Научная статья на тему 'МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАВОЗА И ПОМЕТА ФЕРМЕРСКИМИ ХОЗЯЙСТВАМИ В ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ'

МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАВОЗА И ПОМЕТА ФЕРМЕРСКИМИ ХОЗЯЙСТВАМИ В ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
66
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
навоз / помет / органическое удобрение / технологии обращения с навозом / фермерское хозяйство / animal manure / poultry manure / organic fertiliser / manure handling / private farm

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Шалавина Е.В., Васильев Э.В., Уваров Р.А.

Проблемы обращения с органическими отходами агропромышленного комплекса, в частности навоза и помета, особенно остро стоят в Ленинградской области, которая входит в число лидеров Российской Федерации по животноводству и птицеводству, поскольку практически вся территория области расположена на водосборном бассейне Балтийского моря. В последние годы доля мелких частных фермерских хозяйств с поголовьем от 1 до 20 условных голов в Ленинградской области возрастает. Среднее поголовье крупного рогатого скота в фермерских хозяйствах с 2006 года по 2016 год увеличилось в 2,2 раза, среднее поголовье птицы – в 6,3 раза, а поголовье свиней – в 1,8 раз. В фермерских хозяйствах за год образуется более 420000 тонн твердого органического удобрения с содержанием общего азота более 2000 тонн. Целью исследования была разработка научно обоснованных подходов и методов экологически безопасного обращения с навозом в фермерских хозяйствах – от образования навоза до внесения готового органического удобрения. В рамках проведенного исследования проанализированы все основные технологические операции обращения с навозом/пометом: транспортировка, переработка и внесение. В качестве примера приведен расчет для фермерского хозяйства крупного рогатого скота на 100 коров при подстилочном содержании животных, где за год образуется 2190 тонн твердого навоза. Для его экологически безопасной переработки в органическое удобрение методом пассивного компостирования необходима бетонированная площадка площадью не менее 3080 м2. При применении в фермерском хозяйстве технологии биоферментации понадобится всего 1 биоферментатор барабанного типа объемом 49,23 м3 и производительностью 6 т/сут. Для внесения готового твердого органического удобрения требуется не менее 62 га земельных угодий сельскохозяйственного назначения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHODS FOR ENVIRONMENTALLY SAFE USE OF ANIMAL/POULTRY MANURE ON PRIVATE FARMS IN THE LENINGRAD REGION

The handling of organic waste, particularly animal and poultry manure generated in the agro-industrial complex, is of special concern in the Leningrad Region. On the one hand, this region ranks high in the Russian Federation’s livestock and poultry farming. On the other hand, practically the whole of its territory is found within the Baltic Sea catchment area. In recent years, the share of small private farms here has demonstrated steady annual growth. In 20062016 such farms increased the average number of cattle by 2.2 times, the average number of poultry – by 6.3 times, and the number of pigs – by 1.8 times. The private farms generally have an animal stock from one to 20 livestock units. Every year such farms produce above 420,000 tons of solid organic fertiliser with a total nitrogen content of above 2,000 tons. The study aimed to develop scientifically grounded approaches and methods for environmentally sound manure handling on private farms along the technological chain from manure production to its application as an organic fertiliser. The study considered the main related operations – processing, transportation, and field application. The calculations concerned a cattle farm for 100 cows with bedding housing producing 2190 tons of solid manure per year. To process the manure in an environmentally safe way into an organic fertiliser by passive composting, the farm needs a concrete pad with an area of at least 3080 m2. If the farm applies bio-fermentation technology, it will need only one drum-type bio-fermenter with a capacity of 49, 23 m3 and throughput of 6 t/day. The farm requires at least 62 hectares of agricultural land for field application of the resulting solid organic fertilisers.

Текст научной работы на тему «МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАВОЗА И ПОМЕТА ФЕРМЕРСКИМИ ХОЗЯЙСТВАМИ В ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ»

12 Thors0e M.H., Andersen M.S., Brady M.V. et al. Promise and performance of agricultural nutrient management policy: Lessons from the Baltic Sea. Ambio. 2021: 1-15.

13 Bai M., Flesch T., Trouvé R. et al. Gas emissions during cattle manure composting and stockpiling. Journal of Environmental Quality. 2020. Vol. 49. No. 1: 228-235.

14 Zhang N., Bai Z., Winiwarter W. et al. Reducing ammonia emissions from dairy cattle production via cost-effective manure management techniques in China. Environmental Science & Technology. 2019. Vol. 53. No. 20: 11840-11848.

