CC BY
46
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 10 (41) ■ Часть 3 • Ноябрь
DOI 10.18454/IRJ.2015.41.028 Тютюнов С.И.1, Соловиченко В.Д.2, Навольнева Е.В.3
1 Доктор сельскохозяйственных наук, 2доктор сельскохозяйственных наук, 3научный сотрудник
ФГБНУ Белгородский НИИСХ, г. Белгород
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВИНЫХ СТОКОВ В КАЧЕСТВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ
Аннотация
На территории Белгородской области функционирует много животноводческих комплексов, где скапливаются миллионы тонн животноводческих отходов, в т.ч. и свиных стоков, которые при умелом использовании могут быть ценным органическим удобрением. Необходимо их научно-обосновано, рационально вносить в почвы с целью повышения их плодородия, роста продуктивности сельскохозяйственных культур и охраны окружающей среды. Остро стоит задача проведения мониторинговых работ на землях, где вносятся животноводческие отходы. В статье обобщены материалы по использованию свиных стоков в качестве органических удобрений на территории области. Собраны и проанализированы данные по химическому составу свиных стоков, условия и возможности их применения, определены нормы внесения, проведение мониторинга по сохранению, повышению плодородия почв, росту урожайности сельскохозяйственных культур и охране окружающей среды.
Разработан агротехнологический регламент внесения свиных стоков в качестве органических удобрений.
Ключевые слова: почва, свиные стоки, органические удобрения, рациональное использование, повышение плодородия.
Tyutyunov S.I.1, Solovchenko V.D.2, Navolneva E.V.3
1PhD in Agriculture, 2 PhD in Agriculture, 3researcher FSBI research Institute of agriculture of the Belgorod, Belgorod THE USE OF SWINE EFFLUENT AS AN ORGANIC FERTILIZER
Abstract
In the territory of the Belgorod region there are many th livestock farms where they congregate millions of tons of belly-nowoczesnych waste, including swine effluent that with skillful use of can be a valuable organic fertilizer. They must be scientific and reasonable, rationally to amend the soil in order to increase their fruit and rhodium, growth, crop productivity and protection of the environment. The acute problem of monitoring on land where you make animal waste. The article summarizes materials on the use of swine effluent as organic fertilizer in the region. Collected and analyzed data on the chemical composition of swine waste, the conditions and possibilities of their application, defined application rates, monitoring for conservation, to improve areas of dorodiya soils, increase crop yields and environmental protection. Developed agro-technological regulations making swine effluent as organic fertilizer.
Keywords: soil, swine effluent, organic fertilizers, sustainable use, improvement of fertility.
Перед Белгородской областью, где работают много крупных животноводческих комплексов и птицефабрик, насчитывающие десятки, сотни тысяч голов скота и птицы, стоит очень серьёзная задача - использования животноводческих отходов (свиные стоки, стоки крупного рогатого скота, птичий помёт) в качестве органических удобрений и сохранения окружающей среды [1].
Актуальность утилизации животноводческих отходов, внесения свиных стоков в пашне повышается в связи с принятой долгосрочной целевой программой «Внедрение биологической системы земледелия на территории Белгородской области на 2011-2018 годы», где в целях её реализации в разделе системных мероприятий определен комплекс мероприятий по разработке регламентов внесения органических удобрений, одними из которых и являются животноводческие отходы.
Земельные участки с внесением свиных стоков размещаются на наиболее плодородных и распространённых почвах Белгородской области - чернозёмах [2].
Морфологическое строение чернозёма типичного приведено по разрезу на пашне, расположенной рядом с земельным участком, где длительное время вносят свиные стоки в качестве органических удобрений (ООО «Губкинский» Белгородской области).
Горизонт Апах 0-27 см пахотный, свежий, тёмно-серый, тяжелосуглинистый, непрочнокомковато-порошистый, слабо уплотнён, корни растений, переход постепенный по структуре в горизонте А.
Горизонт А 27 - 50 см - перегнойно-аккумулятивный, свежий, тёмно-серый, тяжелосуглинистый, непрочнокомковато - зернистый, слабо уплотнён, пористый, корни травянистой растительности, единичные зёрна кремнезёма, постепенно по окраске и структуре переходит в горизонт А/ВК.
