CC BY
3в
естник АПК
Экономика
УДК 631.86:631.15
287
Бондаренко А. М., Качанова Л. С.
Bondarenko А. М., Kachanova L. S.
ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА В УСЛОВИЯХ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ORGANIZATIONAL AND ECONOMIC BASES OF APPLICATION OF THE TECHNOLOGY FOR THE PROCESSING OF SOLID MANURE IN THE CONDITIONS OF THE ROSTOV REGION
Основным источником повышения почвенного плодородия являются органические удобрения. Здесь важную роль играет животноводство, где производится жидкий, полужидкий и подстилочный навоз. В Ростовской области, имеющей шесть природно-сельскохозяйственных зон, во всех зонах производится подстилочный (твердый) навоз.
В результате анализа получения подстилочного навоза в с.-х. организациях Ростовской области выявили некоторое снижение объемов за период 2009-2013 гг. Однако, несмотря на сокращение объемов получаемого навоза, его количество остается значительным и у с.-х. организаций возникает проблема с утилизацией. Формируется необходимость переработки подстилочного навоза и дальнейшего его применения в виде органических удобрений. Для этих целей применяются различного вида технологии переработки навоза.
Рассмотрены технологии переработки подстилочного (твердого) навоза в органические удобрения: традиционная и инновационная технология микробиологического ускоренного компостирования.
Предлагаемая инновационная технология переработки подстилочного навоза методом микробиологического ускоренного компостирования в высококачественные концентрированные органические удобрения успешно апробирована в ряде с.-х. организаций Ростовской области, в результате чего наблюдалось значительное повышение рентабельности производства продукции растениеводства. Повышение рентабельности подсолнечника составило более 38%, зерновых культур более 46 % и многолетних трав на сено и на зеленые корма более 6 %.
Ключевые слова: подстилочный (твердый) навоз, технология, микробиологическое ускоренное компостирование, органическое удобрение, концентрированное органическое удобрение, рентабельность производства.
The main source of increasing soil fertility are organic fertilizers. Here livestock plays an important role, it produces a liquid, semi-liquid and solid manure. In the Rostov region has six natural and agricultural areas, and in all areas of litter (solid) manure is produced. Having analyzed the results of getting the solid manure in agricultural organizations of the Rostov region, some decline of its amount for the period 2009-2013 has been revealed. However, despite the reduction in the volume of manure produced, its amount is still significant and agricultural organizations have a problem with disposal of manure. The necessity of solid manure disposal and its further application in the form of organic fertilizers is being formed. For this purpose, various types of technology of manure processing are applied. Different technologies of processing litter (solid) manure into organic fertilizer are considered: the traditional and the innovative technology of microbiological accelerated composting.
The offered innovative technology for processing solid manure into high-quality concentrated organic fertilizer by means of microbial accelerated composting has been successfully tested in a number of agricultural organizations of the Rostov region, resulting in a significant increase of profitability of crop production. The increased profitability of sunflower is more than 38 %, of crops - more than 46 % and of perennial grasses for hay and green feed - more than 6 %.
Key words: litter (solid) manure, technology, microbiological accelerated composting, organic fertilizer, concentrated organic fertilizer, profitability.
Бондаренко Анатолий Михайлович -
доктор технических наук, профессор, зам. директора по СО Азово-Черноморского инженерного института ФГБОУ ВПО ДГАУ, г. Зерноград,
Тел. 8(86359)41161, +7 928 162 76 46 E-mail: bondanmih@rambler.ru
Качанова Людмила Сергеевна -
кандидат технических наук, доцент кафедры «Инжиниринг бизнес-процессов», Российский аграрный университет -МСХА им. К. А.Тимирязева, г. Москва Тел: +7 906 780-21-57. E-mail: kachanovakls@rambler.ru
Bondarenko Anatoliy Mikhailovich -
Doctor of Technical Sciences, Professor Deputy Director of Public Relations, Azov-Black Sea Engineering Institute of Don State Agricultural University, Zernograd
Telephone: 8(86359)41161, +7 928 162 76 46 E-mail: bondanmih@rambler.ru
Kachanova Lyudmila Sergeevna -
PhD, Associate Professor,
Chair of Business Process Engineering,
Russian State Agricultural University named after
K.A. Timiryazev, Moscow
Теlephone: +7 906 780-21-57.
E-mail: kachanovakls@rambler.ru
Среди проблем, сдерживающих рост продуктивности сельскохозяйственных культур, необходимо назвать основную - снижение плодородия почв вследствие недостаточного внесения органических и минеральных удобрений.