15 Larina O.I. Sravnenie instrumentariya otsenki reguliruyushchego vozdeistviya v RF i ES [Comparing the assessment tools of regulatory impact in Russia and the EU]. Gosudarstvennyi audit. Pravo. Ekonomika. 2017. No. 2: 124-128 (In Russian)

16 Kuka K. Lehn F., Leitans L. et al. National nutrient balances in the Baltic Sea Region. Helsinki: Natural Resources Institute Finland 2019. 66 p.

17 Laakso J., Luostarinen S. Legislation and voluntary actions regulating manure fertilization in the Baltic Sea Region. Helsinki: Natural Resources Institute Finland, 2019. 69 p.

18 Briukhanov A.Yu., Shalavina E.V., Vasilev E.V. et al. Metodika otsenki ekologicheskoi ustoichivosti sel'skikh territorii [Method to assess environmental sustainability of

rural areas]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No. 96: 164-175 (In Russian)

19. Bryukhanov A.Yu., Vasilev E.V., Shalavina E.V. et al. Metody resheniya ekologicheskikh problem v zhivotnovodstve i ptitsevodstve [Methods for solving environmental problems in livestock and poultry farming]. Sel'skokhozyaistvennye mashiny i tekhnologii. 2019. Vol. 13. No. 4: 32-37 (In Russian)

20 Briukhanov A.Yu., Shalavina E.V., Vasilev E.V. Metodika ukrupnennoj ocenki sutochnogo i godovogo vyhoda navoza/pometa [Methodology of integrated estimation of daily and annual output of animal/poultry manure]. Molochnohozyajstvennyj vestnik. 2014. No 1(13): 78-85 (In Russian)

21 Neumann S., Zacharias M., Stauss R., Foged H.L.: (Eds). Baltic Slurry Acidification: Market potential analysis. Uppsala: RISE - Research Institutes of Sweden, 2017. 140 p.

22 Vasileva N.S., Vorobyeva E.A., Minin V.B. et al. Analiz sostoyaniya navozokhranilishch Leningradskoi oblasti [Survey of manure storages in Leningrad Region]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. No. 3 (100): 179-187 (In Russian)

УДК 636.2

МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАВОЗА И ПОМЕТА ФЕРМЕРСКИМИ ХОЗЯЙСТВАМИ В ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Шалавина Е.В.,канд.техн.наук; Уваров Р.А.,канд.техн.наук

Васильев Э.В.,канд.техн.наук;

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

Проблемы обращения с органическими отходами агропромышленного комплекса, в частности навоза и помета, особенно остро стоят в Ленинградской области, которая входит в число лидеров Российской Федерации по животноводству и птицеводству, поскольку практически вся территория области расположена на водосборном бассейне Балтийского моря. В последние годы доля мелких частных фермерских хозяйств с поголовьем от 1 до 20 условных голов в Ленинградской области возрастает. Среднее поголовье крупного рогатого скота в фермерских хозяйствах с 2006 года по 2016 год увеличилось в 2,2 раза, среднее поголовье птицы - в 6,3 раза, а поголовье свиней - в 1,8 раз. В фермерских хозяйствах за год образуется более 420000 тонн твердого органического удобрения с содержанием общего азота более 2000 тонн. Целью исследования была разработка научно обоснованных подходов и методов экологически безопасного обращения с навозом в фермерских хозяйствах - от образования навоза до внесения готового органического удобрения. В рамках проведенного исследования проанализированы все основные технологические операции обращения с навозом/пометом: транспортировка, переработка и внесение. В качестве примера приведен расчет для фермерского хозяйства крупного рогатого скота на 100 коров при подстилочном содержании животных, где за год образуется 2190 тонн твердого навоза. Для его экологически безопасной переработки в органическое удобрение методом пассивного компостирования необходима бетонированная площадка площадью не менее 3080 м . При применении в фермерском хозяйстве технологии биоферментации понадобится всего 1 биоферментатор барабанного типа объемом 49,23 м и производительностью 6 т/сут. Для внесения готового твердого органического удобрения требуется не менее 62 га земельных угодий сельскохозяйственного назначения.

