CC BY
5
РАЗДЕЛ 1. ЭКОЛОГИЯ АГРОСИСТЕМ
Научная статья УДК 636.2
ОЦЕНКА КОСВЕННЫХ ВЫБРОСОВ ЗАКИСИ АЗОТА В РЕЗУЛЬТАТЕ СБОРА И
ХРАНЕНИЯ НАВОЗА И ПОМЕТА
Александр Юрьевич Брюханов1, Екатерина Викторовна Шалавина2н, Эдуард Вадимович
Васильев3, Семен Алексеевич Егоров4
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
^п^уапёех.ш, https://orcid.org/0000-0003-4963-3821 ^а1аутаеу@шаП.т, https://orcid.org/0000-0002-7345-1510 ^пп6@уа.т, https://orcid.org/0000-0002-5910-5793 [email protected], https://orcid.org/0000-0008-3948-6171
Аннотация. Косвенные выбросы закиси азота зависят от потерь азота при сборе и хранении навоза и помета через улетучивание и вымывание. С учетом того, что при вымывании теряется порядка 2% азота, акцент исследования сделан на потерях при улетучивании. Целью работы было рассчитать потери азота при улетучивании и общие потери азота в процессе переработки навоза и помета. Расчет проведен в соответствии с Методическими рекомендациями по проведению добровольной инвентаризации объема выбросов парниковых газов в субъектах Российской Федерации. Ранее было установлено распределение технологий переработки навоза и помета в регионах РФ. Для каждой технологии, в соответствии с коэффициентами, отраженными в нормативных документах, получены коэффициенты потерь массы переработанного материала и общего азота при переработке. Рассчитаны массы потерянного при переработке общего азота по регионам РФ. Выявлено, что по всей РФ ежегодно теряется порядка 507,68 тысяч тонн азота. Рассчитаны коэффициенты потерь азота для систем «Жидкое хранение» и «Сухое хранение» для следующих групп животных: коровы и КРС (без коров) - 20,77% для системы «Жидкое хранение» и 31,49% для системы «Сухое хранение»; свиньи - 20,92% для системы «Жидкое хранение» и 31,91% для системы «Сухое хранение»; куры несушки - 32,37% для системы «Сухое хранение»; бройлеры - 32,32% для системы «Сухое хранение». В результате расчетов на основании полученных коэффициентов установлено, что годовая масса общего азота, поступающая из систем сбора и хранения навоза/помета для последующего внесения удобрения в почву, составляет 1,23 млн. т. Так как это значение ниже показателя, отраженного в Национальном кадастре (1,34 млн тонн), то в последнем требуется корректировка коэффициентов потерь азота.
Ключевые слова: косвенные выбросы азота, технология переработки, навоз, помет, коэффициент потери азота
Для цитирования. Брюханов А.Ю. Шалавина Е.В., Васильев Э.В., Егоров С.А. Оценка косвенных выбросов закиси азота в результате сбора и хранения навоза и помета // АгроЭкоИнженерия. 2024. № 1(118). С. 4-16 https://doi.org/
Research article
Universal Decimal Code 636.2
ESTIMATION OF INDIRECT NITROUS OXIDE EMISSIONS FROM ANIMAL AND POULTRY MANURE COLLECTION AND STORAGE
Aleksandr Yu. Briukhanov1, Ekaterina V. Shalavina2H, Eduard V. Vasilev3, Semen A.
Egorov4
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM, Saint Petersburg, Russia
[email protected], https://orcid.org/0000-0003-4963-3821 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-7345-1510 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-5910-5793 [email protected], https://orcid.org/0000-0008-3948-6171
Abstract. Indirect nitrous oxide emissions depend on nitrogen volatilization and leaching loss from collection and storage systems of animal/poultry manure. As leaching carries away about 2% of nitrogen, the study focused on volatilization loss. The study aimed to calculate the nitrogen volatilization loss and total nitrogen loss in animal/poultry manure processing. The previous studies determined the distribution of animal/poultry manure processing technologies in the regions of the Russian Federation. For each technology, the study calculated the coefficients of mass loss of processed material and total nitrogen loss during processing by the ratios from the regulatory documents. The mass of total nitrogen lost during processing was calculated by regions of the Russian Federation. The study revealed about 507.68 thousand tons of annual nitrogen loss throughout the country. Nitrogen loss coefficients for "Liquid storage" and "Dry storage" systems were calculated for the following groups of animals: cows and cattle (without cows) - 20.77% for "Liquid storage" system and 31.49% for "Dry storage" system; pigs - 20.92% for "Liquid storage" system and 31.91% for "Dry storage" system; laying hens - 32.37% for "Dry storage" system; broilers - 32.32% for "Dry storage" system. The calculations based on the coefficients obtained indicated that the annual mass of total nitrogen coming from animal/poultry manure collection and storage systems for later soil application of fertilizer was 1.23 million tons. Since this value is lower than that reported in the National Inventory (1.34 million tons), this document requires updating in terms of nitrogen loss factors.
