444,7 тыс. тонн (23,32–28,30% от общего объема производства) на экспорт. Остальная часть свекловичного жома прокисает в хранилище, образуя невостребованный сельскохозяйственный и технический жом с низкой пищевой ценностью. Все отходы сахарной промышленности могут быть использованы в химической промышленности (в качестве сырья для производства спирта, глицерина, дрожжей, ацетона и др.) и сельском хозяйстве (в качестве удобрений).
Особую актуальность использование свекловичного жома в качестве удобрений приобретает в условиях сокращения поголовья крупного рогатого скота в крупных сельскохозяйственных предприятиях на территориях сахарных заводов, что приводит к бессистемному вывозу свекловичного жома на прилегающие к сахарным заводам территории и загрязнению почвы и воды с попаданием маслянистой кислоты в грунтовые воды и прилегающие водоемы.
Алтайский край — один из свеклосеющих регионов России и единственный за Уралом регион выращивания сахарной свеклы. Доля региона составляла около 2,1–2,5% от общей площади посевов сахарной свеклы в России (снижение на 1,7–2,1% по сравнению с 1990 г.). Сокращение посевных площадей сахарной свеклы в Алтайском крае в 1990–2020 гг. связано с банкротством трех крупных сахарных заводов. В результате сельхозпроизводители прилегающих к этим заводам сельских районов вывели сахарную свеклу из севооборота, так как транспортировка на единственный действующий сахарный завод (
Между тем, в окрестностях завода отсутствуют крупные животноводческие хозяйства, и проблема утилизации отходов свеклосахарного производства здесь стоит особенно остро. В этих условиях при ограниченных возможностях вывоза побочных продуктов сахарного производства возрастают экологические риски накопления отходов в виде свекловичного жома и патоки на прилегающих к
Ученые Алтайского ГАУ предлагают использовать отходы свеклосахарного производства в качестве дополнительных источников органических удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур. Эксперименты показали, что наиболее эффективным из вариантов применения отходов сахарного производства является совместное внесение свекловичного жома и дефеката в соотношении 1:1 с внесением в почву перед посевом и заделкой удобрения в почву на глубину 22-25 см. При этом урожайность увеличивается на 25,0%, а содержание белка — на 1,2% по сравнению с контролем (с внесением навоза в качестве органического удобрения в количестве 40 т/га, но без внесения свекловичного жома).
Нормативные затраты, определенные по технологическим картам, в варианте с совмещенным внесением свекловичного жома и дефеката составили 1167,4 тыс. руб. на 100 га, что выше варианта с внесением навоза лишь на 0,67%, а на одну тонну зерна — ниже на 19,6%. В абсолютном выражении на 100 га посевов яровой пшеницы альтернативное внесение органических удобрений увеличило затраты электроэнергии на 25,0%, топлива и нефтепродуктов на 0,47%, транспорта на 0,64%, износа и ремонта основных средств на 0,94%. При этом затраты на семена остались без изменений, а затраты на удобрения снизились с 30,0 тыс. руб. до 22,5 тыс. руб. (25,0%).
Есть у способа утилизации отходов свеклосахарного производства, предложенного учеными АГАУ и ограничения. Из-за больших транспортных расходов использование отходов свеклосахарного производства в качестве органических удобрений может быть рекомендовано сельхозпроизводителям только в том случае, если они расположены вблизи сахарных заводов. В любом случае необходима оценка агрохимического состава полей, который варьирует в зависимости от преобладающих почв, применяемых севооборотов и других факторов, существенно различающихся в пределах региона, муниципальных образований и хозяйствующих субъектов.
Ученые констатируют, что использование отходов сахарного производства решит насущную проблему их утилизации и создаст условия для сохранения и повышения плодородия сельскохозяйственных земель в муниципальных образованиях.