В целях предотвращения ухудшения экологической и экономической обстановки в растениеводческой отрасли связанной с усилением процессов деградации почв, необходимо принять меры по сохранению и восстановлению почвенного плодородия земель с.-х. назначения. В этой связи основными условиями интенсификации земледелия, способствующими росту урожайности и валового сбора сельскохозяйственных культур, являются сохранение и восстановление почвенного плодородия земель сельскохозяйственного назначения и их рациональное использование.
Основным источником повышения почвенного плодородия являются органические удобрения. Здесь важную роль играет животноводство, где производится жидкий, полужидкий и подстилочный навоз. Для поддержания почвенного плодородия необходимо вносить 15 тонн органического удобрения на 1 условный га почвы. К 1990 году этот показатель достиг 10 тонн органического удобрения на 1 условный га. В настоящее время дозы внесения органических удобрений в Ростовской области составляют от 0,2 до 0,8 т/га [1, 2].
Количество подстилочного навоза во многом зависит от способов содержания животных. К наиболее распространенным технологиям в
Южном федеральном округе относится производство навоза на выгульных дворах, в стойлах при привязном содержании животных, в секциях с групповым их содержанием на глубокой подстилке.
В Ростовской области, имеющей 6 природно-сельскохозяйственных зон, во всех зонах производится подстилочный (твердый) навоз.
Основным поставщиком подстилочного (твердого) навоза по Северо-Западной пр.-с.-х. зоне является Миллеровский район (рис. 1), в котором произведено 77 387,3 т навоза в 2009 году, 94 039,5 т в 2010 году, 85 545,9 т в 2011 году, 85 862,6 т в 2012 году и 86 951,21 т в 2013 году. На втором месте по объему производства в разные периоды были Чертковский и Шолоховский районы.
По Северо-Восточной зоне Цимлянский и Константиновский районы в разные года выступали основными поставщиками подстилочного навоза. В 2012-13 гг. лидерство удерживает Константиновский район с положительной динамкой: произведено 18 922,51 т навоза в 2012 году и 19 955,46 т в 2013 году (рис. 2).
По Центральной пр.-с.-х. зоне основным поставщиком подстилочного навоза выступает Веселовский район (рис. 3), который располагал 39117,96 т навоза в 2009 году, 32 129,12 т в 2010 году, 37 021,95 т в 2011 году, 29 614,27 т в 2012 году и 30 780,45 т в 2013 году.
В Приазовской пр.-с.-х. зоне наибольшее количество подстилочного навоза производится в Мясниковском районе (рис. 4), и не смотря на колебания в объемах производимого навоза за
Рисунок 2 - Выход подстилочного навоза по Северо-Восточной пр.-с.-х. зоне Ростовской области
анализируемый период, с 2010 года, его объемы растут. Так, в 2010 году в районе произведено 98 572,81 т навоза, в 2012 году 100 593,08 т, в 2013 году 100 970,86 т.
По Южной пр.-с.-х. зоне в Сальском районе производится наибольшее подстилочного навоза (рис. 5) (46 388,76 т в 2009 году, 60 078,08
т в 2012 году и 54 562,02 т в 2013 году). На втором месте Зерноградский район, который в 2013 году по объему производства подстилочного навоза уступил Кагальницкому: 31 593,48 т навоза произведено в Зерноградском районе в 2013 году и 32 266,91 т в Кагальницком.
В Восточной пр.-с.-х. зоне бесспорным ли-
т в 2019 году, 61 633,9 т в 2011 году, 57 949,22 деров по производству подстилочного навоза
Рисунок 4 - Выход подстилочного навоза по Приазовской пр.-с.-х. зоне Ростовской области
является Зимовниковский район (рис. 6), в котором произведено 190 639,5 т навоза в 2009 году, 184 756,61 т в 2010 году, 181 802,85 т в 2011 году, 170 350,97 т в 2012 году и 162 700,57 т в 2013 году.
В результате анализа получения подстилочного навоза в с.-х. организациях Ростовской области выявили некоторое снижение объемов за
период 2009-2013 гг. Так, в 2009 году общий выход подстилочного навоза по области составил 1 316,19 тыс. тонн, а в 2013 году - 1 038,45 тыс. тонн, что на 21,10% меньше уровня 2009 года.
