Результаты лабораторных исследований утилизации стоков доильных залов Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

6. Внесение углекислоты с поливной водой для подкормки овощных культур в теплицах (ФРГ). СО2 - Dungung - uber das Giesswasser. - Dt. Gartenbau, 1984, 38, 6: 258 (нем.).

7. Хомченко Г.П. Химия. - М.: Высшая школа, 1993. - 368 с.

Получено 19.04.2004.

УДК 551.5 Т.И. ПЕТРОВА;

A. Е. МАРКОВА, канд. с.-х. наук;

B. В. ГОРДЕЕВ, канд. техн. наук

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ УТИЛИЗАЦИИ СТОКОВ ДОИЛЬНЫХ ЗАЛОВ

Описана технология выращивания зеленого корма гидропонным способом с подкормкой навозосодержащими стоками. Опыты проводились по предварительно разработанной методике. Результаты опытов показали, что наибольшая урожайность составляет 12,4 кг/м2 с содержанием сухого вещества 24,46 %, при этом удельный расход стоков составляет 0,5 л/м2 в сутки.

Промышленная технология производства молока на животноводческих комплексах неизбежно связана с большим расходом воды. Только при доении коров на технологические нужды, первичную обработку и хранение молока на одну корову продуктивностью 6000 кг расход воды составляет 55 л в сутки [1]. Отсутствие учета водопотребления обычно приводит к значительному увеличению объема навозосодержащих стоков доильных залов.

Эти стоки характеризуются большой загрязненностью: содержание нерастворимых веществ до 29 тыс. мг/л, показатель биологической потребности кислорода (БПК5) достигает 10 тыс. мг/л [2].

По химическому составу стоки доильных залов близки к питательным растворам, используемым для выращивания растений. Решение проблемы утилизации стоков основывается на объединении отраслей животноводства и растениеводства в рамках одного предприятия. При этом стоки циркулируют из доильных залов в теплицы, не

137

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2004. Вып. 76.

вмешиваясь в биохимический круговорот веществ окружающей среды, тем самым, сохраняя ее естественный баланс. К тому же, сами теплицы, в данном случае, обладают рядом преимуществ. Во-первых, эксплуатация их может осуществляться круглый год, во-вторых, микроклимат теплицы наиболее благоприятен для усвоения всех питательных веществ растениями.

В соответствии с разработанной методикой проведены лабораторные исследования по влиянию навозосодержащих стоков доильных залов на рост и развитие различных видов растительных культур.

Цель экспериментальных исследований заключалась в определении оптимальных концентраций и норм полива навозосодержащими стоками.

В ходе экспериментальных исследований необходимо было решить следующие задачи:

- исследовать химический состав навозосодержащих стоков доильных залов;

- выбрать тип растений и способ их выращивания в культивационных сооружениях;

- отработать технологию выращивания растений;

- определить оптимальные дозы подкормки растительной культуры навозосодержащими стоками;

- оценить выходные параметры и сделать их статистическую обработку;

- определить эффективность использования растений в качестве «биологического фильтра» при утилизации стоков доильных залов.

На первом этапе проводили поисковые исследования, отрабатывали технологию и методику проведения опытов. Опираясь на результаты поисковых опытов, была разработана программа и методика планирования двухфакторного эксперимента [3].

В качестве растительной культуры использовался овес, проращиваемый на зеленый корм гидропонным способом. Выращивание зерна на гидропонике удобно тем, что период от закладки зерна до сбора урожая составляет всего 8-12 дней. Такой короткий период по-

138

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

зволяет быстрее определить оптимальную дозу подкормки навозосодержащими стоками.

Для проведения лабораторных опытов и решения поставленных задач использовалась гидропонная установка «Зеленя», предназначенная для выращивания зеленого корма из зерен злаковых методом гидропоники

Установка «Зеленя» [4] представляет собой конструкцию стеллажного типа в пять ярусов, на каждом из которых размещено по три лотка с проращиваемым зерном. Над четырьмя нижними ярусами расположены светильники с люминесцентными лампами. В комплект установки входят 24 полимерных лотка, каждый площадью 0,25 м2. Дно лотков выполнено с уклоном в сторону отверстий для слива избыточной воды.