Горизонт
В
50 - 90 см - нижняя половина гумусового горизонта, свежий, тёмно-серый с буроватым
оттенком, тяжелосуглинистый, комковато-крупнозернистый, уплотнён, карбонатный с 70 см, в виде «плесени» карбонатные соли прослеживаются с 90-100 см, перерыт кротовинами, заполненными материалом почвообразующей породы, частые остатки корневой системы, заметно по окраске и структуре переходит в горизонт ВК.
Горизонт 90 - 130 см - свежий, серо-бурый, тяжелосуглинистый, непрочнокомковатый с призмовидными
отдельностями, плотноват, карбонатный, видимые формы карбонатных солей - «плесень» и «псевдомицелий», встречаются кротовины, часто заполненные гумусированным материалом, по окраске переходит в горизонт ВСК.
Горизонт ВСк 130-175 см - переходный к материнской породе горизонт, свежий, палево-бурый, тяжелосуглинистый, комковато-призмовидный, уплотнён, карбонатный, частая «плесень» и «псевдомицелий», кротовины, ясно и неровно по окраске переходит в Ск
76
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 10 (41) ■ Часть 3 • Ноябрь
Горизонт Ск 175 - 200 см и ниже - почвообразующая (материнская) порода, жёлто-палевый лессовидный суглинок, комковато- призматический, плотноват, карбонатный, тяжелосуглинистый, единичные корни растений, обилие карбонатных солей в виде «плесени» и «псевдомицелия».
В почве с внесением свиных стоков со временем (около 3-5 лет) визуально повышается плотность перегнойноаккумулятивного горизонта (Апах.+А), уменьшается его мощность, изменяются признаки и агрофизические свойства: структура пахотного слоя распыляется, в составе структурно-агрегатного состава больший удельный вес занимают мелкая пыль, илистая и коллоидная фракции, которые вымываясь вниз почвенного профиля заиливают поры, ухудшая фильтрационную способность почвы. С поверхности почвы в сухое время года прослеживаются белесоватые солевые выцветы минеральных солей, указывающие на их высокую концентрацию.
Книзу почвенного профиля наблюдается отсутствие карбонатных солей, которые вымыты в нижележащие горизонты, где прослеживается грязновато-серая окраска с затёками гумуса, указывающая на процессы выщелачивания и вымывания минеральной части почвы.
Положительное влияние свиных стоков при внесении их в качестве органических удобрений заключается в повышении содержания в почве гумуса, азота, фосфора, калия, кальция, магния, снижении кислотности почвенной среды, повышении насыщенности основаниями почвенно-поглотительного комплекса, более благоприятном увлажнении пахотного слоя, что безусловно способствует росту плодородия почв [4-5].
Белгородский НИИСХ на протяжении последних лет занимается проблемой утилизации. Проводится агроэкологический мониторинг агроландшафтов в зонах воздействия свиноводческих комплексов.
Постановление Губернатора Белгородской области «Об утверждении Положения о контроле за образованием и утилизацией отходов производства животноводческих комплексов (навоза, помёта, жидких навозных стоков) в качестве органических удобрений на территории Белгородской области» обязывает:
- считать использование жидких навозных стоков в качестве органического удобрения природоохранным и ресурсосберегающим мероприятием, обеспечивающим их утилизацию и повышение продуктивности земель;
- устанавливает общие требования к системам сбора, удаления, хранения, обеззараживания и использования навоза, помёта и жидких навозных стоков в качестве органических удобрений, а также экологические критерии и ограничения в соответствии с природоохранным законодательством Российской Федерации;
Содержащиеся в настоящем Положении требования, используются проектными, строительными и эксплуатационными организациями при проектировании, строительстве и эксплуатации животноводческих комплексов, органами государственного контроля и надзора при проведении контрольно-надзорных мероприятий, животноводческими комплексами при организации и проведении контрольно-надзорных мероприятий, животноводческими комплексами при организации и проведении производственного контроля удобрительной ценности и безопасности произведённых органических удобрений.
Юридические лица несут ответственность за нарушение данного Положения в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.
Каждый животноводческий комплекс обязан иметь «Паспорт животноводческого комплекса». В паспорте изложены основные хозяйственно-организационные и производственные положения по сбору, накоплению, хранению, использованию, проведению мониторинговых работ, соблюдению санитарных норм, выполнению зоогигиенических мероприятий и др.
