CC BY
105
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПТИЦЕВОДСТВА
П. В. ШАРАВЬЕВ, аспирант,
О. П. НЕВЕРОВА, кандидат биологических наук, доцент,
Г. В. ЗУЕВА,
кандидат биологических наук, доцент, 620075, г. Екатеринбург,
А. С. РОМАНОВА, ул. К. Либкнехта, д. 42; аспирант, Уральский государственный аграрный университет тел.: 8 (343) 371-33-63
Положительная рецензия представлена В. Ф. Гридиным, доктором сельскохозяйственных наук, старшим научным сотрудником Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства Россельхозакадемии.
Департамент пищевой и перерабатывающей промышленности Минсельхозпрода РФ констатирует, что около 40 % населения страны испытывает белково-калорийную недостаточность, оцененную в 20 % от нормы.
Для пищевого рациона россиян характерна неполноценность и несбалансированность по всем пищевым ингредиентам (дефицит витаминов, минеральных элементов, белково-калорийных ингредиентов).
Известно, что сбалансированность питания человека по 40-60 показателям возможна при наличии 60-80 наименованных продуктов питания. Статистические показатели структуры питания населения России иллюстрируют, что последняя состоит из дешевых и менее ценных продуктов питания, значительная часть которых ввозится из-за рубежа. Импортируемая продукция, по данным Госторгинспекции РФ, бракуется до 40 % сыра, рыбы, консервов, мяса, масла, сахара.
Полноценное и сбалансированное питание обеспечивает нормальный рост и интеллектуальное развития детей, работоспособность и устойчивость к заболеваниям, продление жизни людей и воспроизводство нации.
Сложившуюся ситуацию с позиций производственной безопасности оценивают как критическую. Производственная безопасность является составным элементом национально-государственной безопасности [5]. Достижение национально-экономической безопасности развитых стран мира обеспеченно гарантированным продовольственным обеспечением. Поэтому развитие агропромышленного комплекса РФ необходимо не только продовольственной безопасности, но и экономической. Прирост сельскохозяйственной продукции в развитых странах обусловлен использованием высокопродуктивных сортов растений и технологий их выращивания и содержания.
Показательным является пример развития птицеводства в США, где благодаря селекции получена гибридная птице-бройлер, отличающаяся повышенной продуктивностью жизнеспособностью и однородностью. Последний признак связан со стандартизацией, что очень важно для перерабатывающей промышленности, что в дальнейшем способствовало расширению ассортимента продукции с использованием мяса птицы. До 1946 г. для производства одного цыпленка массой 1,7 кг требовалось в среднем 112 дней и 13,3-22 кг корма на 1 кг прироста. Использование бройлеров позволило получить за 40 дней птицу живой массой 2 кг при потреблении менее 6 кг корма на 1 кг.
Американская статистика регулярно отслеживает один из главных показателей в бройлерном птицеводстве — затраты корма на получение 1 кг живой массы. Сейчас это соотношение подвергается большим колебаниям — 2,2-3,5 кг, что обуславливает изменением стоимости кормов. Закон «Об инспекции птицепродуктов» от 1957 г. стимулировал автоматизацию основных технологических процессов выращивания птицы, соответствующих новым санитарным требованиям.
История мясного птицеводства США началась с миллиона мелких дворовых хозяйств в конце XIX в., когда мясо птицы использовали как вторичный продукт при получении яиц, до современного состояния, когда менее 50 высокоспециализированных вертикально интегрированных фирм не только обеспечивает мясом бройлеров, но и занимает первое место в мировой торговле этим видом продукции.
Стремление американцев к здоровому образу жизни, связанному с повышенными требованиями к качеству продукции, определило отношение к мясу птицы как продукту, полностью отвечающему современным представлением о здоровом питании.
В прогнозном периоде Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг. обозначены значимые тенденции: экологизации и биологизации агропромышленного производства на основе применения новых технологий в растениеводстве с целью сохранения природного потенциала [4].
