CC BY
72
УДК 631.86
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ
А.И. Еськов, д.с.-х.н., В.В. Рябков
Лаборатория производства органических удобрений, e-mail: [email protected]
В статье отражено современное состояние и дана характеристика перспективных технологий производства и применения органических удобрений, а также представлены средства механизации, позволяющие сократить трудозатраты по удалению и утилизации навоза КРС и помета птицеводства, а также способствовать сохранению плодородия почв и охране окружающей среды.
Ключевые слова: плодородие почв, органические удобрения, техническое обеспечение, технологии производства и применения навоза и помета
ON THE TECHNICAL SUPPORT OF THE USE OF ORGANIC FERTILIZERS
A.I. Eskov, V.V. Ryabkov
In article the modern condition is reflected and the characteristic ofperspective «know-how» and application of organic fertilizers is given, and also the mechanization means are presented, allowing to reduce expenditures of labour on removal and recycling of manure and a poultry farming dung, to promote preservation offertility of soils and preservation of the environment.
Keywords: fertility of soils, organic fertilizers, technical maintenance, «know-how» and manure and dung applications.
Доля удобренных почв в России составляет 24%, а органические удобрения вносят только на 2% пашни. В то же время потенциал производства органических удобрений и биоресурсов позволяет ежегодно вносить на поля до 100 млн. т органического вещества и получать дополнительно 20-25 млн. т зерн.ед. Технологии производства и внесения органических удобрений должны отвечать требованиям Госкомсанэпиднадзора, ветеринарной службы и охраны окружающей среды.
До начала реформ усилиями ученых и конструкторов, в том числе и ВНИИОУ, был достигнут высокий технический уровень средств механизации приготовления и внесения органических удобрений. Для производства органоминеральных удобрений и компостов разработаны высокоэффективные машины ПНД-250 и МПК-Ф-1. Для внесения твердых органических удобрений созданы машины РОУ-6, ПРТ-7, ПРТ (МТТ)-10, МТТ-13, МТТ-19 и МТТ-23. Для поверхностного внесения жидких органических удобрений (ЖОУ) было освоено производство машин РЖТ -4, РЖТ-8, МЖТ-13, РЖТ-16, МЖТ-19 и МЖТ-23. Освоено производство машин АВВ-Ф-2,8 для внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений на лугах и пастбищах, АВМ-Ф-2,8 - при междурядной обработке пропашных культур, АВО-2,8 - при основной обработке почвы. Созданы и испытаны машины для внесения полужидкого навоза. По отдельным технико-эксплуатационным и качественным показателям эти машины сравнимы с зарубежными аналогами [1].
Анализ данных по применению импортной техники показывает, что ряд зарубежных конструкций имеют более высокие надежность и эксплуатационные показатели, чем отечественная техника. Однако из-за значительно более высокой стоимости (в 4-7 раз) и особенно запчастей и расходных материалов (в 8-12 раз), стоимость одного часа работы импортной техники в 2-16,5 раз превышает российские аналоги. Большое количество зарубежной техники, поступающей на региональные
рынки, не испытано в составе зональных агротехноло-гий и не адаптировано к местным почвенно-климатическим условиям. Например, техника из Германии оказалась не приспособленной к работе в Северо-Западной зоне России из-за высокой естественной каменистости почв, в результате - массовые отказы узлов и механизмов. Кроме того, еще в 2006 г. выявлено появление на рынке откровенно некачественной импортной техники. В последующие годы данная тенденция начала приобретать системный характер. Например, обследование импортных сельскохозяйственных машин показало, что от 27 до 86% не соответствовало принятому в России нормативу наработки на отказ в 100 часов, их наработка на отказ была сопоставима с аналогичными образцами отечественной техники. Случаи ухудшения качества импортной техники перестают быть единичными и выстраиваются в систему.
