CC BY
119
УДК 631.862
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА
С.И. Тарасов, к.б.н.
Отдел экологии, e-mail: tarasov.s.i@mail.ru
В статье приведены основные направления использования бесподстилочного навоза и помета и показаны недостатки технологий внесения данных видов удобрений: низкая экономическая эффективность, высокие экологические нагрузки. Представлены перспективные направления развития технологий и технических средств применения в качестве удобрения бесподстилочного навоза и помета.
Ключевые слова: бесподстилочный навоз, помет, животноводческие стоки, применение, перспективные технологии, технические средства.
TOPICAL ISSUES OF APPLICATION OF LIQUID MANURE
S.I. Tarasov
In the article the basic directions of the use of liquid manure, dung. Shows the disadvantages of technologies, technical means of transportation and the date types of fertilizers: low economic efficiency of their use, high environmental load. The prospective directions of development of technologies and technical means of application of liquid manure, dung
Keywords: liquid manure, dung, livestock waste, application, perspective technologies, technical means.
Существуют различные направления использования бесподстилочного навоза и помета: производство кормовых добавок, нефти, бумаги, благовоний, физиологически активных соединений, лекарственных препаратов. Однако основной наиболее распространенный способ использования бесподстилочного навоза и помета -применение в качестве органических удобрений. Разработаны и широко внедрены в производство типовые технологии поверхностного и внутрипочвенного внесения бесподстилочного навоза. Основным недостатком данных технологий является их низкая эффективность, а также плохая адаптация к требованиям охраны окружающей среды. Окупаемость 1 т стоков навозных и пометных составляет 0,04-0,06 ц зерн.ед. против 0,1 - по нормативу. Свыше 40% бесподстилочного навоза и помета в целях экономии средств не используется, сбрасываются и бесхозно хранятся. Крайне отрицательно на свойства почвы влияют крупнотоннажные разбрасыватели удобрений: однократный проход МЖТ-10 увеличивает плотность почвы на 10%, пятикратный проход - на 80%. Урожайность сельскохозяйственных культур на переуплотненной почве снижается на 35-46% [1].
Во ВНИИОУ и ВНИПТИМЭСХ разработаны комплексы машин по внесению полужидкого навоза и помета, которые по своим техническим характеристикам уступают зарубежным. Учитывая высокую стоимость транспортирования бесподстилочного навоза и помета, значительное внимание в проведении работ должно быть уделено разработке и внедрению низкозатратных и экологически безопасных технологий их внесения, позволяющих снизить затраты в 5 раз. В ЗАО «Волгоградский завод оросительной техники и жилищно-коммунального хозяйства - ОРТЕХ» налажено производство дождевателя шлангового ДШ «Агрос» - 110, использование которого позволяет с одной позиции орошать 2,4 га. Однако дождеватель рассчитан на внесение чистой воды и не приспособлен для внесения животноводческих стоков. Практически все гидросистемы, используемые в животноводческих хозяйствах страны для внесения бесподстилочного навоза, помета, произведены за рубежом. Их стоимость, как правило, превы-
шает 10 млн. руб. Данное обстоятельство актуализирует необходимость производства гидросистем для транспортирования и внесения бесподстилочного навоза и помета российскими предприятиями.
Важным направлением должны стать исследования по оценке, разработке и внедрению технологий глубокого депонирования бесподстилочного навоза и помета в целях формирования подпахотного гумусового слоя, обеспечивающего эффективное пролонгированное действие удобрений. Данный способ внесения жидкого навоза и помета повышает плодородие почв, урожайность сельскохозяйственных культур на 20-30%, эффективно повышает последействие удобрений, снижает нагрузки на окружающую среду [2, 3].
Положительный опыт эксплуатации пилотных и производственных установок по выращиванию проростков зерновых культур, аквакультур на средах из бесподстилочного навоза накоплен в ряде хозяйств РФ. Данные способы использования жидкого навоза, стоков высоко рентабельны и экологичны [4], позволяют круглого дич-но получать свежий, сочный зеленый корм. По питательной ценности 1 т зеленого корма эквивалентна 3 т комбикормов.
