CC BY
33
УДК 631.22.018:631.861
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМ УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗА
П.И. Гриднев, доктор технических наук Т. Т. Гриднева, кандидат технических наук ИМЖ - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: vniimzh@mail.ru
Аннотация. Глобальный анализ изменения состава атмосферы за последние 100 лет показал рост содержания углекислого газа в атмосфере примерно на 30%, метана - на 133%, закиси азота - на 15%. До 70% соединений азота из удобрений попадают в почву, воду и атмосферный воздух. В настоящий момент производство животноводческой продукции дает 9% мировых выбросов углекислого газа, 65% закиси азота, 37% антропогенного метана и 64% аммиака. В процессе производства продукции на эмиссию всех перечисленных выбросов значительное влияние оказывают технологии содержания животных, системы уборки навоза из помещений, хранения и производства на его основе органических удобрений. При производстве мяса и молока навоз крупного рогатого скота выделяет 50% всего аммиака, 20-22% поступает от навоза свиней, 7-21% - от домашней птицы, 9-18% - от использования минеральных удобрений и 3-9% - от лошадей, овец и других животных. Выполненные ранее расчеты показали, что наиболее значительные потери азота в виде аммиака происходят при удалении навоза из помещения, возрастающие при содержании свиней на теплой несменяемой подстилке с рыхлением в 1,5-2 раза, а также при переходе с привязного на беспривязное содержание молочного стада - в 1,5-1,7 раза. Максимальные потери азота при удалении навоза (32,3%) были зарегистрированы у транспортера ТСН-160, у скреперной установки с возвратно-поступательным перемещением потери составили 16,8%, у шнекового транспортера - 8,1%. Результаты испытаний полимера «Триюн» показали снижение концентрации аммиака в воздухе свинарников до семи раз. Представлены числовые значения потерь при основных технологиях производства, хранения и внесения жидких и твердых органических удобрений из навоза КРС и свиней.
Ключевые слова: технологии удаления, обеззараживания и хранения навоза, потери азота и органического вещества.
Наземная биосфера напрямую определяет значимыми микроэлементами между назем-условия окружающей среды и жизни на Зем- ной биосферой и атмосферой. ле. Сельскохозяйственное производство яв- Глобальный анализ изменения состава ляется источником существования для чело- атмосферы за последние 100 лет показал вечества, доминирующим поглотителем и рост содержания углекислого газа в атмо-источником парниковых газов: закиси азота сфере примерно на 30%, метана - на 133%, (N20), двуокиси углерода (CO2), метана (CH4) закиси азота - на 15%. По данным National и существенно влияет на химический состав Geographic, до 70% соединений азота удоб-атмосферы, где происходят четко видимые рений попадают из почвы в воду и атмосфер-изменения в результате перехода природных ный воздух.
экосистем в системы, используемые для Выполненные исследования [1] оценили сельского хозяйства. Менее заметными, но выбросы N20 от удобренных сельскохозяй-значимыми в долгосрочной перспективе яв- ственных почв примерно в пять раз выше, ляются косвенные воздействия на биосферу чем от неудобренных; для лугов и пастбищ (эвтрофикация и подкисление N-отложения- эта величина была вдвое ниже, чем для па-ми). Эти факторы не только ставят под угро- хотных земель. Если учесть, что минераль-зу биоразнообразие и, следовательно, ста- ные удобрения используются, в том числе, бильность существующих экосистем, но так- для компенсации потерь азота, происходя-же изменяют обмен важными экологически щих на всех стадиях производства и исполь-
зования органических удобрений, становится очевидна роль сокращения этих потерь.
В настоящий момент производство животноводческой продукции дает 9% мировых выбросов углекислого газа, 65% Ы20, 37% антропогенного СН4 и 64% аммиака (ЫН3). В процессе производства продукции на эмиссию всех перечисленных выбросов значительное влияние оказывают технологии содержания и кормления животных, системы уборки навоза из помещений, хранения и производства на его основе органических удобрений [2,3].
Самые значительные потери азота в виде аммиака происходят при первичной минерализации азота навоза внутри производственного помещения. Свежий навоз КРС содержит около 50% легкотеряемого аммонийного азота, у свиней эта доля составляет примерно 60%. Как правило, в силу взаимодействия
различных причин потери азота в производственных помещениях могут составлять от 37 до 50% содержания общего азота навоза [4,5].
