Анализ экологических рисков сельского хозяйства Ленинградской области

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 19 Вып. 3(100)_

РАЗДЕЛ III ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА

УДК 636.2 DOI 10.24411/0131-5226-2019-10193

АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ЛЕНИНГРАДСКОЙ

ОБЛАСТИ

Е.В. Шалавина, канд. техн. наук; В.Б. Минин, канд. с-х наук

Э.В. Васильев, канд. техн. наук;

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

Проблема неэффективной переработки большого объема навоза и помета и использования его в качестве органических удобрений, затрудняет нормальное функционирование сельскохозяйственных предприятий и является серьезной преградой в развитии агропромышленного комплекса Ленинградской области. В тоже время существует еще одна эколого-экономическая проблема -поддержание и увеличение плодородия сельскохозяйственных земель Ленинградской области. Для экологической оценки сельскохозяйственных предприятий определено поголовье животных и птицы в каждом муниципальном районе Ленинградской области, проведен анализ состояния, образования и накопления навоза и помёта в каждом районе и возможность их использования в качестве органического удобрения на землях сельскохозяйственного назначения. Расчеты по Ленинградской области показывают, что биогенная нагрузка на окружающую среду в районах различна. Большинство районов имеют потенциал для внесения дополнительного азота вместе с органическими удобрениями на имеющиеся сельскохозяйственные угодья. Только два района - Выборгский и Кировский районы имеют дефицит земельных угодий для внесения произведенных 2172,9 и 8433,2 т N / год соответственно, что может привести к экологическим рискам. Тем не менее, биогенная нагрузка в этих двух районах может быть уменьшена путем внесения произведенных органических удобрений на сельскохозяйственные угодья в соседних районах, поскольку общий потенциал применения азота в Ленинградской области является положительным: +8769,2 тонны азота в год.

Ключевые слова: экологические риски, животноводство, птицеводство, органическое удобрение, потенциал

Для цитирования: Шалавина Е.В., Васильев Э.В., Минин В.Б. Анализ экологических рисков сельского хозяйства Ленинградской области // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 3(100). С 114-121

ANALYSIS OF ENVIRONMENTAL RISKS FROM AGRICULTURE IN LENINGRAD

REGION

E.V. Shalavina, Cand. Sc.

E.V. Vasilev, Cand. Sc. (Engineering);

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - IEEP - branch of FSAC VIM), Saint Petersburg, Russia

Технологии и технические средства механизированного производства продукции _растениеводства и животноводства_

The inefficient processing of large volumes of animal/poultry manure and its use as an organic fertiliser makes it difficult for agricultural enterprises to function normally and poses a serious obstacle to the agro-industrial complex development in Leningrad Region. At the same time, there is one more environmental and economic problem in this region - to maintain and improve the soil fertility of agricultural land. For environmental assessment of agricultural enterprises, the data on the number of farm animals and poultry in each municipal district of Leningrad Region was collected; production and accumulation of animal/poultry manure in each district were considered and the feasibility of its application as an organic fertiliser to the agricultural land in this district was assessed. Calculations showed that the districts featured different nutrient load on the environment. Most of the them had the potential to apply additional nitrogen with organic fertilisers on the available agricultural land. Only two districts - Vyborgskij and Kirovskij Districts, had a shortage of land to apply the produced 2172.9 and 8433.2 t N/year, respectively, that might result in environmental risks. However, the nutrient load in these two districts could be relieved by applying the produced organic fertilisers to the agricultural land in the neighbouring districts, as the total potential for nitrogen application in Leningrad Region is positive: +8769.2 tons of nitrogen per year.

Key words: environmental risks, livestock production, poultry production, organic fertiliser, potential

For citation: Shalavina E.V., Vasilev E.V., Minin V.B. Analysis of environmental risks from agriculture in Leningrad Region. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 3

Введение

На сегодняшний день на уровне государства поставлена задача по выработке мер социально-экономического, правового и административно-управленческого характера позволяющих повысить экологическую устойчивость сельских территорий, вывести их на качественно новый уровень развития, обеспечивающий комплексное сбалансированное решение экономических, социальных и экологических задач при сохранении природно-ресурсного и историко-культурного потенциала сельской местности.