Технологический процесс выращивания корма начинается с подготовки исходного сырья [5]. Минимальная влажность зерна, необходимая для проращивания, составляет 35-37%. Для достижения такой влажности его погружают в емкость с водой на 12-14 часов. Уровень воды должен перекрывать зерно на 1-2 см. Температура воды должна быть в пределах 16-200С, т. к. вода с температурой ниже 160С не способствует развитию процесса прорастания, а при температуре выше 200С зерно начнет гнить уже через несколько часов. Поисковые опыты показали, что оптимальная масса зерна, закладываемая на 1 лоток, составляет 800 граммов.

Перед выкладыванием зерна на лотки их дно покрывали тонким слоем мела. Эту процедуру производят для того, чтобы избежать зарождения и развития гнилостных процессов. После того, как вода с зерна стечет, его выкладывают на лотки равномерным слоем.

После заполнения зерном лотки плотно накрывали полиэтиленовой пленкой (для создания необходимой влажности) и помещали на три дня в темновой шкаф. Шкаф накрывается светонепроницаемым чехлом, что создает благоприятную среду для появления ростков в увлажненном зерне. Необходимо проверять, достаточна ли влажность зерна и не провисает ли пленка под тяжестью воды, накопившейся из вышерасположенного лотка. Нельзя допускать соприкосновения пленки с зерном. Критерием достаточной влажности является влажная

139

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2004. Вып. 76.

внутренняя поверхность лотка и влажное зерно. Ни в коем случае нельзя допускать пересыхания зерна.

На 4-5-е сутки пленку снимают, лотки с зерном устанавливают на ярусы. Пока не появится более 50% всходов, освещение не включают. После появления зеленых ростков лотки дополнительно освещали лампами по 8 часов в сутки. В этот же период производили подкормку зелени навозосодержащими стоками доильного зала ЗАО им. Тельмана. Следили за тем, чтобы зерно не пересыхало и не переувлажнялось.

Химический состав навозосодержащих стоков доильного зала ЗАО им. Тельмана приведен ниже (мг/л):

NO3 5,0

NH4 52,0

P2O5 93,93

K2O 101,82

CaO 157,38

MgO 62,9

FeO 2,78

рН 8,1

Урожай собирали на 9-12-е сутки после закладки зерна. При этом зеленый корм имел сильно развитую корневую систему и зелень высотой 15-20 см, которая снимается с лотка одним пластом.

Согласно методике в эксперименте варьированию подвергались два фактора: R - концентрация аммиачного азота NH4 (от 14 мг/л до 52 мг/л), m - объем подаваемого стока (от 0,7 л/лоток до 2,1 л/лоток). В качестве контроля один лоток поливался водой. Опыты проводились в трехкратной повторности. Расположение лотков - рандомизированное.

Матрица двухфакторного эксперимента приведена в табл. 1.

В качестве выходных параметров учитывались урожайность корма К, кг/м2 и содержание сухого вещества G, %, определяемого по общепринятой методике.

140

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Результаты эксперимента обрабатывали методами математической статистики, используя компьютерную программу STATGRAPHICS Plus.

Таблица 1

Матрица опыта по исследованию влияния стока на проростки зерна овса

Уровень фактора ш} (Х2) Уровень фактора R (Х1) Сумма Т (по строкам)

Полив водой Стоки (NH4=52 мг/л) Стоки (NH4=26 мг/л) Стоки (NH4=14 мг/л)

Подкормка Х111 Х211 Х311 Х411

1 раз, Х112 Х212 Х321 Х412

0,7 л/лоток Х113 Х213 Х313 Х413

X по столбцам X

Подкормка на 6- Х121 Х221 Х321 Х421

й, 8-й день, Х122 Х222 Х322 Х422

1,4 л/лоток Х123 Х223 Х323 Х423

X по столбцам X

Подкормка на 6- Х131 Х231 Х331 Х431

й, 8-й, 10-й день, Х132 Х232 Х332 Х432

2,1 л/лоток Х133 Х233 Х333 Х433

X по столбцам X

Полученные данные (табл. 2, рис. 2, 3) показали, что овес способен поглощать навозосодержащие стоки, и значит, теплицы могут обеспечить их утилизацию без вреда для окружающей среды.