Key words: indirect nitrogen emissions, processing technology, animal manure, poultry manure, nitrogen loss factor
For citation: Briukhanov A.Yu., Shalavina E.V., Vasilev E.V., Egorov S.A. Estimation of indirect nitrous oxide emissions from animal and poultry manure collection and storage. AgroEcoEngineering. 2024; 1(118): 4-16 (In Russ.) https://doi.org/
Введение. Современное интенсивное сельское хозяйство оказывает значительное влияние на изменение климата [1, 2]. Так, в животноводстве и птицеводстве основными
5
источниками эмиссии парниковых газов (метан и закись азота) являются эмиссии от внутренней ферментации животных и эмиссии от систем переработки навоза и помета [3, 4, 5]. Уменьшение эмиссии метана от внутренней ферментации может быть достигнуто за счет изменения рационов кормления и добавления в рацион специальных добавок [6]. Снижение эмиссии закиси азота от систем переработки навоза и помета может быть достигнуто за счет изменения режимов работы технологий и внедрения технологий, соответствующих НДТ [7, 8]. Эмиссии азота делятся на прямые и косвенные. Косвенные выбросы закиси азота зависят от потерь азота при переработке навоза и помета через улетучивание и вымывание [9, 10]. Порядок расчета косвенных выбросов отражен в Национальном кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990 - 2021 гг.1 (далее Кадастр). В настоящее время, отсутствует единая, утвержденная методика по расчету вымывания азота для различающихся условий России. Косвенные потери закиси азота через вымывание в конкретных регионах и областях может быть рассчитано с помощью методики количественной оценки диффузного поступления азота от сельскохозяйственных предприятий, разработанной в 2015 г. ИАЭП -филиалом ФГБНУ ФНАЦ ВИМ совместно с ИНОЗ РАН [11].
В зависимости от природно-климатических условий на конкретной территории, используемых технологий/технических средств и производственных условий диффузное вымывание азота от сельского хозяйства может достигать значительных размеров, например, по азоту - от 6 до 100 кг/га [12-15].
Потери азота через улетучивание напрямую зависят от среднегодового выделения азота, доли распределения технологий в регионе МБ и коэффициента Ггаеглз, который определяется либо как «значение по умолчанию», либо через натурные замеры. При расчете в соответствии с Кадастром, значение среднегодового выделения азота определено «по умолчанию», без привязки к технологиям содержания животных/птицы и типу предприятия. Аналогичная ситуация и с долей распределения технологий в регионе МБ. В Кадастре дано значение «по умолчанию», единое для всех регионов РФ. Учет технологии содержания, навозоудаления и переработки навоза позволит повысить точность расчета эмиссии закиси азота в каждом регионе и уточнить данные, подаваемые в Кадастр [16-18].
Целью работы было рассчитать косвенные потери азота при улетучивании и общие потери азота в процессе переработки навоза и помета.
Материал и методы. Расчет потерь азота через улетучивание в результате сбора и хранения навоза и помета в соответствии с Методическими рекомендациями2 осуществляется по формуле 1:
^Улетучивание ММБ ^^ [1т [(%) • Мехт • М5СТЛ) • (^оРМ] С1)
1 Национальный кадастр антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990-2021 гг. [Электронный ресурс] URL: http://global-climate-change.ru/index.php/ru/oficial-documents/kadastr-report (Дата обращения 13.02.2024)
2 Распоряжение Минприроды России от 16.04.2015 N 15-р «Об утверждении методических
рекомендаций по проведению добровольной инвентаризации объема выбросов парниковых газов в
субъектах Российской Федерации». [Электронный ресурс] URL:
https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_256422/ (Дата обращения 13.02.2024)
6
где Ы(Т) - количество голов вида/категории/подкатегории скота и птицы Т в регионе; ЫеХ(г) - среднегодовое выделение азота на одну голову скота вида/категории/подкатегории Т в регионе, кг ^животное х год;
- доля суммарного годового выделения азота для каждого вида/категории/подкатегории скота и птицы Т, которая обрабатывается в рамках определенной системы Б сбора и хранения навоза и помета в данном регионе, не имеет размерности;
5 - система сбора и хранения навоза и помета; Т - вид/категория/подкатегория скота и птицы;
РгасГАЗМ5 - процентная доля азота в обработанном навозе скота и птицы категории/подкатегории Т, которая улетучивается в виде КНэ и NOx в данной системе сбора и хранения навоза и помета 5, %
Расчет косвенных выбросов N20, связанных с улетучиванием азота в результате сбора и хранения навоза, осуществляется по формуле 2:
44
N G(mm) = улещучиваниеmms ' ^ F4) ' ^ , (2)
где ЕР4 - коэффициент выбросов N20 в результате осаждения азота из атмосферы на почву и водные поверхности, кг №0-Ы/кг улетучившихся ЫНэ^ + N0x-N
44/28 - коэффициент преобразования выбросов из единиц азота (№0-Ы) в выбросы
N20.