В соответствии со специализацией и концентрацией производства, а также экономическими условиями новые животноводческие комплексы,

существующие комплексы наращивают свои мощности [1-4]. За счет этого повышается производительность труда, снижается себестоимость продукции. В то же время возникают серьёзные проблемы с использованием навоза и помёта образующегося в огромных количествах [57].

Проблема утилизации большого объема отходов животноводства и птицеводства затрудняет нормальное функционирование хозяйств и является серьезной преградой в развитии агропромышленного комплекса Ленинградской области. В тоже время существует еще одна эколого-экономическая проблема - нехватка органических удобрений на полях Ленинградской области. Современные методы переработки навоза и помета обеспечивают получение

высококачественных удобрений. Их использование позволит повысить эффективность минеральных удобрений, а также будет способствовать улучшению структуры почв.

Для экологической оценки

сельскохозяйственных предприятий

проведен анализ состояния образования, накопления навоза и помёта в каждом районе Ленинградской области. Целью данной работы является определение потенциала каждого района Ленинградской области по возможности внесения питательных элементов (содержащихся в органическом

удобрении) на земельные угодья сельскохозяйственного назначения. Материалы и методы

Для идентификации экологических рисков при функционировании

животноводческих и птицеводческих комплексов произведен расчет количеств навоза и помёта, образующегося в каждом районе. Для этого проведён анализ каждого сельскохозяйственного предприятия,

занимающегося животноводством и птицеводством. Для определения выхода навоза с ферм по содержанию крупного рогатого скота и свиней выведены формулы, базирующиеся на основе методик расчета структуры стада крупного рогатого скота (КРС) (исходя из количества коров в каждом сельскохозяйственном предприятии) и определения структуры стада

свиноводческой фермы (исходя из количества свиней в каждом сельхозпредприятии и из данных о типе хозяйства (откормочное, с законченным циклом, репродуктивное) [8].

Для определения возможности использования образующегося в

Ленинградской области навоза и помета в качестве органического удобрения проведен расчёт содержания в них азота. Применяя существующие рекомендации Не1сот (Л =170 кг/га азота), рассчитана масса образуемого азота для каждого типа органического удобрения (полученного от КРС, свиней или птицы) [9-10].

Зная содержание азота в органическом удобрении и общую площадь сельскохозяйственных земель в каждом районе, определена потенциальная возможность полного использования органического удобрения на основе навоза и помета по районам Ленинградской области (расчет ведется через массу азота в органическом удобрении):

Р=Р_Р=

где Р - потенциал использования азота в органическом удобрении на всех земельных угодьях сельскохозяйственного назначения в пределах одного муниципального района, т/год; Р1 - масса азота, которую можно внести на все земельные угодья сельскохозяйственного назначения в пределах одного муниципального района, т/год; - масса азота, которая образуется в органическом удобрении со всех животноводческих и птицеводческих комплексов в пределах одного муниципального района, т/год; -

рекомендации по максимальной массе внесенного азота на 1 га земельных угодий сельскохозяйственного назначения, кг/га; -суммарная площадь земельных угодий сельскохозяйственного назначения в пределах одного муниципального района, га;

, , - содержание азота

соответственно в навозе крупного рогатого скота в свином навозе и в курином помете, доли.

Для расчета принято следующее содержание азота в навозе/помете: Ля1=0,0048 Ля2=0,0024 Ля з=0,014

, , - масса со всех

животноводческих/птицеводческих комплексов в пределах одного муниципального района соответственно навоза КРС, свиного навоза и куриного помета, т/сут; , , - потери при переработке в органическое удобрение соответственно навоза КРС, свиного навоза и куриного помета, %.

В качестве исходных данных по животноводческим и птицеводческим комплексам взята информация с сайта агропромышленного комплекса

Ленинградской области и статистическая информация [11, 12]. Результаты и обсуждение

Технологии и технические средства механизированного производства продукции _растениеводства и животноводства_

Данные по поголовью животных и в таблице 1. птицы Ленинградской области представлены