Ключевые слова: навоз, помет, органическое удобрение, технологии обращения с навозом, фермерское хозяйство

Для цитирования: Шалавина Е.В., Васильев Э.В., Уваров Р.А. Методы экологически безопасного использования навоза и помета фермерскими хозяйствами в Ленинградской области // АгроЭкоИнженерия. 2021. № 3 (108). С. 128-140

METHODS FOR ENVIRONMENTALLY SAFE USE OF ANIMAL/POULTRY MANURE ON PRIVATE FARMS IN THE LENINGRAD REGION

E.V. Shalavina, Cand. Sc. (Engineering), R.A. Uvarov, Cand. Sc. (Engineering)

E.V. Vasilev, Cand. Sc. (Engineering),

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) -branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia

The handling of organic waste, particularly animal and poultry manure generated in the agro-industrial complex, is of special concern in the Leningrad Region. On the one hand, this region ranks high in the Russian Federation's livestock and poultry farming. On the other hand, practically the whole of its territory is found within the Baltic Sea catchment area. In recent years, the share of small private farms here has demonstrated steady annual growth. In 20062016 such farms increased the average number of cattle by 2.2 times, the average number of poultry - by 6.3 times, and the number of pigs - by 1.8 times. The private farms generally have an animal stock from one to 20 livestock units. Every year such farms produce above 420,000 tons of solid organic fertiliser with a total nitrogen content of above 2,000 tons. The study aimed to develop scientifically grounded approaches and methods for environmentally sound manure handling on private farms along the technological chain from manure production to its application as an organic fertiliser. The study considered the main related operations -processing, transportation, and field application. The calculations concerned a cattle farm for 100 cows with bedding housing producing 2190 tons of solid manure per year. To process the manure in an environmentally safe way into an organic fertiliser by passive composting, the farm needs a concrete pad with an area of at least 3080 m . If the farm applies bio-fermentation technology, it will need only one drum-type bio-fermenter with a capacity of 49, 23 m3 and throughput of 6 t/day. The farm requires at least 62 hectares of agricultural land for field application of the resulting solid organic fertilisers.

Key words: animal manure, poultry manure, organic fertiliser, manure handling, private farm

For citation: Shalavina E.V., Vasilev E. V., Uvarov R.A. Methods for environmentally safe use of animal/poultry manure on private farms in the Leningrad Region. AgroEcoEngineeriya. 2021. No. 3(108): 128-140 (In Russian)

Введение

Навоз и помет - это концентрированный источник азота, фосфора, калия, кальция, магния и других питательных элементов. Органическое удобрение на основе навоза и помета является ценным и незаменимым ресурсом для поддержания плодородия почв и получения качественного

запланированного урожая [1-4].

Однако если навоз и помёт не используются как органическое удобрение, они теряют свои свойства, становятся источником загрязнения окружающей среды [5-7]. При ненадлежащем обращении с навозом и пометом возникает риск загрязнения воздуха, почвы, поверхностных и грунтовых вод [8-12].

Для крупных животноводческих и птицеводческих предприятий,

занимающихся интенсивным разведением животных и птицы, существуют разработанные рекомендации и планы управления навозом [13-15]. Однако для фермерских хозяйств, включающих на одной производственной площадке сразу несколько видов животных и птицы, аналогичные рекомендации по экологически безопасному обращению с навозом и пометом отсутствуют. При этом доля фермерских хозяйств в Ленинградской области с каждым годом возрастает, возможное негативное воздействие с данных хозяйств также будет сказываться на состоянии Балтийского моря.

В фермерских хозяйствах содержатся такие животные, как крупный рогатый скот,

свиньи, птица (утки, гуси, индейки, куры), [16]. козы, овцы, лошади и кролики (таблица 1)

Таблица 1

Поголовье сельскохозяйственных животных в % к общему поголовью (данные на конец

2019 года)

Вид животных/птицы Сельскохозяйственные организации, % Фермерские хозяйства, %

Крупный рогатый скот (КРС) 44.7 55.3

Коровы 41.1 58.9

Свиньи 89.1 10.9

Козы и овцы 15.7 84.3

Лошади 20 80

Птица 83.3 16.7

Кролики 13.6 86.4

Как видно из таблицы 1, больше 50% всего поголовья КРС, коз и овец, лошадей и кроликов в Российской Федерации содержится в фермерских хозяйствах.

Органическое удобрение, образуемое в фермерских хозяйствах, также может бюджетно заменить закупаемые химические и

синтетические удобрения. Сколько килограмм химических (минеральных) удобрений можно заменить одной тонной навоза и помета представлено в таблице 2. При этом средний процент усвояемости растениями

минеральных удобрений в среднем составляет 40%, а органических удобрений - 70%.

Таблица 2

Удобрительная ценность навоза исходной влажности различных видов животных по сравнению с минеральными удобрениями (Азофоска (нитроаммофоска) Марка КРК

(МОР) 25:9:9)

1 тона удобрения на основе навоза крупного рогатого скота соответствует 19,2 кг азофоски

1 тона удобрения на основе свиного навоза соответствует 9,6 кг азофоски

1 тона удобрения на основе куриного помета соответствует 40 кг азофоски

1 тона удобрения на основе навоза лошадей соответствует 23,2 кг азофоски

Целью проводимых исследований методов и подходов по экологически является разработка научно обоснованных безопасному обращению с навозом в

фермерских хозяйствах от образования навоза до внесения органического удобрения. Материал и методы

В рамках выполнения работы проанализировано животноводство и птицеводство в фермерских хозяйствах Ленинградской области, являющейся водосборной территорией Балтийского моря, к которой предъявляются требования Хелком [17].