Ситуация с качеством как отечественной, так и импортной техники на российском рынке сегодня практически неуправляема, что имеет простое объяснение: производитель не несет ответственности за некачественный товар (за исключением гарантийных обязательств), а все риски, связанные с приобретением некачественной техники, берет на себя только покупатель -сельхозтоваропроизводитель, что абсолютно ненормально. Стала жизненно важной задача создания механизма, обеспечивающего общие для всех правила обращения техники на рынке АПК, установление ответственности участников рынка за свою продукцию. В основе такого механизма должна лежать независимая от продавца информация о фактическом качестве предлагаемой техники в условиях конкретною региона. Такая информация может быть получена только по результатам обязательных испытаний на государственных машиноиспытательных станциях. Во многих странах мира, в том числе в ЕС и США, законодательно установлен порядок и правила проведения подобных испытаний. Прежде, чем продукция выйдет на рынок,
ее подвергают тщательной проверке. В России ничего подобного пока нет. Обследование машинно-тракторного парка подтверждает тенденцию к замещению основных видов российской техники дорогостоящей импортной. В 2008 г. ее доля на рынке составляла 26-87%. Рост удельного веса импортной техники произошел практически по всем основным группам машин.
По данным Министерства сельскохозяйственного машиностроения [2], в 2008 г. производство отечественных сельхозмашин осуществлялось на сумму 65 млрд. руб., а импорт превысил 88 млрд. руб. Российских тракторов в 2008 г. было продано10 тыс., а импортных - 13 тыс. И это без учета Минского тракторного завода (Республика Беларусь), который поставляет в Россию 20 тыс. тракторов. Парк технических средств для производства и применения органических удобрений по сравнению с 1990 г. сократился в 6 -15 раз и составляет: погрузчики универсальные сельскохозяйственного назначения - 4,2 тыс. шт. (29 тыс. шт. -1990 г.), экскаваторы - 3,5 тыс. шт. (23), бульдозеры -2,5 тыс. шт. (14), машины для внесения твердых органических удобрений - 15 тыс. шт. (33), машины для внесения жидких органических удобрений - 8 тыс. шт. (20 тыс. шт. - 1990 г.)
В большинстве хозяйств России обеспеченность техникой для внесения органических удобрений и химических мелиорантов составляет не более 15% нормативной потребности [1].
Для внесения 300 млн. т подстилочного навоза (помета) и компостов, запланированных на 2020 г., потребуется более 210 тыс. машин тина 11РТ-7 и МП-10, для полужидкого навоза и помета (около 100 млн. т) необходимо не менее 40 тыс. машин типа МЖТ-10П. Потребность в универсальных погрузчиках типа МПК-Ф-1 составит 5 тыс. ед. Необходимо разработать и поставить в 2020 г. около 12 тыс. погрузчиков жидкого и полужидкого навоза производительностью 80-100 т/ч. Достичь этого можно как поставкой машин заводом «Бобруйскагромаш», так и путем создания производственных совместных мощностей на территории РФ. Такая работа проводится в Московской, Нижегородской, Вологодской, Ленинградской и Новосибирской областях. Прорабатываются вопросы создания совместных производств в республике Татарстан, Краснодарском и Ставропольском краях, а также в Свердловской области.
В структуре применяемых органических удобрений наибольший объем занимают подстилочный навоз и компосты, на их долю приходится около 80% всего количества удобрений. Расчеты показывают, что себестоимость производства подстилочного навоза ниже, чем производство компостов (550 МДж против 850 МДж) [3]. В структуре затрат годовые расходы на ГСМ уменьшаются на 7,2-21,5 кг/гол., на электроэнергию -на 22-35 кВтч/гол., на капитальные вложения - на 1700-2200 руб/гол. Годовой экономический эффект составляет от 500 до 1000 руб/год, или от 50 до 70 руб/т удобрений. Кроме того при содержании животных на подстилке затраты на обеспечение микроклимата снижаются в 2-3 раза, а экономия электроэнергии составляет до 2000 кВтч в год на корову и до 60 на 1 голову молодняка. Затраты труда на уборку помещений
и удаление навоза снижаются в 2 раза с 27 до 14 чел/час на 1 голову в год. При содержании животных на подстилке повышается их продуктивность на 1218%, качество получаемых удобрений - на 15-20% и следовательно окупаемость затрат на реконструкцию животноводческих зданий и внедрение подстилочного содержания КРС составляет 3-5 лет.