Навоз крупного рогатого скота выделяет 50% всего аммиака при производстве животноводческой продукции, 20-22% поступает от навоза свиней, 7-21% - от домашней птицы, 9-18% - от использования минеральных удобрений и только 3-9% - от лошадей, овец и других животных [6]. Уменьшить выбросы можно применением технологий, направленных на сокращение потерь азота на всех технологических операциях. Классификация основных факторов, влияющих на потери азота из навоза на всех стадиях подготовки его к использованию, представлена на рисунке 1 тремя основными направлениями, в совокупности влияющими на потери основных питательных элементов навоза.
Рис. 1. Основные факторы, влияющие на потери азота из навоза
Технологические факторы, к которым относятся способ содержания животных и вид навоза - жидкий или твердый, подстилочный или бесподстилочный, а также частота уборки навоза, оказывают существенное влияние на величину потерь азота. Выполненные ранее расчеты [2,3] показывают, что наиболее значительные потери азота в виде аммиака происходят при удалении навоза из помещения, возрастающие в 1,5-2 раза при содержании свиней на теплой несменяемой подстилке с рыхлением, и в 1,5-1,7 раз - при переходе с привязного на беспривязное содержание молочного стада. Диапазон изменения потерь азота и углерода из навоза животных на всех технологических операциях представлен в таблице 1.
Таблица 1. Потери азота и углерода из навоза животных в виде парниковых газов и аммиака
Влияние техники удаления навоза на потери азота в виде аммиака в производственных помещениях мало изучено и освещено как в отечественной, так и в зарубежной литературе. Отсутствие рекомендаций по использованию имеющегося оборудования для сокращения эмиссии аммиака позволяет считать этот вопрос явно недоработанным, нуждающимся в дополнительных исследованиях. В результате исследований, выполненных на ферме хозяйства «Кленово-Чагодаево», установлено, что максимальный процент потерь азота был установлен при удалении навоза транспортером ТСН-160 из открытых каналов. Он составил 32,3%. На втором месте по потерям общего азота оказалась скреперная установка с возвратно- поступатель-
ным перемещением и потерями 16,8%. Минимальные потери азота получены у шнеко-вого транспортера и составили 8,1% [8].
Основным фактором, влияющим на рост потерь азота при удалении навоза, стала площадь соприкосновения поверхности навоза с воздухом. При прочих равных условиях потери азота увеличивались с увеличением контакта навоза с окружающей средой и пути транспортирования навоза. Кроме перечисленных, важным фактором, влияющим на рост выбросов аммиака, является температура на поверхности навоза, напрямую зависящая от температуры внутри производственного помещения, степени теплоизоляции здания и температуры окружающей среды [6,7]. При увеличении температуры навоза от
4 до 30°С эмиссия аммиака увеличивалась в
2 1
четыре раза, т. е. от 102 до 430 мг-м- •ч- . Особый риск возникает при температуре выше 20°С: в этом случае рост температуры на
1°С увеличивает интенсивность выделения -2 -1
аммиака на 17 мг-м- •ч- [6].
Чтобы уменьшить выброс аммиака из производственного помещения, важно оптимизировать температуру вблизи поверхности навоза и отрегулировать циркуляцию воздуха, предотвратив поступление воздуха из среды непосредственно на навоз. Особенно это значимо при высоких наружных температурах. Снижение среднегодовой температуры на 1°С приводит к сокращению выброса аммиака примерно на 5,0%.
Поддержание необходимой скорости воздуха - важнейшее условие удаления аммиака из помещений и соблюдения его допустимых концентраций. Для лучшего обеспечения животных свежим воздухом в настоящее время меняется принцип управления системой вентиляции, которая больше не преследует "оптимальное смешивание", а толкает спертый воздух из помещения по принципу "положительного вытеснения". Для удаления аммиака выброс воздуха должен производиться локально. Если система воздухообмена имеет не цилиндрическую форму захвата, а преимущественно поперечное или продольное направление, происходит насыщение всего воздуха помещения вредными газами, кото-
Технологические потери Технологические потери общего N и С в % от поступившего N и С
Ы20 NH3 СН4 С02
Потери в производственных помещениях 0-2,2 5,3-32 до 50
Средние потери на выгульных дворах 8,3
Потери при переработке навоза 0-10 0-35 0-34 0-29
Потери при хранении навоза 0-2,5 0-51 0-50 0-29
Потери при внесении навоза 3-25
рые находятся вблизи поверхности навоза. Сравнительные исследования влияния вытяжной вентиляции в свинарниках показали возможность среднего снижения концентрации вредных газов в помещении до 30% с помощью забора воздуха из подпольного канала между решетчатым полом и поверхностью суспензии навоза. В зимних условиях этот эффект особенно заметен, т. к. при низкой кратности воздухообмена выброс аммиака вентиляцией заметно увеличивается [9].