За последнее десятилетие среднее поголовье крупного рогатого скота в

фермерских хозяйствах с 2006 года по 2016 год увеличилось в 2,2 раза, среднее поголовье птицы в 6,3 раза, а поголовье свиней в 1,8 раз. Общее поголовье крупного рогатого скота в фермерских хозяйствах к 2020 году по Российской Федерации составило 9903 тысяч голов, поголовье свиней - 2538 тысяч голов, поголовье птицы - 87304 тысяч голов голов.

Общее поголовье животных и птицы в фермерских хозяйствах представлено в таблице 3 [16].

Таблица 3

Общее поголовье животных и птицы в фермерских хозяйствах Ленинградской области

(данные на конец 2020 года)

Вид животных/птицы Поголовье животных/птицы, гол

Крупный рогатый скот (данные на конец 2020 года) 16610

Коровы (данные на конец 2020 года) 6758

Свиньи (данные на конец 2020 года) 5368

Козы и овцы (данные на конец 2020 года) 24933

Лошади (данные на конец 2019 года) 594

Птица (данные на конец 2017 года) 491962

Кролики (данные на конец 2017 года) 28854

Наиболее распространенная технология содержания животных и птицы в фермерских хозяйствах - беспривязное содержание на подстилке. В результате данного технологического решения на выходе из животноводческих помещений образуется твердый навоз влажностью менее 75%. Всего с фермерских хозяйств за год образуется более 420000 тонн твердого органического удобрения.

Экологически безопасная работа с навозом/пометом должна осуществляться на каждой из технологических операций. Соблюдение всего технологического процесса в целом обеспечивает сохранность питательных элементов,

снижение негативного воздействия на окружающую среду и прибавку урожая сельскохозяйственных культур.

В рамках проведенных исследований проанализированы все основные технологические операции,

задействованные при обращении с навозом/пометом. В зависимости от вида животных/птицы и количества

применяемого подстилочного материала, рассчитаны массы навоза и помета, необходимые размеры навозохранилищ и площади земельных угодий

сельскохозяйственного назначения,

необходимые для внесения всего твердого органического удобрения [18-19].

Масса навоза от одного животного в сутки (кг/сут) определялась по формуле 1:

П1 = и2 + п3 + п4

(1)

- масса навоза от 1 животного в сутки, кг/сутки; П - масса экскрементов от 1 животного в сутки, кг/сут; П з - масса воды, попадающей в навоз в сутки, в расчете на 1 животное, кг/сут; П4 - масса подстилочного материала на 1 животное в сутки, кг/сут;

Влажность навоза с 1 животного (%) определялась по формуле 2:

1 =

П2*П2+П3*100+П4*П4 П2+П3+П4

(2)

П1 - влажность навоза 1 животного, %; П2 - влажность экскрементов 1 животного, %; П4 - влажность применяемого подстилочного материала, %;

Результаты и обсуждение

В случае содержания в хозяйстве одновременно нескольких видов животных: свиней, крупного рогатого скота, свиней, овец, коз и других животных рекомендуется производственное здание разделить на изолированные помещения по виду животных с отдельными выходами и изолированными выгульными площадками для каждого вида животных (кроме свиней). Птицу (куры, утки, гуси, индейки, перепела) рекомендуется содержать в отдельном здании изолированно от вышеназванных животных.

При соблюдении всех экологических требований в твердом навозе,

При содержании животных на глубокой подстилке, сменяемой не чаще одного раза в месяц, навоз рекомендуется убирать с помощью бульдозера. Помимо бульдозеров в качестве мобильных средств уборки навоза могут быть использованы навозосборные агрегаты с фронтальным погрузочным ковшом или с подборщиком непрерывного действия.

транспортируемом к месту переработки со всех фермерских хозяйств Ленинградской области, может быть сохранено только общего азота более 2000 тонн.

Традиционно в фермерских хозяйствах в основном применяются технологические решения по удалению навоза и помета с минимизацией механических средств, так называемое ручное навозоудаление. Уборка навоза/помета также может осуществляться трактором класса тяги 1,4-2,0, оснащенным бульдозерной навеской или другими мобильными средствами.

Наиболее распространенной

технологией переработки твердого навоза является его пассивное компостирование [20].