Во ВНИИМЖ для механизации внесения коротко-волокнистой подстилки разработан мобильный агрегат, состоящий из мотоблока и сменных рабочих органов. Габариты агрегата позволяют передвигаться не только по основному навозному проходу, но и по пристенным, что дает возможность вносить подстилку в стойла со стороны, противоположной расположению кормушек и поилок. Объем бункера обеспечивает внесение подстилки на 50 стойл, агрегат обеспечивает снижение трудоемкости в 3 раза, эксплуатационных затрат на 30% по сравнению с ручным внесением. В целом производство и применение 1 т подстилочного навоза (соломенная резка) потребляется 550-600 МДж [3].
Из технологий подготовки навоза и помета к использованию наибольшее распространение получили компостирование и интенсивная аэробная ферментация. Разнообразие видов компостов, обусловленное составом используемых для их получения компонентов, размерами животноводческих и птицеводческих предприятий, системами содержания животных и птицы, применяемыми средствами механизации удаления навоза и помета, определяет широкую номенклатуру технологий их производства. Кроме того, номенклатура технологий зависит от природно-климатических условий, хозяйственно-экономического состояния сельскохозяйственных предприятий, наличия материально-технической базы. Все это определило принципиальные направления технологий, ранее разработанных ВНИИОУ: производство компостов с использованием бульдозеров и погрузчиков общего назначения и мобильных специализированных средств механизации, а именно: с использованием машины МПК-Ф-1; буртоукладчиков на базе машин для внесения твердых органических удобрений - ПРТ-7 (10), РОУ-6, смесителя СН-2, а также с использованием в технологическом процессе производства компостов стационарных средств механизации с приготовлением смеси в процессе навозоудаления.
Вместе с тем производство компостов сопровождается большими потерями азота и органического вещества, качество компоста невысокое (1 т компоста содержит около 12 кг МРК) и связано со значительными энергозатратами. На производство 1 т торфонавозного компоста потребляется 650-850 МДж [3].
ВНИИМЗ и ВНИИОУ разработаны технологии с управляемыми процессами компостирования, которые ведутся в реакторах различного конструктивного исполнения, ферментерах камерного или барабанного типа. За счет принудительной подачи воздуха в компостные смеси процесс компостирования интенсифицируется и переводится на управляемый режим, что обеспечивает его ускорение, создание оптимальных параметров протекания процесса и гарантированных условий обеззараживания готового продукта. При этом потери элементов питания минимальны при сокращении
сроков созревания с 2-х месяцев по традиционной технологии до 8-10 суток.
По своей эффективности биокомпост в 2-4 раза превосходит навоз и торфонавозный компост, что позволяет во столько же раз снизить дозу его внесения, увеличить удобряемую площадь и сократить транспортные расходы.
Подстилка, получаемая в процессе биокомпостирования, может немедленно использоваться, для ее производства применяется твердая фракция бесподстилочного навоза. Себестоимость производства подстилки из твердой фракции навоза сокращена в 10 раз. Энергозатраты при производстве биокомпоста составляют 515 МДж/т.
В соответствии с результатами исследований специалистов ВНИИОУ и ВНИПТИМЭСХ, наименее энерго- и ресурсозатратными технологиями являются технологии производства и применения бесподстилочного полужидкого навоза и помета. При поверхностном внесении полужидкого навоза и помета энергозатраты не превышают 115-120 МДж/т. Из-за отсутствия технических средств полужидкий навоз и помет в нативном виде длительное время не использовались, однако в настоящее время созданы комплексы машин и механизмов, обеспечивающих полный цикл использования полужидкого навоза и помета, начиная от удаления с фермы и кончая транспортированием в поле [4].