Таблица 2

Результаты двухфакторного опыта со стоками доильных залов

141

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2004. Вып. 76.

Вариант фактора R, (Х1) Вариант фактора mj (Х2) Показания по повторностям

1 2

урожайность, кг/м2 содержание сухого вещества, % урожайность, кг/м2 содержание сухого вещества, % уро

Полив водой 11,04 24,00 9,02 9,40

Стоки без разбавления (NH4 52) подкормка 1 раз за период выращивания зелени, 0,7 л/лоток 9,30 20,40 8,34 30,32

Стоки, разбавленные 1:1 (NH4 26 мл/л) 10,38 18,68 11,35 36,25

Стоки, разбавленные 1:2 (NH4 14 мг/л) 10,03 18,10 11,17 35,30

Полив водой 9,56 13,80 9,96 15,75

Стоки без разбавления (NH4 52) подкормка на 6-й и 8-й день, 1,4 л/лоток 9,96 15,92 9,78 10,30

Стоки, разбавленные 1:1 (NH4 26 мл/л) 10,11 22,40 10,16 20,10

Стоки, разбавленные 1:2 (NH4 14 мг/л) 9,46 17,51 9,94 29,20

Продолжение таблицы 2

Вариант фактора R, (Х1) Вариант фактора mj (Х2) Показания по повторностям

1 2

урожайность, кг/м2 содержание сухого вещества, % урожайность, кг/м2 содержание сухого вещества, % урожа кг

Полив водой 10,40 20,90 9,14 26,72 1(

Стоки без разбавления (NH4 52) подкормка на 6-й, 8-й и 10-й день, 10,68 23,00 8,45 26,30 8

Стоки, раз- 8,23 21,64 10,41 27,20 9

142

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Показания по повторностям

Вариант фактора т, (Х2) 1 2

Вариант фактора R (Х1) урожайность, кг/м2 содержание сухого вещества, % урожайность, кг/м2 содержание сухого вещества, % урожа кг

бавленные 1:1 (NH4 26 мл/л) 2,1 л/лоток

Стоки, разбавленные 1:2 (NH4 14 мг/л) 9,60 27,17 10,46 22,40 1(

Рис. 2. Поверхность отклика и ее контуры сечения

Рис. 3. Поверхность отклика и ее контуры сечение

143

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2004. Вып. 76.

Анализ полученных данных (среднее значение по повторностям) показал, что наибольший урожай составляет 12,4 кг/м2, содержание сухого вещества - 24,46 %. При этом подкормка производилась стоками, разбавленными 1:2 (NH4 14 мг/л). Удельный расход стоков доильных залов составил 0,5 л/м2 в сутки. Таким образом, можно сделать вывод, что данная гидропонная установка для выращивания зеленого корма - эффективный утилизатор навозосодержащих стоков. При этом урожай при поливе стоками выше, чем при поливе по стандартной технологии выращивания.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота НТП 1-99. / Гипрониисель-хоз.- М.: МСХ и П РФ, 1999.

2. Овцов Л.П. Экологически безопасные технологии сельскохозяйственного использования животноводческих стоков и сточных вод - М.: Издательство МГУ, 2002. - 615 с.

3. Маркова А.Е., Гордеев В.В., Петрова Т.И., Краснова В.Л. Результаты опытов по использованию стоков доильных залов при выращивании растений гидропонным способом. /Технологии и технические средства механизированного производства кормов и продукции животноводства: Сб. науч. тр. - Вып. 75.-СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2003. -С. 97-102.

4. Краснова В.Л., Хазанов Е.Е., Маркова А.Е., Гордеев В.В. Перспективные способы утилизации вентиляционных выбросов животноводческих помещений /Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: Сб. науч. тр. - Вып. 76. - СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2004. - С. 129-135.

5. Усовершенствованные технологии производства пророщенного зерна и гидропонной зелени: Методические рекомендации. -Вологда: СЗНИИМЛПХ 1990. - 24 с.

Получено 31.05.2004.

УДК 631.22.01

144