Снижение нагрузки по аммиаку на окружающую среду требует кардинального пересмотра использования вентиляции для движения воздушных потоков. Другие мероприятия, ведущие к снижению нагрузки по аммиаку внутри помещения:
- добавление стабилизаторов к навозу для снижения потерь азота;
- снижение кислотности суспензии навоза (а следовательно, биохимических преобразовательных процессов);
- сокращение площади загрязненной поверхности;
- изменение условий эксплуатации (раздельное хранение кала и мочи).
Стабилизирующие добавки к жидкому навозу обсуждаются на протяжении многих лет, поскольку добавки не всегда одинаково эффективны в условиях реального производства. Появились первые обнадеживающие результаты исследования биоактивных добавок, позволяющие серьезно говорить о возможности их эффективного использования при содержании свиней на наклонных полах. Было установлено, что использование только наклонных полов, подстилки из соломы (50100 г/голову в день) и увеличение на 40% площади содержания животных сокращают выброс аммиака на 27% по сравнению с традиционными щелевыми полами. Возможность рационального устройства логова сокращает площадь загрязненной поверхности за счет формирования ограниченной зоны скаливания. Использование бакпрепарата на начальной стадии откорма не снизило выбросы аммиака, однако во второй половине откормочного периода эмиссия аммиака сократилась еще на 40%, и общее снижение со-
ставило 56% по сравнению с содержанием на щелевых полах [10].
Не менее показателен опыт по сокращению эмиссии аммиака в помещении для содержания свиней, проведенный лабораторией уборки и подготовки навоза к использованию ВНИИМЖ совместно с ООО «Иглус» на предприятии ООО «Кимовский племенной репродуктор» по использованию биополимера «Триюн». Необходимость в производственных испытаниях была вызвана превышением в три раза допустимых концентраций аммиака в воздухе производственных помещениях свинарников [11]. Для снижения эмиссии аммиака использовали биополимер «Триюн», имеющий большую молекулярную массу и сильный отрицательный заряд. При добавлении в жидкий свиной навоз молекулы биополимера «Триюн» (1 л на 30 т свиного навоза) распределялись (без дополнительного перемешивания) по всему объему навоза и притягивали молекулы положительно заряженного аммония. Так происходило связывание аммонийного азота, предотвращение соприкосновения его с кислородом воздуха и сокращение эмиссии аммиака. Влияние сокращения эмиссии аммиака на динамику основных производственных показателей откорма свиней представлено в таблице 2.
Таблица 2. Влияние сокращения эмиссии аммиака _н а динамику основных показателей_
Концентрация ЫИЪ в производственном помещении для группы 1, мг/м3 Увеличение привесов в группе 1, кг/гол Увеличение выручки от всего поголовья, руб. Сокращение периода откорма поголовья, дней Общий экономический эффект, руб.
3-9 3,73 354350 4 403017
Результаты исследований показали, что при потреблении 3 кг комбикорма на голову в день и средней стоимости 11 руб/кг период откорма сократился на 4 дня, дополнительная прибыль составила 132000 рубля. Применение препарата «Триюн» способствовало снижению концентрации аммиака в воздухе помещения до семи раз и повышению эффективности производства в целом, как при
откорме свиней, так и при воспроизводстве стада. Среднесуточные привесы поросят в репродукторе увеличились на 18 г, а вес на отъеме - на 514 г, себестоимость 1 кг живого веса поросят снизилась на 5,4%, прибыль и рентабельность увеличились, соответственно, на 19,2 и 2,66%.
