ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛУЖИДКОГО НАВОЗА Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

в

естник АПК

Экономика

-№ 1(17), 2015 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

УДК 631.86:631.15

307

Качанова Л. С.

Kachanova L. S.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛУЖИДКОГО НАВОЗА

ORGANIZATIONAL AND ECONOMIC CONDITIONS OF THE CHOICE OF TECHNOLOGY OF PROCESSING SEMILIQUID MANURE

Многолетний опыт ведения земледелия показал, что решающее значение в обеспечении воспроизводства почвенного плодородия принадлежит использованию органических удобрений на основе навоза животноводческих предприятий и помета птицефабрик.

Навоз - важный источник элементов питания растений, его использование имеет большое значение для регулирования круговорота веществ в земледелии, сохранения и повышения содержания гумуса в почвах.

В результате анализа получения полужидкого навоза в шести природно-сельскохозяйственных зонах Ростовской области выявили снижение объемов за период 20092013 гг., однако у с.-х. организаций сохраняется проблема его утилизации.

Для этих целей применяются различного вида технологии переработки навоза, из которых в соответствии со сформировавшейся ресурсно-сырьевой базой и состоянием с.-х. угодий выбирается наиболее экономически целесообразная. Представлены технологии переработки полужидкого навоза в органические удобрения: традиционная и технология микробиологического ускоренного компостирования.

При использовании технологии переработки полужидкого навоза в высококачественные концентрированные органические удобрения по районам природно-сельскохозяйственных зон Ростовской области, а также при наличии выявленных в ходе анализа объемов получения полужидкого навоза, определили потенциальное количество произведенного концентрированного органического удобрения.

Разработанная интенсивная технология переработки полужидкого навоза внедрена в ряде с.-х. организаций Ростовской области, результаты экономической эффективности внедрения указывают на состоятельность и перспективность данной технологии.

Ключевые слова: полужидкий навоз, технология, микробиологическое ускоренное компостирование, органическое удобрение, концентрированное органическое удобрение, рентабельность производства.

Many years of experience in agriculture has shown that crucial in ensuring the recovery of soil fertility belongs to the use of organic fertilizers based on manure of livestock enterprises and litter of poultry farms. Manure is an important source of nutrients of plants, its use is of great importance for the regulation of circulation of substances in agriculture, conservation and improvement of humus content in the soil. As a result of the analysis of getting the semi-liquid manure in six natural and agricultural areas of the Rostov region revealed a decline of its amount for the period 2009-2013, but the agricultural organizations still have a problem of disposal.

For this purpose, various types of manure processing technologies are used, of which, in accordance with the established raw-material base and the state of agricultural lands, the most economically viable is chosen. The technology of processing semi-liquid manure into organic fertilizers: traditional and microbiological technology of accelerated composting. When using semi-liquid manure processing technology into high-quality concentrated organic fertilizer in natural and agricultural areas of the Rostov region, as well as having the identified amount of the production volume of semiliquid manure, the potential number of produced concentrated organic fertilizer was calculated.

A developed intensive processing technology of semiliquid manure has been introduced in a number of agricultural organizations of the Rostov region. The results of the cost-effectiveness of the implementation indicate the viability and prospects of this technology.

Key words: semiliquid manure, technology, microbiological accelerated composting, organic fertilizer, concentrated organic fertilizer, profitability.

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

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

пля России остается чрезвычайно важным вопрос повышения продовольственной безопасности и крайне жела-ое снижение уровня зависимости страны от импорта многих видов продовольствия.

Многолетний опыт ведения земледелия показал, что решающее значение в обеспечении воспроизводства почвенного плодородия при-

надлежит использованию органических удобрений на основе навоза животноводческих предприятий и помета птицефабрик.

Навоз - важный источник элементов питания растений, его использование имеет большое значение для регулирования круговорота веществ в земледелии, сохранения и повышения содержания гумуса в почвах.

308

В

Рисунок 1 - Динамика поступления полужидкого навоза по природно-сельскохозяйственным зонам

Ростовской области

По результатам анализа производства полужидкого навоза в природно-сельскохозяйственных зонах Ростовской области (рис. 1), распределим их по трем категориям. Категория первая, в которую вошли зоны с незначительными (до 10 %) потерями в динамике получения полужидкого навоза. К данной категории относятся.