В данный комплекс входят следующие экспериментальные образцы машин и механизмов:
гомогенизатор к бульдозерной лопате трактора класса 1.4 т.с.;
погрузчик мобильный полужидкого навоза ППН-45, агрегатируемый с трактором класса 1.4 т.с.;
машина для транспортировки и внесения полужидкого навоза МВН-8, агрегатируемая колесным трактором класса 2 т.с. Погрузчик работоспособен при влажности навоза 85-92%.
Использование полужидкого навоза по данной технологии имеет следующие преимущества перед технологией с применением насоса-погрузчика ПНЖ-250: снижение эксплуатационных затрат на 10%, затрат труда - на 45%, расхода ГСМ - на 12%, материалоемкости - на 12%.
Применение подготовленного полужидкого навоза в качестве органического удобрения позволяет: повысить его окупаемость;
снизить потери №К;
уменьшить загрязнение окружающей среды;
существенно повысить равномерность распределения питательных элементов по всей обрабатываемой площади;
повысить на 30% надежность и долговечность машин для внесения удобрений за счет удаления различных нетехнологических включений;
повысить нормативную окупаемость полужидкого навоза;
снизить приведенные затраты на внесение удобрений.
В целях соответствия отечественных технологий, машин и оборудования по использованию органических удобрений лучшим зарубежным аналогам необходимо удельную трудоемкость процессов снизить в 5 раз, материалоемкость - в 3 раза, энергозатраты - в 2 раза, потери питательных веществ, органического вещества в 2 раза.
Необходимо развивать технологии твердофазной ферментации, анаэробной переработки, использования бактериальных препаратов (азотфиксаторов, микроорганизмов, осуществляющих санацию и детоксикацию биомассы), вермикомпостирования и др.
Технические средства по использованию органических удобрений должны быть унифицированы, построены на принципах блочно-модульности с набором быстросъемных рабочих органов. Техника нового поколения должна отличаться высокой энергонасыщенностью, многофункциональностью, оснащена микропроцессорами, мониторами, обеспечивающими автоматизацию и оптимизацию технологических операций, уменьшение износа узлов, агрегатов, энерго- и материалоемкости, удельного давления на грунт.
Разработку новых технологий, высокоэффективных, надежных в эксплуатации и долговечных комплексов машин и оборудования нужно проводить с учетом природно-климатических особенностей производств, размеров и специализации ферм, обеспечить поточность выполнения технологических операций, полное исключение ручного труда, высокую производительность, гарантированную защиту окружающей среды.
Таким образом, технологии и технические средства производства, хранения и применения органических удобрений должны соответствовать современным требованиям.
Литература
1. Марченко Н.М., Личман Г.И., Измайлов А.Ю., Евтюшенков Н.Е., Марченко А.Н., Щербаков С.Н. Состояние и перспективы механизации применения органических удобрений в Российской Федерации / Кн.: Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства. - Владимир, 2006. - С. 34-39.
2. Фисинин В.И. и др. Стратегия машинно-технологической модернизации сельского хозяйства России на период до 2020 г. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. - 80 с.
3. Тарасов С.И., Еськов А.И. Актуальные вопросы ресурсосбережения в технологиях утилизации отходов животноводства / Ресурсосберегающие технологии использования органических удобрений в земледелии. Сб. докл. Всероссийской научно-практической конференции. - М.: Россельхозакадемия, ГНУ ВНИПТИОУ, 2009. - С. 305-335.
4. Каскин К.К., Рябков В.В. Экспериментальный образец машины для внесения твердых органических удобрений в фермерских и малоземельных хозяйствах // Ресурсосберегающие технологии использования органических удобрений в земледелии. Сб. докладов Всероссийской научно-практической конференции. - М.: Россельхозакадемия, ГНУ ВНИПТИОУ, 2009. - С. 71-80.