Был проведен анализ текущего состояния отрасли сельского хозяйства. Данные по поголовью животных и птицы Ы(Т) взяты из баз данных Федеральной службы государственной статистики3 и открытых литературных источников.
В рамках исследования анализировались предприятия крупного рогатого скота (КРС), свиноводческие и птицеводческие предприятия трех категорий: сельскохозяйственные организации (СХ), крестьянско-фермерские хозяйства (КФХ) и хозяйства населений (ХН). По каждому типу предприятий в регионе изучались технологии содержания животных и технологии удаления навоза. При расчетах были использованы данные по подстилочному материалу, представленные в РД-АПК 1.10.01.01-184, справочнику ИТС НДТ-415, справочнику ИТС НДТ-426. Анализ полученных данных позволил уточнить коэффициент Мехр).
В каждом регионе определены соотношения технологий переработки навоза и помета, которые являются составной частью коэффициента МБ(ТЗ).
3 Федеральная служба государственной статистики. [Электронный ресурс] URL: https://rosstat.gov.ru/ (дата обращения 13.02.2024)
4 РД-АПК 1.10.01.01-18 Методические рекомендации по технологическому проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/560851915 (дата обращения 13.02.2024)
5 ИТС НДТ 41-2023 «Интенсивное разведение свиней» [Электронный ресурс]
URL: https://burondt.ru/NDT/NDTDocsDetail.php?UrlId=2094&etkstructure_id=1872 (дата обращения 13.02.2024)
6 ИТС НДТ 42-2023 «Интенсивное разведение сельскохозяйственной птицы» [Электронный ресурс] URL: https://burondt.ru/NDT/NDTDocsDetail.php?UrlId=2096&etkstructure_id=1872.(дата обращения 13.02.2024)
Для каждого региона РФ в зависимости от применяемых технологий переработки в соответствии с нормативными значениями коэффициентов потерь7 рассчитаны массы переработанного навоза и помета, а также массы общего азота в нем. Для возможности соотнесения полученных результатов с данными Кадастра, данные по переработанному навозу и помету сгруппированы по 2 типам: твердый и жидкий.
Количество азота, поступающего из систем сбора и хранения навоза для последующего внесения в почвы, рассчитывалось как разница между массой азота в навозе и помете до переработки и потерянной массой азота при переработке.
Результаты. При расчете учтено, что в сельскохозяйственных организациях (КРС и свиноводство) применяются интенсивные технологии содержания животных с минимальным количеством подстилочного материала и получением в основном полужидкого и жидкого навоза [19, 20]. В хозяйствах населения наоборот, животные содержатся в основном на глубокой подстилке с получением твердого навоза [21, 22]. На современных птицеводческих предприятиях образуется твердый помет.
На основании собранных исходных данных проанализированы технологии переработки навоза и помета и рассчитана масса навоза и помета, перерабатываемая каждой технологией [23].
В соответствии с применяемыми технологиями, рассчитаны потери азота (косвенные выбросы) в процессе переработки для различных типов хозяйств и технологий переработки (табл. 1). Данные сгруппированы по типам навоза и помета: твердый и жидкий.