Животноводческому комплексу необходимо иметь:
- лицензию на сбор, использование, обезвреживание, транспортировку, размещение опасных отходов в соответствии с действующим законодательством;
- техническую документацию (технологическую инструкцию, технологическое описание) на получение органического удобрения;
- санитарно-эпидемиологическое заключение на продукцию - органическое удобрение, выданное на основании санитарно-эпидемиологической экспертизы по результатам лабораторных исследований, выполненных аккредитованными в установленном порядке организациями;
- анализы качественного состава навозных стоков, получаемых в качестве удобрений, по показателям эпидемиологической безопасности и химическому составу. Анализы проводятся систематически для каждой партии отходов, предназначенных для вывоза с целью внесения в почву в качестве удобрения;
- договора с собственниками полей на внесение навозных стоков в качестве удобрения, с обязательным указанием в них графиков вывоза, карт-схем земельных участков, где и вносятся навозные стоки.
На земельных участках свинокомплексов ООО «Губкинский» Губкинского района и колхоза им. Горина Белгородского района проведено почвенное обследование, из пахотного слоя, где вносились свиностоки, отобраны образцы почвы и выполнены анализы по определению изменения агрохимических и физико-химических свойств верхнего слоя почвы (табл. 1).
Агроландшафты исследуемых земельных участков в рельефном отношении - это ровные платообразные участки с крутизной склонов до 1,50. Структуру почвенного покрова представляют пятнистости чернозёмов типичных с выщелоченными среднемощными среднегумусными тяжелосуглинистыми на лессовидных суглинках.
Свиноводческие стоки кроме элементов питания растений (по данным Центра агрохимических исследований «Белгородский») содержат: меди 26-32 мг/л, цинка 47-54 мг/л, свинца 1,5-1,7 мг/л, кадмия 0,2-0,3 мг/л, т.е. валовая форма тяжёлых металлов находится на уровне регионального фона.
77
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 10 (41) ■ Часть 3 • Ноябрь
Таблица 1 - Агрохимические и физико-химические свойства пахотного слоя земельных участков, используемых _______________________________под внесение свиноводческих стоков_______________________________
Наимено- вание хозяйств, район Точки взятия образ- цов почв рНс ол Гид- ролит. к-ть, мг/экв Гумус , % мг/кг почвы Сумма погл. осно- ваний, мг/экв. в т.ч.
азот фос- фор ка- лий Ca Mg Na
к-з им. Горина Белгородский район 1 6,8 1,08 6,05 180 326 342 34,4 25,8 6,9 1,73
2 7,7 1,14 6,10 193 318 324 33,5 24,3 7,3 1,87
3 7,9 1,11 6,35 165 286 314 33,7 24,0 7,8 1,93
10 6,6 1,05 6,15 186 315 365 31,8 23,8 6,5 1,45
13 7,3 1,10 6,55 199 340 312 32,2 22,9 7,6 1,72
ООО «Г убкин-ский» Губкинский район 23 7,7 0,87 6,25 188 312 315 35,1 25,3 7,9 1,95
24 7,3 0,73 6,32 211 376 356 34,3 24,7 8,0 1,55
27 7,5 1,01 6,48 245 368 315 35,2 26,1 7,4 1,69
29 6,7 0,93 6,54 279 341 387 34,1 24,5 8,1 1,54
32 7,0 0,78 6,64 234 374 364 31,6 22,4 7,5 1,72
38 7,8 0,82 6,41 286 353 416 32,4 22,2 8,3 1,91
Из таблицы следует, что почвы, где используют свиные стоки в качестве органических удобрений имеют слабощелочную реакцию почвенной среды (рН колеблется от 6,6 до 7,9 ед.). Гидролитическая кислотность низкая (0,73-1,14 мг/экв.), что свидетельствует о малом содержании иона водорода в почвенно-поглощающем комплексе. Содержание гумуса, по сравнению с рядом находящимися пахотными почвами, заметно выше (6,05-6,64%), т.е. они перешли от малогумусных в разряд среднегумусных. И, что особенно существенно, эти почвы очень высоко обеспечены элементами питания - в 2-3 раза больше содержат азота, фосфора и калия, чем на прилегающим к ним пахотных землях. Сумма поглощённых оснований довольно высокая и варьирует в пределах от 31,6 до 35,2 мг/экв. Очень ценным является то, что в свиных стоках содержится кальций (22,2-26,1 мг/экв.), который является основным фактором образования наиболее ценной комковато-зернистой структуры почвы.
