CC BY
109ЭФФЕКТИВНОЕ №3 апрель
животноводство 2018
УДК 631.812
Воробьев А.Л., доктор биологических наук, профессор
Восточно-Казахстанский государственный технический университет, г. Усть-Каменогорск; Шарипов Р.И.,
Президент Союза птицеводов Казахстана, г. Астана
УТИЛИЗАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В ПТИЦЕВОДСТВЕ
В связи с ухудшением экологической обстановки появляются проблемы, связанные с переработкой органических отходов сельскохозяйственного производства, и особенно птицеводства. Вторичное сырье птицеводческих предприятий -птичий помет содержит достаточное количество питательных элементов и представляет собой ценный сырьевой материал для получения высокоэффективных удобрений [1].
Практически все птицефабрики оказались в сложной экологической ситуации, так как накапливаемый птичий помет стал серьезным источником загрязнения окружающей среды, потому что для утилизации значительных объемов помета большинство птицеводческих хозяйств не располагают даже самыми простейшими комплектами оборудования. Кроме этого, отчуждаются из оборота плодородные пахотные земли, образуются территории без признаков жизни фауны и флоры [2].
По данным ВНИТИП птицефабрика на 400 тыс несушек при разложении куриного помета в течение года производит 700 тонн биогаза, в том числе 400 тонн метана, 208 тонн углекислого газа, 35 тонн водорода, сероводорода, аммиака и других соединений. Ущерб экосистеме от такого количества выбросов оценивается в 440 млн рублей. Известно, что в среднем около 50-150 г помета в сутки производит одна несушка. Расчеты показывают, что производство 8000 яиц или 100 кг птичьего мяса сопровождается транспортированием в хранилище соответственно 277 кг и 460 кг помета. В птицеводстве масса производимого помета на порядок превышает массу мясной продукции. Поэтому без технологического реформирования птицеводства, без вовлечения органического вещества помета в круговорот в агро-ценозе достичь высокопродуктивного птицеводства невозможно [3].
Птичий помет - это ценная субстанция, представляющая сложную смесь, содержащую различные органические и минеральные вещества, являющиеся ресурсом для получения органических удобрений, повышающих урожайность сельскохозяйственных культур на 25-30 % [4].
Внесение помета в почву без предварительной обработки является неприемлемым, в связи со значительным содержанием экотоксикантов - тяжелых металлов, пестицидов, микотоксинов, остатков медикаментов, возбудителей инфекционных и инвазионных болезней. Внесение в почву непереработанных отходов провоцирует попадание с одной тонной
помета в почву до 12 миллионов семян сорных растений [5,6].
Современный уровень развития птицеводства требует принципиально нового подхода к решению проблемы использования внутренних ресурсов. Сущность этого подхода состоит в создании и внедрении малоотходных и безотходных технологий, позволяющих максимально и комплексно включать в хозяйственный оборот буквально все сырьевые ресурсы, которые постоянно образуются и накапливаются в птицеводческих хозяйствах при производстве основной продукции - яиц и мяса птицы. Применение такого подхода обусловлено необходимостью надежного исключения экономического и экологического ущерба, наносимого окружающей природной среде в результате накапливания отходов, и создания условий для получения дополнительного дохода от реализации новой побочной продукции, полученной от переработанных отходов [7].
В настоящее время известно и частично применяются около 15 способов утилизации отходов птицеводства и животноводства. Каждый из способов включает не менее двух технологий. Но ни одна из этих технологий не находят широкого применения, так как все они в основном направлены на обеззараживание помета и снижение отрицательного воздействия на окружающую среду в период его хранения, а не на получение востребованного продукта. При производстве пометных удобрений необходим поиск решений, направленных на увеличение содержания питательных веществ, что приведет к снижению дозы внесения, а следовательно, и затрат, связанных с транспортировкой, хранением и внесением. Удобрение должно быть таким, чтобы его можно было вносить в почву существующей системой машин, а стоимость была ниже стоимости совокупных питательных веществ минеральных удобрений [8].
В связи с этим, актуальной для науки и практики является разработка биотехнологических процессов утилизации органических отходов, обеспечивающих организацию эффективных, безотходных, исключающих загрязнение окружающей среды производств и обеспечивающих получение дополнительной прибыли.
В результате проведенных исследований нами разработана и опробована инновационная биотехнология переработки отходов сельского хозяйства и создан опытно-экспериментальный участок по производству удобрений.
Тематический номер «Птицеводство»
www.agroyug.ru
Данное производство относится к типу экологически чистых. Технологический процесс не сопровождается выбросами в атмосферу и канализацию вредных веществ, технология не предусматривает использование химических реагентов и носит безотходный характер.
