CC BY
54
УДК 504.054 (476) 631.333.92
АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УТИЛИЗАЦИИ СВИНОГО НАВОЗА
М. В. БАЗЫЛЕВ, В. В. ЛИНЬКОВ, Е. А. ЛЕВКИН, М. Н. БОРИСЕВИЧ
УО « Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины», г. Витебск, Республика Беларусь, 210026
(Поступила в редакцию 07.01.2016)
Резюме. Современное активно развивающееся промышленное свиноводство Беларуси требует особого внимания решению целого ряда стоящих перед такими предприятиями экологических проблем. Агртехнологические перспективы экологизации и повышения эффективности утилизации свиного навоза крупных животноводческих комплексов позволяют выделить ряд аспектов, которые необходимо решать в каждом хозяйстве индивидуально, учитывая непрерывность производства свинины, утилизации биоотходов свинокомплекса, агротехнологически-пригодной переработки таких отходов и эффективное их использованию с применением адаптивных систем ведения сельскохозяйственного производства для получения различной агропродукции.
Ключевые слова: утилизация свиного навоза; агротехнологическая эффективность использования отходов свинокомплексов.
Summary. Modern actively developing the industrial pig Belarus demands special attention to a number of such enterprises facing environmental problems. Agrotechnological prospectss greening and improve the efficiency of utilization of pig manure of large cattle-breeding complexes allow to identify a number of aspects that need to be addressed in each sector indie specifically, taking into account the continuity of pork, dispose-of biowaste pig, agrotechnological-fit recycling such waste and effective use them with-application-tion of adaptive systems of agricultural production for various agricultural products.
Key words: disposal of pig manure; agriculture technology efficient use of pig waste.
Введение. Республика Беларусь - аграрная держава, сочетающая в себе не только развитие сельского хозяйства как элемента современной продовольственной индустрии, но и желание оставить будущим поколениям белорусских жителей всю красоту природы родного края. Поэтому, наравне с повышением экономической эффективности ведения агропроизводтва, в том же ряду первостепенных задач стоит и экологизация отечественного земледелия в целом и животноводства в частности.
В постановлении Совета Министров Республики Беларусь от 31.12.2010 № 1917 отмечено, что в для выполнения Республиканской программы по племенному делу в животноводстве намечено серьезное развитие промышленного свиноводства нашей страны [13, 14]. Однако, если ввод в действие и эксплуатация свиноводческих комплексов всегда тесно увязаны с проектно-сметной документацией, включаю-
щей и экологическую составляющую [9, 10] жизнедеятельности такого биотехногенного предприятия (на первом этапе утилизации животноводческих стоков), то последующая утилизация чаще всего проблематична [1-4, 7-14].
Данной публикацией авторами предлагается организационно -стратегический, унификационный агротехнологический подход с целью повышения эффективности утилизации свиного навоза (на втором этапе утилизации).
Анализ источников. Практически любое промышленное свиноводческое предприятие сталкивается с проблемой дальнейшей утилизации органических отходов производства. Главная особенность свиного навоза состоит в том, что обычно это жидкая коллоидоподобная смесь, обладающая рядом присущих только ей качеств и свойств, приведенных в табл. 1.
Т а б л и ц а 1 Сравнительная характеристика свиного и коровьего навоза [1]
Вид навоза Содержание сухого вещества, % Органическое вещество, % Зола, % N Р К Соотношение С : N
Подстилочный: свиной крупного рогатого скота 28 86 14 1,7 0,7 2,1 25
25 84 16 2,0 1,0 2,4 21
Полужидкий: свиной крупного рогатого скота 15 80 20 2,5 1,8 0,8 16
15 87 13 2,0 0,8 2,2 22
Жидкий: свиной крупного рогатого скота 5 80 20 2,8 1,0 1,2 14
5 80 20 2,0 1,2 2,2 20
Из таблицы видно, что свиной навоз может существенно отличаться по своим качественно-количественным параметрам в зависимости как от времени определения таких характеристик, так и от применяемой технологии получения навоза (гидросмыв и т. д.). При этом свиной навоз значительно отличается от коровьего, например при равном содержании сухого, органического вещества и золы в жидком навозе, свиной содержит почти в полтора раза больше азота, несколько меньше фосфора и значительно уступает коровьему по содержанию калия.