Таблица 1. Потери азота в навозе и помете при переработке - косвенные выбросы
Table 1. Nitrogen loss in animal/poultry manure during processing - indirect loss
Показатель (по РФ) Потери азота в навозе и помете всего, тысяч тонн в год / % Потери азота в твердом навозе и помете, тысяч тонн в год / % Потери азота в жидком навозе и помете, тысяч тонн в год / %
Навоз КРС в СХ 129,16 / 27,92 75,82 / 32,95 53,34 / 22,95
Навоз КРС в КФХ и ИП 50,6 / 30,51 39,36 / 33,9 11,24 / 22,59
Навоз КРС в ХН 110,12 / 28,25 66,07 / 33,9 44,05 / 22,6
Навоз КРС всего 289,88 / 28,47 181,25 / 33,49 108,63 / 22,77
Свиной навоз в СХ 63,98 / 23,53 4,86 / 33,91 59,12 / 22,95
Свиной навоз в КФХ и ИП 0,81 / 27,14 0,4 / 33,89 0,41 / 22,64
Свиной навоз в ХН 5,92 / 23,73 0,85 / 33,89 5,08 / 22,6
Свиной навоз всего 70,71 / 23,58 6,11 / 33,91 64,61 / 22,92
Помет кур несушек в СХ 67,63 / 34,54 67,63 / 34,54 0
Помет бройлеров в СХ 46,81 / 34,4 46,81 / 34,4 0
Помет кур несушек в КФХ и ИП, ХН 21,01 / 33,84 21,01 / 33,84 0
Помет бройлеров в КФХ и ИП, ХН 11,64 / 34,02 11,64 / 34,02 0
7 РД-АПК 1.10.15.02-17* Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/495876346 (дата обращения 13.02.2024)
8
Помет кур несушек всего 88,64 / 34,37 88,64 / 34,37 0
Помет бройлеров всего 58,45 / 34,32 58,45 / 34,32 0
Как видно из таблицы 1, всего по РФ по расчетным данным по всем видам навоза и помета теряется за год порядка 507,68 тысяч тонн общего азота.
На основании полученных значений для трех типов предприятий (с учетом применяемых в настоящее время технологий содержания животных и птицы, технологий навозоудаления и технологий переработки) определены значения коэффициентов потерь азота для твердого и жидкого навоза и помета из систем сбора и хранения с улетучиванием N-NH3 и N-NOx (Frac^Ms) (таблица 2). В таблице 2 также приведены значения укрупненных коэффициентов потерь, отраженных в Кадастре.
Таблица 2 Потери азота из систем сбора и хранения с улетучиванием N-NH3 и N-NOx
(Fracr аз MS)
Table 2. Nitrogen loss from manure collection and storage systems with N-NH3 and N-NOx
volatilization (FracrasMs)
Категория сх животных Потери азота с улетучиванием N-NH3 и N-Nox, %
Жидкое Твердое
Кадастр Полученные значения Кадастр Полученные значения
Коровы 40 20,77 30 31,49
КРС (без коров) 40 20,77 45 31,49
Свиньи 48 20,92 45 31,91
Куры несушки 0 0 40 32,37
Бройлеры 0 0 40 32,32
В соответствии с таблицей 2, наибольшая разница между данными Кадастра и полученными значениями была для категории «свиньи»: отличие по жидкому навозу составило 56%, отличие по твердому навозу составило 29%.
С целью определения массы азота, которая поступает в почву и потенциально может смыться в водные объекты, рассчитана масса азота, поступающего из систем сбора и хранения для последующего внесения в почву (рис.).
1,200
1,346.94
§ к
о
CP <и и н и
Э
U
К
к о
н «
о 3 н
<о н
eö g
fe 2
о о
2 с
<и
СО
о и
CÖ
К
1,096.80
1,000
800
600
400
200
652.87
Расчет на основании данных Кадастра
Расчет на основании полученных значений
1,360 1,340 1,320 1,300 1,280 1,260
1,240
д
S
в н н о т
ч
«
с
ы
т
CÖ ато
а с с а
1,220 2
1,200
§
н р
а
1,180 S3
у
о
Масса азота в твердом навозе и помете Масса азота в жидком навозе и помете ♦ ИТОГО
Рис. Количество азота, поступающего из систем сбора и хранения навоза для последующего
внесения в почву
Figure. Amount of nitrogen from manure collection and storage systems for later soil application
Обсуждение. Косвенные выбросы закиси азота зависят от потерь азота при сборе и хранении навоза и помета через улетучивание и вымывание.
В результате расчетов на основании полученных коэффициентов установлено, что годовая масса общего азота, поступающая из систем сбора и хранения для последующего внесения в почвы, составляет 1,23 млн. т. Дополнительно с вымыванием может теряться до 2% азота8. Следовательно, с вымыванием потенциально может быть потеряно 22, 7 тыс. т. азота.