Основным оборудованием технологической линии по переработке биологических отходов являются кавитатор-диспергатор, биореактор, вибромельница и экструдер.
При прохождении исходного сырья, например помета, через кавитатор-диспергатор происходит формирование коллоидного раствора, при этом синхронно протекают процессы экстракции, растворения, дезинтеграции клеточных структур, деструкция целлюлозы с последующей рекомбинацией на молекулярном уровне. Процесс идет на фоне быстро растущей температуры, что ускоряет переработку. При переработке сырья происходит дезактивация патогенной флоры и фауны и продуктов их метаболизма, то есть исходное сырье становится стерильным.
Для получения жидкого органического удобрения помет доводят водой до влажности 70-90 % и пропускают через комплект оборудования на базе кавитационного диспергатора. В результате уничтожаются гельминты и их яйца, семена сорняков и патогенные микроорганизмы. Кроме того, под воздействием кавитации разрушается жесткая оболочка растительных клеток и из нее выделяются гумины - универсальные биологически активные вещества. Сразу же после обработки удобрение можно вносить на поля.
В целях удаления неприятного запаха помёта, сохранения в его составе азота в аммиачной форме, а также увеличения количества минеральных элементов перед кавитационной обработкой в помет добавляют 10-12 % активированного минерала - бентонита. Механоктивацию бентонита осуществляют на вибромельнице ВМ-40, что позволяет уменьшить размеры частиц порошков в среднем от 60 до 0,25 мкм с наличием значительной доли частиц с размерами до 50 нм [9].
Бентонит содержит все необходимые растениям макро- и микроэлементы, обладает высокой сорб-ционной и каталитической активностью, ионообменным свойством. Природные сорбенты способны удерживать в почвах и медленно расходовать воду, аммиак, микроэлементы и другие, необходимые для растений питательные компоненты, создавать благоприятные режимы для деятельности почвенных микроорганизмов и т.п. Такое удобрение имеет пролонгированное действие и является почвообра-зующим.
Для повышения активности полученных удобрений (примерно в 3-4 раза), используют процесс их ферментации полезными микроорганизмами в биореакторе. Так как в результате кавитации в биологическом сырье рвутся сложные связи волокон органических веществ (лигнин, целлюлоза и т.п.) на молекулярном уровне, дисперсность биологического сырья значительно увеличивается, и его частицы уменьшаются в размерах до 0,1-8 мкм, всем штаммам микроорганизмов, участвующих в процессе ферментации, становится легче разлагать биогенные материалы.
Пробиотические препараты содержат комплекс полезных микроорганизмов различных видов (фото-синтезирующие, молочнокислые, дрожжевые, азот-фиксирующие и др.). Эти микроорганизмы, воздействуя на помет, обеспечивают ускоренное протекание процесса его ферментации.
Удобрения, содержащие полезные микроорганизмы, связывают азот воздуха, интенсифицируют разложение и использование органики для создания оптимальных физических и биохимических условий в почве. Они преобразует минеральный состав почвы в доступные для растений формы, подавляют патогенную микрофлору за счет своей высокой конкурентоспособности. Повышают иммунитет растений, придавая им антистрессовую устойчивость.
Данные удобрения реализуют природный механизм обеспечения растений питательными веществами и тем самым позволяют исключить использование минеральных удобрений и средств защиты или значительно сократить их применение.
В случае необходимости получения сухих удобрений используют экструзионную обработку сырья.
Экструзионная технология - один из самых перспективных и эффективных способов, совмещающая термо-, гидро- и механическую обработку сырья и позволяющий получать продукты нового поколения с заданными свойствами, так как появляется возможность управлять исходным составом экструдируемой смеси, механизмом физико-химических, механических и технологических процессов, протекающих при экструзии.
Метод экструзионной обработки имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами тепловой обработки сырья. Он позволяет значительно интенсифицировать производственный процесс, увеличить степень использования сырья, снизить производственные и трудовые затраты, понизить микробиологическую обсемененность и повысить ка чество приготовленных препаратов, а также уменьшить загрязнение окружающей среды.
Процесс экструдирования протекает следующим образом: сырье захватывается шнеком, перемещается вдоль корпуса, проходит зоны сжатия и разогрева за счет сил трения сырья о поверхность вращающегося шнека и корпуса, а также деформации сдвига в самом продукте, гомогенизации, зону непосредственно экструзии и разгрузки. Продолжительность обработки составляет 1-2 мин, давление и температура при этом возрастают и достигают соответственно 50 МПа и 180 °С [10].