Согласно мировой практике современные мобильные агрегаты по внесению бесподстилочного навоза и помета должны отличаться высокой производительностью, проходимостью, точностью внесения, надежностью, долговечностью в эксплуатации, комфортностью, удобством в обслуживании, экологичностью [5, 6]. Способы достижения данных требований: использование машин с большой емкостью цистерн, оснащенных загружающим, перемешивающим и напорно-перемешивающим оборудованием; комбинированных машин - свиперов, позволяющих одним агрегатом удалять, транспортировать, вносить бесподстилочный навоз, помет; комплексов «тягач» + «танкер», обеспечивающих единовременную транспортировку 60 т и более удобрений. Низкое давление на почву обеспечивается: снижением веса самих цистерн; использованием шин с регулируемым давлением; разделением процесса транспортирования и внесения бесподстилочного навоза, помета. Улучшение каче-
ства внесения удобрений, как правило, достигается за счет использования поворотного сопла при сплошном внесении, штанговых тукопроводов с шириной внесения свыше 30 м, инжекторов внутрипочвенного депонирования удобрений с шириной внесения более 8 м, мульти-сопловых систем, позволяющих при поверхностном внесении применять бесподстилочный навоз, помет локально, непосредственно под корни растений, инфракрасных спектроскопов, позволяющих производить непрерывный анализ состава удобрений, точно их дозировать. Эколо-гичность внесения бесподстилочного навоза, помета обеспечивается использованием электронных систем управления технологического процесса, полностью исключающих потери удобрений, позволяющих строго дозировано, избирательно их применять с учетом плодородия почв.
В целях снижения эмиссии парниковых газов техника агрегатируется оборудованием для глубокого депонирования удобрений, навигаторами, минимизирующих плечо перевозки удобрений, системами автоматического отключения работы двигателей в случае простоя техники. Машины с указанными инновационными решениями в РФ выпускаются совместными предприятиями («Флигль Сибирь», Алтайский край; «Самсон Агро», г. Выборг). Однако из-за высокой стоимости данная техника для большинства хозяйств мало доступна. В этой связи предстоит разработка дешевых мобильных, крупнотоннажных агрегатов для поверхностного внесения бесподстилочного навоза, помета, оборудованных системами GPS, ГЛОНАСС, механизмами глубокого подпочвенного рыхления, позволяющих повысить качество внесения удобрений, снизить уплотнение почвы после прохождения агрегата, нагрузки на окружающую среду, затраты по внесению на 50-80%.
Для снижения нагрузок на окружающую среду востребована разработка машин для внутрипочвенного внесения бесподстилочного навоза, помета с электронным контролем качества распределения удобрений в почве, оборудованных средствами современной информатизации, используемых в точном земледелии. Как свидетельствует опыт эксплуатации аналогичных зарубежных агрегатов, урожайность сельскохозяйственных культур может повышаться на 18-25%, уровень нагрузок на окружающую среду сведен до минимальных значений [7].
Одним из способов высокоэффективного использования животноводческих стоков является их внесение на мелиорированных землях посредством дождевальных установок. Как правило, выход продукции с орошаемого гектара в 2-5 раз выше, чем с богарного. По экспертным оценкам орошение в сочетании с использованием навозных стоков увеличивает производительность труда, эффективность использования удобрений в 2-3 раза. В 240 хозяйствах Российской Федерации на площади, превышающей 123 тыс. га, посредством орошения ежегодно использовали на удобрение свыше 50 млн.т. животноводческих стоков [7]. Использовали короткоструйные (ДДА-100МА), среднеструйные («Фрегат»: ДМУ, ДМУ-Асо; «Волжанка» (ДКШ; ДКН-80); ДфС-12о), дальнеструйные (ДДН-70; ДДН-100 С) ирригационные установки. В настоящее время по причинам экономического характера ни в одном хозяйстве страны внесение животноводческих стоков дождеванием не применяют. В целях снижения расходов по эксплуатации ирригационных
установок, повышения качества внесения навоза, помета, стоков важным представляется создание, внедрение оросительных систем с полной автоматизацией, электронным контролем процесса.