Решение проблем сохранения и улучшения плодородия почв (основного ресурса растениеводства) тесно связано с влиянием основных факторов антропогенного воздействия: удобрений, химической защиты культурных растений, способов обработки почвы и особенно состава органического вещества и почвенных организмов.
Значение органического вещества почвы трудно переоценить. Сам процесс превращения материнской породы в новое состояние — почву — произошел, как писал М. В. Ломоносов, «от согнития животных и растущих тел со времен» [2].
Все стадии почвообразовательного процесса обусловлены органическим веществом и почвенной биотой. В почве запасы элементов питания и энергии представлены в форме органических, органоминеральных и минеральных соединений. Органическое вещество почвы в виде гумуса регулирует физикохимические и биологические свойства почв, водновоздушный и питательный режим растений [9].
Органическое вещество почвы как экосистемы выполняет функцию первого трофического уровня, от которого зависит состояние следующих уровней — консументов и редуцентов. В целом, почвенная биота, обуславливая процесс трансформации органического вещества, формирует главное качество почвы — ее плодородие.
Следовательно, плодородие почвы не возможно без запасов гуминифицированного органического вещества, гумуса. Однако интенсификация земледелия, основанная на использовании высоких доз минеральных удобрений, приводит к повышенной минерализации, аккумулированного органического вещества в гумусе, то есть снижению содержания гумуса в почве.
В состав минеральных удобрений входят в основном следующие биогены: азот, фосфор и калий. Неорганический азот в почвах представлен в основном аммонием (растворенный в почвенной влаге, обменный и фиксированный), нитратами и нитритами [6].
Количество неорганического азота составляет небольшую часть от общего азота почвы и подвергается значительным изменениям. Основные запасы азота на планете находится в литосфере и атмосфере. В геохимическом масштабе литосфера содержит в 50 раз больше азота, чем атмосфера. Азот литосферы, выполняя структурные функции в кристаллической решетке минералов, исключен из биогеохимического круговорота, не доступен для питания растений и микроорганизмов.
В атмосфере молекулярный азот является доминирующей формой, которую могут использовать некоторые низшие растения и микроорганизмы.
В биосфере азот совершает круговорот: из инертного состояния в атмосфере при помощи азотфикси-рующих микроорганизмов и сине-зеленых водорослей включается в органические соединения микроорганизмов, растений и животных.
В почвенной среде под влиянием почвенных микроорганизмов происходит полный цикл трансформации азота: азотфиксация, минерализация (аммонификация), нитрификация и денитрификация. Запасы азота в почвах варьируют в очень широких пределах. Многочисленными исследованиями выяснено, что запасы общего азота в почвах зависят от многих факторов: от способов распашки, от вымывания водорастворимых нитратов (до 30-40 %), улетучивания газообразных форм (20-30 %), от вынесения растениями (особенно высокоурожайных сортов), от применения высоких доз минеральных удобрений [6].
Избыточное количество минерального азота, образуемого в процессе нитрификации (в основном нитратов), приводит к загрязнению грунтовых и поверхностных вод, вызывая образуемые в процессе нитрификации, эвтрофикацию последних.
Задержать процесс вымывания нитратного азота возможно при иммобилизации его в почвенной биоте. Интенсивность и размеры иммобилизации азота имеют не только агрохимическое, но очень важное экологическое значение, препятствуя загрязнению грунтовых и поверхностных вод нитратами, оздорав-ливают среду обитания и состояние населения, пользующегося водными источниками.
Ученые и практики считают, что азотные удобрения, внесенные в дозах выше оптимальных, повыша-
ют восприимчивость растений к болезням и вредителям, снижают вкусовые качества корнеплодов и плодов и их лежкость при хранении. Особенно опасно накопление нитратов и нитритов в овощеводческой и кормовой продукции. Отмечено, что систематическое применение высоких доз удобрений приводит к снижению урожая [6].
