CC BY
2
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Шевченко Е.Б.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭКОБЕЗОПАСНОЙ
УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Луганский национальный аграрный университет
Ключевые слова: животноводство, отходы животноводческих предприятий, органические удобрения, экологическая безопасность, загрязнение окружающей среды, перегной.
Keywords: livestock, waste of livestock enterprises, organic fertilizers, environmental safety, environmental pollution, humus.
Аннотация: Производство животноводческой продукции основывается на потреблении питательных веществ, поступающих с кормом. Согласно литературным данным, животные усваивают лишь 25% органических веществ и энергии корма, а 75% из них переходит в отходы. В частности, в навозные отходы переходит в среднем 50-80% азота, 60-80% фосфора, 80-90% калия, до 90% кальция и 60% непереваренных веществ и другие компоненты. Поэтому навоз заслуживает внимания как эффективное органическое удобрение, содержащее также все необходимые для растения элементы минерального питания. Вопросам совершенствования технологий производства навоза в животноводческих хозяйствах и особенностях его использования в качестве удобрений с целью повышения плодородия почвы и урожая растений посвящено много работ отечественных и зарубежных исследователей. То есть, имеет место комплексный подход к системе: животноводческое хозяйство ^ поле. Это подтверждается многими трудами ученых данного направления, приходящихся на 60-70-е годы прошлого столетия.
Abstract: The production of livestock products is based on the consumption of nutrients from feed. According to the literature, animals absorb only 25% of organic matter and energy of the feed, and 75% of them go to waste. In particular, 50-80% of nitrogen, 60-80% of phosphorus passes into manure wastes, 80-90% potassium, up to 90% calcium and 60% undigested substances and other components. Therefore, manure deserves attention as an effective organic fertilizer that also contains all the mineral nutrition elements necessary for a plant. Much of the work of domestic and foreign researchers has been devoted to improving the production technologies of manure in livestock farms and the peculiarities of its use as
fertilizers in order to increase soil fertility and plant yield. That is, there is an integrated approach to the system: animal husbandry ^ field. This is confirmed by many works of scientists in this field, dating back to the 60-70s of the last century.
С переходом животноводства на промышленные технологии производства возникли животноводческие комплексы, в которых сосредоточилось большое количество животных на небольшой площади. Промышленные животноводческие комплексы, как наиболее прогрессивная форма развития животноводства, направленные на повышение продуктивности животных за счет механизации и интенсификации технологических процессов, стали заодно источником загрязнения окружающей среды. Накопление перегноя привело к токсическому загрязнению воздушного бассейна в зоне деятельности комплекса или фермы; загрязнению почвы из-за неконтролируемого его внесения на поля; загрязнения водоемов навозными стоками. Отсюда, тематика литературных трудов охватила систему: комплекс: ферма ^ поле ^ загрязнение продукции ^ здоровье животных и людей. Это означает, что в предварительную схему «ферма ^ поле» включился элемент окружающая среда, как совокупное влияние их на его состояние.
Уже в 70-х годах было предложено объединить две поточные линии - промышленное растениеводство и промышленное животноводство с целью создания замкнутой экологической системы с использованием отходов, которые образовались в промышленной системе сельского хозяйства. Экосистемный подход к пониманию АПК означает рассмотрение агропромышленный комплекса как искусственную сложную агроэкосистему, объединяющую биоценотические группировки растений и животных, которые функционируют как целостность, благодаря взаимосвязи и взаимодействию между собой и с окружающей средой. При этом важно обеспечить такие качества окружающей среды, которые удовлетворяют не только материальные потребности, но и эстетические, путем сбалансированности процессов извлечения и восстановления, пополнения изъятого из экосистемы.
В результате деятельности животноводческих комплексов стали вырабатываться опасные для окружающей среды отходы - навоз, грязь, сточные перегнойные воды и микробное загрязнение.
Накопление перегноя и его состав зависит от поголовья, вида и возраста животных, направления деятельности комплекса, условий и способа содержания животных, ассортимента и качества кормов и
тому подобное. На молочных фермах наиболее распространены привязное содержание в сочетании с беспривязным в летнее время. На откормочных комплексах - содержание на привязи. Когда животные содержатся в помещениях на подстилке (из соломы, опилок), тогда образуется твердый навоз.
Бесподстилочное содержание обеспечивает получение полужидкого навоза, содержащего 8% сухого вещества, и жидкого -менее 8% сухого вещества. Жидкий навоз - это смесь твердых и жидких экскрементов животных, технологической и смывной воды, отходов кормов, шерсти и газообразных веществ. В жидком навозе содержится достаточное количество микроэлементов. В навозе коров (в пересчете на 10% -ое содержание сухого вещества) содержится до 19,2% цинка, в свином - 36,8%, меди соответственно 3,7% и 6,9%, марганца - 31,4% и 27,3. Количество органических веществ, которое выделяется с экскрементами крупного рогатого скота составляет 35%, у свиней на откорме - 20%.