- Северо-Западная природно-сельскохозяйственная зона, потери в объемах получения полужидкого навоза в которой составили 7,99 % в 2013 году по отношению к уровню 2012 года;

- Южная природно-сельскохозяйственная зона - сокращение объемов получения навоза - 4,74 % в 2013 году по отношению к уровню предыдущего года;

- Восточная природно-сельскохозяйст-венная зона - сокращение объемов получения навоза - 6,57 % в 2013 году по отношению к уровню 2012 года.

Вторая категория - природно-сельскохозяйственные зоны, в которых наблюдается значительное сокращение объемов получаемого навоза (более 10 %). К данной категории относятся:

- Северо-Восточная природно-сельскохозяйственная зона, в которой наблюдается сокращение получения полужидкого навоза на 48,98 % в 2013 году по отношению к уровню 2012 года;

- Центральная природно-сельскохозяй-ственная зона, в которой наблюдается резкое падение объемов получаемого навоза - на 77,29 % в 2013 году по отношению к уровню 2012 года.

Третья категория - природно-сельскохозяйственные зоны с положительной динамикой. В отношении производства полужидкого навоза к данной категории относится одна природно-сельскохозяйственная зона - Приазовская, в которой в 2013 году объем выхода полужидкого навоза незначительно - на 2,97 % увеличился по отношению к уровню 2012 года.

В результате анализа получения полужидкого навоза в с.-х. организациях Ростовской области выявили некоторое снижение объемов за период 2009-2013 гг. Так, в 2009 году общий выход полужидкого навоза по области составил 1 612, 69 тыс. тонн, а в 2013 году - 1 376, 88 тыс. тонн, что на 14,62% меньше уровня 2009 года. Несмотря на сокращение объемов получаемого навоза, его количество остается значительным и у с.-х. организаций возникает проблема с утилизацией. Появляются предпосылки необходимости переработки полужидкого навоза и дальнейшего его применения в виде органических удобрений. Для этих целей применяются различного вида технологии переработки навоза, из которых в соответствии со сформировавшейся ресурсно-сырьевой базой и состоянием с.-х. угодий выбирается наиболее экономически целесообразная.

Рассмотрим технологии переработки полужидкого навоза (ПН) в органические удобрения: традиционную и технологию микробиологического ускоренного компостирования (УК) (рис. 2).

ПН имеет влажность 92-96 % и производится на животноводческих предприятиях и ПТФ при транспортной уборке навоза и помета с добавлением воды от смыва станочного оборудования, подтекания поилок и т.д.

Традиционная технология

круглый год

весенне-летний-осенний период

Ускоренная технология

ПН

Приемный резервуар

Транспортировка на хранение

на поле

<-

ПОУ

Погрузка соломы на площадку

ОМС

<-

Ж-

Распределенне соломы на площадке компостирования

ОМС

Распределение ОМС на слой соломы

К

на поле

К

V

МУ

Транспортировка ПОУ

ОМС

ж.

Перемешивание

К

Буртование

К

Перебуртовка штабеля

К

V

Погрузка

К

Секционное хранение ПН

ПЪ

пн

ж

Выгрузка ПОУ

Погрузка МУ

производство КОУ

Отделение жидкой фракции (ЖФ)

ЖФ

Перемешивание

ТФ

Ж

Транспортировка на площадку УК

ТФ

V

Транспортировка жидкой фракции к растворному узлу

Загрузка емкости растворного узла

Подача а-добавкн

Укладка 1-й очереди бурта

Транспортировка на измельчение

Измельчение

\

Выгрузка в технологическую машину

Транспортирование

t

Подача в бункер накопитель

Т"

Подача в гранулятор

Гранулирование

V

Транспортировка КОУ

на реализацию

т

Перебуртовка 1

ТФ

Перебуртовка 2

КОУ

Получение КОУ

Подача КОУ на фасовку

Фасовка

Укладка 2-й очереди бурта

<-

на поле

->

Подача воздуха

Рисунок 2 - Технологии переработки полужидкого навоза в органическое удобрение

Традиционная технология переработки полужидкого навоза осуществляется следующим образом [1].

