CC BY
74
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83.
A. V. AFANASYEV, Cand Sc (Engineering)
COMPARATIVE ECOLOGICAL AND ECONOMIC ASSESSMENT OF ANIMAL/POULTRY MANURE PROCESSING TECHNOLOGIES
The urgency of higher environmental soundness of farming is underlined. Specific technologies for animal/poultry manure treatment and application are offered. The outcomes of their ecological and economic assessment are presented.
УДК 631.333
ДА. МАКСИМОВ, канд. техн. наук;
АС. ОГЛУЗДИН, канд. биол. наук; Э.В. ВАСИЛЬЕВ
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СПОСОБА ВНЕСЕНИЯ ЖИДКОГО ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ
Рассмотрено состояние парка машин для внесения органических удобрений в Северо-Западном Федеральном округе. Приведены основные результаты исследования поверхностного способа внесения жидкого органического удобрения.
Внедрение новых технологий в животноводстве позволило интенсифицировать отрасль, но при этом возросли объемы и концентрация навоза, создающие угрозу окружающей среде. Процесс утилизации навоза можно разделить на переработку, хранение, транспортировку и внесение. Особое внимание стоит уделять оценке способов внесения органических удобрений, оказывающих существенное влияние не только на экологическую безопасность, но и на эффективность сельскохозяйственного производства в целом. От снижения потерь навоза и лучшего использования его питательных веществ, прежде всего, зависит успешное ведение сельскохозяйственного производства.
По данным анкетирования, проведенным ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии в рамках проекта Балтазар (BALTAZAR), установлено, что основная доля образующегося в хозяйствах Северо-
93
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
Западного региона навоза имеет влажность более 85%, то есть является полужидким и жидким (табл. 1). Это обусловлено, в первую очередь, внедрением беспривязного способа содержания крупного рогатого скота (КРС).
В г. Санкт-Петербурге и Ленинградской области имеется порядка 420 тыс. га пашни, обеспеченность которых органическими удобрениями (полученных путем переработки навоза КРС) составляет 20% от необходимого количества. Поэтому в первую очередь навоз должен использоваться в качестве органического удобрения для повышения плодородия сельскохозяйственных земель.
Таблица 1.
Объем и влажность навоза крупного рогатого скота в Северо-Западном федеральном округе, в г. Санкт-Петербург и Ленинградской области
Вид навоза Объем получаемого навоза, тыс. тонн
Северо-Запад г. Санкт-Петербург и Ленинградская область
Твердый 1335,32 319,12
Полужидкий 5786,4 1382,88
Жидкий 1780,43 425,5
Всего 8902,15 2127,5
На начало 2011 года в Ленинградской области размещено 115 предприятий молочного животноводства с поголовьем КРС 163,5 тыс. гол., в том числе фуражных коров 75,5 тыс. Основная доля животноводческих предприятий КРС имеют поголовье свыше 1000 голов (около 52% от общего числа предприятий). Большинство хозяйств с поголовьем 600-1000 и свыше 1000 голов применяют беспривязное содержание животных, что влечет получение навоза повышенной (90-93%) влажности. За счет повышения влажности выход навоза увеличивается в 1,5-2 раза.
Анализ полученных данных показывает, что большее распространение получили хозяйства с поголовьем 1000-1500 дойных коров. Такие предприятия работают наиболее эффективно, имеют, в среднем, надой на 1 фуражную корову 6000-8000 кг. Выход навоза и сточных вод из доильных залов составляет 90-135 т в день (32-50 тыс. т. в год). Этот объем должен быть утилизирован в виде жидкого органического удобрения (ЖОУ) на площади около 3000 га.
94
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83.
До внедрения интенсивных технологий применялось подстилочное содержание и компостирование навоза с торфом. Парк технических средств был сформирован для внесения твердых органических удобрений и представлен машинами типа ПРТ и РОУ. В настоящий момент машины этого типа преобладают в парках сельхозпредприятий. Так, в Ленинградской области насчитывается около двухсот единиц ПРТ и РОУ с общей грузоподъемностью 1400 т. В то же время машин для внесения жидкого органического удобрения насчитывается всего около пятидесяти пяти единиц с общей грузоподъемностью 440 т. В основном они представлены марками МЖТ и РЖТ, которые морально устарели. У 60% машин из всего парка срок эксплуатации превышает 15 лет, а в некоторых хозяйствах достигает и 20 лет.
Для того чтобы внести весь объем получаемого на предприятии навоза необходимо иметь высокоэффективные машины с минимальным негативным воздействием на окружающую среду. Если произвести расчет количества машин по внесению ЖОУ, оборудованных емкостями вместимостью 25 м3, учитывая средний радиус перевозки 7-8 км, а также количество дней, в которые возможно внесение в соответствии с применяемым севооборотом, для рассмотренных выше хозяйств необходимо 3-4 машины такого типа. Для внесения всей массы жидкого навоза в Ленинградской области необходим парк из 150-200 машин, для всего Северо-Западного региона потребуется 650-700 машин [1].
В настоящий момент существуют следующие способы внесения ЖОУ.
Поверхностное:
- внесение разбрызгиванием жидкого органического удобрения с помощью отражателя;
- внесение жидкого органического удобрения через распределитель с системой навесных шлангов;
- внесение жидкого органического удобрения через распределитель с башмачной системой навесных шлангов.
Внутрипочвенное:
- подача под давлением жидкого органического удобрения в открытые бороздки;
- подача под давлением жидкого органического удобрения в бороздку с последующим закрытием;
95
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
- внесение жидкого органического удобрения с применением культиватора [2].