Таблица 1

Поголовье животных и птицы в Ленинградской области

№ Район Поголовье КРС, гол Поголовье свиней,гол Поголовье птицы, гол

1 Бокситогорский р-н 317 0 1200

2 Волосовский р-н 23854 0 0

3 Волховский р-н 12887 5430 0

4 Всеволожский р-н 11207 6574 0

5 Выборгский р-н 9474 0 6424586

6 Гатчинский р-н 16874 7175 2983000

7 Кингисеппский р-н 7430 0 0

8 Киришский р-н 5576 0 0

9 Кировский р-н 1106 0 18937000

10 Лодейнопольский р-н 1520 6110 0

11 Ломоносовский р-н 8379 6249 624000

12 Лужский р-н 19515 29200 0

13 Приозерский р-н 21609 3552 0

14 Сланцевский р-н 5553 0 0

15 Тихвинский р-н 3834 0 0

16 Тосненский р-н 10648 120577 0

ИТОГО 159783 184867 28969786

Как видно из таблицы 1, преобладающими районами по поголовью животных/птицы являются Выборгский, Гатчинский, Кировский и Ломоносовский районы. Это объясняется наличием в данных районах наряду с комплексами крупного

Потенциальная возможность полн

рогатого скота от 1000 голов и выше еще и крупнейших в области птицефабрик.

Потенциальная возможность полного использования навоза и помёта в качестве органического удобрения по районам Ленинградской области представлена в таблице 2.

Таблица 2

-о использования навоза и помёта

№ Район Ленинградской области Может принять азота на земельные угодья (РД т/год Образует азота в удобрении Р2, т/год Излишек/недостаток* (может принять азота) Р, т/год

1 Бокситогорский р-н 59,5 29,8 +29,7

2 Волосовский р-н 6213 1458,1 +4755

3 Волховский р-н 1969,3 907,9 +1061,4

4 Всеволожский р-н 1730,6 935,9 +794,7

5 Выборгский р-н 1423,7 3596,6 -2172,9

6 Гатчинский р-н 4631,1 2587,9 +2043,2

7 Кингисеппский р-н 1744,7 519,3 +1225,4

8 Киришский р-н 1475,3 366 +1109,3

продолжение табл.2

9 Кировский р-н 342,9 8776,1 -8433,2

10 Лодейнопольский р-н 456,1 137 +319,1

11 Ломоносовский р-н 2215,1 872,1 +1343

12 Лужский р-н 3667,3 1339,2 +2328,1

13 Приозерский р-н 3347,2 1529,2 +1818

14 Сланцевский р-н 1181,2 294,5 +886,7

15 Тихвинский р-н 931,3 306 +625,3

16 Тосненский р-н 2725,6 1689,2 +1036,4

ИТОГО по области +8769,2

* положительное значение баланса Р говорит о наличие в данном районе свободных земельных угодий сельскохозяйственного назначения, на которые можно вносить органическое удобрение соседних районом. Значение Р показывает массу азота в органическом удобрении, которую можно внести на сельскохозяйственные земельные угодья данного района.

Расчеты по Ленинградской области показывают, что загрузка районов происходит неравномерно. Большая часть районов имеет потенциал для внесения на посевные площади дополнительно азота с органическим удобрением. Только 2 района -Выборгский и Кировский имеют дефицит земельных угодий (2172,9 и 8433,2 тонн азота в год соответственно). Однако данные 2 района могут быть разгружены за счет внесения органических удобрений на

земельные угодья близлежащих районов, о чем свидетельствует суммарный

положительный (+8769,2 тонн азота в год) потенциал по области. Даже с учетом крупных птицефабрик и свиноводческих комплексов во всей Ленинградской области не хватает для поддержания плодородия всех пахотных площадей 8769,2 тонн азота в год. Полученные данные также представлены в виде карты Ленинградской области (рис. 1).

Рис.1. Потенциал использования азота в органическом удобрении, тонн азота в год

Из карты, представленной на рисунке 1 видно, что в целом по Ленинградской области имеется резерв

сельскохозяйственных угодий для внесения органических удобрений, который пока не препятствует развитию животноводства в области. Только два района перегружены

животноводческими комплексами и на их территории не желательно увеличивать поголовье любых видов животных. Снижение нагрузки при увеличении поголовья может быть достигнуто за счет внедрения наилучших доступных

технологий переработки отходов и

увеличением производства

растениеводческой продукции.