В зависимости от вида животных/птицы, применяемой технологии их содержания, можно получить следующее количество навоза/помета, отраженное в таблице 4.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 4

Масса навоза/помета, размеры хранилищ и необходимые площади сельскохозяйственных

угодий

Поголовье животных/п тицы Вид навоза/помета Масса навоза/помета, т/год Размеры площадки/вместимо сть хранилища Необходимо полей, га

КОРОВЫ

10 коров твердый 210 230 м2 6,1

50 коров твердый 1095 1575 м2 31

100 коров твердый 2190 3080 м2 62

СВИНЬИ

3 свиньи жидкий 5,5 г 3 6 м 0,1

6 свиней жидкий 11 11,5 м3 0,2

10 свиней жидкий 18,3 19 м3 0,3

КУРЫ

10 кур твердый 0,45 2 2 м 0,1

30 кур твердый 1,4 о 2 3 м 0,2

50 кур твердый 2,3 3,5 м2 0,3

70 кур твердый 3,2 л 2 4 м 0,4

ЛОШАДИ

10 лошадей твердый 146 132 м2 4,5

50 лошадей твердый 730 528 м2 21,5

100 лошадей твердый 1460 1122 м2 43

КОЗЫ

50 коз твердый 118 120 м2 4,2

ОВЦЫ

50 овец твердый 70 65 м2 2,8

УТКИ

100 уток твердый 18,4 21 м2 0,8

ГУСИ

100 гусей твердый 19,5 23 м2 0,9

ИНДЕИКИ

100 индеек твердый 23 28 м2 1,4

В результате проведенной работы свиньи, куры, лошади, козы, овцы, утки, гуси рассчитаны массы навоза в зависимости от и индейки. Для каждого вида животных в поголовья таких животных, как коровы, соответствии с типом образуемого

134

навоза/помета определены технологии переработки навоза в органическое удобрение, рассчитаны размеры

бетонированных площадок для твердого удобрения и вместимости навозохранилищ для жидкого органического удобрения. Также с учетом возделываемых культур и применяемого севооборота рассчитаны необходимые минимальные площади земельных угодий сельскохозяйственного назначения для внесения всего получаемого органического удобрения.

К примеру, с фермерского хозяйства на 100 коров при подстилочном содержании животных за год образуется 2190 тонн твердого навоза. Для его экологически безопасной переработки в органическое

удобрение методом пассивного

компостирования необходима

бетонированная площадка площадью не

о

менее 3080 м . В результате переработки образуется твердое органическое удобрения, для внесения которого требуется не менее 62 га земельных угодий сельскохозяйственного назначения.

Перспективной и энергосберегающей экологической технологией переработки твердого навоза и помета является биоферментация в установках барабанного типа. В зависимости от массы получаемого твердого навоза/помета определена потребность в биоферментационных установках барабанного типа (таблица 5) [21].

Таблица 5

Потребность биоферментационных установок конкретной производительности для

определенных категорий хозяйств

Показатель Сельскохозяйственное предприятие

КРС Свин ьи Пти ца

Поголовье животных, гол До 200 200400 400600 600-800 800-1000 До 3000 До 1000

Выход навоза, т/сут 20,8 41,6 62,4 83,2 104 25,2 0,13

Объем биоферментатора, 3 м 49,23 49,23 73,85 73,85 73,85 73,85 73,85 24,62 0,92

Производительно сть биоферментатора, т/сут 6 6 9 9 6 9 6 3 0,15

Количество необходимых биоферментаторо в, шт 1 2 2 2 1 2 2 1 1

Использование барабанного типа позволяет добиться

биоферментационных установок снижения влажности получаемого

органического удобрения при максимальном сохранении в нем питательных веществ. При этом сокращаются сроки переработки и затраты на строительство бетонированных площадок. Для примера, для фермерского хозяйства крупного рогатого скота на 100 коров, для переработки всего образуемого твердого навоза необходим всего 1 биоферментатор барабанного типа.

Получаемые органические

удобрения должны соответствовать ГОСТ Р 53117-2008 «Удобрения органические на основе отходов животноводства.

Технические условия».

Нормы и сроки внесения органических удобрений рассчитываются с учетом количества содержащихся в них питательных веществ и в зависимости от природно-климатических, почвенных

условий, принятых в хозяйстве севооборотов, структуры посевов и требуемого уровня урожайности

сельскохозяйственных культур. При расчете дозы внесения органического удобрения учтены ограничения в 170 кг азота на 1 га и в 25 кг фосфора на 1 га (таблица 4).

Внесения твердого органического удобрения на поля рекомендуется осуществлять поверхностно под запашку. Внесение может осуществляется

специализированными машинами для внесения твердых органических удобрений (например, МТУ, МТТ, Титан, Joskin Tornado и др.).