Так как это значение ниже показателя, отраженного в Национальном кадастре (1,34 млн тонн), то в это документе требуется корректировка коэффициентов потерь азота.
Выводы. Проведен детальный расчет косвенных выбросов и потерь азота при переработке навоза и помета. При расчете учтены типы предприятий (сельскохозяйственные организации, крестьянско-фермерские хозяйства, хозяйства населений). Проанализированы технологии содержания крупного рогатого скота, свиней, птицы и технологии навозоудаления в каждом типе предприятий. Проанализированы применяемые технологии переработки навоза и помета в каждом типе хозяйств. Полученные данные позволили рассчитать косвенные и общие потери азота.
0
8 Национальный кадастр антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990 - 2021 гг. [Электронный ресурс] URL: http://global-climate-change.ru/index.php/ru/oficial-documents/kadastr-report (Дата обращения 13.02.2024)
Расчеты показали, что в результате переработки навоза КРС теряется за год порядка 289,88 тысяч тонн общего азота (108,63 тысяч тонн в системах «Жидкое хранение» и 181,25 тысяч тонн в системах «Твердое хранение»), в результате переработки свиного навоза теряется за год порядка 70,71 тысяч тонн общего азота (64,61 тысяч тонн в системах «Жидкое хранение» и 6,11 тысяч тонн в системах «Твердое хранение»), при переработке помета кур несушек и бройлеров теряется за год порядка соответственно 88,64 тысяч тонн и 58,45 тысяч тонн общего азота в системах «Твердое хранение». Всего по РФ по расчетным данным по всем видам навоза и помета теряется за год порядка 507,68 тысяч тонн общего азота.
Отличие полученных расчетных значений от значений, полученных на основе данных Кадастра, достигает 50%.
В результате расчетов получено, что годовая масса общего азота, поступающая из систем сбора и хранения для последующего внесения в почвы, составляет 1, 23 млн. т. С вымыванием потенциально может быть потеряно 22,77 тыс. тонн азота.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 1 Genstwa N., Zmyslona J. Greenhouse gas emissions efficiency in Polish agriculture // Agriculture. 2024. Vol. 14(1), 56. https://doi.org/10.3390/agriculture14010056
2. Viskovic M. I., Batkov B.M., Nesterovic A. Z., Martinov M. L., Cvetkovic S. M. Manure in Serbia - quantities and greenhouse gas emissions // Journal of Agricultural Sciences, Belgrade. 2022. Vol. 67 (1). P. 29-46 https://doi.org/10.2298/JAS2201029V
3. Wu J.-P., Li M.-L., Wang Y., Lin S., Hu R.-G., Xiang R.-B. Impact of bentonite on greenhouse gas emissions during pig manure composting and its subsequent application // Journal of Environmental Management. 2023. Vol. 344, 118453 https://doi.org/10.1016/jjenvman.2023.118453
4. Kreidenweis U., Breier J., Herrmann C., Libra J., Prochnow A. Greenhouse gas emissions from broiler manure treatment options are lowest in well-managed biogas production // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 280(2), 124969 https://doi.org/10.1016/jjclepro.2020.124969
5. Bao M., Cui H., Lv Y., Wang L., Ou Y., Hussain N. Greenhouse gas emission during swine manure aerobic composting: Insight from the dissolved organic matter associated microbial community succession // Bioresource Technology. 2023. Vol. 373, 128729 https://doi .org/10.1016/j.biortech.2023.128729
6. Комлацкий Г.В. Технологические аспекты снижения выбросов парниковых газов в животноводстве // Научный журнал КубГАУ. 2022. №181. С. 116-126. https://doi.org/10.21515/1990-4665-181-012
7. Zhu Z., Li L., Dong H., Wang Y. Ammonia and greenhouse gas emissions of different types of livestock and poultry manure during storage // Transactions of the ASABE. 2020. Vol. 63(6). P. 1723-1733. https://doi.org/10.13031/trans.14079
8. Yang Y., Yin Z., Li L., Li Y., Liu Y., Luo Y., Li G., Yuan J. Effects of dicyandiamide, phosphogypsum and superphosphate on greenhouse gas emissions during pig manure composting // Science of The Total Environment. 2022. Vol. 846, 157487. https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2022.157487
9. Wang C., Ma X., Shen J., Chen D., Zheng L., Ge T., Li Y., Wu J. Reduction in net greenhouse gas emissions through a combination of pig manure and reduced inorganic fertilizer application in a
double-rice cropping system: Three-year results // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2022. 326. 107799 https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107799
10. Parodi A., Gerrits W. J.J., Van Loon J.J.A., De Boer I.J.M., Aarnink A.J.A., Van Zanten H.H.E. Black soldier fly reared on pig manure: Bioconversion efficiencies, nutrients in the residual material, greenhouse gas and ammonia emissions // Waste Management. 2021. Vol. 126. P. 674683 https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.04.001