Выводы

1. Проанализировано поголовье

животных и птицы по районам Ленинградской области. Наиболее загруженными районами по поголовью животных/птицы являются Выборгский (9474 голов КРС, 6424586 голов птицы), Гатчинский (16874 голов КРС, 7175 голов свиней, 2983000 голов птицы), Кировский (1106 голов КРС, 18937000 голов птицы) и Ломоносовский (8379 голов КРС, 6249 голов свиней, 624000 голов птицы) районы. Это объясняется наличием в данных районах наряду с комплексами крупного рогатого скота от 1000 голов и выше еще и крупнейших в области птицефабрик.

2. Расчеты по Ленинградской области показывают, что загрузка районов происходит неравномерно. Большая часть районов имеет потенциал для внесения на земельные угодья сельскохозяйственного назначения дополнительно азота с органическим удобрением. В целом по Ленинградской области имеется резерв сельскохозяйственных угодий для внесения органических удобрений (+8769,2 тонн азота в год). Только 2 района - Выборгский и Кировский перегружены - имеют дефицит земельных угодий (превышение в 2172,9 и 8433,2 тонн азота в год соответственно). Данные районы могут быть разгружены за счет частичного внесения органических удобрений на земельные угодья соседних районов или внедрения наилучших доступных технологий.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 41-2017 «Интенсивное разведение свиней» [Электронный ресурс]. https://www.gost.ru/portal/gost/home/activity/N DT/sprav_NDT_2017

2. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 42-2017 «Интенсивное разведение сельскохозяйственной птицы» [Электронный ресурс]. https://www.gost.ru/portal/gost/home/activity/N DT/sprav_NDT_2017

3. Национальный Союз Свиноводов [Электронный ресурс] www.nssrf.ru

4. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Перспективные направления развития технико-технологических решений для свиноводческих хозяйств всех категорий // Технологии и технические средства

механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 1 (98). С. 168-179.

5. Брюханов А.Ю., Спесивцев А.В., Субботин И.А. Моделирование негативного воздействия технологий переработки отходов животноводства // Материалы Международного агропромышленного конгресса «АПК - стратегический ресурс экономического развития государства». СПб, 2015. С. 9-11.

6. Кесорецких И. И., Зотов С. И. Методика оценки уязвимости природных комплексов к антропогенным воздействиям. Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки. 2012. №1. С. 51-57.

7. Брюханов А.Ю., Шалавина Е.В. Анализ образования и накопления животноводческих отходов в Ленинградской области // Экологические проблемы использования органических удобрений в

земледелии - Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической

конференции с международным участием. Владимир. ФГБНУ ВНИИОУ, 8-10 июля. 2015. С.310-317.

8. Брюханов А.Ю., Шалавина Е.В., Васильев Э.В. Методика укрупненной оценки суточного и годового выхода навоза/помета // Молочнохозяйственный вестник. 2014. № 1 (13). С. 78-85.

9. РД-АПК 1.10.15.02-17 «Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помёта» [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/495876346

10. Конвенция по защите морской среды района Балтийского моря 1992 года 13.

(последние поправки вступили в силу 15 ноября 2008 года). [Электронный ресурс]. URL:

http://helcom.ru/helcom documents/helsinki co nvention (Дата обращения 12.08.2019).

11. Об итогах работы агропромышленного и рыбохозяйственного комплекса Ленинградской области в 2018 году, задачах и перспективах развития отрасли на 2019 год. Материалы совещаний [Электронный ресурс] http://agroprom.lenobl.ru/inf/materialy-doklady-prezentacii-soveshanij/

12. Федеральная служба государственной статистики [Электронный ресурс] http://www.gks.ru/

REFERENCES

l.Informatsionno-tekhnicheskii spravochnik po nailuchshim dostupnym tekhnologiyam: ITS 412017 "Intensivnoe razvedenie svinei" [BAT information and technical reference book 412017 "Intensive rearing of pigs"]. Available at: https://www.gost.ru/portal/gost/home/activity/N DT/sprav_NDT_2017

2.Informatsionno-tekhnicheskii spravochnik po nailuchshim dostupnym tekhnologiyam: ITS 422017 "Intensivnoe razvedenie sel'skokhozyaistvennoi ptitsy" [BAT information and technical reference book 422017 "Intensive rearing of farm poultry"]. Available at: https://www.gost.ru/portal/gost/home/activity/N DT/sprav_NDT_2017