Необходимо отметить высокую питательную ценностью бесподстилочного навоза как органического удобрения. Выход навоза связан напрямую с количеством животных в комплексе. Известно, что при производстве всего 1 кг телятины образуются 25 кг навоза, 1 кг свинины - 20 кг, 1 кг молока - 5 кг. На одном из свинарников по откорму свиней на 108 тыс. голов. за год накапливается до 1 млн. м3 навозных стоков.
Однако надо учитывать, что длительное хранение навоза с несоблюдением санитарно-гигиенических требований, превращает навоз, грязь и навозные сточные воды в источник опасного загрязнения атмосферы и водоемы.
Общеизвестно, что процесс гниения и брожения, происходит под действием сапрофитной микрофлоры, которая сопровождается распадом органических веществ навоза в конечном счете до минеральных соединений. При аэробном процессе гниения происходит быстрый и полный распад в СО2, аммиака, сероводорода, воды, азота. При анаэробном гниении белковые вещества расщепляются до более простых соединений до аминокислот и различных промежуточных продуктов гниения. В том числе, газов с неприятным запахом (индол, скатол, фенол, сероводорода, меркаптанов) и др.
Они резко ухудшают состояние в зоне деятельности животноводческих предприятий и негативно влияют на здоровье животных в помещениях и здоровье людей в сельской местности. Неприятный, едкий запах ощущается на расстоянии 3-5 км и дальше.
Поэтому навоз нужно хранить в специально оборудованных навозохранилищах и навозосборниках (жидкие отходы).
Санитарно-гигиенические требования разработаны на уровне государственных стандартов, с учетом особенностей местности, животноводческого объекта технологий производства.
Исходя из этих норм, навозохранилища для хранения твердого навоза строят с подветренной стороны на расстоянии 100-200 м от животноводческих помещений. В помещениях должна быть налажена система вывоза навоза и соблюдение санитарно-гигиенических требований; надо учитывать, что навозохранилища (бурты) необходимо размещать на расстоянии 20-25 м от животноводческих помещений и не ближе 15-20 м от колодца.
Обычно этого не придерживаются. Следствием этого является загрязнение воды и воздуха, что повышает опасность для здоровья людей. Навоз не рекомендуется вывозить на поля без предварительного хранения его в течение определенного времени для «созревания» и самообеззараживания. Это объясняется тем, что навоз, особенно свиной и крупного рогатого скота, является источником загрязнения почвы, водоемов, атмосферного воздуха опасными возбудителями инфекционных и инвазионных заболеваний.
Естественное самоочищение твердого навоза при длительном (до 60 дней) хранении в навозохранилищах (буртах) происходит за счет термофильных процессов (аэробный или горячий метод). В уплотненном твердом навозе под действием высокой температуры (до 60-70°С) погибают яйца и личинки гельминтов, вегетативные формы некоторых микроорганизмов, семена сорняков.
Кроме высокой температуры, развивающейся в навозе в процессе перегнивания в нем растительных остатков, сапрофитные микроорганизмы выделяют антибиотические вещества, которые тоже пагубно влияют на патогенные бактерии. Поэтому и рекомендуют вносить такой навоз на поля весной, из расчета не более 50 т / га.
Особенно опасным источником загрязнения (преимущественно почвы и водоемов) является жидкий навоз и навозные стоки. В жидком навозе, по сравнению с твердым, не возникают процессы самонагревания, поскольку он имеет постоянную температуру около 8 °С зимой и 17 °С летом. Поэтому продолжительность срока выживания в нем возбудителей заболеваний и яиц и личинок гельминтов большая.
Итак, жидкий навоз более опасный загрязнитель водоемов, почвы, атмосферы, чем твердый. В зависимости от типа и размера животноводческих комплексов, количество бесподстилочного навоза
колеблется в пределах 84-2600 м3 / сутки или 30,6-949 тыс. м3 / год. Состав его от КРС включает: 7482 мг / л механических частиц, 1143 мг / л азота общего, 941 мг / л аммиака.
В навозных стоках комплекса, даже при условии их предварительной очистки, содержатся атипичные штаммы бактерий группы сальмонелл, патогенные возбудители кишечной палочки, яйца аскарид, власоглавов. Чтобы нейтрализовать такие стоки, необходимо 1200-разовое разведение их чистой водой. Однако это не даст полного обеззараживания.
По данным специалистов ветеринарно-санитарной службы, микобактерии туберкулеза в этом навозе сохраняли жизнеспособность в течение 475 суток, бруцеллы в навозе крупного рогатого скота и свиней погибают через 108-174 суток, вирус ящура - до 190 суток. Поэтому не допускается внесение навоза и навозных сточных вод без предварительного обеззараживания. Особенно это касается свиного навоза, который наиболее интенсивно осемененный бактериями группы кишечной палочки, стафилококками, количество которых в 1
мл может достигать соответственно 1,2 х 106 и 1012 клеток.
Экологическую оценку производства, хранения и использования навоза надо давать с учетом миграции его токсических веществ, патогенной микрофлоры, в системе воздух ^ почва ^ растение ^ животное ^ человек.