Тем не менее, при правильном хранении свиного навоза (прохождении необходимых ступеней обеззараживания, а также частичной минерализации) на выходе получается органическая биомасса, значительно превосходящая первоначальные параметры. Такой свиной навоз уже содержит общего азота 8,13 %, оксидов кальция соответственно 7,74, фосфора 7,9, калия 4,5 % и в данном случае свиной навоз уже становится ценным органическим удобрением [2. 3]. Таким образом, вследствие первичной утилизации свиного навоза на комплексах образуются две разнородные фракции: жидкая и условно твердая, требующие по-разному использовать данные фракции в агропроизвод-стве.
Для экологически безопасной утилизации жидкого навоза животноводческих комплексов требуются значительные площади сельскохозяйственных земель, размер которых зависит от допустимых норм внесения навоза, устанавливаемых по выносу питательных веществе растениями с учетом коэффициентов использования и потерь. Как показывает практика, имеющиеся в хозяйствах площади ограничены по целому ряду причин и, возникает проблема уменьшения необходимых площадей для утилизации образующегося на предприятии навоза. Уменьшить такие площади для внесения навоза можно за счет мер, направленных на увеличение выноса питательных веществ с урожаем сельскохозяйственных культур. Такие меры включают в себя:
- подбор сельскохозяйственных культур с максимальным выносом питательных элементов;
- увеличение урожайности сельскохозяйственных культур за счет повышения культуры земледелия;
- увеличение урожайности агрокультур за счет дополнительного орошения;
- использование в севооборотах промежуточных культур;
- применение технологии совместного использования соломы с жидким навозом [4].
Материал и методика исследований. Исследования проводились на практическом материале данных производственно-финансовой и хозяйственной деятельности трех свиноводческих комплексов: ОАО «Беловежский», Каменецкого района Брестской области, ГП «Жоди-ноАгроПлемЭлита», Смолевичского района Минской области и ОАО СГЦ «Заречье», Рогачевского района Гомельской области. Исследования включали следующие методы: монографический, сравнения, статистического анализа.
Результаты исследований и их осуждение. Несмотря на значительные различия в месторасположении, перед каждым из данных предприятий стоят близкородственные проблемы по экологизации
крупных биотехногенных комплексов, результаты производственно-хозяйствен-ных показателей приведены в табл. 2.
Т а б л и ц а 2. Отдельные производственные показатели свиноводческих хозяйств Беларуси
Агропреприя-тия Годы исследований Уровень рентабельности растениеводства, % Выход свиного навоза, тыс. тонн Стоимость 1т навоза, тыс. рублей Площадь пашни, тыс. гектаров Урожайность культур, т/га
кукуруза, зерно кар- то-фель сах. свекла
ОАО «Беловежский» 2012 10,9 143,4 8,9 13,7 7,2 34,4 41,1
2013 10,3 159,3 10,0 13,7 5,2 18,9 45,5
ГП «ЖодиноАгроПлемЭлита» 2012 31,5 134,4 10,0 7,1 8,8 29,2 -
2013 26,7 120,4 20,1 7,1 6,3 13,9 -
ОАО СГЦ «Заречье» 2012 8,7 105,1 5,6 2,3 7,2 - -
2013 8,4 111,5 8,4 2,5 5,3 - -
Из таблицы следует, что представленные предприятия значительно различаются как по уровню хозяйствования, так и по масштабам сель-хозпроизводства. Несмотря на то, что все предприятия получали в целом рентабельную растениеводческую продукцию, наибольшая рентабельность (31,5-26,7 %) отмечена за годы исследований на предприятии «ЖодиноАгроПлемЭлита», у которого в распоряжении имеются значительно большие возможности, чем у двух других предприятий. Меньшей рентабельностью (8,7-8,4 %) отличается «Заречье», «Беловежский» выглядит незначительно лучше (10,9-10,3 %). Выход свиного навоза у всех предприятий превышает 100 тыс. тонн в год, что говорит о значительных объемах как собственного производства животноводческой продукции, так и выходе побочной продукции. Самая высокая стоимость навоза была у предприятия «ЖодиноАгроПлемЭлита» (10,0-20,1 тыс. руб./т), на СГЦ «Заречье» она почти в два раза ниже (5,6-8,4 тыс. руб./т). Что же касается возможностей агротехнологиче-ского использования биогенной продукции свинокомплексов с целью рациональной утилизации свиного навоза, то сравнение общей площади пахотных земель, как главного, ресурсообразующего элемента данной системы, на предприятии ОАО «Беловежский» имеются возможности в самореализации (площадь пашни 13 тыс. 700 га), на предприятии «ЖодиноАгроПлемЭлита» такие возможности вполне приемлемы (площадь пашни 7 тыс. 100 га), а на предприятии СГЦ «Заречье» пахотные земли крайне ограничены (на 1 января 2013 г. равны 2 тыс. 500 га), что требует особенных усилий по решению стоящих экологических проблем утилизации свиного навоза.