Как правило, ПН из нескольких животноводческих помещений самотеком по каналам поступает в приемный резервуар, размер которого рассчитан на суточное поступление навоза от животных. Периодически (не реже 2-х раз в сутки) навоз перемешивается (как правило гидравлическим способом) и насосом (НЖН-200А, иностранными марками - Согпе!! 3NLT, Оогпе!! ^N4022) подается на хранение в одно из секционных навозохранилищ.

На ферме должно быть 2 секционных навозохранилища для ПН, объем каждого из которых рассчитан на годовое накопление навоза [2, 3]. В результате годового хранения навоза он обеззараживается в естественных условиях и переходит в категорию полужидкого органического удобрения (ПОУ). Выгрузка ПОУ осуществляется в летний период, как правило, под основную обработку почвы с дозами не менее 60т/га. Для этой цели используют или стационарные погрузчики типа НЖН-200А, или мобильные -ПНЖ-250. Насосом ПОУ загружается в технологическую машину и вносится на поле.

Распространенным приемом в ЮФО является производство компостов площадочным способом, где основными компонентами выступают солома, ПН (или ПОУ) и минеральные удобрения (МУ) (1-3 % от объема навоза). Для этой цели на краю поля рядом со скирдом соломы готовится площадка, размеры которой определяются объемом производимого компоста. На площадку с помощью ПКУ-0,8 оборудованного стогометом укладывается слой соломы шириной до 8 метров и высотой около 0,5м.

Одновременно из навозохранилища ПН погрузчиком загружается в транспортно-технологическую машину (ТТМ) конструкции АЧИИ, разработанную на базе разбрасывателей ЖОУ РЖТ-8(10) [4]. Одновременно к навозохранилищу подается МУ, который в дозе 1-3 % загружается в емкость ТТМ. В процессе движения к месту компостирования компоненты перемешиваются и образуют органо-минеральную смесь (ОМС). На площадке компостирования ОМС из ТТМ выгружается на слой соломы, затем подается опять слой соломы, на который подается ОМС (формируется многослойный продукт). Затем вся полученная масса перемешивается погрузчиком-бульдозером (ПФП-1,2; ПФП-2,0) и рядом с площадкой формируется бурт с размерами по ширине 4-5 м, по высоте - 2,5 м. В процессе формирования компоста, для достижения его влажности 75 %, соотношение соломы к навозу должно составлять 1:4. Бурты компоста должны перемешиваться не менее 2-х раз в месяц и через 3-4 месяца компост представляет собой ОУ, которое вносится на поле с дозами 40-60 т/га.

В весенне-летне-осенний период наиболее перспективной является интенсивная технология микробиологического ускоренного компостирования переработки ПН (ПОУ) в высокока-

чественные концентрированные органические удобрения (КОУ) в жидком и твердом виде [5].

Для этого жидкая фракция (ЖФ) ПН из навозохранилища насосом по трубам подается на растворный узел, который представляет собой несколько емкостей (не менее 25м3 каждая) с автономными центробежными насосами, системой гидравлического перемешивания и устройством для подачи а-добавки.

Технологический процесс производства жидкого КОУ заключается в следующем. Жидкий навоз (ЖН) подается в емкость, которая заполняется на 2/3 объема и одновременно через горловину подается в порошкообразном виде а-добавка в количестве 5 % от объема поступившего навоза. Включается центробежный насос на режим перемешивания и происходит активное гидравлическое перемешивание компонентов в течении 35-45 мин. Затем центробежный насос включается в режим выгрузки и жидкое КОУ подается в технологическую машину, которая транспортирует его на поле и вносит поверхностно (или внутрипочвенно) с дозами до 4 м3/га. После выгрузки ЖН из секции навозохранилища, в нем остается осадок в количестве 15-20 % от объема с влажностью 85-87 %, который выгружается машинами типа ПФП-1,2 (2,0) в транспортные средства и транспортируется на площадку УК для производства твердых КОУ.