Исследования по определению эффективности применения препарата «Триюн» на предприятиях по производству молока, выращиванию нетелей и откорму КРС позволили бы выдать рекомендации по повышению эффективности этих производств. Достаточно большое количество проведенных исследований позволяет утверждать, что значительное сокращение выбросов аммиака оказывает рН-сдвиг среды в кислую область. Это подтверждено в опытах с молочной кислотой [12]. Значительное уменьшение выделения аммиака происходит при снижении рН ниже 7. С увеличением рН более 11 весь аммонийный азот переходит в форму NH3 . При подкислении мочи ниже 7 газообразный аммиак растворяется в воде, и выделение его не происходит. В диапазоне кислотности от 4 до 5,5 эмиссия аммиака сокращается, соответственно, на 95 и 82%.
Роль раздельного хранения жидких и твердых экскрементов в пределах помещения в сокращении выбросов аммиака рассмотрена фирмой Farmer Automatic. Раздельное хранение мочи и кала полезно, так как азот мочи гораздо быстрее переходит в летучий аммиак, чем в кале. Выбросы аммиака из навозной жижи в несколько раз выше, чем из кала [13]. Фирма Farmer Automatic анализирует весь процесс содержания свиней и предлагает сельским производителям целостную технологию, в которой в качестве основной задачи после разделения кала и мочи возможны три ступени подготовки ее к дальнейшему использованию.
Использование системы разделения сокращает выделение аммиака на 70% и одновременно способствует оптимизации микроклимата. Аммиак выделяется, в основном, с загрязненных калом и мочой поверхностей. За период откорма (130 дней) свинья поставляет до 390 л мочи и 100 кг кала. После про-
сушки кала в туннеле за тот же период оставалось примерно 35-40 кг сухой кальной золы на свинью. Высушенная зола содержала около 3% N 1,4% Р и 4% К. Моча содержала 0,5% N 0,12% Р и 0,5% К. При сушке кала из круговорота основных питательных веществ исключалось 50% N 83% Р и 50%К. Потоки экскрементов после разделения и сушки сокращались до 25% первоначальной массы. Исследования, проводимые по заказу государственных ведомств ФРГ на предмет сокращения эмиссии аммиака, были оценены положительно уже при использовании только системы раздельного сбора кала и мочи.
Система разделения кала и мочи может в процессе удаления навоза из помещения рассматриваться в качестве оптимальной на данный момент времени в новых технологиях откорма свиней там, где ее преимущества являются первостепенными: при очень большом поголовье, отсутствии или недостаточном количестве площадей для внесения, больших транспортных затратах на утилизацию навоза. Кроме сокращения выбросов аммиака, к преимуществам технологии следует отнести: значительное сокращение объема хранилищ навоза, простоту хранения и транспортировки по трубам жидкой отфильтрованной мочи, улучшение структуры почв за счет возврата в раздельном виде в круговорот азота продуктов мочи и высушенного кала, возможность транспортировки кальной золы на большие расстояния, привлечение для организации производства удобрений специализированных подразделений, сохранение запасов воды, почвы и воздуха, повышение срока эксплуатации предприятий и оборудования, улучшение здоровья людей.
Сокращение выбросов аммиака возможно за счет использования выпаса, который относится к надежным и эффективным системам сокращения выбросов аммиака. При продолжительности выпаса в течение 18-22 часа сокращение выбросов аммиака по отношению к базовой системе содержания (беспривязное в боксовом коровнике) составляет 30-50%, в абсолютном значении эта величина составляет 6,0-8,4 кг на скотоместо в год. Переход от полностью стойлового со-
держания к выпасу в течение части дня менее эффективен для снижения выбросов ЫИ3, чем переход на круглосуточное содержание животных на выпасе, так как загрязненные здания и хранилища по-прежнему служат источником эмиссии ЫИ3. Двенадцатичасовой выпас дает сокращение выбросов аммиака на 10%, при этом выбросы аммиака составят 10,8 кг/скотоместо в год [14]. Имеющиеся рекомендации по снижению выбросов аммиака и потерям азота подтверждают возможность его снижения только при выпасе не менее шести часов, так как в противном случае за помещением сохраняется роль источника выбросов. От системы выпаса (загонный выпас, ротационный выпас, постоянный выпас) не ожидается значительного дополнительного влияния на потери ЫИ3. Этот прием относится к системам, которые недостаточно изучены, сложны в оценке их эффективности, и конкретные рекомендации с гарантированно подтвержденными результатами выданы быть не могут. Дальнейшие меры по сокращению выбросов аммиака следует направлять на управление оптимизации площадей под выпас.