Твердое органическое удобрение рекомендуется запахивать в почву в течении первых 24 часов с момента внесения, тогда выбросы в атмосферный воздух могут сократиться на 50%.

Внесение органического удобрения обеспечивает поддержание гумуса в почве, который является одним из индикаторов плодородия (таблица 6).

Таблица 6

Потребность в органических удобрениях для поддержания бездефицитного баланса гумуса в дерново-подзолистых почвах (усредненные среднегодовые показатели)

Гранулометрический состав Потребность в органических удобрениях, т/га Образуется гумуса из 1 т органических удобрений, кг

% пропашных культур

10 20 30

Суглинистые 10 11 13 50

Супесчаные на морене 12 12,5 13 45

Супесчаные на песке 13 14 15 40

Песчаные 15 15 18,8 35

Внесение органического удобрения в обоснованных дозах обеспечивает прибавку урожая сельскохозяйственных культур. Выводы

Проблемы обращения с

органическими отходами (навоз и помет) агропромышленного комплекса особенно остро стоят в Ленинградской области

(занимающей ведущее место в Российской Федерации именно в животноводстве и птицеводстве), поскольку практически вся территория региона является водосборным бассейном Балтийского моря. В статье описаны методы и подходы по экологически безопасному обращению с навозом в фермерских хозяйствах от образования

навоза до внесения органического удобрения.

В рамках проведенной работы изучены фермерские хозяйства

Ленинградской области: определены основные виды животных,

проанализировано поголовье

животных/птицы, рассчитаны массы навоза для разных видов животных, в соответствии с применяемой технологией содержания животных и навозоудаления определен тип навоза, обоснована технология переработки навоза в органическое удобрение, рассчитаны размеры навозохранилищ для экологически безопасной работы с навозом. Также с учетом возделываемых культур и применяемого севооборота рассчитаны необходимые минимальные площади земельных угодий сельскохозяйственного назначения для внесения всего получаемого органического удобрения.

К примеру, с фермерского хозяйства на 100 коров при подстилочном содержании животных за год образуется 2190 тонн твердого навоза. Для его экологически безопасной переработки в органическое удобрение методом пассивного

компостирования необходима

бетонированная площадка площадью не менее 3080 м2. При применении в фермерском хозяйстве технологии биоферментации для переработки твердого навоза в органическое удобрение, понадобится всего 1 биоферментатор барабанного типа. В результате переработки образуется твердое органическое удобрения, для внесения которого требуется не менее 62 га земельных угодий сельскохозяйственного назначения.

В результате применение в фермерском хозяйстве описанных способов, методов и технологий, направленных на обеспечение благоприятного состояния окружающей среды, укрепление здоровья человека, сохранение и восстановление плодородия почв:

1. способствует получению фермерскому хозяйству сертификата на производство органической продукции.

2. вносит вклад в снижение нагрузки на Балтийское море.

3. способствует повышению плодородия почв и продуктивности растениеводческой продукции.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Frolova O., Priekulis J., Berzina L., Aboltins A. Trend of ammonia emissions from livestock sector in Latvia. "Engineering for Rural Development". Proc. 19th Int. Sci. Conf. 2020. Vol.19, pp. 598- 602.

2. Syp A., Osuch D. Dairy farmers' views on environment, results of questionnaire survey from regions of Mazowsze and Podlasie in Poland. "Engineering for Rural Development". Proc. 18th Int. Sci. Conf. 2019. Vol.18 pp. 751-757.

3. Luostarinen S., Gronroos J., Hellstedt M., Nousiainen J. Modeling Manure Quantity and Quality in Finland. Front. Sustain. Food

Syst. 2018. No. 2, p. 60. DOI: 10.3389/fsufs. 2018.00060.

4. Zebartha B.J., Paul J.W., Kleeck R. Van. The effect of nitrogen management in agricultural production on water and air quality: evaluation on a regional scale. Agriculture, Ecosystems & Environment. 1999. Vol. 72, Issue 1, pp. 35- 52

5. Mieldazys R., Jotautiene E., Jasinskas A., Aboltins A. Estimation of GHG emissions from point of view of litter manure management in Lithuanian agriculture. "Engineering for Rural Development". Proc. 19th Int. Sci. Conf. 2020. Vol.19, pp. 300-305.

6. Aboltins A., Melece L., Priekulis J. Model for ammonia emissions' assessment and comparison of various dairy cattle farming systems and technologies. Agronomy Research, 2019, Vol. 17 (2), pp. 322-332.

