Перспективи та технологічні ризики процесу біоконверсії органо-мінеральних добрив з мулових відкладів занедбаних меліоративних систем

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЛегенчук Роман Васильович
dc.contributor.authorLehenchuk Roman Vasylovych
dc.contributor.authorЦиганенко-Дзюбенко Ілля Юрійович
dc.contributor.authorTsyhanenko-Dziubenko Illia Yuriiovych
dc.contributor.authorСкиба Галина Віталіївна
dc.contributor.authorSkyba Halyna Vitaliivna
dc.contributor.authorКапець Надія Володимирівна
dc.contributor.authorKapets Nadiia Volodymyrivna
dc.date.accessioned2026-02-03T12:23:00Z
dc.date.available2026-02-03T12:23:00Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractСтаття присвячена аналізу перспектив та технологічних ризиків біоконверсії мулових відкладів занедбаних меліоративних систем України у органо-мінеральні добрива. Розглянуто наукові підходи до комплексної характеристики субстрату через триступеневу ієрархію досліджень: фізико-хімічну, агрохімічну та мікробіологічну оцінку сировини. Проаналізовано міжнародні дослідження ефективності біоконверсії органічних відходів, включаючи роботи з термофільними бактеріальними культурами Bacillus thermoamylovorans (67% редукції органічної речовини за 10 діб при 60°C), гідротермальної карбонізації з вилученням азоту з відкладів (6-8% сухої речовини), багатоступеневих анаеробних систем (підвищення продукції метану на 10-30%) та твердофазної ферментації з ризосферними бактеріями Burkholderia cenocepacia. Систематизовано результати польових випробувань біоконвертованих добрив у лентильно-кукурудзяній ротації (підвищення мікробної біомаси вуглецю на 126%, азоту на 49%, зниження еволюції CO₂ на 25%). Представлено концептуальну технологічну схему біоферментації з контрольованими параметрами: вологість 50-60%, температура 50-65°C, pH 6,5-8,0, оптимальне співвідношення C:N 25-30:1, використання селекційованих штамів термофільних мікроорганізмів та контрольованої аерації. Визначено агроекологічні переваги технології: відновлення функціональності меліоративних систем, заміщення мінеральних добрив, покращення структури ґрунтів, пролонговану дію поживних речовин та зниження ризиків евтрофікації. Проведено системну класифікацію технологічних ризиків за трьома категоріями: мікробіологічні (патогенна контамінація, неповна біоконверсія), хімічні (біоакумуляція важких металів, втрати поживних речовин) та технічні (нестабільність процесу, енергетичні витрати, сезонна варіабельність сировини). Запропоновано інтегровану систему управління ризиками на основі принципів HACCP з автоматизованими системами моніторингу та превентивним контролем критичних параметрів.
dc.description.abstractThe article analyzes prospects and technological risks of bioconversion of sludge deposits from neglected reclamation systems of Ukraine into organo-mineral fertilizers. Scientific approaches to comprehensive substrate characterization through three-level research hierarchy are considered: physico-chemical, agrochemical and microbiological assessment of raw materials. International studies on organic waste bioconversion efficiency are analyzed, including works with thermophilic bacterial cultures Bacillus thermoamylovorans (67% organic matter reduction in 10 days at 60°C), hydrothermal carbonization with nitrogen extraction from deposits (6-8% dry matter), multi-stage anaerobic systems (10-30% methane production increase) and solid-phase fermentation with rhizosphere bacteria Burkholderia cenocepacia. Results of field trials of bioconverted fertilizers in lentil-corn rotation are systematized (126% increase in soil microbial carbon biomass, 49% nitrogen increase, 25% CO₂ evolution reduction). A conceptual technological scheme of biofermentation temperature 50-65°C, pH 6.5-8.0, optimal C:N ratio 25-30:1, use of selected thermophilic microorganism strains and controlled aeration. Agroecological advantages of the technology are identified: restoration of reclamation systems functionality, mineral fertilizer substitution, soil structure improvement, prolonged nutrient action and eutrophication risk reduction. Systematic classification of technological risks by three categories is conducted: microbiological (pathogenic contamination, incomplete bioconversion), chemical (heavy metals bioaccumulation, nutrient losses) and technical (process instability, energy costs, seasonal raw material variability). An integrated risk management system based on HACCP principles with automated monitoring systems and preventive control of critical parameters is proposed. The review demonstrates high potential of sludge bioconversion technology for sustainable agricultural development while requiring comprehensive risk management strategies for successful commercialization.
dc.identifier.citationПерспективи та технологічні ризики процесу біоконверсії органо-мінеральних добрив з мулових відкладів занедбаних меліоративних систем [Текст] / Р. Легенчук, І. Циганенко-Дзюбенко, Г. Скиба, Н. Капець // Слобожанський науковий вiсник. Серiя Природничi науки : науковий журнал / МОН України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка ; [гол. ред. А. О. Корнус ; редкол.: Miroslava Hlebova, Ю. В. Буц, В. П. Воровка та ін.]. – Одеса : Видавничий дім «Гельветика», 2025. – Вип. 2. – С. 151–159. – DOI: 10.32782/naturalspu/2025.2.20
dc.identifier.doi10.32782/naturalspu/2025.2.20
dc.identifier.orcid0000-0002-3240-8719
dc.identifier.orcid0000-0002-3240-8719
dc.identifier.orcid0000-0001-7970-8682
dc.identifier.orcid0000-0002-4981-4975
dc.identifier.urihttps://repository.sspu.edu.ua/handle/123456789/17977
dc.language.isouk
dc.subjectбіоконверсія
dc.subjectмулові відклади
dc.subjectоргано-мінеральні добрива
dc.subjectмеліоративні системи
dc.subjectтехнологічні ризики
dc.subjectекологічна безпек
dc.subjectbioconversion
dc.subjectsludge deposits
dc.subjectorgano-mineral fertilizers
dc.subjectreclamation systems
dc.subjecttechnological risks
dc.subjectenvironmental safety
dc.titleПерспективи та технологічні ризики процесу біоконверсії органо-мінеральних добрив з мулових відкладів занедбаних меліоративних систем
dc.title.alternativeProspects and Technological Risks of the Bioconversion Process of Organo-Mineral Fertilizers from Sludge Deposits of Neglected Reclamation Systems
dc.typeArticle
dc.udc.udc631.8:628.336.6:574.4:66.093.4
Файли
Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
PERSPEKTYVY.pdf
Розмір:
693.88 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
2.9 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити
Зібрання
Слобожанський науковий вісник. Серія Природничі науки