Метаболизм экскреции оказывает существенное влияние на состав фекалий и мочи, а следовательно, и на потери азота. Согласно проведенным исследованиям, среднее удерживание азота у молочных коров и свиней на откорме составляет около 30%. У коров оно повышается с увеличением надоев. Диапазон флуктуации удержания азота между животными с низкой и высокой продуктивностью (от 10 до 40 кг молока в сутки) находится в пределах от 20 до 38% [15]. Улучшенное использование азота с ростом продуктивности происходит, во-первых, за счет более эффективного использования белка, доступного кишечнику животных с высокой продуктивностью, а во-вторых - за счет постоянно убывающей доли потребленного азота на жизнеобеспечение животных. Таким образом, увеличение продуктивности - важный фактор не только в повышении эффективности использования кормов, но и в снижении количества азота в навозе, а следовательно, и потерь от его утилизации.
Балансировка кормов - следующий фактор в повышении эффективности использования азота кормов и сокращения потерь азота навоза [16,17]. При круглогодичном стойловом содержании молочные коровы с лактацией 5000 кг выделяют около 70 кг N в год. Содержание сырого протеина в свежей траве в период выпаса (2000-2500 кг сухого вещества на 1 га) часто находится в диапазоне от 18 до 20% (или даже выше, особенно если присутствуют бобовые культуры). Содержание сырого протеина в силосе часто колеблется от 16 до 18%, а в сене - между 12 и 15%, поэтому рационы, основанные на травах, часто содержат избыток протеина, что существенно увеличивает экскрецию азота. При перекорме протеином, обычно летом (на пастбище), общая экскреция увеличивается уже до 85 кг N. При дальнейшем переизбытке протеина выделение азота может быть увеличено более чем на 50%.
Компост - один из основных известных видов удобрения. Протекание биотермических процессов при компостировании на площадке во многом зависит от физико-механических характеристик исходного навоза и влагопоглощающих материалов, а также природно-климатических условий окружающей среды. Существуют три способа компостирования, зависящие от плотности укладки буртов: рыхлый, рыхло-плотный и плотный. Исследованиями установлено, что гарантированное обеззараживание компостных смесей достигается при разогреве до 70°С и выдерживании при этой температуре не менее 72 часов. Потери и азота, и углерода снижаются при движении от первого способа к третьему. Однако распределение потерь углерода в виде метана и двуокиси углерода меняется. Чем плотнее уложен бурт, тем большая часть углерода теряется в виде метана и меньшая - в виде СО2; выбросы метана увеличиваются с 3,1до12%, а потери углерода в виде СО2 снижаются с 29 до 0%. Потери азота в виде аммиака и закиси с увеличением плотности укладки бурта снижаются соответственно с 21 до 9% и с 10 до 1,3%. Основное влияние на потери азота при хранении оказывают перебивки буртов, количе-
ство которых прямо пропорционально обоим видам потерь газообразного азота. Наличие ветра, осадков и температурный режим также оказывают влияние на потери азота. Летом процесс приготовления компоста завершается за 1,5-2 месяца, зимой компостирование протекает вдвое медленнее.
Время хранения компоста и условия его приготовления (наличие навеса над площадкой компостирования, качество смешивания, степень измельчения влагопоглощающего материала и пр.) также существенно влияют на потери азота и углерода. При увеличении времени хранения компоста в плотных кучах с трех до девяти месяцев потери азота и углерода удваиваются. Использование навеса примерно на треть снижает потери углерода, потери азота снижаются всего на 10%.