При использовании описанной технологии получения высококачественного концентрированного органического удобрения из полужидкого навоза по районам природно-сельскохозяйственных зон Ростовской области, а также при наличии выявленных в ходе анализа объемов получения полужидкого навоза, определили потенциальное количество произведенного КОУ (на рис. 3-8).

По Северо-Западной природно-сельскохо-зяйственной зоне в анализируемом периоде наблюдается спад потенциального производства КОУ на 9,93 % в 2013 году по сравнению с 2012 годом (рис. 3). Однако, в Миллеровском районе-лидере по потенциальному производству КОУ объем производства в 2013 году вырос до 124 624,36 т, по сравнению с 120 857,95 т в 2012 году, в процентном соотношении на 3,11 %.

По Севере-Восточной природно-сельско-хозяйственной зоне в анализируемом периоде с 2011 г. по 2013 г. наблюдается резкое сокращение объема, потенциально произведенного КОУ (рис. 4). В 2012 году сокращение объема потенциального производства КОУ составило 18,08% (с 138 748,07 т в 2011 году до 113 662,28 т в 2012 году), в 2013 году объем сократился еще на 37,52% (с 113 662,28 т в 2012 году до 71 015,87 т. в 2013 году).

В Центральной природно-сельскохо-зяйственной зоне в 2013 году объем потенциального производства КОУ сократился в три раза по отношению к 2012 году (рис. 5). На протяжении 2009-2012 гг. динамика наблюдалась положительной, однако в 2013 г. объем потенциального производства снизился с 275 432,58 т

в

: № 1(17), 2015

Экономика

Рисунок 3 - Динамика производства концентрированного органического удобрения по Северо-Западной пр.-с.-х. зоне

311

(уровень 2012 года) до 90 408,60 т (в 2013 году), т.е. снижение потенциального производства составило 67,18%.

Приазовская природно-сельскохозяйствен-ная зона, как одна из благополучных зон по обеспечению навозом в последнем году анализа

312

в

Рисунок 5 - Динамика производства концентрированного органического удобрения

по Центральной пр.-с.-х. зоне

2013 г. демонстрирует положительную динамику в объемах потенциального производства КОУ (рис. 6). В 2013 году рост объема производства КОУ составил 1,89 %, с 481 962,20 т в 2012 году до 491 051,13 т в 2013 году.

По Южной природно-сельскохозяйственной зоне с 2011 года наблюдается сокращение объемов потенциального производства КОУ (рис. 7). Так, в 2013 году объем производства составил 208 225,27 т, по отношению к 224 509,42 т,

в

: № 1(17), 2015

Экономика

313

Рисунок 7 - Динамика производства концентрированного органического удобрения

по Южной пр.-с.-х. зоне

произведенным в 2012 году, что указывает на спад потенциального производства КОУ в данной зоне на 7,25 %. Лидирует по объемам потенциального производства Кагальницкий район с долей в 44,98 % от общего объема производства по зоне, на втором месте Сальский район с долей 26,92 % от всего объема, потенциально произведенного по зоне КОУ.

В Восточной природно-сельскохозяйствен-ной зоне на протяжении всего периода анализа наблюдается спад объема потенциального производства КОУ (рис. 8). По отношению к уровню 2012 года объем потенциального производства в 2013 году сократился на 8,16 % и составил 340 480,39 т, по отношению к 2009 году объем сократился на 23,55 %.

Таким образом, по данным потенциального производства КОУ можно констатировать: за анализируемый период 2009-2013 гг. небольшой рост производства наблюдался в Приазовской природно-сельскохозяйственной зоне, незначительное сокращение объема потенциального производства КОУ выявлено в Северо-Западной, Южной и Восточной природно-сельскохозяйственных зонах, значительное уменьшение объемов потенциально произведенного КОУ наблюдается в СевероВосточной природно-сельскохозяйственной зоне - на 37,52 % и в Центральной природно-сельскохозяйственной зоне - на 67,18 %.