7. Sindhoj E., Kaasik A., Kuligowski K., Sipila I., Tamm K., Tonderski A., Rodhe L. Manure Properties on case-study farms in the Baltic Sea Region. Report 417, Agriculture & Industry, Uppsala, Sweden: JTI, 2013, 80 p.

8. Rotz C. A. Management to reduce nitrogen losses in animal production. Journal of Animal Science, 2004. Vol. 82, Issue suppl. 13, pp. E119-E137

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Powell J.M., Rotz C.A. Measures of nitrogen use efficiency and nitrogen loss from dairy production systems. Journal of Environmental Quality, 2015. Vol. 44(2), pp. 336-44. DOI: 10.2134/jeq2014.07.0299.

10. Hartung J., Phillips V. R. Control of gaseous emissions from livestock buildings and manure stores. Journal of Agricultural Engineering Research. 1994. Vol. 57, Issue 3, pp. 173-189

11. Васильев Э.В., Шалавина Е.В. Изменение содержания азота и фосфора в жидкой фракции свиного навоза при биологической очистке // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2014. №85. С. 146-150.

12. Шалавина Е.В., Васильев Э.В. Алгоритм принятия решений при выборе машинных технологий биоконверсии отходов животноводства // Вестник АПК Ставрополья. 2015. №1 (17). С. 366-370.

13. Брюханов А.Ю., Максимов Д.А., Васильев Э.В., Шалавина Е.В., Субботин И.А., Оглуздин А.С., Хухта Х., Уваров Р.А. Рекомендации по обоснованию экологически безопасного размещения и функционирования животноводческих и птицеводческих предприятий / Под ред. А.Ю. Брюханова. СПб.: ИАЭП, 2015. 52 с.

14. Manure Management Plan. A Step-by-Step Guide for Minnesota Feedlot Operators. [Электронный ресурс]. URL: https://www.pca.state.mn.us/sites/default/files/ wq-f8-09.pdf (дата обращения 16.08.2021)

15. Handbook on good manure management practices. [Электронный ресурс]. URL: https://www.luke.fi/manurestandards/wp-content/uploads/sites/25/2019/09/Handbook.pd f (дата обращения 16.08.2021)

16. Федеральная служба государственной статистики. [Электронный ресурс]. URL: https://rosstat.gov.ru/enterprise_economy (дата обращения 16.08.2021)

17. Summary report on the development of revised Maximum Allowable Inputs (MAI) and updated Country Allocated Reduction Targets (CART) of the Baltic Sea Action Plan. 2013. [Электронный ресурс]. URL: https://helcom.fi/media/documents/Summary-report-on-MAI-CART-1.pdf (дата обращения 16.08.2021)

18. Брюханов А.Ю., Шалавина Е.В., Васильев Э.В. Методика укрупненной оценки суточного и годового выхода навоза/помета // Молочнохозяйственный вестник. 2014. № 1 (13). С. 78-85.

19. Briukhanov A. Y., Vasilev E. V., Shalavina E. V., Kucheruk O. N. Engineering solutions of environmental problems in organic waste handling. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2017. Vol. 87, ID 042001

20. РД-АПК 1.10.15.02-17 «Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помёта» [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/495876346 (дата обращения 16.08.2021)

21. Уваров Р.А. Обоснование типоразмерного ряда барабанных биоферментаторов. Технологии и технические средства механизированного

производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 94. С. 143-150.

1 Frolova O., Priekulis J., Berzina L., Aboltins A. Trend of ammonia emissions from livestock sector in Latvia. "Engineering for Rural Development". Proc. 19th Int. Sci. Conf. 2020. Vol.19: 598- 602.

2 Syp A., Osuch D. Dairy farmers' views on environment, results of questionnaire survey from regions of Mazowsze and Podlasie in Poland. "Engineering for Rural Development". Proc. 18th Int. Sci. Conf. 2019. Vol.18: 751-757.

3 Luostarinen S., Gronroos J., Hellstedt M., Nousiainen J. Modeling Manure Quantity and Quality in Finland. Front. Sustain. Food Syst. 2018. No. 2: 60. DOI: 10.3389/fsufs. 2018.00060.

4 Zebartha B.J., Paul J.W., Kleeck R. Van. The effect of nitrogen management in agricultural production on water and air quality: evaluation on a regional scale. Agriculture, Ecosystems & Environment. 1999. Vol. 72, Issue 1: 35- 52

5 Mieldazys R., Jotautiene E., Jasinskas A., Aboltins A. Estimation of GHG emissions from point of view of litter manure management in Lithuanian agriculture. "Engineering for Rural Development". Proc. 19th Int. Sci. Conf. 2020. Vol.19: 300-305.