Потери при производстве компоста многоцелевого назначения (КМН) не определены, поэтому принятая величина потерь ограничивается только процессом удаления и хранения навоза до начала ферментативных процессов в нем. При хранении (даже под открытым небом) и внесении КМН потери питательных веществ и вредные газообразные выбросы не обнаружены. Несмотря на достаточно высокую эффективность, этот вид компоста не получил широкого распространения, поскольку требует точного соблюдения технологического регламента и высоких затрат труда и влагопоглощающего материала. Вермикомпостирование значительно улучшает фитосанитарное состояние компоста, снижает содержание тяжелых металлов в нем. Так, количество меди снижается в 5-8 раз [11]. Дополнительно к потерям при приготовлении субстрата, зависящим от способа удаления навоза и приготовления компоста, содержание органической массы и общего азота после переработки его червями снижается еще на 30-40% и для большей части проанализированных удобрений составляет 38-73% на сухое вещество от имеющегося в подстилочном навозе КРС, фосфора: 57-270%, калия: 40-86%, органического вещества: 20-74%. Технология разделения жидкого навоза - достаточно эффективная и недорогая мера подготовки его к использо-
ванию. Она может рекомендоваться при наличии плоскоравнинных пастбищ с максимально длительным периодом незамерзания плохо промывных почв, покрытых растительностью, расположенных вдали от водозаборов и рек, где возможна утилизация жидкой фракции. Наиболее экономичный способ разделения основан на использовании отечественных центрифуг типа УОН-835. Использование шнековых пресс-сепараторов типа СМ позволяет снизить влажность твердой фракции при отжиме еще на 3-5%, однако затраты на переработку тонны навоза в этом случае возрастут как минимум вдвое. И это не считая эксплуатационных расходов на замену дорогостоящей сетки для отжима. Эффективность разделения (Э) шнековым пресс-сепаратором типа СМ жидкого навоза и стоков свиней и КРС (при влажности 8897%) составляет 80% при влажности твердой фракции 72%, при разделении на центрифугах типов ЦН и УОН навозных стоков (при влажности 98%) Э= 50%, = 80% [18].
Потери азота после компостирования твердой фракции могут быть заимствованы из технологии компостирования в зависимости от состава навоза и условий протекания процесса. Потери азота из жидкой фракции будут зависеть от используемой системы внесения. При хранении жидкой фракции потери общего азота не превышают 10%.
Аэробная стабилизация бесподстилочного навоза - процесс малоизученный и вследствие этого редко используемый на практике. Процесс осуществляется регулируемым насыщением навозной массы кислородом и разогревом до температуры обеззараживания за счет разложения беззольного вещества навоза. Проводившиеся ранее исследования позволили установить, что наиболее интенсивно процесс окисления органических веществ происходит при влажности навоза 9294%, подаче воздуха 0,5 л/(мин/кг с.в.) и дозе суточной загрузки в 14%. Для интенсификации процесса аэробной стабилизации исходный навоз целесообразно диспергировать на механическом измельчителе для получения частиц размером менее 5,0 мм. Аэробной стабилизации подвергается полужидкий сви-
ной навоз и навоз КРС. Потери азота при аэробной стабилизации зависят от температуры исходного навоза, загружаемого в стабилизационную емкость, и потерь теплоты через ее поверхность. Интенсивность перемешивания определяется потребностью окисления органического вещества для разогрева исходной массы и поддержания температуры разогрева в течение определенного периода, необходимого для обеззараживания навоза. При разогреве навоза потери органического вещества и азота в зависимости от времени года составляют 20-40%.
Условия хранения и внесения определяют потери азота у жидкого и подстилочного навоза. Так, хранение жидкого навоза без покрытия (в т.ч. и естественного плавающего) дает самые большие выброса аммиака, теряется 7,5% азота. Образование естественного плавающего покрытия снижает почти в три раза выбросы аммиака, в 1,7 раза сокращаются выбросы метана, отсутствуют выбросы закиси азота. Покрытие поверхности навозохранилища измельченной соломой снижает выбросы аммиака в пять раз. Хранение жидкого навоза с покрытием в виде гранул и пленок дополнительно снижает выбросы аммиака почти на 25%. Из всех покрытий наиболее эффективны твердые покрытия, рассчитанные на длительное использование, однако они самые дорогие. Они в десять раз сокращают выбросы аммиака и 1,7 раза - выбросы метана. При всех видах покрытий (кроме его отсутствия) при хранении теряется 0,5% азота в виде закиси. При заделке в течение суток потери азота при внесении жидкого навоза вдвое превышают потери при внесении компоста. При увеличении до двух суток времени между разбрасыванием компоста и его заделкой потери азота также увеличиваются вдвое. Компост на торфяной основе имеет вдвое меньшие потери, чем компост на соломенной основе. Представленная классификация технологий уборки навоза, производства органических удобрений и их внесения дает ясную картину процессов потерь азота в виде аммиака, позволяет оценить эти технологии с позиции размера вредных выбросов аммиака и трех парниковых газов.
Выводы. Эффективность функционирования любой системы утилизации навоза зависит от капитальных затрат на создание этой системы, текущих затрат на обеспечение ее функционирования, качества и количества производимых органических удобрений. Количество и качество производимых органических удобрений зависит от мощности животноводческого предприятия, применяемых технологий содержания животных, уборки и подготовки навоза к использованию. Именно от этих факторов зависят потери азота и углерода из навоза в процессе уборки и подготовки его к использованию.