Однако, несмотря на сокращение объемов получаемого навоза, его количество остается значительным и у с.-х. организаций возникает проблема с утилизацией. Формируется необ-
Рисунок 6 - Выход подстилочного навоза по Восточной пр.-с.-х. зоне Ростовской области
ходимость переработки подстилочного навоза и дальнейшего его применения в виде органических удобрений. Для этих целей применяются различного вида технологии переработки навоза.
Рассмотрим технологии переработки подстилочного (твердого) навоза (ТН) в органические удобрения: традиционную и технологию микробиологического ускоренного компостирования (УК) (рис. 7).
Твердый навоз имеет влажность менее 86% и образуется на животноводческих предприятиях в двух случаях: при содержании животных в технологических помещениях на подстилке, и на выгульных площадках [3].
По традиционной технологии, согласно рис. 7, ТН с фермы ежедневно загружается в транспортное средство (обычно МТЗ-80+2-ПТС-4 или 2-ПТС-6) и транспортируется на приферм-ское навозохранилище, где формируется в бурт (ПФП-1,2) и периодически (один раз в месяц) перебуртовывается (ПФП-1,2, ПФП-2).
В весенне-летне-осенний период, как правило, ежемесячно погрузчиком-бульдозером ПФП-1,2 или ПФП-2 навоз сгребается с выгульных площадок, грузится в транспортные тележки (МТЗ-80+2-ПТС-4 или 2-ПТС-6) или в автомобили со специально приспособленными кузовами и подается в полевое навозохранилище [4].
В теплый период года с прифермского навозохранилища навоз грузится указанными выше техническими средствами и транспортируется в полевые навозохранилища, которые представляют собой спрофилированную площадку на краю поля, куда планируется в текущем году вносить ОУ. На площадке после вы-
грузки навоза посредством ПФП-1,2 (ПФП-2) формируются бурты. Периодически, 1-2 раза в месяц производится перебуртовка навоза, при этом необходимо выдерживать размеры бурта по его ширине (4-5 м) и высоте (2,0-2,5 м). На полевом навозохранилище бурты (применительно к климатическим условиям ЮФО) должны находится не менее 3-6 месяцев, после чего, считается, что в результате нагрева биомассы произошло в аэробных условиях (с доступом воздуха) ее биотермическое обеззараживание, и к концу срока готовое ТОУ готово к применению в растениеводстве [5].
Готовое ТОУ погрузчиком ПФП-1,2 (ПФП-2) грузится в транспортные или технологические машины (разбрасыватели ТОУ) и в первом случае подается на стационарную линию для производства КОУ, во втором случае вносится под основную обработку почвы дозами 40-60 т/га.
Стационарная линия для производства КОУ включает следующие технологические операции.
1. Подготовку исходного навоза (отделение инородных включений).
2. Подачу ленточным транспортером (ТЛ) на измельчитель (молотковая дробилка), измельчение массы до частиц с размером 1 мм (более 90%).
3. Подачу ленточным транспортером (ТЛ) на параллельно установленные биореакторы периодического действия, которые представляют собой цилиндрические емкости с перемешивающими устройствами молоткового типа и устройством для подачи биологической а - добавки в соотношении 5 % от объема навозной массы. Контактируя с навозной массой а - добавка равномерно распределяется по объему
навоза и способствует быстрому нагреву массы.
Цикл нагрева биомассы в реакторе составляет 3-3,5 часа, после чего концентрированные органические удобрения (КОУ) выгружаются в бункер-накопитель, а измельченный навоз загружается в освободившуюся емкость биореактора.
4. Подачу КОУ на сепарацию, где крупные включения отделяются и подаются на участок подготовки исходного продукта.
5. Фасовку КОУ путем затаривания в емкости от 800 кг до 50 кг, а также в мерную тару (10, 5, 3 кг) для реализации в розничной торговле.
Следующим перспективным вариантом является технология переработки ТН от фермы и выгульных площадок методом микробиологического ускоренного компостирования (УК) [6].
Технология УК применяется в весенне-летне-осенний период и заключается в следующем. Навоз от прифермского навозохранилища или свежий навоз от технологических помещений и выгульных площадок загружается в транспортное средство (МТЗ-80 + 2-ПТС-4 (6)) и подается на площадку ускоренного компостирования. Площадка должна иметь твердое покрытие или уплотненный грунт, препятствующий проникновению в почву жидкой части навоза. На площадке УК после выгрузки навоза из него посредством ПКУ-0,8 формируется 1-ая очередь бурта высотой не менее 0,5 м, после чего на бурт подается биологическая а - добавка и одновременно перебуртовщик перемешивает навоз с а - добавкой равномерно распределяя последнюю по всему объему. После минимум 2-х проходов перебуртовщика на формируемый бурт укладывается 2-я порция навоза с таким расчетом, чтобы высота бурта не превышала 1,5 м и при этом подается дополнительная доза а-добавки, которая аналогично представленному выше перемешивается и перебуртовщиком равномерно распределяется по объему бурта. Экспериментально установлено, что через 1,5-2,0 часа в летний период бурт прогревается до температуры 65-70°С, что способствует его
Литература:
1. Симакин А. И. Удобрения, плодородие почв и урожай в условиях интенсивного земледелия. Краснодар : Кн. изд-во, 1988. 270 с.