Учитывая высокие экологические нагрузки в зонах расположения предприятий индустриального животноводства, чрезвычайно актуальным работы по созданию единой для РФ и Европейского союза программы мониторинговых исследований для зон интенсивного применения на удобрение навоза и помета. Исследования должны предусматривать разработку единых правил отбора проб, пробоподготовки, методов проведения аналитических исследований, объектов окружающей среды, единой космической системы контроля и слежения за изменением экологической обстановки. Необходима разработка единых методик, правил оформления отчетной документации. В соответствии с результатами мониторинговых исследований должны быть разработаны эффективные мероприятия по предупреждению и устранению негативных процессов, происходящих в окружающей среде под влиянием выбросов, отходов индустриальных животноводческих, птицеводческих предприятий. В рамках данной программы помимо системы наблюдений за состоянием почвы, воздушного бассейна, поверхностных, грунтовых вод, качества продукции растениеводства должен быть предусмотрен экологический мониторинг процессов производства, хранения и применения бесподстилочного навоза и помета. Специалистами ВНИИОУ, ВНИИА, ВНИИВСГЭ, ВИГИС в соответствии с существующей законодательной базой, требованиями надзорных органов разработана система проведения мониторинговых исследований в зонах интенсивной утилизации бесподстилочного навоза, помета. К 2020 г. планируется выполнение работ по ее актуализации, ва-лидации и верификации с учетом международных норм и правил.
Систематическое применение высоких доз бесподстилочного навоза и помета на одних и тех же полях нарушает процессы саморегулирования и самовозобновления плодородия почвы, усиливает ее эрозию, химическое и биологическое загрязнение, обусловливает снижение качества продукции растениеводства [9]. В соответствии с результатами 30-летних исследований [4], регулярное применение бесподстилочного навоза в сверхвысоких дозах (более N300) оказалось нецелесообразным и обусловило:
- увеличение в почве содержания подвижного фосфора до избыточно высокого уровня, активное развитие денитрифицирующих и нитрифицирующих бактерий, актиномицетов, грибов-продуцентов фитотоксичных веществ;
- снижение коэффициентов использования биогенных элементов растениями из удобрений;
- уменьшение рентабельности применения удобрений;
- снижение качества продукции растениеводства вследствие накопления в ней нитратов, калия, фосфора в токсичных концентрациях, дисбаланс макроэлементов, сахаропротеинового отношения, кислотных и щелочных грамм-эквивалентов;
- увеличение нагрузок на окружающую среду в результате интенсивной миграции фосфатов, нитратов в зону грунтовых вод, повышение контаминации почвы
патогенными микроорганизмами, жизнеспособными яйцами гельминтов.
Большая подвижность токсичных соединений, высокая выживаемость болезнетворных микроорганизмов, яиц и личинок гельминтов в переунавоженных почвах, загрязненных бесподстилочным навозом и пометом, обусловили необходимость их санации и детоксикации в целях:
- радикального снижения уровня химического и биологического загрязнения земель, грунтовых и поверхностных вод, воздушного бассейна;
- улучшения качества окружающей среды, уменьшения инфекционного, инвазионного потенциала биосферы, снижения уровня заболеваемости населения;
- восстановления загрязненных земель, расширения землепользования, увеличения занятости населения;
- повышения плодородия почв, качества продукции растениеводства, увеличения ее сбыта, улучшения материального положения населения.
Для восстановления загрязненных почв используют физико-химические технологии (промывание, экстракция, экскавация и др.), биоремедиацию (восстановление с помощью микроорганизмов), фиторемедиацию (с помощью растений). Последние считаются наиболее перспективными технологиями, так как малозатратны, эффективны и основаны на природных закономерностях очистки ценозов. В этой связи одним из важных направлений работ следует признать разработку низкозатратных, высокоэффективных технологий фито - и биореме-диации земель с. -х. назначения, загрязненных отходами животноводства.