11. Брюханов А.Ю., Кондратьев С.А., Обломкова Н.С., Оглуздин А.С., Субботин И.А. Методика определения биогенной нагрузки сельскохозяйственного производства на водные объекты // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2016. № 89. С. 175-183. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27338209
12. Максимов Д.А., Брюханов А.Ю. Стратегия снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду при интенсификации сельскохозяйственного производства // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2013. № 84. С. 206-211. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22677109
13. Kaur K., Vassiljev A., Annus I., Stálnacke P. Source apportionment of nitrogen in Estonian rivers // Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua.2017. Vol. 66(7). P. 469-480. https://doi.org/10.2166/aqua.2017.036
14. Jansson T., Andersen H.E., Hasler B. Can investments in manure technology reduce nutrient leakage to the Baltic Sea? // Ambio. 2019. Vol. 48. P. 1264-1277. https://doi.org/10.1007/s13280-019-01251-5
15. Chen X., Bechmann M. Nitrogen losses from two contrasting agricultural catchments in Norway // Royal Society Open Science. 2019. Vol. 6(12), 190490. https://doi.org/10.1098/rsos.190490
16. 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. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23636550
17. Брюханов А.Ю., Шалавина Е.В., Уваров Р.А. Логистическая модель управления вторичными ресурсами в АПК (на примере Ленинградской области) // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2017. № 4. С. 38-41. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29120480
18. 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. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22489617
19. Гордеев В.В., Миронова Т.Ю., Хазанов В.Е., Гордеева Т.И. Оценка влияния технологических решений доильно-молочного блока на выход навозосодержащих стоков // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 95. С. 167-173. https://doi.org/10.24411/0131-5226-2018-10044
20. Хазанов В.Е., Гордеев В.В. Анализ норм технологического проектирования молочных ферм крупного рогатого скота // Молочнохозяйственный вестник. 2018. № 4 (32). С. 85-92. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36823924
21. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Перспективные направления развития технико-технологических решений для свиноводческих хозяйств всех категорий // Технологии и
технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 1 (98). С. 168-179. https://doi.org/10.24411/0131-5226-2019-10134
22. Калюга В.В., Трифанов А.В., Базыкин В.И. Обоснование пятифазного бесстрессового способа содержания свиней на малых фермах на стадии проектирования // Свиноводство. 2018. № 8. С. 17-20. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36579206
23. Шалавина Е.В., Васильев Э.В., Папушин Э.А. Анализ технологий переработки отходов животноводства в различных природно-климатических условиях России // АгроЭкоИнженерия. 2023. №3 (116). С. 110-124. https://doi.org/10.24412/2713-2641-2023-3116-110-123
REFERENCES
1 Genstwa N., Zmyslona J. Greenhouse gas emissions efficiency in Polish agriculture. Agriculture. 2024; 14(1), 56. (In Eng.) https://doi.org/10.3390/agriculture14010056
2. Viskovic M. I., Batkov B.M., Nesterovic A. Z., Martinov M. L., Cvetkovic S. M. Manure in Serbia - quantities and greenhouse gas emissions. Journal of Agricultural Sciences, Belgrade. 2022;. 67 (1): 29-46 (In Eng.) https://doi.org/10.2298/JAS2201029V
3. Wu J.-P., Li M.-L., Wang Y., Lin S., Hu R.-G., Xiang R.-B. Impact of bentonite on greenhouse gas emissions during pig manure composting and its subsequent application. Journal of Environmental Management. 2023; 344, 118453 (In Eng.) https://doi.org/10.1016/jjenvman.2023.118453
4. Kreidenweis U., Breier J., Herrmann C., Libra J., Prochnow A. Greenhouse gas emissions from broiler manure treatment options are lowest in well-managed biogas production. Journal of Cleaner Production. 2021; 280(2), 124969 (In Eng.) https://doi.org/10.1016/jjclepro.2020.124969
5. Bao M., Cui H., Lv Y., Wang L., Ou Y., Hussain N. Greenhouse gas emission during swine manure aerobic composting: Insight from the dissolved organic matter associated microbial community succession. Bioresource Technology. 2023; 373, 128729 (In Eng.) https://doi .org/10.1016/j.biortech.2023.128729
6. Komlatsky G.V. Technological aspects of greenhouse gases emission reduction in livestock. Nauchnyi zhurnal KubGAU = Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2022;181: 116-126 (In Russ.) https://doi.org/10.21515/1990-4665-181-012