Выбор конкретных технологических и технических решений по системам утилизации навоза для отдельного предприятия по производству продукции животноводства необходимо производить на основе комплексной технико-экономической оценки рассматриваемых возможных решений с учетом соблюдения требований по защите окружающей среды от загрязнения, сохранению и увеличению плодородия почв.
Литература:
1. Kiese R. Biosphäre-Atmosphäre - Austausch klimarelevanter Spurengase (N2O, CH, CO2) in agrarisch und forstlich genutzten Ökosystemen // Emissionen der tierhaltung ktbl-schrift. 2006. № 449. S. 37-48.
2. Ammoniakemissionsfaktoren im landwirtschaftlichen Emissionsinventar // Landtechnik. 2011. № 1. S. 60-63.
3. A model for inventory of ammonia emissions from agriculture in the Netherlands / G.L. Velthof et al. // Atmospheric Environment. 2012. Vol. 46. S. 248-255.
4. URL: http://dx. doi.org/10.1155/2013/825437//
5. Гриднев П.И., Гриднева Т.Т., Спотару Ю.Ю. Влияние технологий производства молока на окружающую среду // Вестник ВНИИМЖ. 2014. № 3. С. 139-144.
6. Гриднев П.И., Гриднева Т.Т. Экологическая оценка технологий откорма свиней // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2015. № 6. С. 33-37.
7. Иванов Ю.А., Миронов В.В. Экологичное животноводство, проблемы и вызовы // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2015. № 87. С. 35-48.
8. Гриднев П.И., Гриднева Т.Т., Романюк В. Влияние механических систем удаления навоза из животноводческих помещений на потери азота // Проблемы интенсификации животноводства с учетом охраны окружающей среды. Варшава, 2017. Т. 23. С. 72-76.
9. Bauliche-technische maßnahmen zur senkung der schadgasbelastungen im stall // KTBL-schrift. 2004. № 436.
10. NH3, N2O und CH4 Emission aus einem schragboden-stall fur mastschweine // Landtechnik. 2005. № 5. S. 274.
11. URL: http://www.s.siteapi.org/
12. Гриднев П.И., Гриднева Т.Т. Анализ причин эмиссии аммиака в животноводческих помещениях // Проблемы интенсификации жив-ва с учетом охраны окружающей среды, стандартов ЕС и производства альтернативных источников энергии. Варшава, 2016. С. 57.
13. Zähner M. Ammoniak-Emissionen von Rindviehställen Minderung beim Bau und Management // Fat-Bericht. 2005. № 641. S. 1-12.
14. Организация Объединенных наций. URL: unce org >fileadmin/DAM/env/dokuments/2013/aie/eb
15. Bockmann H. Einflussfakoren auf die Stieckstoffaus-scheidung von MilCHkühen // Beiträge zur 4 Wisseschaf-tstagung zum ökologischen Landbau. Bonn, 1997. S. 502.
16. Einsatzstrategien für wirtschaftsund sekundarrohstof-fdunger im okologischen landbau // KTBL. 2006. № 444.
17. Sundrum A. Rinderhaltung naherstoffmanagement im qkologischen landbau // KTBL. 2004. Schrift 423. S. 45.
18. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета. М., 2017. 166 с.
Literatura:
1. Kiese R. Biosphäre-Atmosphäre - austausch klimarelevanter spurengase (N2O, CH, CO2) in agrarisch und forstlich genutzten Ökosystemen // Emissionen der tierhal-tung ktbl-schrift. 2006. № 449. S. 37-48.
2. Ammoniakemissionsfaktoren im landwirtschaftlichen Emissionsinventar // Landtechnik. 2011. № 1. S. 60-63.
3. A model for inventory of ammonia emissions from agriculture in the Netherlands / G.L. Velthof et al. // Atmospheric Environment. 2012. Vol. 46. S. 248-255.
4. URL: http://dx. doi.org/10.1155/2013/825437//
5. Gridnev P.I., Gridneva T.T., Spotaru YU.YU. Vliyanie tekhnologij proizvodstva moloka na okruzhayushchuyu sredu // Vestnik VNIIMZH. 2014. № 3. S. 139-144.
