Экологичное животноводство, проблемы и вызовы

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

УДК 631.95: 631.862

Ю.А. ИВАНОВ, член-корреспондент РАН, доктор с.-х. наук, профессор; В.В. МИРОНОВ, доктор техн. наук, профессор, ФГБНУ ВНИИМЖ

ЭКОЛОГИЧНОЕ ЖИВОТНОВОДСТВО, ПРОБЛЕМЫИВЫЗОВЫ

Низкая рентабельность животноводства в настоящее время негативно сказывается на экологической ситуации в местах высокой концентрации поголовья скота, что зачастую, осложняется близким расположением животноводческих предприятий к населенным пунктам и отсутствием в необходимых количествах сельскохозяйственных площадей.Особое беспокойство вызывает негативное воздействие на окружающую среду навоза в процессе его удаления из помещений, накопления, хранения и последующего использования.По расчетным данным за 2014 год в хозяйствах с содержанием от 50 до нескольких тысяч голов крупного рогатого скота (КРС) образовалось 151,3 млн. тонн навоза, причем в качестве удобрения ежегодно используется не более 25%. ФГБНУ ВНИИМЖ разработаны технологии и технические средства систем безопасного удаления и подготовки навоза КРС к использованию, позволяющие животноводческим предприятиям выполнять требования по охране окружающей среды, сохраняя при этом плодородие почв и обеспечивая урожайностьсельскохозяйственных культур и продуктивность животноводства.

Ключевые слова, экология; животноводство; опасные отходы; загрязнение; переработка навоза; технологии; оборудование.

Y. IVANOV, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, DSc (Agr), professor; V. MIRONOV, DSc (Eng), professor, FGBNU VNIIMZH

ECO-FRIENDLY ANIMAL HUSBANDRY: ISSUES AND CHALLENGES

Low profitability of livestock production has currently a negative impact on the ecological situation in the areas of high concentration of livestock that is often complicated by the close proximity of livestock enterprises to settlements and lack of adequate quantities of agricultural land. Of particular concern is the negative impact on the environment of manure removal from the premises, its accumulation, storage and subsequent use. According to 2014 calculations,151.3 million tons of manure were produced on the farms with fifty to several thousand head of cattle, with no more than 25 % being used as a fertilizer each year. FGBNU VNIIMZH has

35

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._

developed technologies and technical means of safe removal of cattle manure and its preparation for further use; these technologies allow the livestock enterprises to comply with the requirements of environmental protection while maintaining soil fertility and providing crop yields and livestock productivity.

Key words: ecology; animal husbandry; hazardous waste; pollution; manure recycling technology; equipment.

Объекты сельскохозяйственного производства оказывают негативное химическое, биологическое, физическое и механическое воздействие на все основные компоненты окружающей среды: почву, поверхностные и грунтовые воды и атмосферный воздух. В особенности это относится к промышленному животноводству и птицеводству.

Согласно Федеральному закону от 10 января 2002 года № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» к основным видам негативного воздействия на окружающую среду животноводческих объектов относятся:

- выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ и иных веществ;

- сбросы загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные водные объекты, подземные водные объекты и на водосборные площади;

- загрязнение почв;

- размещение отходов производства и потребления.

Особое беспокойство вызывает негативное воздействие на окружающую среду навоза и помета в процессе их удаления из помещений, накопления, хранения и последующего использования.

Приведем пример только десяти основных загрязняющих атмосферу компонентов: микроорганизмы, меркаптаны, амины, аммиак, сероводород, карбоновые кислоты, карбонильные соединения, пыль меховая, сульфиды, фенолы.

Жидкий навоз, помет и навозные (пометные) стоки представляют наибольшую опасность. В первую очередь это органические вещества: мочевина, фенолы, медицинские препараты, добавляемые в корм, и т.д. В стоках содержатся и неорганические вещества: соединения азота, фосфора, калия, цинка, марганца, меди, кобальта и др. Кроме того, там присутствуют и патогенные

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

микроорганизмы, вызывающие заболевания, как животных, так и человека.

Стоки животноводческих комплексов и птицефабрик загрязняют как подземные, так и поверхностные воды. Загрязнение подземных вод происходит в результате фильтрации из навозохранилищ, а также в случае внесения в почву не обработанной навозной жижи. Это вызывает серьезную тревогу, т.к. подземные воды питают водозаборы и сообщаются с открытыми водоемами.

Наибольший объем органических отходов поступает от содержания крупного рогатого скота.

На современном этапе в России с 2000 по 2014 год наблюдается устойчивая тенденция снижения поголовья крупного рогатого скота (КРС)[1]. На 1 января 2015 года в хозяйствах всех категорий, насчитывалось крупного рогатого скота 19,2 млн. голов, в том числе коров - 8,5 млн. голов (рис.1).