3.Nacional'nyj Soyuz Svinovodov [National Pig Farmers Union]. Available at: www.nssrf.ru

4.Plaksin I.E., Trifanov A.V. Perspektivnye napravleniya razvitiya tekhniko-tekhnologicheskikh reshenii dlya svinovodcheskikh khozyaistv vsekh kategorii [Perspective directions of development of technical and technological solutions for pig farms of all categories]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 1

5.Bryukhanov A.Yu., Spesivtsev A.V., Subbotin I.A. Modelirovanie negativnogo vozdeistviya tekhnologii pererabotki otkhodov zhivotnovodstva [Simulation of the negative impact of livestock waste processing technologies]. Materialy Mezhdunarodnogo agropromyshlennogo kongressa "APK -strategicheskii resurs ekonomicheskogo razvitiya gosudarstva" [Proc. Int. Agro-Ind. Cong "Agro-Industrial Complex is a strategic

resource of the state economic development"]. Saint Petersburg. 2015: 9-11.

6.Kesoretskikh I. I., Zotov S. I. Metodika otsenki uyazvimosti prirodnykh kompleksov k antropogennym vozdeistviyam [Methodology for assessing the vulnerability of natural complexes to anthropogenic impacts]. Vestnik Baltiiskogo federal'nogo universiteta im. I. Kanta. Seriya: Estestvennye i meditsinskie nauki [Kant Baltik Federal University]. 2012. No.1. 51-57.

7.Bryukhanov A.Yu., Shalavina E.V. Analiz obrazovaniya i nakopleniya zhivotnovodcheskikh otkhodov v Leningradskoi oblasti [Analysis of formation and accumulation of livestock waste in Leningrad Region]. " Ekologicheskie problemy ispol'zovaniya organicheskikh udobrenii v zemledelii - Sbornik nauchnykh trudov Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem. [Proc. Russ. Sci. Pract. Conf. with Int. Participation "Ecological problems of the use of organic fertilizers in agriculture]. Vladimir: FGBNU VNIIOU. 2015. 310-317.

8.Briukhanov A.Yu., Shalavina E.V., Vasilev E.V. Metodika ukrupnennoj ocenki sutochnogo i godovogo vyhoda navoza/pometa [Methods of integrated estimation of daily and annual yield of animal/poultry manure]. Molochnohozyajstvennyj vestnik. 2014; N 1

9.Metodicheskie rekomendacii po tekhnologicheskomu proektirovaniyu sistem

udaleniya i podgotovki k ispol'zovaniyu navoza i pomyota RD-APK 1.10.15.02-17 [Management Directive for Agro-Industrial Complex1.10.15.02-17. Recommended Practice for Engineering Designing of Systems for Animal and Poultry Manure Removal and Pre-application Treatment]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/495876346 (accessed 20.02.2019) (In Russian) 10.Konventsiya po zashchite morskoi sredy raiona Baltiiskogo morya 1992 goda (poslednie popravki vstupili v silu 15 noyabrya 2008 goda) [Convention on the protection of the marine environment of the Baltic Sea area, 1992 (Helsinki Convention)]. Available at: http://helcom.ru/helcom_documents/helsi nki_co nvention (accessed 12.08.2019). (In Russian) 11.Ob itogakh raboty agropromyshlennogo i rybokhozyaistvennogo kompleksa

Leningradskoi oblasti v 2018 godu, zadachakh i perspektivakh razvitiya otrasli na 2019 god. Materialy soveshchanii [On the results of the functioning of Agro-Industrial and Fishery Complex of Leningrad Region in 2018, the tasks and prospects of the sector's development for 2019. Proceedings of the Meeting]. Available at:

http://agroprom.lenobl.ru/inf/materialy-doklady-prezentacii-soveshanij/

12.Federal'naya sluzhba gosudarstvennoj statistiki [Federal State Statistics Service]. Available at: http://www.gks.ru

УДК 636.2 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10194

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЖИВОТНОВОДСТВА И ПТИЦЕВОДСТВА

ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

А.Ю. Брюханов, д-р техн. наук; Н.С Васильева., м.н.с.;

Е.В. Шалавина, канд. техн. наук; В.Б. Минин, канд. с-х наук

Е.А. Воробьева, н.с.;