6. Gridnev P.I. Gridneva T.T. Ekologicheskaya ocenka tekhnologij otkorma svinej // Vestnik rossijskoj sel'skoho-zyajstvennoj nauki. 2015. № 6. S. 33-37.
7. Ivanov YU.A., Mironov V.V. Ekologichnoe zhivotno-vodstvo, problemy i vyzovy // Tekhnologii i tekhniches-kie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2015. № 87. S. 35-48.
8. Gridnev P.I., Gridneva T.T., Romanyuk V. Vliyanie mekhanicheskih sistem udaleniya navoza iz zhivotnovod-cheskih pomeshchenij na poteri azota // Problemy intensi-fikacii zhivotnovodstva s uchetom ohrany okruzhayushc-hej sredy. Varshava, 2017. T. 23. S. 72-76.
9. Bauliche-technische maßnahmen zur senkung der schadgasbelastungen im stall // KTBL-schrift. 2004. № 436.
10. NH3, N2O und CH4 Emission aus einem schragboden-stall fur mastschweine // Landtechnik. 2005. № 5. S. 274.
11. URL: http://www.s.siteapi.org/
12. Gridnev P.I., Gridneva T.T. Analiz prichin emissii ammiaka v zhivotnovodcheskih pomeshcheniyah // Prob-lemy intensifikacii zhiv-va s uchetom ohrany okruzhayu-shchej sredy, standartov ES i proizvodstva al'ternativnyh istochnikov energii. Varshava, 2016. S. 57.
13. Zähner M. Ammoniak-Emissionen von Rindviehställen Minderung beim Bau und Management // Fat-Bericht. 2005. № 641. S. 1-12.
14. Organizaciya Ob"edinennyh nacij. URL: unce org>fi-leadmin/DAM/env/dokuments/2013 /aie/eb
15. Bockmann H. Einflussfakoren auf die Stieckstoffaus-scheidung von MilCHkühen // Beiträge zur 4 Wisseschaf-tstagung zum ökologischen Landbau. Bonn, 1997. S. 502.
16. Einsatzstrategien für wirtschaftsund sekundarrohstof-fdunger im okologischen landbau // KTBL. 2006. № 444.
17. Sundrum A. Rinderhaltung naherstoffmanagement im qkologischen landbau // KTBL. 2004. Schrift 423. S. 45.
18. Metodicheskie rekomendacii po tekhnologicheskomu proektirovaniyu sistem udaleniya i podgotovki k ispol'zo-vaniyu navoza i pometa. M., 2017. 166 s.
INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL AND TECHNICAL DECISIONS ON THE MANURE REMOVAL
SYSTEMS' FUNCTIONING
P.I. Gridnev, doctor of technical sciences T.T. Gridneva, candidate of technical sciences IMJ-filial of FGBNY FNAC VIM
Abstract. Global analysis of atmosphere air composition changing over the past 100 years as atmosphere carbon dioxide about in 30%, methanein 133%, nitrous oxidein 15% increasing has shown. Up to 70% of fertilizers' nitrogen compounds enter the soil, water and air. Currently, livestock produces 9% of the world's carbon dioxide emissions, 65% of nitrous oxide, 37% of anthropogenic methane and 64% of ammonia. At the producing process, on all these processes the animal husbandry technologies' emission are influenced significantly, namely manure from premises cleaning, storage systems and on them basis organic fertilizers' producing. At the meat and milk production, cattle manure releases 50% of all ammonia, 20-22% from pig manure, 7-21% - from poultry, 9-18% - from mineral fertilizers using and 3-9% - from horses, sheep and other animals is arrived. The earlier made calculations had showed that the most significant nitrogen losses in ammonia form at manure from the premises removing are occurred, they at pigs keeping on a warm straw loosening bedding in 1,5-2 times are increasing, and also at dairy herds housing from tie to tie free keeping transition - in 1,5-1,7 times. The nitrogen maximum losses at manure removal (32,3%) at the TSN-160 rot conveyor were registered, at the scraper's reciprocating movement installation the losses 16,8% were made, at the screw conveyor using - 8,1%. The polymer "Triyun" test's results the ammonia's concentration in the pigsties air in 7 times decreasing had showed. The losses' numerical values at the basic technologies of liquid and solid organic fertilizers' producing, storage and application from cattle and pigs manure are presented. Keywords: technologies of removal, manure disinfection and storage, nitrogen and organic matter's losses.