Рис. 1. Динамика снижения поголовья крупного рогатого скота

Между тем средняя продуктивность коров ежегодно увеличивается, следовательно, увеличивается и средний выход навоза от одного животного. Так, например, при суточном удое 12 л выход навоза составляет 50 кг, при суточном удое 24 л - 72 кг навоза, а при удое 34 л - 94 кг навоза [2].Поэтому в целом по стране, ежегодное получение навоза КРС, как отхода основного производства, остается на одном уровне и составляет около 300 млн. тонн.

Схожая ситуация в свиноводстве и птицеводстве, где выход навоза и помета ежегодно составляет 50 и 25 млн. тонн соответственно.

Таким образом, в России ежегодно образуется около 400 млн. тонн свежего навоза и помета, являющихся, с одной стороны опасным отходом, содержащим личинки гельминтов, патогенную микрофлору и огромное количество всхожих семян сорных растений, а с другой стороны - важнейшим сырьем для производства органических удобрений, необходимых для сохранения плодородия почв.

Навоз и помет в значительной степени представляет собой опасность для окружающей среды в случае высокой концентрации поголовья на сравнительно небольшой территории. Так анализ структуры сельскохозяйственных организаций России показал следующее распределение поголовья крупного рогатого скота (КРС) в 2014 году (рис. 2).

50 45 40 35 30 25

о; л

СО

о сц

о

о 1=

CD

а 20

о о; сц о d

15 10 5 0

44,5

19,7

и 13,9

1

4,2 5'5 j 5,9

fc. j zLfcCÄJ ^^^^ ^^^^ ^^^^ 1 Jьс

от 1 до 9 от 10 до 49 от 50 до 99 от 100 до от 200 до

199 499

от 500 до 999

от 1000 и более

Группы ферм, гол.

Рис. 2. Сравнительное распределение поголовья по группам ферм (на примере

крупного рогатого скота)

В хозяйствах населения и фермерских хозяйствах с содержанием до 50 голов сосредоточено чуть менее половины всего поголовья КРС (48,7%). Животные в таких хозяйствах содержатся в основном на глубокой подстилке, что приводит к высокой степени

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

разложения навоза и возможности его использования без дополнительной подготовки. Поэтому почти половина объема, а именно 144 млн. тонн ежегодно поступающего от животноводства навоза КРС не представляет значительной угрозы экологии регионов и не требует специальных мер по его подготовке и использованию (рис. 3). В этом случае крестьянам достаточно соблюдать элементарные санитарные правила его хранения и минимальную агротехнологическую культуру его использования.

Рис. 3. Выход навоза по группам ферм КРС в 2014 году

В свою очередь остальное поголовье скота содержится на фермах с поголовьем от 50 голов до нескольких тысяч. По расчетным данным за 2014 год в таких хозяйствах образовалось 151,3 млн. тонн навоза КРС, в т.ч. в зависимости от принятой технологии содержания скота - 15,1 млн. тонн (10%) подстилочного, 90,8 млн. тонн (60%) -полужидкого бесподстилочного и 45,4 млн. тонн (30%) жидкого навоза.

Такой навоз, при промышленном содержании животных и высокой концентрации поголовья, на сравнительно небольшой площади может создавать угрозу экологии регионов при условии не соблюдения правил хранения, подготовки и использования его в растениеводстве.

Примерно такая же ситуация в свиноводстве и птицеводстве, с тем лишь отличием, что основное поголовье содержится в крупных и средних сельхозорганизациях, а на хозяйства населения и крестьянские фермерские хозяйства приходится около 20% всех голов свиней и птицы.

Таким образом, в 2014 году от промышленного животноводства и птицеводства было получено 213,5 млн. тонн навоза и помета, рисунок4, из которых основную часть занимает навоз КРС - 151,3 млн. тонн (или 71%), 37,2 млн. тонн (17%) - свиного навоза и 25 млн. тонн (12%) - птичьего помета (рис. 4).

Рис. 4. Выход навоза и помета в сельхозорганизациях в 2014 году от промышленного животноводства и птицеводства

Вместе с тем, по данным Минсельхоза России за последние 4-е года используется в среднем лишь 54,2 млн. тонн органических удобрений, что составляет четвертую часть всего образующегося в сельхозорганизациях навоза и помета (табл. 1).

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

Таблица 1

Использование навоза и помета в 2014 году

Внесено органических удобрений 2011 2012 2013 2014

всего, млн. т 53,3 53,1 54,4 56,0

на 1 га посева, т 1,1 1,0 1,1 1,1

из них под:

зерновые культуры (без 1,0 1,0 1,0 1,0

кукурузы)

сахарную свеклу (фабричную) 2,2 2,1 2,5 2,2

подсолнечник 0,5 0,5 0,7 0,6

овощебахчевые культуры 3,7 3,6 3,1 3,7

картофель 9,1 8,3 6,9 5,4

кормовые культуры — всего 1,0 1,1 1,2 1,3

Таким образом, ежегодно более 150 млн. тонн навоза и помета накапливается вблизи животноводческих ферм и птицефабрики представляет серьезную опасность окружающей среде.