7. Zhu Z., Li L., Dong H., Wang Y. Ammonia and greenhouse gas emissions of different types of livestock and poultry manure during storage. Transactions of the ASABE. 2020; 63(6): 1723-1733. (In Eng.) https://doi.org/10.13031/trans.14079
8. Yang Y., Yin Z., Li L., Li Y., Liu Y., Luo Y., Li G., Yuan J. Effects of dicyandiamide, phosphogypsum and superphosphate on greenhouse gas emissions during pig manure composting. Science of the Total Environment. 2022; 846, 157487. (In Eng.) https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2022.157487
9. Wang C., Ma X., Shen J., Chen D., Zheng L., Ge T., Li Y., Wu J. Reduction in net greenhouse gas emissions through a combination of pig manure and reduced inorganic fertilizer application in a double-rice cropping system: Three-year results. Agriculture, Ecosystems & Environment. 2022; 326, 107799 (In Eng.) https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107799
10. Parodi A., Gerrits W. J.J., Van Loon J.J.A., De Boer I.J.M., Aarnink A.J.A., Van Zanten H.H.E. Black soldier fly reared on pig manure: Bioconversion efficiencies, nutrients in the residual material, greenhouse gas and ammonia emissions. Waste Management. 2021; 126: 674-683 (In Eng.) https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.04.001
11. Briukhanov A.Yu., Kondratiev S.A., Oblomkova N.S., Ogluzdin A.S., Subbotin I.A. Calculation method of agricultural nutrient load on water bodies. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva = Technologies, machines and equipment for mechanised crop and livestock production. 2016; 89: 175-183 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=27338209
12. Maximov D.A., Briukhanov A.Yu. Strategy of environmental load reduction under intensification of agricultural production. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva = Technologies, machines and equipment for mechanised crop and livestock production. 2013; 84: 206-211 (In Russ.) URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22677109
13. Kaur K., Vassiljev A., Annus I., Stâlnacke, P. Source apportionment of nitrogen in Estonian rivers. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua. 2017; 66(7): 469-480. (In Eng.) https://doi .org/10.2166/aqua.2017.036
14. Jansson T., Andersen H.E., Hasler B. Can investments in manure technology reduce nutrient leakage to the Baltic Sea? Ambio. 2019; 48: 1264-1277. (In Eng.) https://doi.org/10.1007/s13280-019-01251-5
15. Chen X., Bechmann M. Nitrogen losses from two contrasting agricultural catchments in Norway. Royal Society Open Science. 2019; 6(12), 190490. (In Eng.) https://doi.org/10.1098/rsos.190490
16. Shalavina E. V., Vasilev E. V. Decision making algorithm to choose machine technologies of livestock waste bioconversion. Vestnik APK Stavropol'ya = Agricultural Bulletin of Stavropol Region. 2015;1 (17): 366-370 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23636550
17. Briukhanov A.Yu., Shalavina E.V., Uvarov R.A. logistics model of secondary resources management in agriculture (on example of the Leningrad Region). Ekonomika sel'skokhozyaistvennykh i pererabatyvayushchikh predpriyatii = Economy of Agricultural and Processing Enterprises 2017: 4: 38-41 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29120480
18. Vasilev E.V., Shalavina E.V. 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 = Technologies, machines and equipment for mechanised crop and livestock production. 2014; 85:146-150. (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22489617
19. Gordeev V.V., Mironova T.Yu., Khazanov V.E., Gordeeva T. I. Influence assessment of technological solutions for milking and milk handling block on manure-bearing wastewater amount. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva = Technologies, machines and equipment for mechanised crop and livestock production. 2018; 95:167-173 (In Russ.) https://doi.org/10.24411/0131-5226-2018-10044
20. Khazanov V.E., Gordeev V.V. The review of technological design standards associated with dairy farms. Molochnokhozyaistvennyi vestnik = Molochnokhozyaistvenny Vestnik. 2018;4 (32): 85-92 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36823924
21. Plaksin I.E., Trifanov A.V. Perspective directions of development of technical and technological solutions for pig farms of all categories. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva = Technologies, machines and equipment for mechanised crop and livestock production. 2019; 1 (98): 168-179 (In Russ.) https://doi.org/10.24411/0131-5226-2019-10134
