Спонсор работы ООО "Гиральдит"
Автор В.П. Кузнецов, E-mail: vpk-51@yandex.ru, C.t. +79050685757.
В настоящее время в России продолжаются коренные изменения в землепользовании, вызванные, с одной стороны, развитием рыночных отношений и, с другой, необходимостью сохранения природной среды новыми собственниками сельскохозяйственных земель.
Поэтому не случайно актуализируется связь экологических проблем с проблемой прибыльности сельскохозяйственного производства, поскольку именно в нем экономический, экологический и социальный компоненты реализуются взаимосвязано.
Земля одновременно выступает как предмет и как средство труда, при этом очевидно, что сельское хозяйство на современном этапе своего развития продолжает вносить значительный вклад в экологические деструктивные процессы.
Почвы и продуктивность растительности характеризуют землю как средство труда. Как предмет труда земля характеризуется технологическими почвенными свойствами, которые определяют необходимые затраты на производство требуемой человеку продукции [9].
До сегодняшнего дня в сельском хозяйстве преобладает низко продуктивное земледелие (до 10 центнеров с гектара), приводящее к вовлечению в севооборот неоправданно больших площадей пахотных земель и увеличению соответственно стоимости продукции. На этом фоне продолжают развиваться и усугубляться процессы эрозии почв. Следует отметить, что эрозия почвы известна человеку давно, но особенно катастрофическое развитие она получила в современную эпоху в связи с интенсификацией земледелия и многократным усилением нагрузки на почвенный покров.
Между тем, многофункциональность сельскохозяйственного производства позволяет выбрать наиболее рациональный путь использования земельных ресурсов.
Одним из важнейших вопросов современного земледелия является сохранение плодородия почв, поскольку деградация почв ведет к постепенному снижению объемов образования продукции и катастрофическим изменениям в окружающей среде [3, 2].
Роль минеральных удобрений в увеличении плодородия почв до недавнего времени рассматривалась с положительной стороны. Однако в последние годы происходит переоценка их значения. Все чаще специалисты выражают сомнение по поводу возможности повышения содержания органического вещества за счет применения синтетических удобрений [8, 9, 10]. Более того, они могут явиться причиной обеднения почв гумусом. Данные [(11), по Л.К.Шевцову], полученные на основе обобщения результатов более 400 длительных полевых опытов, свидетельствуют о том, что его содержание в дерново-подзолистых почвах при внесении полного минерального удобрения в первые 20-30 лет снижалось в среднем на 12-14%.
Поэтому был сделан вывод о том, что внесение только минеральных удобрений не компенсирует потерь почвенного органического вещества. К таким же выводам пришли и другие исследователи.
Микроморфологические исследования по данному вопросу показали, что даже небольшие дозы минеральных удобрений (30-45 кг/га) оказывают отрицательное влияние на микроструктуру почвы, сохраняющееся на протяжении 1-2 лет после их внесения. Возрастает плотность упаковки микроагрегатов, снижается видимая порозность, уменьшается доля зернистых агрегатов [6]. Продолжительное внесение минеральных удобрений ведет к снижению доли частиц губчатого микросложения и к увеличению на 11% неагрегатированного материала [8]. Одной из причин ухудшения структуры является обеднение пахотного слоя экскрементами почвенных животных [1, 10].
Учитывая выше изложенное, можно сделать вывод о том, что применение синтетических удобрений приводит не только к указанным последствиям, но также влечет деструктивные процессы почвенных покровов, которые сопровождаются уничтожением полезных бактериальных и других экосистем.
Таким образом, применение минеральных удобрений приводит не к повышению плодородия почв, а зачастую к снижению репродуктивных возможностей пахотных земель.
Помимо негативных экологических воздействий, которые вызывает земледельческая деятельность человека в сельском хозяйстве, существует ряд неблагоприятных последствий, вызываемых производством продукции животноводства.
Большие скопления животных создают огромное количество отходов, объем которых иногда в сотни, раз превосходит объем сельскохозяйственной продукции.
Отходы животноводства, содержащие огромное количество вредных веществ, семян сорняков, яиц гельминтов, вирусов и патогенных микроорганизмов, накапливаясь и локализуясь, являются потенциальным источником эпидемий и эпизоотий катастрофического масштаба.
Для облегчения водопоя животноводческие фермы обычно располагаются по берегам водоемов или вблизи них, поэтому стоки животноводческих хозяйств являются существенным источником загрязнения пойм рек. При отсутствии, плохом состоянии или переполнении жижесборников и навозохранилищ отходы смываются ливневыми стоками или спускаются в водоисточники.