Грунтовые пробы, отобранные на разной глубине почвенного разреза, заложенного на месте складирования навоза КРС, характеризуются острой токсичностью до глубины 60 см. Анализ проб навоза КРС показал, что свежий навоз и навоз, который хранится до 1 года, осуществляют острое токсическое действие на биотесты без разведения водной вытяжкой. Наибольшей токсичностью характеризуется свежий свиной навоз, класс которого не опускается ниже 3-го. Птичий помет в большинстве случаев соответствует 4-му классу опасности отходов.
При таких способах хранения навоза в окружающую среду в большом количестве выделяются и вредные газы. По заключению Международной группы экспертов по изменению климата, сельское хозяйство является одним из основных источников поступления в атмосферу газов, которые приводят к возникновению теплового эффекта. Этому способствуют традиционные технологии хранения и использования навоза. Содержание органических веществ в воздухе на территории животноводческих комплексов достигает 40-50 мг / м3, в 1 км от комплекса - 18,6 мг / м3. Неприятные запахи распространяются в радиусе 5-17 км и далее. В атмосферном воздухе обнаруживают
аммиак в концентрациях, превышающих предельно допустимую концентрацию (ПДК) в 5-6 раз, микробное и общее органическое загрязнение в 8-10 раз превышает фон.
Навозные стоки являются благоприятной средой для жизнедеятельности различных микроорганизмов, в том числе и патогенных, а также отличаются высоким содержанием яиц гельминтов. В навозе могут содержаться свыше 100 возбудителей опасных для животных и человека болезней: сибирская язва, туберкулез, бруцеллез, паратиф, паратуберкулез, ящур, сальмонеллез, аскаридоз, кишечные инфекции. Они с навозом попадают в почву, где, как отмечалось, долго сохраняют патогенность.
Следовательно, актуальность безотходной экобезопасной утилизации отходов животноводческой фермы в условиях полного безопасного использования не теряет своей актуальности.
Литература насыщена данными и предложениями исследователей в этой сфере, начиная с 70-80 годов прошлого столетия и новейшими нынешними. Они касаются вопросов использования навоза как органического удобрения и как источника потенциального загрязнения почвы, водоемов, воздуха, в том числе, сохранения жизнеспособности патогенных микроорганизмов. Данные проблемы в определенной степени можно решить использованием отходов в качестве альтернативных источников энергии, в частности, биогаза, для улучшения энергообеспечения отдельных регионов и безопасного использования органических удобрений.
Список литературы
1. Анисимова Е.И., Катмаков П.С. Эффективность использования разных внутрипородных типов при совершенствовании симментальского скота в среднем поволжье // Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока. Саратов, 2011.
2. Грикшас С.А. Технология переработки продуктов убоя животных. - Москва, 2013.
3. Донченко А.С., Шелепов В.Г., Неустроев М.П., Луницын В.Г., Кайзер А.А. Технология производства продукции северного оленеводства. - Москва, 2008.
4. Ситдикова Г.З., Хабиров Г.А. О сельском хозяйстве Израиля // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2013. № 2. С. 56-57.
5. Никитин А.И., Кириллов Н.А., Федоров П.И., Иевлев М.Ю. Разработка технологии глубокой переработки хмеля и лекарственных
растений // В сборнике: Дорожно-транспортный комплекс: состояние, проблемы и перспективы развития. Сборник научных трудов сборник научных трудов. 2016. С. 196-202.
6. Раткович Л.Д., Маркин В.Н., Глазунова И.В., Соколова С.А. Факторы влияния диффузного загрязнения на водные объекты // Природообустройство. 2016. № 3. С. 64-75.
7. Троценко И.В., Троценко В.В. Кролиководство. - Омск, 2005. -238 с.
Юдина И.Н., Попова Л.Д.
ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ПЕНОСТЕКЛА GROWPLANT
Российский аграрный университет - Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева
Ключевые слова: субстрат, пеностекло, капиллярная влагоемкость, испаряемость, защищенный грунт.
Keywords: substrate, foam glass, capillary moisture capacity, evaporation, protected soil.
Аннотация: Для эффективного управления ростом и развитием растений, получения высоких урожаев овощных культур в защищенном грунте большое значение имеет выбор субстратов. Для создания благоприятного водного режима и свободной циркуляции воздуха и воды необходимо, что бы субстрат обладал высокой влаго- и воздухоемкостью. Такими свойствами обладает новый универсальный субстрат (пеностекло) GrowPlant, изготовленный на основе вспененного переработанного стекла.
Abstract: For effective management of plant growth and development, obtaining high yields of vegetable crops in protected soil, the choice of substrates is of great importance. To create a favorable water regime and free circulation of air and water, it is necessary that the substrate has a high moisture and air capacity. These properties have a new universal substrate (foam glass) Grow Plant, made on the basis of recycled foam glass.
Выращивание растений в условиях защищенного грунта во многом зависит от подбора почвенного субстрата и составных его компонентов. Почвенные грунты и субстраты должны обладать: достаточно высоким количеством питательных веществ с концентрацией почвенного раствора, не превышающей оптимальных пределов; хорошей влагоемкостью, воздухоемкостью и воздухопроницаемостью; оптимальной реакцией среды; длительным