Исследованиями агрохимических свойств почв показано, что внесение минеральных удобрений нарушает агрохимические свойства почвы: повышение кислотности и подвижности алюминия, марганца, железа, изменение биологической активности почвы, снижение численности полезных микроорганизмов (аммонификсирующих, нитрифицирующих, целлюлозоразрушающих), увеличение численности патогенных грибов и актиномицетов, в целом изменяет микробиоценоз, происходит дегумизация, снижение основного почвенные качества — плодородия. Для поддержания бездефицитного баланса гумуса в почвах агрономической практики рекомендовано ежегодно вносить на поля до 30-50 т органических удобрений (навоз, помет, седераты, сточные воды животноводческих ферм). Однако эти органические отходы не следует считать удобрениями.
Удобрениями называют вещества, содержащие элементы в усвояемой растениями форме, внесение которых в почву или в форме подкормок приводит к повышению урожайности культурных растений.
Органическое вещество навоза, в основном состоящее из целлюлозо-лигниновых компонентов, должно быть подвергнуто биотой почвы минерализации. Исследованиями показано, что внесение соломы снижает активность нитрифицирующих и целлюлозоразрушающих бактерий [7]. Первичные продукты разложения лигнина (фенол) обуславливают токсичность почв (вот почему нельзя вносить опилки в почву без двухгодичного их разложения).
Исследованиями процесса разложения лигнина в опытах с системой периодического промывания субстрата позволило в опытах системы периодического промывания субстрата выявить антагонистические и ассоциативные взаимоотношения микроорганизмов, участвующих в утилизации органических субстратов [11]. Использование монокультур микроскопических организмов выявило физиологические (вернее, трофические) отношения отдельных видов, например, антагонистические взаимоотношения между бази-диальными грибами и микроскопическими грибами или ассоциативные — культуры базидиомицетов с культурами бактерий.
Таким образом, сложный и длительный процесс разложения (в опытах — шесть месяцев) лигнина зависит от соотношения не только количественного, но и качественного состава микроорганизмов и их взаимоотношений. Для разрушения многоклеточной ткани древесины требуется лизис пектиновых веществ, цементирующих клетки в ткань (ЪаеШш-subtillis). Организмами, выделяющими пектиназу, являются специфические формы бактерий. Поэтому опыт импортирования помета в буртах с опилом, скорой, со стружками показывает, что процесс как гумификации, так и минерализации протекает медленно из-за сдерживания разложения лигнина. В кормах, используемых для птицы, вероятно, нет лигнинсодержащих органических веществ, нет и ферментов в
желудочно-кишечном тракте, разрушающих последние. Лигинразрушающие ферменты выделяют грибы в основном из класса базидиомицетов, находящихся в естественных условиях.
По данным Росстата, за январь-июль 2012 г. производство мясо птицы увеличилось на 17,2 % по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, производство яиц планировалось увеличить на 1,2 % (до 41,5 млн шт.) [1].
Известно, что от одной птицефабрики мощностью 400 т кур-несушек или 6 млн цыплят-бройлеров поступает в год до 40 т помета [8]. В результате функционирования птицеводческих хозяйств существует опасность для окружающей среды от большого количества помета [8]. В зоне деятельности птицефабрик полигоны отходов негативное влияние оказывают на состояние флоры и фауны и на здоровее человека. Автор констатирует, что предъявляемые штрафные санкции не решают проблему утилизации помета [8]. Микробиологические исследования помета показали, что свежий помет содержит большое количество микроорганизмов, в том числе условнопатогенных и патогенных, антропатагенные серотипы кишечной палочки, сальмонеллы [10].
Агрохимическими показателями иллюстрируют содержание кадмия, свинца ниже величины ПДК для почвы, кормов и продуктов растительного происхождения. Токсико-биологическая оценка влияния помета на теплокровные организмы не выявила патологических изменений в их сердце, печени, почках, селезенке, в сердечнососудистой, дыхательной и пищеварительной системах. Показано, что свежий помет не оказывает ингибирующего влияния на выживаемость, морфологически и функциональные показатели испытуемых организмов (инфузорий) [10].