Помимо этого необходимо отметить, что в хозяйствах частично реализуются принципы безусловной оптимизации по которым, в каждом предприятии возникает необходимость возделывания высокоинтенсивных культур (в том числе и с целью увеличения возможностей утилизации отходов свиноводческого производства) [1, 4-6], способных не только ускорять процессы минерализации свиного навоза в пахотном горизонте почвы, но и потреблять большое количество дополнительных питательных элементов из почвы. В целом анализируемые хозяйства получают неплохие урожаи кукурузы на зерно (в пределах 5,2-8,8 т/га), в отдельные годы урожай картофеля доходил до 29,234,4 т/га, урожайность сахарной свеклы до 45,5 т/га. Однако детальный анализ рентабельности каждой из перечисленных конкретных культур в данных хозяйствах показал следующее (табл. 3).
Т а б л и ц а 3. Уровни рентабельности и занимаемые площади производства кукурузы на зерно, продовольственного картофеля и сахарной свеклы
Предприятия Годы исследований Культура Рентабельность, % Площадь возделывания, га
ОАО «Беловежский» 2012 картофель - 43,2 40
2013 картофель - 39,0 20
2012 кукуруза - -
2013 кукуруза - 44,8 1070
2012 свёкла 13,1 600
2013 свёкла 8,0 574
ГП «ЖодиноАгроПлемЭлита» 2012 картофель - 15,9 56
2013 картофель 30,1 10
2012 кукуруза 63,1 385
2013 кукуруза - 500
2012 свекла - -
2013 свекла - -
ОАО СГЦ «Заречье» 2012 картофель - -
2013 картофель - -
2012 кукуруза 16,7 510
2013 кукуруза 11,6 600
2012 свекла - -
2013 свекла - -
Из таблицы видно, что несомненное давление специализации сказывается на производстве непрофильной для свинокомплекса агропро-дукции. Так, в четырех случаях из десяти наблюдается отрицательная рентабельность производства растениеводческой продукции, в том числе даже такой доходной культуры, как картофель, уровень рентабельности которого у «Беловежского» опускался до минус 43,2 % в 2012 г., правда и кукуруза на зерно также в данном хозяйстве уходила в
141
глубокий минус (- 44,8 %) в 2013 г., тогда как сопоставимо в этом же году в «Заречье» уровень рентабельности кукурузы был 11,6 %. В еще более благоприятный по условиям вегетации и реализации генетического потенциала агрокультур год 2012, в хозяйстве «ЖодиноАгро-ПлемЭлита» кукуруза показала замечательную рентабельность в 63,1 %. Анализ площадей возделывания сельскохозяйственных культур, под которые используются значительные дозы свиного навоза в качестве органических удобрений, показал значительную разбежку в показателях как по хозяйствам, так и по годам изучения. Вместе с тем такие площади пашни, занятые под кукурузой в 500-1000 га, и под свеклой в пределах 600 га свидетельствуют о наличии на предприятиях системы машин и механизмов для высокопроизводительного возделывания данных агрокультур.
Общий анализ деятельности отмеченных агрохозяйств свидетельствует о значительнрых потенциальных возможностях реализации аг-ротехнологии утилизации свиного навоза.
Использование организационно-технологического подхода в оптимизации агротехнологий с высокой эффективностью утилизации свиного навоза от крупнотоварных животноводческих предприятий позволяет предложить следующую схему мероприятий по экологизации биотехногенных производств (рисунок).
Р и с. Схема комплексного подхода при решении проблемы утилизации свиного навоза
Из рисунка видно, что имеется два принципиальных подхода в утилизации свиного навоза, которые могут быть реализованы как на стадии проектирования свиноводческого комплекса, так и в период эксплуатации предприятия, в зависимости от жесткости требований экологического законодательства и имеющихся в распоряжении хозяйства свободных финансовых, трудовых и других видов ресурсов.