Рекомендуемая интенсивная технология внедрена в ряде хозяйств Ростовской области РФ: СПК (колхоз) им. С.Г. Шаумяна Мясниковского района, СПК (колхоз) «КОЛОС» Матвеево-Курганского района, СПК колхозе «РОДИНА» Матвеево-Курганского района и др.

Результатом внедрения стал рост урожайности по рассматриваемым культурам, реализация дополнительной продукции окупила дополнительные затраты и привела к росту прибыли от реализации в расчете на один гектар.

При внесении КОУ, произведенного по интенсивной технологии микробиологического ускоренного компостирования в СПК (колхоз) «КОЛОС» Матвеево-Курганского района Ростовской области, при возделывании озимой пшеницы рост прибыли составил 6135,00 руб./га, ярового ячменя - 3550,31 руб./га, подсолнечника 6105,58 руб./га и кукурузы на зерно 8330,61 руб./га. Прирост прибыли от реализации продукции растениеводства СПК (колхоз) «КОЛОС» составил 18 193 327,96 руб. [6].

При применении КОУ рентабельность производства ярового ячменя достигла более 66 %, подсолнечника около 167 %, озимой пшеницы более 54 %, кукурузы на зерно около 197 %.

Результаты экономической эффективности внедрения разработанной интенсивной технологии методом микробиологического ускоренного компостирования, указывают на ее состоятельность и перспективность, так как рост рентабельности возделывания культуры за счет роста урожайности культуры осуществляется более быстрыми темпами, чем повышение затрат на дополнительные технологические операции с учетом затрат на производства КОУ.

Литература:

1. Бондаренко А. М., Забродин В. П., Куроч-кин В. Н. Механизация процессов переработки навоза животноводческих предприятий в высококачественные органические удобрения : монография. Зерноград : АЧ-ГАА, 2010. 184 с.

2. РД-АПК 1.10.15.02-08 Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета.

3. НТП 17-99 Нормы технологического проектирования систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета.

4. Пат. 64208 РФ, МПКСО5Р9/02. Устройство для приготовления компостов / А. М. Бондаренко, С. Г Добровольская, Т. Ф. Самойлова, В. Ф. Яламов ; патентообладатель ФГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия». № 2006136134/22 ; заявл. 12.10.2006 ; опубл. 27.06.2007, Бюл. № 18.

5. Качанова Л. С., Бондаренко А. М. Организационно-экономические аспекты технологий производства твердых органических удобрений на основе полужидкого навоза КРС // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2014. № 4 (16). С. 251-260. Ши http://www.ros-пИрт-8т.ги/агсЫуе?п=292&1Ь=312.

6. Переработка навоза крупного рогатого скота в высококачественные органические удобрения в СПК (колхоз) «Колос» Матвеево-Курганского района Ростовской области : отчет о НИР по договору № 346 от 5 июня 2013 г. / А. М. Бондаренко, Л. С. Качанова [и др.]. Зерноград : ФГБОУ ВПО АЧГАА, 2013. 116 с.

References:

1. 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 Institute of Don State Agricultural University, 2010. 184 p.

2. RD-AIC 1.10.15.02-08 Guidelines for the technological design removal systems and preparation for use of manure and litter.

3. NTP 17-99 Engineering standards of removal systems and preparation for use of manure and litter.

4. A device for the preparation of composts. Utility patent RUS 64208 12.10.2006. Bondarenko A.M., Yalamov V.F., Samoilova T.F, Dobrovolskaya S.G.

5. Kachanova L. S., Bondarenko A. M. Organizational and economic aspects of the production technology of solid organic fertilizers on the basis of semi-liquid manure of cattle // The scientific journal of the Russian Research Institute of Land Reclamation. 2014. № 4 (16), P. 251-260. URL: http://www.ros-niipm-sm.ru/archive?n=292&id=312.

6. Processing of cattle manure into high quality organic fertilizer in the SEC (collective farm) "Kolos" in Matveyev-Kurgan district of Rostov region : report on the research work under the contract № 346 of 5, June 2013 / A. M. Bondarenko, L. S. Kachanovs [and others]. Zernograd : Azov-Black Sea Engineering Institute of Don State Agricultural University, 2013. 116 p.