На рынке Северо-Запада РФ получили распространение машины для поверхностного внесения ЖОУ, способом разбрызгивания через отражатель. Доля машин импортного производства составляет 90%.
Исследование данного способа внесения ЖОУ проводились с СЗ МИС на базе предприятия «Родина» Ленинградской области на машине garant Kotte VT 16200/5 2011 года выпуска (рис. 1).
Рис. 1. Общий вид машины для поверхностного внесения ЖОУ garant Kotte VT 16200/5 2011 года выпуска
Данная машина имеет рабочий орган для распределения удобрения в виде отражателя, практически стандартный для агрегатов данного типа.
Целью исследований являлась оценка поверхностного способа внесения ЖОУ с экологической точки зрения, в частности, изменение содержания иона аммония в почве в течение пяти часов.
Во вносимом ЖОУ содержалось иона аммония 354 мг/кг, нитрата 60 мг/кг фосфора 2000 мг/кг, калия 100 мг/кг. Поле, на котором проводилось исследование, имеет дерново-подзолистый тип почвы со средним суглинком. Внесение велось по многолетним травам первого года высева, горизонт 25 см, доза внесения 20 т/га.
96
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83.
В соответствии с разработанной методикой предусматривалось исследование изменения содержания азота, фосфора, калия в почве после внесения ЖОУ в течение пяти часов, определение неравномерности внесения удобрения по рабочей ширине захвата агрегата. Для определения изменения содержания питательных элементов в почве поле было разбито на делянки. Были отобраны пробы почвы в трех точках каждой делянки до внесения для определения фона поля. Далее непосредственно после внесения, через один час, через три часа и через пять часов, для определения изменения содержания питательных элементов со временем. Пробы отбирались на глубине 9 см.
Проведенные исследования показали, что при поверхностном внесении наблюдается высокая неравномерность внесения по рабочей ширине захвата (рис. 2) в некоторых местах отклонение составляет 45%. В ходе статистического анализа данных неравномерности по рабочей ширине захвата агрегата коэффициент вариаций составил 48%. Примерно такую же вариацию показали данные анализа содержания калия в отобранных пробах почв (по ширине внесения коэффициент вариаций составил 43%), что говорит о высокой неравномерности внесения ЖОУ, что в итоге приведет к большой неоднородности поля по содержанию питательных элементов.
Изменение неравномерности внесения ЖОУ по рабочей ширине захвата агрегата
—♦—среднее значение —«—верхний предел отклонений —*—нижний предел отклонений
Рис. 2. Неравномерность внесения ЖОУ по рабочей ширине захвата агрегата
97
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
Из графика, представленного на рис. 3 видно, что по истечении 5 часов содержание иона аммония составляет 18,73 мг/кг, а это меньше содержания иона аммония по сравнению с пробой, отобранной сразу же после внесения ЖОУ (21,18 мг/кг), на 22%.
Рис. 3. Изменение содержания иона аммония после внесения в течение пяти часов:
К - отбор проб на контрольной делянке; 0 ч - отбор проб непосредственно после внесения ЖОУ; 1 ч - отбор проб через час после внесения ЖОУ; 3 ч - отбор проб через три часа после внесения ЖОУ; 5 ч - отбор проб через пять часов после внесения ЖОУ
Вышеизложенный материал позволяет сделать вывод, что поверхностное внесение малоэффективно из-за высокой неравномерности (неравномерность составила 45%) и из-за потерь азота. Так, по истечении 5 часов после внесения ЖОУ содержание иона аммония в почве снижается на 22% по сравнению с содержанием иона аммония в пробах, отобранных сразу после внесения удобрения. Кроме того, возможен смыв аммиака в водоемы.
По данным исследований внутрипочвенное внесение жидких органических удобрений позволяет снизить в 7-10 раз потери биогенных элементов из удобрения в результате устранения поверхностного стока и потерь аммонийного азота в атмосферу, уменьшить загрязне-
98
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
_________ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2012. Вып. 83.____
ние окружающей среды, повысить равномерность и предотвратить заражение кормовых культур гельминтами, патогенными организмами
[3].
В настоящее время очень мало данных о внутрипочвенном способе внесения жидкого органического удобрения, поэтому необходимы дополнительные исследования этого способа в условиях СевероЗападного региона.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Васильев В.Э. Анализ технологий внесения навоза КРС в условиях модельного хозяйства Северо-Запада РФ / Э.В. Васильев // Сб. науч. тр. СПбГАУ, Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования - СПб: СПбГАУ, 2011. - С. 148-150.
2. Васильев В.Э. Анализ способов и технических средств внесения жидкого органического удобрения / Э.В. Васильев - // Сб. тр. ГНУ ВНИИМЖ, т. 21 Машинно-технологическое обеспечение животноводства - проблемы эффективности качества - Подольск: ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии, 2010. - С. 216-221.
3. Личман Г.И., Марченко Н.М., Марченко А.Н. Обоснование технологических параметров рабочих органов для внутрипочвенного внесения жидкого органического удобрения / Г.И. Личман, Н.М. Марченко, А.Н. Марченко // Техника в сельском хозяйстве, 2010. - №4. -С. 21-24.
D.A. MAXIMOV, Cand Sc (Engineering);
A.S. OGLUZDIN, Cand Sc (Biol ); E.V. VASILYEV
INVESTIGATION RESULTS OF SURFACE APPLICATION OF LIQUID ORGANIC FERTILIZERS
The article deals the machinery used for application of liquid fertilizers in the North-West Federal region of Russia. The main investigation results of surface application of liquid organic fertilizers are presented.
99