ВНИИОУ Россельхозакадемии впервые в РФ для хозяйств индустриального животноводства (ОАО «Птицефабрика «Центральная» и АОЗТ «Суздальское» Владимирской области, СПК «Родники и совхоз «Петровский» Ивановской области) были разработаны и внедрены технологии восстановления переунавоженных почв посредством введения в севооборот различных культур, в том
числе наиболее устойчивых к высокому содержанию в почве токсичных соединений, ризосфера которых обладает эффективным санирующим воздействием.
Учеными и специалистами института были выполнены работы по формированию нормативной базы, механизма возмещения убытков, причиняемых неграмотным использованием бесподстилочного навоза, помета состоянию окружающей среды. В исследованиях были определены микроорганизмы, осуществляющие эффективную санацию переунавоженных почв [10]. Вместе с тем необходимо провести исследования по следующим направлениям:
подбор растений-ремедиантов, в т.ч. генетически модифицированных, с высоким выносом токсичных элементов (в первую очередь тяжелых металлов), эффективным биоцидным действием их ризосферы;
определение целесообразности применения различных видов эффекторов, повышающих эффективность ремедиации антропогенно загрязненных земель;
стабилизация биоцидного воздействия микроорганизмов биопрепаратов, применяемых с данной целью;
изучение механизма взаимодействия растений-ремедиантов и микробиоты почвы в процессах санации и детоксикации земель, загрязненных ненормированным применением бесподстилочного навоза и помета;
оценка эффективности применения биопрепаратов биоцидного действия, обеспечивающих санацию переунавоженных почв.
Таким образом, совместные работы научных учреждений и бизнеса по разработке и внедрению новых технологий хранения и применения бесподстилочного навоза и помета должны быть направлены на обеспечение высокого уровня энерго- и ресурсосбережения, повышение плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур, а также гарантировать охрану окружающей среды и выполнение международных обязательств по реализации директив ВТО, Киотского протокола и др.
Литература
1. Русанов В.А. Проблема переуплотнения почв движетелями и эффективные пути ее решения. - M.: ВИM, 1998. - 368 с.
2. Байков Б. Экологическая инженерия в промышленном животноводстве II Mеждународный сельскохозяйственный журнал, 1988, № 3. - С. 68-72.
3. Тарасов С.И. Проблемы производства и хранения бесподстилочного навоза II Агрохимический вестник, 2012, № 6. -С. 37-40.
4. Mерзлая Г.Е., Новиков M.fr, Еськов А.И., Тарасов С.И. Агроэкологические основы и технологии использования бесподстилочного навоза. - M.: Россельхозакадемия, ГНУ ВНИИОУ, 2006. - 463 с.
4. Гриднев П.И. и др. Направления развития технологий и технических средств уборки и подготовки навоза к использованию II Вестник РАСХН, 2002, № 1. - С. 37-40.
5. Несер Ш., Шрайбер Ф. Как внесешь, так и соберешь II Новое сельское хозяйство, 2010, № 1. - С. 37-40.
6. Burton C.H., Turner C. Manure Management. I-treatment Strategies for Sustainable Agriculture. - Silsoe research institute 2003. Wrest Park.Silsoe. Bedford.UK. - 217 p.
7. Еськов А.И., Тарасов С.И. Научно-технологические решения эффективного, экологически безопасного использования бесподстилочного навоза, помета I Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства: сб. научн. тр. ГНУ ВНИПТИОУ. - Владимир, 2006. - С. 17-33.
8. Желязко В.И., Тиво П.Ф., Mажайский Ю.А. Использование бесподстилочного навоза на мелиорированных аг-роландшафтах Нечерноземья. - Рязань: Mещерский филиал ВНИИГиM, 2006. - 304 с.
9. Еськов А.И., Духанин Ю.А., Тарасов С.И. Фиторемедиация почв, загрязненных бесподстилочным навозом -M.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - 100 с.
