Ресурсосберегающие технологии удаления навоза и внесения твёрдых органических удобрений

УДК 631 333

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ УДАЛЕНИЯ НАВОЗА И ВНЕСЕНИЯ ТВЁРДЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ

С. И. Щербаков, канд. техн. наук, профессор ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», Россия, т. 8(412)628-572

Ресурсосберегающие технологии формируются на принципах адаптивности к природным условиям, уровням интенсивности ведения сельскохозяйственного производства, экологической целесообразности и экономической эффективности. Они в большей степени, чем традиционные, отвечают требованиям производства экологически чистой продукции животноводства, коренным образом меняют сложившиеся представления о путях воспроизводства почвенного плодородия. Использование прогрессивных способов удаление навоза из животноводческих помещений, с применением комбинированных устройств при повышении гигиены труда и экологической безопасности при производстве продукции животноводства приводит к значительной экономии затрат, снижению расхода топлива, повышению уровня чистого дохода.

Дифференцированное внесение органических удобрений предусматривает внесение с необходимой дозой на каждый участок поля. Пробы почвы отбираются с отдельного участка, размер которых зависит от размера поля, засорённости и т. д.

Ключевые слова: ресурсосбережение, удаление навоза, дифференцированное внесение, твёрдые органические удобрения, экономия затрат.

В современных условиях ресурсосбережение выступает в качестве одного из основных направлений в структурной перестройке методов ведения хозяйствования и является залогом стабильного развития всего сельскохозяйственного производства. Переход на новые технологии улучшит экономическое состояние хозяйств.

Ресурсосберегающие технологии формируются на принципах адаптивности к природным условиям, уровням интенсивности ведения сельскохозяйственного производства, экологической целесообразности и экономической эффективности. Они в большей степени, чем традиционные, отвечают требованиям производства экологически чистой продукции животноводства, коренным образом меняют сложившиеся представления о путях воспроизводства почвенного плодородия. Использование прогрессивных технологий удаления навоза из животноводческих помещений с применением комбинированных устройств при повышении гигиены труда и экологической безопасности при производстве продукции животноводства приводит к значительной экономии затрат, снижению расхода топлива, повышению уровня чистого дохода [1, 2, 3, 5].

Эффективность дифференцированного внесения удобрений (рис. 1) зависит от физических свойств удобрений, взаимосвязана с повышением окупаемости удобрений, снижением загрязнения окружающей среды,

повышением качества урожая. Повышение окупаемости удобрений влияет на прибавку урожая и способствует выравниванию плодородия почвы, повышает технологические и биологические свойства урожая. Уменьшение загрязнения окружающей среды может происходить за счёт снижения загрязнения поверхностных вод и снижения эрозии удобрений. Повышение качества урожая - это повышение содержания в зерне клейковины, стекловидности, однофазной структуры урожая, отсутствие полегания стеблестоя, снижение накопления нитратов в урожае. Снижаются потери при механизированной уборке урожая и повышается производительность уборочной техники. Получаемый суммарный эффект снижает себестоимость производимой продукции, способствует сокращению затрат и энергосбережению [6, 7, 13, 15].

Органические удобрения получают из навоза животных, в частности, экскрементов крупного рогатого скота, подстилки, остатков корма и др. При привязном содержании крупного рогатого скота в стойлах (рис. 2) используется измельчённая подстилка, животных содержат на глубокой подстилке или без подстилки.

Очистка стойл может быть механической, сгребанием, сметанием в навозоубо-рочный канал с транспортёром, с одновременным удалением из помещения, с погрузкой в кузов очистителя, гидравлическим и пневматическим способами. Удале-

Рис. 1. Иерархическая структура эффективности дифференцированного внесения

органических удобрений

ние навоза из животноводческих помещений может осуществляться с погрузкой в транспортные средства для транспортировки навоза к местам временного хранения или в навозохранилище, а также без погрузки в транспортные средства, путём транспортирования его по трубам с помощью механических установок (типа УТН-10), пневматических установок (типа УПН-15), гидравлическим способом с помощью различных систем (прямого смыва, самотечной и др.) [5, 6].

При беспривязном содержании крупного рогатого скота (рис. 3) животные содержатся группами в боксах на полах без подстилки или с измельчённой подстилкой с

возможностью механического удаления навоза и на щелевых или решетчатых полах с подпольным навозохранилищем, очистка которого осуществляется один раз в год, как правило, в пастбищный период, когда животные не находятся в помещении.

Очистка боксов происходит механическим способом или гидравлическим. Удаление навоза из животноводческого помещения при боксовом содержании животных осуществляется или скреперными установками, или бульдозерными навесками. Навоз перемещается к поперечным каналам, затем транспортёрами в навозохранилища или выдвигается из помещения наружу для временного хранения с последующей

Рис. 2. Привязное содержание крупного рогатого скота

Нива Поволжья № 2 (35) май 2015 107

Рис. 3. Беспривязное содержание крупного рогатого скота

транспортировкой в навозохранилище или в бурты [3, 5, 6]

Хранение навоза осуществляется до полной готовности к внесению как в естественном виде, так и подверженным переработке (рис. 4). Перерабатывают навоз механическим и биологическим способами.