Сельскохозяйственное производство является источником загрязнения атмосферного воздуха. Известно, что воздух вокруг животноводческих комплексов отличается специфическим запахом и содержит аммиак в таких концентрациях, что вызывает даже гибель находящихся поблизости хвойных деревьев. Из атмосферы токсичные продукты попадают в водоемы и загрязняют их в радиусе до 15 км от крупного животноводческого комплекса.
Кроме того, размещение ферм, свинарников и других животноводческих помещений поблизости или на берегах рек, прудов и озер приводит к их загрязнению и уничтожению. Сброс даже небольшого количества неочищенных навозосодержащих сточных вод вызывает массовые заморы рыбы и выводит водоемы из хозяйственного пользования.
Серьезной проблемой также являются отходы от забоя сельскохозяйственных животных и птиц на бойнях.
По подсчетам ученых, ферма на 200 коров ежегодно производит 4170 тонн навоза.
В соответствие с природоохранным законодательством, навоз отнесен к отходам III-IV класса опасности, что требует особого порядка его складирования и хранения. Отдельные производители сельскохозяйственной продукции, не желая оформлять документы на землеотвод под полигон и, естественно, платить деньги за негативное воздействие на природную среду, продолжают разбрасывать свежий навоз на поля. В результате вместо 30-40 тонн биоудобрений на гектар вносится свежий навоз в больших количествах, что резко увеличивает в растениях концентрацию нитратов, калия, фосфора, почва и растения заражается семенами сорняков, яйцами гельминтов, патогенными бактериями.
Высокие дозы навоза загрязняют грунтовые воды и, соответственно, водные бассейны на сотни километров вокруг. В одном грамме навоза содержится до 170 млн. шт. микроорганизмов, в том числе патогенных, вызывающих эпидемии и эпизоотии. Согласно данным ВОЗ, экскременты определены как фактор передачи более 100 видов различных возбудителей болезней животных, птиц, человека с большим сроком выживаемости.
Сроки выживаемости патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов в навозе: микобактерии туберкулеза – 25,0 лет; бациллы сибирской язвы – 60,0 лет; сальмонеллы паратифов – 2,0 года; сальмонеллы брюшного тифа – 3,0 года; листерии – 2,0 года; вирус ящура – 2,0 года; БКГП – 2,0 года; яйца аскарид – 6,5 лет; яйца фасциол – 2,0 года.[1]
В настоящее время в РФ функционирует более 1600 крупных животноводческих комплексов и птицефабрик с бесподстилочным содержанием животных и птицы. Ежегодно объемы производства полужидкого, жидкого навоза, помета, навозных и пометных стоков в хозяйствах страны превышают 16, 5 млрд. тонн.
В современном мире уже давно и интенсивно развивается использование энергии биомассы, к которой относится и навоз животных. При биологической переработке биомассы с помощью анаэробных бактерий конечными продуктами являются биогаз с большим содержанием метана и высококачественные экологически чистые удобрения, а также высокоценные кормовые добавки. Это направление имеет значение не только с точки зрения производства энергии, биоудобрений, биокормовых добавок, но и с позиций экологии, так как решает проблему утилизации вредных отходов и повышения плодородия почв [3].
В целом, биомасса дает седьмую часть мирового объема топлива, а по количеству полученной энергии занимает наряду с природным газом третье место. Из биомассы получают в 4 раза больше энергии, чем дает ядерная энергетика [3]. Все это топливо с успехом может заменить биогаз, что положительно скажется на экосистемах.
Важное место в нетрадиционной энергетике занимает переработка биомассы метановым брожением с получением биогаза, содержащего около 70% метана, и, в качестве дополнительного продукта, обеззараженных высокоэффективных органических удобрений. Всего в мире в настоящее время известно (используется или разрабатывается) около 60 разновидностей технологий переработки отходов животноводства.
Биогаз – это смесь метана и углекислого газа, образующаяся в процессе анаэробного сбраживания в биологических реакторах – метантенках. Энергия, получаемая при сжигании биогаза, может достигать от 60 до 90% той, которой обладает исходный материал. Другим достоинством процесса анаэробной переработки биомассы является то, что в его отходах не содержится болезнетворных микроорганизмов, различных паразитов, их яиц и личинок, гибнут семена сорняков. Кроме того, азот органических отходов переходит в легко усваиваемую растениями форму, что исключает возможность накопления в них нитратов и нитритов.
Однако, как уже было сказано, те же отходы животноводства при правильной организации дела могут быть ценным сырьем для получения качественных удобрений, а также биогаза, которые могут полностью покрыть потребность сельскохозяйственного производства в удобрениях и энергоносителях (тепла, электроэнергии и моторного топлива).