Следует обратить внимание на то, что в почве при внесении свиных стоков резко возрастает содержание щелочно -земельного токсичного для растений элемента натрия. Здесь уже его содержание в почве составляет около 5% и более от суммы поглощенных оснований, что отрицательно сказывается на уровне плодородия почвы, её агрофизических свойствах. Это свидетельствует о том, что регулярное и частое внесение свиных стоков на одних и тех же земельных участках резко повышает содержание натрия в почвенной среде. Как правило, вносится свиных стоков около 100 м3/га, где после внесения в почве будет находится натрия 40-80 кг/га (содержание натрия в свиных стоках 0,040,08%). И постепенно содержание этого элемента в почве накапливается до больших значений, происходит заметное ухудшение агрофизических свойств почвы и, как следствие, падение плодородия почв и роста продуктивности сельскохозяйственных культур [6]. В некоторых случаях содержание натрия в почве растет при смешивании свиных стоков с хозяйственно-бытовыми щелочными стоками, кормлении скота различными добавками содержащими натрий.
В солевом составе свиных стоков преобладают, в основном, гидрокарбонаты (600-1200 мг/литр), хлориды около 1000 мг, карбонаты (300-500 мг) и сульфаты до 500 мг/литр. В почве преобладают легкорастворимые соли -гидрокарбонат, карбонат натрия (сода) и хлористый натрий (поваренная соль).
Недопустимым является сброс в пруды-накопители хозяйственно-бытовых отходов, как правило, щелочного характера, способствующих содовому засолению почв. Иногда в пруды-накопители попадают и кислые воды, смешанные с технической серной кислотой, используемой для промывки труб, котлов и других гидротеплосетей.
Есть примеры нарушения технологии использования животноводческих стоков и в хозяйствах области. Так, в АО «Колос» Белгородского района на земельном участке второго поля кормового севооборота площадью 20 га, где систематически часто вносили завышенные нормы стоков с высокой концентрацией солей. В результате внутрипочвенных деградационных процессов культуры практически не формируют урожай.
Нами проведены специальные почвенные исследовательские работы на данном участке. Пахотный слой перегнойно-аккумулятивного горизонта почвы переувлажнён от избыточного внесения стоков и крайне низкой фильтрационной способности. Образуется водоупорный слой, препятствующий фильтрации воды вглубь почвы. Здесь из отрицательных явлений следует отметить увеличение содержания натрия в почве, достигающие 5% от суммы поглащённых оснований, что вызывает разрушение почвенной массы, её уплотнение, слитизацию и заметно сказывается на ухудшении водно-физических свойств почвы - уменьшении фильтрационной способности и влагоёмкости.
Расчёты по внесению животноводческих отходов, в том числе и свиных стоков, в качестве органических удобрений, проводятся балансовым методом на планируемый урожай сельскохозяйственных культур. Суть этого метода заключается в том, что для получения планируемого урожая каждой культуре требуется определённое количество питательных веществ, которые надо возвратить в почву, чтобы не снизить её плодородие. Зная вынос питательных веществ из почвы на единицу продукции сельскохозяйственных культур, а также содержание их в почве и в животноводческих отходах, используя коэффициенты возврата, рассчитывают необходимое количество животноводческих отходов (стоков) в качестве удобрения на получение планируемого урожая. Нехватка питательных элементов компенсируется внесением минеральных удобрений. Экономически обоснованной нормой внесения животноводческих стоков на гектар пашни является 100-150 м3, т.е. в пределах 200-300 кг азота (при среднем содержании азота в стоках около 0,20%).
78
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 10 (41) ■ Часть 3 • Ноябрь
В проектах строительства свиноводческих комплексов должно быть обязательно предусмотрено строительство эффективно функционирующей системы очистных сооружений.
Из основных мероприятий по охране почв и окружающей среды при использовании свиных стоков в качестве органических удобрений необходимо:
- выдерживать все нормативные показатели по сбору, хранению, обеззараживанию, транспортировке и внесению свиных стоков в почву;
- проводить только внутрипочвенное внесение свиных стоков. При внесении в почву свиных стоков большегрузными машинами необходимо контролировать плотность пахотного слоя, чтобы она не превышала оптимальную плотность для развития растений - 1,15-1,25 г/см3;
- азота в почве не должно быть более 300 кг/га;
- в севооборотах должны быть только кормовые и технические культуры;
- не допускать внесения свиных стоков на склонах крутизной более 3о, где возможен их смыв удобрений талыми и ливневыми водами;
- микробиологический и паразитологический анализ свиных стоков, вносимых в почву должен отвечать санитарно-гигиеническим требованиям [7-8];
- необходимо организовать постоянно действующий мониторинг за использованием свиных стоков [7].