Так, обязательные мероприятия включают выделение значительных площадей для создания экологической резервации изначально для накопления и хранения жидкого свиного навоза, а затем еще последующим обеззараживанием его и частичной минерализацией. Практически одновременно с этим возникает необходимость эффективного использования образующегося (и готового для непосредственного внесения в почву) свиного навоза (твердой и жидкой фаз), а для этого требуется целая система машин и механизмов для высокопроизводительной утилизации с обязательным применением организационно-технологических мероприятий по совершенствованию структуры посевов агрокультур.
д2/(х0) д2/(х0)
дх2 дх1дх2
д2/(х°) д2/(х0)
дх2дх1 3x2
1 1 д2Г(х° ) д2Г(х0)
дхпдх1 дхпдх2
д2/(х0) дх^дхп д2/(х0) дх2дхп
д2Г(х0) дх2 )
Тем не менее расчет безусловной оптимизации утилизационного использования свиного навоза анализируемых предприятий (по трем следующим усредненным параметрам (табл. 2): площади пашни, выходу свиного навоза и рентабельности растениеводства) по элементу математической дискриминации показал следующее: А = -19078,278.
Однако расчет дискриминантной матрицы позволяет сравнить возможности оптимизации всей системы для новых условий, что дает основание ориентироваться не только на обязательные мероприятия по утилизации свиного навоза (рисунок1), но и призывает к внедрению желательных мероприятий, становящихся основными факторами движения к совершенствованию агротехнологии утилизации. Для этого необходимо использовать биогазовые системы анаэробного разложения навоза, позволяющие получать следующие [15] очевидные преимущества (отсутствие экологических налогов, получение биогаза (1 тонна навоза - 40 м3 биогаза), получение минерализованных биоудобрений (16 тонн жидкого биошлама - 1 тонна аммофоски с содержанием №К 16:16:16), возмож-
ность повышения урожайности до 30 %, резкое сокращение санитарной зоны (в 10 и более раз), сокращение объема лагун для хранения стоков за счет ускоренного сбраживания на 30-40 %), что дает возможность добиться значительно более привлекательных критериев математической безусловной оптимизации при уровне дискриминации, равном А = - 152,810.
Помимо того, работа биогазовой установки позволяет не только получать тепло и вырабатывать электроэнергию, но и будет способствовать образованию специализированных хозрасчетных подразделений в данном хозяйстве, которые при внедрении прогрессивной адаптивной системы земледелия приведут предприятие к созданию новых производств, таких как тепличное хозяйство с набором круглогодичных (зимних) и других теплиц для более полного и эффективного использования получаемой продукции биогазовой установки. Также в полевом земледелии при использовании переработанной на биогазовой установке биоорганики образуется масса других возможностей для ведения адаптивного земледелия высокотехнологичных технических культур, современного кормопроизводства с использованием систем орошения, что особенно актуально для агрохозяйств Минской, Брестской и Гомельской области, отличающихся неустойчивым, засушливым климатом.
Заключение. Таким образом, рассмотренные проблемы в деле аг-ротехнологических перспектив экологизации и повышения эффективности утилизации свиного навоза крупных животноводческих комплексов позволяют выделить ряд аспектов, которые необходимо решать в каждом хозяйстве индивидуально, при очевидной безальтерна-тивности важных экологических и производственно-хозяйственно выгодных инвестиций в создание целостной системы: производства свинины, утилизации биоотходов свинокомплекса, агротехнологически пригодной переработки таких отходов и эффективному их использованию с применением адаптивных систем ведения сельскохозяйственного производства при получении различной товарной растениеводческой продукции и производстве кормов для животноводства.
ЛИТЕРАТУРА
1. Биогазовые установки производства ООО Инвестпром / [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://delo7.ru/biogaz-prometej/. - Дата доступа. - 20.01.2016.
2. Биопрепарат бактосток - эффективное средство для очистки и обеззараживания навозных стоков свиноводческих комплексов / В. И. Беззубов [и др.], 20.01.2014. -[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://zoovet.info/vet-knigi/107-zyvotnovodstvo/ pшЫemy-chast-2/6158-Ыopreparat-baktostok-effektivnoe-sredstvo-dlya-ocЫstki-i-obezzara-zhivaniya -navoznykh-stokov-svinovodcheskikh-kompleksov-20-01-2014 . - Дата доступа. -16.01.2016.