2. Зональные системы земледелия Ростовской области на 2013-2020 гг. / под ред. В. Н. Василенко. Ростов-на-Дону : мСх и ПРО, 2013. 240 с.
3. Справочная книга по производству и применению органических удобрений / А. И. Еськов, М. Н. Новиков, С. И. Лукин [и др.]. Владимир : ВНИПТИОУ, 2001. 496 с.
4. Бондаренко А. М., Забродин В. П., Куроч-кин В. Н. Механизация процессов переработки навоза животноводческих предприятий в высококачественные органические
ускоренному обеззараживанию от патогенной микрофлоры. Время перебуртовки по результатам экспериментов составило 4-5 суток, а весь цикл производства из навоза КОУ достигает 7-8 суток (в зависимости от температуры окружающего воздуха).
Базовой машиной данной технологии является перебуртовщик навоза, от качества перемешивания навоза которым зависит качество произведенных твердых КОУ. Применяемый в экспериментах и на производстве перебуртов-щик СВБ16.30 имеет производительность 400 т/час и формирует бурты заданной длины шириной 2,5 м и высотой 1,5 м.
Произведенное по данной технологии КОУ имеет комковатую структуру и плотность 0,60,7 т/м3.
Для интенсификации процесса нагрева биомассы в прохладное время года (весной и осенью) предусмотрен подогрев воздуха и подача его по продольным каналам в нижнюю часть буртов.
Произведенный продукт (КОУ) можно вносить технологическими машинами для внесения МУ (РУМ, МВУ и др.). Для эффективной работы указанных машин необходимо полученный продукт гранулировать с последующей его фасовкой. Для этой цели КОУ подается на дополнительное измельчение (МД), откуда через бункер-накопитель подается в гранулятор и после охлаждения гранул КОУ подается на фасовку и далее транспортируется на поле или на реализацию.
Предлагаемая инновационная технология переработки подстилочного навоза методом микробиологического ускоренного компостирования в высококачественные концентрированные органические удобрения успешно апробирована в ряде с.-х. организаций Ростовской области, в результате чего наблюдалось значительное повышение рентабельности производства продукции растениеводства. Повышение рентабельности подсолнечника составило более 38%, зерновых культур более 46% и многолетних трав на сено и на зеленые корма более 6%.
References:
1. Simakin A. I. Fertilizers, soil fertility and crop conditions in intensive farming. Krasnodar : Book Publishing, 1988. 270 p.
2. Zonal system of agriculture of the Rostov region for 2013-2020 / ed. by V. N. Vasilenko. Rostov-on-Don : MSH and PRO, 2013. 240 p.
3. Handbook of production and use of organic fertilizers / A. I. Eskov, М. N. Novikov, S. I. Lukin [and others]. Vladimir : VNIPTIOU, 2001.496 p.
4. Bondarenko A. M., Zabrodin V. P., Kurochkin V. N. Mechanization of the processing of manure of livestock enterprises into high-quality organic fertilizers: monograph. Zernograd : Azov-Black Sea Engineering
удобрения : монография. Зерноград : АЧ-ГАА, 2010. 184 с.
Марченко В. И. Интенсификация анаэробного сбраживания птичьего помета // Техника в сельском хозяйстве. 2011. № 6. С. 27-29.
Качанова Л. С. Технико-экономический анализ систем переработки и использования подстилочного (твердого) навоза // Вестник ФГБОУ ВПО «МГАУ им. В. П. Го-рячкина». 2012. № 5 (56). С. 78-82.
Institute of Don State Agricultural University, 2010. 184 p.
5. Marchenko V. I. Intensification of anaerobic digestion of poultry manure // Equipment for agriculture. 2011. № 6. P. 27-29.
6. Kachanova L. S. Technical and economic analysis systems of processing and use of litter (solid) manure // Herald of Moscow State Agricultural University named after V. P. Goryachkin. 2012. № 5 (56). P. 78-82.