6 Aboltins A., Melece L., Priekulis J. Model for ammonia emissions' assessment and comparison of various dairy cattle farming systems and technologies. Agronomy Research, 2019, No. 17 (2): 322-332.

7 Sindhoj E., Kaasik A., Kuligowski K., Sipila I., Tamm K., Tonderski A., Rodhe L. Manure Properties on case-study farms in the Baltic Sea Region. Report 417, Agriculture & Industry, Uppsala, Sweden: JTI, 2013: 80

8 Rotz C. A. Management to reduce nitrogen losses in animal production. Journal

REFERENCES

of Animal Science, 2004. Vol. 82, Issue suppl. 13: E119-E137

9 Powell J.M., Rotz C.A. Measures of nitrogen use efficiency and nitrogen loss from dairy production systems. Journal of Environmental Quality, 2015. No. 44(2): 33644. DOI: 10.2134/jeq2014.07.0299.

10 Hartung J., Phillips V. R. Control of gaseous emissions from livestock buildings and manure stores. Journal of Agricultural Engineering Research. 1994. Vol. 57, Issue 3: 173-189

11 Shalavina E.V., Vasilev E.V. Izmenenie soderzhaniya azota i fosfora v zhidkoi fraktsii svinogo navoza pri biologicheskoi ochistke [Change in nitrogen and phosphorus content during biological treatment of liquid fraction of pig manure]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2014. No. 85: 146-150 (In Russian)

12 Shalavina E.V., Vasilev E.V. Algoritm prinyatiya reshenii pri vybore mashinnykh tekhnologii biokonversii otkhodov zhivotnovodstva [Decision making algorithm to choose machine technologies of livestock waste bioconversion]. Vestnik APK Stavropol'ya. 2015. No.1 (17): 366-370. (In Russian)

13 Bryukhanov A.Yu., Maksimov D.A., Vasilev E.V., Shalavina E.V., Subbotin I.A., Ogluzdin A.S., Huhta Harry, Uvarov R.A. Rekomendatsii po obosnovaniyu ekologicheski bezopasnogo razmeshcheniya i funktsionirovaniya zhivotnovodcheskikh i ptitsevodcheskikh predpriyatii [Guidelines on substantiation of environmentally sound location and operation of animal and poultry

farms]. Saint Petersburg: IEEP. 2015: 52 (In Russian)

14 Manure Management Plan. A Step-by-Step Guide for Minnesota Feedlot Operators. Available at: https://www.pca.state.mn.us/sites/default/files/ wq-f8-09.pdf (accessed 16.08.2021)

15 Handbook on good manure management practices. Available at: https://www.luke.fi/manurestandards/wp-content/uploads/sites/25/2019/09/Handbook.p df (accessed 16.08.2021)

16 Federal'naya sluzhba gosudarstvennoi statistiki [Federal State Statistics Service]. Available at: https://rosstat.gov.ru/enterprise_economy (accessed 16.08.2021) (In Russian)

17 Summary report on the development of revised Maximum Allowable Inputs (MAI) and updated Country Allocated Reduction Targets (CART) of the Baltic Sea Action Plan. 2013. Available at: https://helcom.fi/media/documents/Summary-report-on-MAI-CART-1.pdf (accessed 16.08.2021)

18 Briukhanov A.Yu., Shalavina E.V., Vasilev E.V. Metodika ukrupnennoj ocenki sutochnogo i godovogo vyhoda navoza/pometa [Methodology of integrated estimation of daily

and annual output of animal/poultry manure]. Molochnohozyajstvennyj vestnik. 2014. No. 1 (13): 78-85 (In Russian)

19 Briukhanov A. Y., Vasilev E. V., Shalavina E. V., Kucheruk O. N. Engineering solutions of environmental problems in organic waste handling. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2017. Vol. 87: 042001(In English)

20 Metodicheskie rekomendacii po tekhnologicheskomu proektirovaniyu sistem udaleniya i podgotovki k ispol'zovaniyu navoza i pomyota RD-APK 1.10.15.02-17 [Management Directive for Agro-Industrial Complex "Recommended Practice for Engineering Designing of Systems for Animal and Poultry Manure Removal and Pre-application Treatment"]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/495876346 (accessed 16.08.2021) (In Russian)

21 Uvarov R.A. Obosnovanie tiporazmernogo ryada barabannykh biofermentatorov [Substantiation of type and size range of drum bio-fermenters]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No. 94: 143-150 (In Russian)

УДК 631.22

ОЦЕНКА НОВОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ И

ОТКОРМА СВИНЕЙ

В.И. Базыкин; А.В. Трифанов канд. техн. наук;

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

В настоящее время, в России получает распространение североамериканская технология содержания свиней с комбинированным участком доращивания и откорма.

140

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.