В нашем случае - жидкие органоминеральные удобрения, полученные из помета, смешивают с измельченными растительными отходами (солома, шелуха, испорченное зерно и т.п.) до 26-40 % влажности и подвергают экструдированию.
Предлагаемая технология утилизации помета заключается в следующем.
Предварительно помет перерабатывают на мельницах до частиц размером 1-3 мм. Бентонит измельчают на вибромельнице и добавляют к помету 10-12 %, затем их смешивают, разбавляют водой до 96 % влажности и подвергают кавитационной дис-пергации - получают жидкое органоминеральное удобрение (1 вариант).
ЭФФЕКТИВНОЕ №3 апрель
животноводство 2018
В целях улучшения качества и повышения активности органоминеральных удобрений проводят их ферментацию полезными микроорганизмами. Для этого в биореактор загружают удобрение, полученное по указанному выше способу, и вносят 5 % (от объема) маточной культуры пробиотических микроорганизмов. Первоначально ферментация протекает в течение 72 часов, в последующем сырье ферментируют 24 часа. По истечении этого срока из биореактора ежесуточно удаляют 20-30 % ферментированного удобрения и добавляют такое же количество исходного сырья (2 вариант).
Получение эффективного препарата для инкрустации семян и корней растений осуществляют путем смешивания гелей бентонита и биогумуса, полученных путем механоактивации (3 вариант) [11].
Для приготовления сухого органоминерального удобрения в удобрение, приготовленное по первому варианту, вносят измельченные растительные отходы до получения 26-40 % влажности и затем проводят экструдирование (4 вариант).
Повышение эффективности экструдированных органоминеральных удобрений осуществляют путем добавления в экструдированную субстанцию пробиотических микроорганизмов (5 вариант).
Таким образом, использование предлагаемых технологий позволит не только улучшить экологическую ситуацию в конкретном регионе, но и получить дополнительный доход от реализации органоминеральных удобрений.
Литература:
1. Лысенко В.П. Перспективная технология переработки помета // Птицеводство. 2011. № 1. С. 52 - 55.
2. Неверова О.П. и др. Экосистемный подход к утилизации помета//Аграрный вестник Урала. 2014. № 8 (126). С.38-41.
3. Тарханов О.В. Главная проблема птицепрома. Экономический аспект. [Электронный ресурс]. иВ1_:Иир:// webpticeprom.ru/ru/articles-processing-waste.html. радеЮ=1328710142.
4. Тарханов О. В. Птицеводство и плодородие почв: наука и практика. [Электронный ресурс]. URL:http://webpticeprom. ru/ru/articles-processing-waste.html. pageID=1330496829.
5. Тюрин В. и др. Птичий помет - критерий санитарно-вете-ринарной оценки // Птицеводство. 2010. № 12. С. 45-47.
6. Беззубцев А.В., Шмидт А.Г. Использование птичьего помета в земледелии Омской области // Достижения науки и техники АПК. 2013. № 10. С. 17-19.
7. Хамоков М. М. и др. Оптимизация режимов установки для переработки птичьего помета// Научный журнал КубГАУ. 2012. №75(01). С. 1-10.
8. Запевалов В.М., Запевалов С.М. Технология приготовления органоминерального удобрения на основе птичьего по-мета//Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2011. № 5 (79). С. 84-90.
9. Авакумов Е.Г. Механохимические методы активации химических процессов.- Новосибирск, 1980. 297 с.
10. Шмалько Н.А., Беликова А.В., Росляков Ю. Использование экструдированных продуктов в хлебопечении //Фундаментальные исследования. 2007. № 7. С. 90-92.
11. Инновационный патент 31103. РК. Способ стимуляции всхожести семян, роста и развития сельскохозяйственных растений /Воробьев А.Л., Лутай С.С., Асангалиев Е.А.; опубл. 25.11.2014.
Мясо-яичные куры Dominant CZ i
от производителя^ДД^ДДУ ^ с АПРЕЛЯ 2018
Собственное родительское стадо из Чехии
В наличии следующие линии:
Доминант Суссекс Д-104 Доминант Голубой Д-107 Доминант Черный Д-149/Д-199 Доминант Полосатый Д-959
► суточный молодняк (вакцинированная курочка)
► инкубационное яйцо
► ремонтная курочка (по заявкам)
ООО «Агрокормсервис плюс» . .
г , п -i-i www.aksplus.ru
г. Ставрополь, 2-ая Промышленная, 11 . , .
o^r-nU-л-м [email protected]
тел. 8 (8652) 39-23-24 к