При проведении почвенного мониторинга необходимо организовать постоянно действующий мониторинг за использованием свиных стоков, контроль за повышением плодородия почв, роста урожайности сельскохозяйственных культур, улучшения качества продукции и охраной окружающей среды;
Контроль за качеством свиных стоков проводится регулярно перед внесением их в почву, а контроль за состоянием почвенного покрова земельных участков осуществляется ежегодно, весной в начале вегетации растений. Не реже чем в 3 года по реперным точкам отбирают почвенные пробы, выполняются лабораторно-аналитические работы, делается оценка изменений свойств почв в сторону повышения или снижения плодородия в сравнении с исходными показателями почвы и разрабатываются приемы по устранению деградационных явлений почвы.
В результате проведённых мониторинговых работ дается заключение о качестве, пригодности и нормах использования свиных стоков в почву в качестве органических удобрений, приводятся рекомендации по устранению деградационных явлений.
Литература
1. Постановление Правительства Белгородской области №221-пп от 11 ноября 2005 г. «Об областной программе «Развитие свиноводства в Белгородской области на 2005-2010 годы»». - Белгород, 2005. - 38 с.
2. Соловиченко В.Д., Тютюнов С.И. Почвенный покров Белгородской области и его рациональное использование. - Белгород, изд-во «Отчий край», 2013. - 372 с.
3. Сурмин В.И. Использование жидкого навоза /В.И. Сурмин. - М.: Россельхозиздат, 1978. - 64 с.
4. Мерзлая Г.Е. Охрана окружающей среды при использовании бесподстилочного навоза /Г.Е. Мерзлая, Н.И. Володарская //Химизация сельского хозяйства. - 1991. - №1. - С. 47-51.
5. Баранников В.Д. Охрана окружающей среды в зоне промышленного животноводства /В.Д. Баранников. -М.:Россельхозиздат, 1985. - 118 с.
6. Фокина В.Д. Охрана окружающей среды от загрязнения отходами животноводства /В.Д. Фокина //Обзорная информация ВНИИ ТЭИСХ. - М., 1980. - С. 51.
7. Ветеринарно-санитарные правила по использованию животноводческих стоков для орошения и удобрения пастбищ //Сб. нормат. актов и образцов документов. - Санкт-Петербург, Лениздат, 1995.
8. Васильев В.А. Применение бесподстилочного навоза для удобрения /В.А. Васильев, М.Н. Швецов. -М.:Колос, 1983. - 172 с.
References
1. The decree of the government of the Belgorod region No. 221-PP dated 11 November 2005, "On the regional program "Development of pig breeding in Belgo-city region for 2005-2010"". - Belgorod, 2005. - 38 p.
2. Solovchenko V. D., Tyutyunov C. I. Soil cover Belgorod-gion and its rational use. - Belgorod, publishing house of the "Father land", 2013. - 372 p.
3. Surmin V. I. the Use of liquid manure /VI Surmin. - M.: Rosselkhozizdat, 1978. - 64 p.
4. Frozen G. E. environmental Protection when using BES-solid manure /G. E. Frozen, N.And. The Volodarskaya // Chemicals used in agriculture sector. - 1991. - No. 1. - S. 47-51.
5. Barannikov V. D. environmental Protection in the area of industrial livestock farming /D. V. Barannikov. -M.:Rosselkhozizdat, 1985. - 118 p.
6. Fokina V. D. environmental pollution from livestock waste /Fokina V. D. //Overview the Institute TAISH. - M., 1980. -P. 51.
7. Veterinary-sanitary rules on the use of animal-growing habitats of wastewater for irrigation and fertilization of pastures, in proc. normat. acts and sample documents. - St. Petersburg, Lenizdat, 1995.
8. Vasiliev V. A. Application of liquid manure for fertilizer /V. A. Vasil'ev, M. N. Shvetsov. - M.:Kolos, 1983. - 172 p.
79