По данным Минсельхоза России в 2014 году было введено в действие 1306,4тысяч скотомест за счет строительства новых,

с ____с ТЛ

расширения и реконструкции действующих предприятий. В тоже время, не введено в действие ни одного квадратного метра площади «Механизированных складов для хранения минеральных удобрений, ядохимикатов, микробиологических средств и известковых материалов единовременного хранения» (в том числе, надо понимать, и площади навозохранилищ). При отсутствии в статистической информации Минсельхоза России отдельного показателя «Площадь введенных в действие новых или реконструированных навозохранилищ» следует понимать, что эти данные вошли в общий показатель, указанный выше.

Причиной низкой обеспеченности сельскохозяйственных организаций современными надежными системами хранения, переработки и использования навоза и помета, на наш взгляд, являются высокие капитальные затраты на их строительство и реконструкцию, зачастую, сравнимые с затратами на строительство всего животноводческого комплекса. Создание подобных систем целесообразно субсидировать государством.

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._

Тем временем, согласно Федеральному закону от 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» (далее -Федеральный закон № 89-ФЗ), навоз и помет является отходами производства, т.е. веществами, которые образованы в процессе производства, подлежащие удалению, и в соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов таким отходам присвоены соответствующие классы опасности (табл. 2).

С позиции основных понятий Федерального закона № 89-ФЗ каждое животноводческое и птицеводческое предприятие производит следующие виды работ:

- накопление навоза/помета, т.е. временное складирование на срок не более чем одиннадцать месяцев (с 01.01.2016)на площадках, обустроенных в соответствии с требованиями законодательства в области охраны окружающей среды и законодательства в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения;

- утилизацию навоза/помета, т.е. использование отходов для производства продукции, включая повторное применение отходов (рециклинг), их возврат в производственный цикл после соответствующей подготовки (регенерация);

- размещение (хранение) навоза (помета), т.е. складирование отходов в специализированных объектах сроком более чем одиннадцать месяцев в целях утилизации.

Таблица 2

Классы опасности отходов животноводства

Вид отхода Класс опасности

навоз крупного рогатого скота свежий - IV класс опасности отхода

навоз крупного рогатого скота перепревший -V класс опасности отхода

навоз свиней свежий - III класс опасности отхода

навоз свиней перепревший - IV класс опасности отхода

помет куриный - III класс опасности отхода

помет куриный перепревший - IV класс опасности отхода

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

Таким образом, любое животноводческое (птицеводческое) предприятие осуществляет деятельность по накоплению, утилизации, размещению отходов Ш-У классов опасности.

В настоящее время вступили в силу изменения Федерального закона «О лицензировании отдельных видов деятельности», согласно которым лицензированию подлежит деятельность посбору, транспортированию, обработке, утилизации, обезвреживанию, размещению отходов I - IV классов опасности.

Таким образом, для того чтобы животноводческим (птицеводческим) предприятиям осуществлять деятельность по утилизации и размещению навоза необходимо наличие лицензии.

Нормативами платы за размещение отходов производства и потребления установлено, что при размещении отходов, подлежащих временному накоплению и фактически использованных в течение 3 лет с момента размещения в собственном производстве в соответствии с технологическим регламентом или переданных для использования в течение этого срока, организация от оплаты освобождается.

В тоже время, если животноводческое предприятие продолжает хранить отходы более 3-х лет, то за каждую тонну отхода IV класса норматив платы за размещение 248,4 руб., отхода У класса опасности - 8 руб.

По оценкам Минсельхоза России платежи агрокомпаний за размещение на своих угодьях навоза и помета доходят до 35 млрд. руб. в год, не считая штрафов за загрязнение окружающей среды[3]. В случае накопления отходов в целях утилизации или обезвреживания в течение одиннадцати месяцев со дня образования этих отходов плата не взимается.

Наибольший уровень экологических нагрузок испытывают поля утилизации бесподстилочного навоза и помета. Площадь полей, загрязненных органогенными отходами, в том числе животноводства и птицеводства в РФ превышает 2,4 млн. гектаров, из которых 20 % являются сильно загрязненными, 54 % - загрязненными, 26 % - слабо загрязненными [4]. При длительном хранении помёта на грунтовых площадках происходит загрязнение почвы, грунтовых и поверхностных вод. В 2013 году Россельхознадзором выявлено

о __»-» __»-»

загрязнение 8 тыс. га почв сельскохозяйственных площадей нитратным азотом.