По поводу опасения попадания патогенных форм кишечной палочки в почву и распространение ее имеются экспериментальные доказательства периода ее природа выживаемости в почве, не превышающего 40 суток. В опытах показано, что почва самоочищалась от бактерий группы кишечной палочки в течение одного вегетационного периода. Априори можно было полагать, что экологическая ниша для
кишечной палочки не соответствует оптимуму в почвенных условиях. Обнаруженные в почве бактерии типа стафилококка [3] насторожили утилизаторов помета. Последовали рекомендации обеззараживания помета от возбудителей инфекционных и инвазионных заболеваний методами сушки, воздействия высоких температур и длительного компостирования с различными субстратами.
Все испытанные методы обработки помета для превращения его в органическое удобрение имели парадоксальный эффект: терялась ценность помета как органического вещества (не удобрения), содержащего органическую массу, необходимую для трофики биоты почвы и ферменты для разложения органических веществ, не разложившихся в процессе пищеварения в желудочно-кишечном тракте птицы.
Известно, что из зернового корма птицей в процессе пищеварения усваивается только 15 % его содержания, остальное выделяется с пометом. Поэтому многие авторы справедливо утверждают, что птичий помет имеет ценность без переработки [10]. Смешивая помет с торфом, с соломой, с опилками, с корой, задерживаем процесс разложения добавленного субстрата (без добавления соответствующих разрушителей), а из помета улетучивается аммиак, происходит процесс аммонификации, нитрификации (нитраты вымываются), денитрификации, окислы азота и атомарный азот, поступая в атмосферу, достигая озонового слоя, его разрушают.
Из изложенного выше следует сделать соответствующий вывод: существующие технологии переработки помета экологически неприемлемы и экономически невыгодны.
Помет как органическое вещество должен возвращаться в почву для участия в круговороте веществ, для динамической стабилизации экосистемы под названием «Агробиогеоценоз» или, точнее, «Биосфера», где птицы занимают трофический уровень — консументы первого порядка. Экосистемный подход к птицеводству, как компонента экосистемы «Биосфера», должен исключить понятие «помет-отход птицеводства» и включить помет (органическое вещество) в воспроизводство плодородия почвы.
Литература
1. Агроновости // Птицеводство. 2012. № 9. С. 44.
2. Александрова Я. Н. Органические вещества почвы и процессы его трансформации. Наука, 1980. 288 с.
3. Асоннов Н. Р. Микробиология. М. : Колос, 1997. 352 с.
4. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг. // Экономика сельского хозяйства России. 2012. № 9. С. 4-20.
5. Донник И. М. Состояние здоровья сельскохозяйственных животных в индустриальных территориях. Продовольственная безопасность — XXI в. : эколого-экономические аспекты. Екатеринбург : УрГСХА, 2000. С. 114-129.
6. Кудеяров В. Н., Бислек П., Соколов О. А. и др. Баланс азота и трансформация азотных удобрений в почвах. Пущено : ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1986. 160 с.
7. Колобов Е. В., Постников П. А. Микробиологическая активность почвы как фактор оценки биологенезированных севооборотов // Агровестник Урала. 2012. № 2 (94). С. 4-6.
8. Лысенко В. П. Утилизация отходов птицеводства. Перспективная технология переработки помета. // Зоотехния. 2003. № 1. С. 29-30.
9. Минеев В. Г., Ремпе Е. Х. Агрохимия, биология и экология почвы. М. : Посагропромиздат, 1990. 206 с.
10. Тюрин В. Ветеринарно-санитарная оценка помета // Птицеводство. 2009. № 7. С 46.
11. Частухин В. Я., Николаевская М. А. Биологический распад и ресинтез органических веществ в природе. Наука, 1969. 323 с.