Разделение навоза на фракции происходит естественным путём (отстаиванием) в прудах, лагунах или за счёт механического воздействия на виброгрохотах, центрифугах и т. д. Биологическая переработка навоза заключается в метановом сбражи -вании с получением биогаза, с использованием личинок и бактерий в биологических прудах, с использованием червей (вермикультивирование).

Перед внесением органических удобрений осуществляется отбор проб на поле для определения дозы внесения удобрений. Определяется усредненный показатель для всего поля, по которому осущест-

вляется внесение [3, 4, 7].

Однако при таком способе внесения эффективность удобрений не достигает необходимого уровня. Любое поле имеет участки с различным содержанием питательных веществ, и равномерное внесение иногда на отдельных участках приводит к переизбытку или недостатку элементов питания.

Дифференцированное внесение органических удобрений (рис. 5) предусматривает внесение с необходимой дозой на каждый участок поля.

Пробы почвы отбираются с отдельных участков, размер которых зависит от размера поля, засорённости и т. д. Чем меньше участок, тем точнее показатели, однако резко возрастают затраты. После определения количества питательных элементов органические удобрения в необходимом количестве вносятся на каждый участок [11-14].

Рис. 4. Внесение органических удобрений

Рис. 5. Дифференцированное внесение органических удобрений

Создаются также электронные карты полей по засоренности, урожайности, цвету массы (с использованием сенсорных датчиков), электропроводности и по стеблестою (с помощью маятника). Таким образом снижается количество участков и проб почвы, т. к. выявляются участки с однородными свойствами [8, 9, 10, 14].

Исследованиями установлены значительные пространственные различия агрохимических показателей плодородия почвы. Это позволяет обосновать целесообразность пространственно дифференцированного применения удобрений как одного из важных приёмов выравнивания плодородия поля.

Литература

1. Якушев, В. П. На пути к точному земледелию / В. П. Якушев. - СПб.: Издательство ПИЯФ РАН, 2012. - 458 с.

2. Щербаков, С. И. Механико-технологические аспекты внесения органических удобрений / С. И. Щербаков, Ю. Е. Елизаров // Труды международной научно-технической конференции «Система технологий и машин для инновационного развития АПК России», посвященной 145-летию со дня рождения основоположника земледельческой механики академика В. П. Горячкина. - 2013. - С. 262-265.

3. Щербаков, С. И. Ресурсосберегающая технология внесения твёрдых органических удобрений / С. И. Щербаков, Ю. Е. Елизаров // Нива Поволжья. - 2014. - № 3(32). - С. 78-83.

4. Личман, Г. И. Дифференцированное внесение комплексных удобрений / Г. И. Личман, В. А. Батурин, А. Н. Марченко // Вестник ВНИИМЖ. - 2011. - № 4. - С. 10-15.

5. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве - М.: ФГНУ «Росинформтех», 2005. - С. 73-76.

6. Механизация уборки, удаления, переработки и хранения навоза: учебное пособие / С. И. Щербаков. - Пенза: РИО ПГСХА, 2006. - 112 с.

7. Соловьева, Н. Ф. Опыт применения и развитие систем точного земледелия / Н. Ф. Соловьева - М.: ФГНУ «Росинформтех», 2008. - 100 с.

8. Устройство измерения удельной электрической проводимости почв полей: пат. 114166 РФ 001К27/00/ С. И. Щербаков, А. А. Кошелев. - № 2011100957/28; заявл. 12.01.2011; опубл. 10.03.2012 Бюл. № 7.

9. Кошелев А. А., С. И. К вопросу определения разнородных по плодородию участков поля по электропроводности почв / А. А. Кошелев, С. И. Щербаков // Сборник научных докладов 15 международной научно-практической конференции. - Тамбов: ВНИПТИ - ИТНСХ, 2009. - С. 305-309.

Нива Поволжья № 2 (35) май 2015 109

10. Кошелев, А. А. Картографирование почв полей методом электрического зондирования / А. А. Кошелев, С. И. Щербаков, Ю. Е. Елизаров // Нива Поволжья. - 2012. - № 4(25). - С. 51-57.

11. Машина для дифференцированного внесения твердых органических удобрений: пат. 2452164 РФ A01 C 3/06/ С. И. Щербаков, Ю. Е. Елизаров. - № 2010123331/13; заявл. 07.06.2010; опубл. 10.06.2012 Бюл. № 16.

12. Елизаров, Ю. Е. Разбрасыватель для дифференцированного внесения твердых органических удобрений / Ю. Е. Елизаров, С. И. Щербаков, А. А. Кошелев // Нива Поволжья. - 2012. -№ 4(25). - С. 42-47.

13. A model of decision-making and information flows for information-intensive agriculture / Foun-tas S.; Wulfsohn; D.; Blackmore; B. S.; Jacobsen; H. L.; Pedersen; S. M.// Agricultural Systems. - 2006. - Feb. Vol. 87, Issue 2. - P. 192-210 (19).