3. В Беларуси в 2015 г. начнется строительство 7 новых крупных свинокомплексов / Л. Крапивина, 2015. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://agriculture.by/news/ apk-belarusi/v-belarusi-v-2015-g.-nachnetsja-stroitelstvo-7-novyh-krupnyh-svinokompleksov. -Дата доступа: 19.01.2016.
4. Влияние бесподстилочного свиного навоза на урожайность зеленой массы ячменя в условиях Новгородской области / А. Д. Шишов, Т. А. Николаева, С. Л. Гришанов. -«Фундаментальные исследования»: научный журнал, № 4, 2011. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.fimdamental-research.ru/ru/article/view?id=21231. -Дата доступа. - 15.01.2016.
5. Использование органических удобрений на посевах сои / П. А. Литвинцев, 15.01.2016. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://borona.net/hight-technologies/ chemicals/use_organic_fertilizers_soybean_crops.html . - Дата доступа. - 15.01.2016.
6. Караксин, В. Б. Влияние предприятия промышленного свиноводства на компоненты окружающей среды и оптимизация функционирования региональной экосистемы / В. Б. Караксин. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.dissercat.com /content/ vliyanie-predpriyatiya-promyshlennogo-svinovodstva-na-komponenty-okruzhayu-shchei-sredy-i-opt . - Дата доступа: 16.01.2016.
7. Леонов, М. В. Минимизация площадей утилизации навоза / М. В. Леонов, И. В. Щеголева: Актуальные агросистемы, 06.04.2015. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.selhozproekt.ru /category-of-articles/tekhnologiya-utilizatsii-navoza/ minimizatsiya-ploshchadej -utilizatsii-navoza.html. - Дата доступа: 15.01.2016.
8. Леонов, М. В. Жидкая органика / М. В. Леонов, И. В. Щеголева // Агробизнес. - N° 2. - 2015. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.selhozproekt.ru/ category-of-articles/vnesenie-navoza/universalnoeudobrenie.html. - Дата доступа: 15.01.2016.
9. Мерзлая, Г. Е. Использование свиного навоза для удобрения сельскохозяйственных культур / Г. Е. Мерзлая, И. В. Щеголева, М. В. Леонов. - Перспективное свиноводство: Теория и практика. - № 6. - 2012. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// cyberleninka.ru/ article/n/ispolzovanie-svinogo-navoza-dlya-udobreniya-selskohozyaystvennyh-kultur-1. - Дата доступа: 15.01.2016.
10. Мерзлая, Г. Е. Использование свиного навоза для удобрения сельскохозяйственных культур / Г. Е. Мерзлая, И. В. Щеголева, М. В. Леонов, 2016. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://refereed.ru/ref_33fb8f434f8631ddd03b 57c11d9c9d4f. html. -Дата доступа: 15.01.2016.
11. Навоз как удобрение: переработка, применение коровьего, свиного, кроличьего / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://udobreniya.info/domashnie/navoz/. - Дата доступа: 15.01.2016.
12. О Республиканской программе по племенному делу в животноводстве / В. С. Ле-воневский, 2015. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://pravo.levonevsky.org/ bazaby11/republic03/text362.htm. - Дата доступа. - 19.01.2016.
13. Повышение эффективности переработки свиного навоза путем оптимизации технологических процессов формирования адаптивных технологий / Е. В. Шалавина, 2015. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://spbgau.ru/files/nid/4010/dissertation_ Шалавина%20Екатерина%20Викторовна_0.pdf . - Дата доступа: 16.01.2016.
14. Свинарев, И. Ю. Экологические аспекты хранения свиного навоза / И. Ю. Сви-нарев, И. Н. Михайлова. - Научный журнал КубГАУ, № 91, 2013. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/07/pdf/49.pdf. - Дата доступа: 15.01.2016.
15. Шалавина, Е. В. Применение биопрепарата «Тамир» для ускоренной переработки подстилочного и бесподстилочного свиного навоза в органической удобрение / Ю. В. Пономарева [и др.], 2010. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// emcooperation.ru/d/140229/d/statya_pererabotka_navoza_(krasnodar)_3.pdf. - Дата доступа: 16.01.2016.