Анализ теоретических источников и результатов практической деятельности сельскохозяйственных производителей России, в том числе Кемеровской области, а также собственные разработки, позволяют с уверенностью утверждать, что после соответствующей переработки, отходы животноводства не только перестают представлять опасность для окружающей среды и здоровья человека, но и становятся особо ценным и экологически безопасным средством для повышения плодородия почв сельскохозяйственных угодий.
Таким образом, очищенные по определенной технологии отходы животноводческого производства позволяют полностью заменить минеральные удобрения, представляющие определенную опасность для окружающей среды. Приведем общеизвестные свойства биоудобрений.
В результате анаэробного сбраживания навоза получают жидкое экологически чистое высокоэффективное органическое удобрения, которые содержат все необходимые компоненты (азот, фосфат, калий, макро и микроэлементы) в растворенном виде в сбалансированных для растений соотношениях, а также активные биологические стимуляторы роста растений класса ауксинов. Эти удобрения действует на растение сразу по внесению в почву. Они не содержат патогенной (болезнетворной) микрофлоры, яиц гельминтов, семян сорняков, нитратов и нитритов, специфических фекальных запахов. Они нетоксичны, не образуют вредных и токсичных соединений при внесении в почву. По воздействию на организм человека в соответствии с ГОСТ 12.2.007 компоненты переработанного навоза относятся к 5 (т.е. не опасны) классу опасности. Исходный навоз КРС относится к 3-4 классу опасности. Один килограмм концентрированных жидких экологически чистых органических удобрений (результат анаэробной переработки навоза) по своему эффекту и воздействию на рост растений и получению урожая эквивалентен 100 кг свежего навоза КРС.
Эти удобрения обеспечивают повышение урожайности культур в 2-3 раза в зависимости от вида культуры, состояния почвы и климатических условий.
Биоудобрения действуют на растение сразу же после применения, снижая кислотность почвы, повышая устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям среды, особенно к засухам, могут использоваться во всех климатических зонах, для всех видов почв и сельскохозяйственных культур, повышая их плодородие и улучшая экологическое состояние почвы и позволяет накапливать ее плодородие.
За счет внедрения на сельхозпредприятии подразделения по анаэробной переработке отходов животноводства, увеличивается урожайность; экономятся энергоносители; не расходуются средства на минеральные удобрения; снижается объем пахотных земель; снижается потребность в машинах и механизмах; уменьшаются экологические платежи и штрафные санкции – все это влечет увеличение прибыли и снижение затрат времени на производство продукции.
Выше перечисленные меры по переработке отходов животноводческого производства также будут способствовать повышению «гигиенического статуса» сельскохозяйственного предприятия, а именно снижению заболеваемости животных в сотни раз; а также: улучшению санитарного состояния продукции; минимизации штрафных санкций; увеличению прибыли; обеспечению эпидемиологического и эпизоотического благополучия района сельскохозяйственного производства; обеспечение собственными энергетическими ресурсами (тепло, электроэнергия, моторное топливо).
Литература
1. Безносиков В. А. Трансформация азотных удобрений и влияние их на физико-химические свойства подзолистых почв и продуктивность агроценоза // Агрохимия. 1997, № 4. С. 5-12.
2. Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. М.: Наука, 1990. 261с.
3. Ковда В. А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. 363с.
4. Кудеяров В. Н., Благодатский С. А., Ларионова А. А. Изменение внутрипочвенных потоков азота при внесении азотных удобрений
// Агрохимия. 1990. № 11. С. 47-53.
5. Кулаковская Т. Н., Кнашис В.Ю., Богдеев И. М. Оптимальные параметры плодородия почв. М.: Колос, 1984. 271с.
6. Медведев В. В. Изменение микростроения и водно-физических свойств черноземов при внесении минеральных удобрений // Микроморфология антропогенно измененных почв. М.: Наука, 1988. С. 55-63.
7. Минеев В. Г. Агрохимия и биосфера. М.: Колос, 1984. 245с.
8. Поляков А. Н., Шевцова Л. К. Изменение свойств дерново-подзолистых и черноземных почв под влиянием длительного применения удобрений // Микроморфология антропогенно измененных почв. М.: Наука, 1988. С. 74-80.
9. Сапожников А. П. Состояние почвенного покрова как основа кадастровой оценки земель /В кн.: Почвоведение: история, социология, методология. Памяти основателя теоретического почвоведения В.В. Докучаева / Отв. ред. В. Н. Кудеяров, И. В. Иванов. – М.: Наука, 2005. – С. 379–385.
10. Чижикова Н. П. Изменение состава и свойств тонкодисперсных минералов дерново-подзолистых почв под влиянием минеральных удобрений // Вестник сельскохозяйственной науки. 1990, № 7. С. 128-131.
11. Экологическая обстановка в 1989 г. // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. Вып. 11—12. М.: ВИНИТИ, 1990. 174с.
[1] Источник: ВНИПТИОУ