14. Орлова, Л. В. Организационно-экономические основы и эффективность сберегающего земледелия. - С.: ООО «Элайт», 2009. - 204 с.

15. Шакиров, Р. С. Влияние систем удобрений и основной обработки почвы на пищевой режим и биологическую активность почвы в посевах яровой пшеницы / Р. С. Шакиров, И. Г. Гилаев // Вестник Казанского ГАУ. - 2013. - № 1(27). - С. 139-143.

UDK 631 333

RESOUCE-SAVING TECHNOLOGIES OF MANURE REMOVAL AND INTRODUCING SOLID ORGANIC FERTILIZERS

S. I. Sherbakov, candidate of technical sciences, professor FSBEE HPT «Penza SAA», Russia, t.: 8(412)628-572

The article deals with the importance of using resource-saving technologies which are formed on the principles of adaptability toward natural conditions, levels of intensity of farming production, environmental feasibility and economic efficiency. They are more than the traditional meet the demands of environmentally friendly energy production of livestock and completely change the existing views on the ways of reproduction of soil fertility. Using progressive methods for the removal of manure from livestock departments, with combined devices at increased labour hygiene and environmental safety in the production of animal products leads to significant cost reductions, lower fuel consumption, raising the level of net income.

Differentiated application of organic fertilizers provides the application with the required amount for each area of the field. Soil samples are selected from the particular area, the size of which depends on the size of the field, weediness, etc.

Keywords: resource-saving, manure removal, differentiated application, solid organic fertilizers, costs saving.

References:

1. Yakushev, V. P. On the way to the precision farming / V. P. Yakushev. - Collection of publications: Publisher PIYAF RAS, 2012. - 458 p.

2. Shcherbakov, S. I. Mechanical and technological aspects of application of organic fertilizers / S. I. Shcherbakov, Yu. Ye. Yelizarov // Papers of international scientific and technical conference "System of technologies and machines for innovative development of agro-industrial complex of Russia", dedicated to the 145th anniversary of the birthday of the founder of the agricultural mechanics academician V. P. Goryachkin. - 2013. - P. 262-265.

3. Shcherbakov, S. I. Resource-saving technology for application of solid organic fertilizers / S. I. Shcherbakov, Yu. Ye. Yelizarov // Niva Povolzhya. - 2014. - № 3(32). - P. 78-83.

4. Lichman, G. I. Differential application of complex fertilizers / G. I. Lichman, V. A. Baturin, A. N. Marchenko // Vestnik of VNIIMS. - 2011. - № 4. - P. 10-15.

5. The initial requirements on the basic machine manufacturing operations in crop production - M: FSSI "Rosinformtech", 2005. - P. 73-76.

6. Mechanization of removal, processing and storage of manure: textbook / S. I. Shcherbakov. -Penza: EPD PSAA, 2006. - 112 p.

7. Solovieva, N. F. The experience in the application and development of precision farming systems / N. F. Solovieva. - M.: FSSI "Rosinformtech", 2008. - 100 p.

8. The device for measurement of electric conductivity of soils of fields: Pat. 114166 RF G01R27/00/ S. I. Shcherbakov, A. A. Koshelev. - № 2011100957/28; Appl. 12.01.2011; publ. 10.03.2012 bul. № 7.

9. Koshelev, A. A., To the question about definition of heterogeneous by the fertility of the fields according to electrical conductivity of soils / A. A. Koshelev, S. I. Shcherbakov // Collection of scientific papers of the 15th international scientific and practical conference. - Tambov: UNITI - INCH, 2009. -P. 305-309.

10. Koshelev, A. A. Soils mapping of fields by the method of electrical sounding / A. A. Koshelev, S. I. Shcherbakov, Yu. Ye. Yelizarov // Niva Povolzhya. - 2012. - № 4(25). - P. 51-57.

11. Machine for differentiated application of organic fertilizers: Pat. 2452164 RF A01 C 3/06/ S. I. Shcherbakov, Yu. Ye. Yelizarov. - № 2010123331/13; Appl. 07.06.2010; publ. 10.06.2012 bul. № 16.

12. Elizarov, Yu. Ye. Manure spreader for differentiated application of solid organic fertilizers / Y. Ye. Yelizarov, S. I. Shcherbakov, A. A. Koshelev // Niva Povolzhya. - 2012. - № 4(25). - P. 42-47.

13. A model of decision-making and information flows for information-intensive agriculture / Fountas S.; Wulfsohn; D.; Blackmore; B. S.; Jacobsen; H. L.; Pedersen; S. M.// Agricultural Systems. - 2006. -Nov. Vol. 87, Issue 2. - P. 192-210 (19).

14. Orlova, L. V. Organizational-economic bases and the effectiveness of conservation farming. -S.: OOO "Elait", 2009. - 204 p.

15. Shakirov, R. S. The influence of fertilization systems and primary soil tillage on feeding regime and bio-logical activity of soil in sowing of spring wheat / R. S. Shakirov, I. G. Gilayev // Vestnik of Kazan SAU. - 2013. - № 1(27). - P. 139-143.

Нива Поволжья № 2 (35) май 2015 111