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._

Размер вреда, причиненного почвам как объекту охраны окружающей среды, от несанкционированного размещения (хранения) навоза (помета) вне специальных площадок составляет для сельскохозяйственных угодий в составе земель сельскохозяйственного назначения при размещении отходов: III класса опасности - 32,0 тыс.руб. за 1 тонну; IV класса опасности - 8,0 тыс.руб. за 1 тонну; V класса опасности - 6,4 тыс.руб. за 1 тонну. Контроль и надзор за соблюдением законодательства осуществляют: Природоохранная прокуратура, Росприроднадзор, Роспотребнадзор, Россельхознадзор. Ответственность в области охраны окружающей среды и природопользования предусмотрена как Кодексом об административных правонарушениях, так и Уголовным кодексом Российской Федерации.

Великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев отмечал «Нет отходов - есть неиспользуемое сырье».

Всероссийским научно-исследовательским институтом механизации животноводства разработаны технологии и технические средства систем безопасного удаления и подготовки навоза крупного рогатого скота к использованию. Технологические схемы и перечни сооружений и машин для уборки и подготовки к использованию жидкого бесподстилочного, полужидкого бесподстилочного и подстилочного навоза на фермах КРС представлены на рис.5,6,7.

Разработанные технологии и комплекты машин для уборки и подготовки навоза к использованию позволяют животноводческим предприятиям выполнять требования по охране окружающей среды, сохраняя при этом плодородие почв и обеспечивая урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность животноводства.

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

Рис. 5. Технологическая схема уборки и подготовки к использованию полужидкого бесподстилочного навоза (влажность 86-92%) 1 - скреперная установка для уборки навоза СГ-2; 2 - комплект шнековых транспортеров; 3 - трактор + тележка самосвальная; 4 - погрузчик фронтальный (грейферный); 5 - трактор + машина для приготовления компостов; 6 - трактор + машина для внесения твердых органических удобрений (навозоразбрасыватель) типа ПРТ; сооружения: I - животноводческое помещение; II - карантинная емкость; III - хранилище влагопоглощающих материалов; IV - площадка компостирования с твердым покрытием.

/ // / 23 т

6 попе

6 ¡V 5 4

Рис. 6. Технологическая схема уборки и подготовки к использованию подстилочного навоза (влажность 65-70%) 1 - измельчитель рулонов грубых кормов типа ИГК; 2 - погрузчик фронтальный

(погрузчик грейферный; мобильный навозоуборочный агрегат на базе тракторного самоходного шасси Т-16М); 3 - трактор + тележка самосвальная; 4 - погрузчик фронтальный (грейферный); 5 - трактор + машина для приготовления компостов; 6 - трактор + машина для внесения твердых органических удобрений (навозоразбрасыватель) типа ПРТ; сооружения: I - хранилище влагопоглощающих материалов; II - животноводческое помещение; III - карантинная емкость; IV - площадка компостирования с твердым покрытием

Рис. 7. Технологическая схема уборки и подготовки к использованию жидкого бесподстилочного навоза (влажность 92-97%) 1 - скреперная установка для уборки навоза СГ-2; 2 - насос для перекачки навоза НЦВ-Ф-2М; 3 - установка для обезвоживания навоза УОН-Ф-835; 4 - насос для перекачки навоза НЦВ-Ф-2М;

5 - трактор + тележка самосвальная; 6 - насос для перекачки навоза НЦВ-Ф-2М; 7 - трактор + машина для внесения жидких органических удобрений типа МЖУ;8 - погрузчик фронтальный (грейферный), 9 - трактор + машина для приготовления компостов; 10 - трактор + машина для внесения твердых органических удобрений (навозоразбрасыватель) типа ПРТ; сооружения: I - животноводческое помещение; II - цех разделения; III - карантинная емкость для жидкой фракции; IV - накопитель пленочный; V - карантинная емкость для твердой фракции; VI - хранилище влагопоглощающих материалов; VII - площадка компостирования с твердым покрытием

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Официальный сайт Министерства сельского хозяйства Российской Федерации. Аналитика, мониторинг. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.mcx.ru/navigation/page/show/205.htm; Время доступа: 03.09.2015; 10:24

2. РД-АПК 1.10.15.02-08. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета.

3. Афанасьев А.В. Сравнительная эколого-экономическая оценка технологий переработки навоза и помета. /А.В. Афанасьев // Сборник научных трудов ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2012. Вып. 83. С. 82-92

4. Вторая экономическая альтернатива России. А.В. Данилов-Данильян, Вице-президент «Деловой России». Электронный ресурс.Режим доступа:http://www.finas.info/images/archive/BADEN -2011/presentatюn_damlov-damlyan.pdf;Время доступа: 03.09.2015; 13:17