22. Kaliuga V.V., Trifanov A.V., Bazykin V.I. Justification of the five-phase stress-free method of fattening pigs on small farms. Svinovodstvo = Pig Breeding. 2018; 8: 17-20 (In Russ.) URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36579206
23. Shalavina E.V., Vasilev E.V., Papushin E.A. Analysis of technologies for processing animal waste in different natural and climatic conditions of Russia. AgroEkolnzheneriya = AgroEcoEngineering. 2023; (116): 110-124 (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2713-2641-2023-3116-110-123
Об авторах: About the authors:
Александр Юрьевич Брюханов Член-корреспондент РАН, доктор технических наук, директор Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Фильтровское ш. 3, пос. Тярлево, Санкт-Петербург, 196634 Россия [email protected] https://orcid.org/0000-0003-4963-3821 Aleksandr Yu. Briukhanov Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Technical Sciences (Engineering), Director of Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 3, Filtrovskoje Shosse, Tiarlevo, Saint Petersburg, 196634 Russia [email protected] https://orcid.org/0000-0003-4963-3821
Екатерина Викторовна Шалавина канд. техн. наук,, старший научный сотрудник, Отдел анализа и прогнозирования экологической устойчивости агроэкосистем, Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ Фильтровское ш.3, пос. Тярлево, Санкт-Петербург,196634 Россия [email protected] https://orcid.org/0000-0002-7345-1510 +7-962-715-10-70 Ekaterina V. Shalavina Cand. Sc. (Engineering), senior researcher, Department of Analysis and Forecasting of Environmental Sustainability of Agroecosystems, Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 3, Filtrovskoje Shosse, Tiarlevo, Saint Petersburg, 196634 Russia [email protected] https://orcid.org/0000-0002-7345-1510 +7-962-715-10-70
Эдуард Вадимович Васильев канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, Отдел анализа и прогнозирования экологической устойчивости агроэкосистем, Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ Фильтровское ш.3, пос. Тярлево, Санкт-Петербург,196634 Россия [email protected] https://orcid.org/0000-0002-5910-5793 Eduard V. Vasilev Cand. Sc. (Engineering), leading researcher, Department of Analysis and Forecasting of Environmental Sustainability of Agroecosystems, Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 3, Filtrovskoje Shosse, Tiarlevo, Saint Petersburg, 196634 Russia [email protected] https://orcid.org/0000-0002-5910-5793
Семен Алексеевич Егоров ведущий инженер, Отдел анализа и прогнозирования экологической устойчивости агроэкосистем, Институт Semen A. Egorov leading engineer, Department of Analysis and Forecasting of Environmental Sustainability of Agroecosystems, Institute for Engineering and
агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ Фильтровское ш.3, пос. Тярлево, Санкт-Петербург,196634 Россия [email protected] https://orcid.org/0000-0008-3948-6171 Environmental Problems in Agricultural Production - branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 3, Filtrovskoje Shosse, Tiarlevo, Saint Petersburg, 196634 Russia [email protected] https://orcid.org/0000-0008-3948-6171
Заявленный вклад авторов А.Ю. Брюханов - концептуализация Э.В. Васильев - методология, руководство исследованием Е.В. Шалавина - создание черновика рукописи, создание окончательной версии (доработка) рукописи и ее редактирование, визуализация. С.А. Егоров - формальный анализ Authors'contribution A. Y. Briukhanov - research concept E.V. Vasilev - methodology, research supervision E.V. Shalavina - drafting, editing, and shaping the final version (revision) of the manuscript, visualisation S.A. Egorov - formal analysis
Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов Conflict of interests The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this paper
Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи к публикации. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.
Статья поступила в редакцию: 29.02.2024 Received: 29.02.2024
Одобрена после рецензирования: 22.03.2024 Approved after reviewing: 22.03.2024
Принята к публикации: 09.04.2024 Accepted for publication: 09.04.2024
Научная статья УДК: 628.386
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД НА ЭТАПЕ ИХ ОБРАБОТКИ В БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКЕ9
Марианна Викторовна Паршикова
9 Исследования проводились в рамках Программы развития научных и научно-педагогических кадров ИжГТУ имени М.Т.Калашникова «Научное обоснование технологии утилизации отходов животноводства и осадков сточных вод в едином цикле на биогазовой установке» (шифр ПМВ-24), приказ ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т.Калашникова» от 27.12.2023г. №1565.
16
