Прифермская теплица для утилизации навозосодержащих стоков доильных залов

УДК 631.67:631.67.03

ПРИФЕРМСКАЯ ТЕПЛИЦА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗОСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ ДОИЛЬНЫХ ЗАЛОВ

Т.Ю. Миронова, В.Н. Миронов

Представлены результаты исследований технологического процесса внесения навозосодержащих стоков в качестве удобрительного полива под цветочные культуры. Внутрипочвенное внесение стоков доильного зала обеспечивает повышение урожайности роз на 18,9%, в сравнении с поверхностным способом внесения. Изучены влияния глубины залегания и диаметра перфорации подпочвенного увлажнителя на урожайность роз в культивационных сооружениях. Ключевые слова: навозосодержащие стоки, внутрипочвенный полив, подкормка растений, прифермская теплица.

Современные методы ведения сельского хозяйства направлены на концентрацию и укрупнение масштабов производства, как в растениеводстве, так и в животноводстве. В России, как и во всех странах мира, увеличивается количество и мощность животноводческих комплексов на промышленной основе. Это приводит к значительному сосредоточению навозосодержащих стоков в одном месте и, во многих случаях, недостатку площади полей орошения, на которых происходит их утилизация.

Навозосодержащие стоки доильного зала (НСДЗ) характеризуются высокой влажностью до 99,5% с концентрацией питательных веществ около 0,15%, что близко к стандартным питательным растворам (0,05-0,1%), применяемым в защищенном грунте. Защищенный грунт является очень ёмким потребителем жидких удобрений, т.к. значительное количество питательных веществ уносится с урожаем и вымывается через водосточное отверстие при орошении, а особый микроклимат подразумевает ежедневное проведение поливов в течение всего года. Вследствие этого способ утилизации НСДЗ молочных ферм (патент № RU2280620) [1] в качестве жидких удобрений в защищенном грунте является одним из рациональных приемов. При этом остаются не до конца решенными вопросы их подачи в культивационные сооружения.

Внутрипочвенное внесение НСДЗ обладает рядом преимуществ перед поверхностными способами. Об этом свидетельствуют и ранее проведенные лабораторные исследования на рассаде тагетиса [2], результаты которых показывают, что при применении внутрипочвенного внесения НСДЗ урожайность цветоносов в среднем повысилась на 21,4%, а масса растений - на 11,4% по сравнению с поверхностным способом. Также установлено, что наибольшее влияние на массу растений и количество цветоносов оказывает диаметр перфорации

d подпочвенного увлажнителя, причем с его увеличением масса растений и количество цветоносов уменьшаются.

Для проверки полученных результатов в производственных условиях проведены исследования в тепличном хозяйстве учебно-экспериментальной базы Ленинградского государственного университета им. А.С. Пушкина.

Цель исследований заключалась в сравнении поверхностного и внутри-почвенного способов внесения навозосодержащих стоков и изучении влияния глубины залегания Н (мм) поливного трубопровода и диаметра его перфорации d (мм) на рост и урожайность растений.

Внесение НСДЗ под цветочные культуры наиболее безопасно с санитарной точки зрения, т.к. они не употребляются в пищу. При этом можно принять заниженные требования по обработке и дезинфекции сточных вод, а правильное распределение в культурооборотах многолетних цветов позволит полностью использовать в течение года все сточные воды доильного зала.

Положительной реакцией на органические удобрения характеризуются розы, поэтому для проведения исследований был выбран чайно-гибридный сорт розы «Кардинал». Удобрительные поливы НСДЗ осуществляли один раз в десять дней по внутрипочвенному трубопроводу, уложенному между двумя соседними рядами растений посередине параллельно рядам (рисунок 1). Длина поливного трубопровода 1,5 м, внутренний диаметр 16 мм, шаг перфорации 0,1 м, на конце установлена заглушка. Подача НСДЗ из емкости в поливной трубопровод осуществлялась по гибким трубам самотеком из расчета 6,5 л/м .

Рис. 1. Схема и общий вид установки для производственной проверки

Для удаления взвешенных веществ и примесей, которые негативно влияют на подачу в системе орошения, НСДЗ предварительно процеживали через мелкую сетку, а для снижения потерь азота и повышения содержания доступного фосфора к НСДЗ добавляли суперфосфат простой из расчета 1 г на литр стока. В исследовании варьированию подвергались два фактора: глубина залегания Н (50 мм и 150 мм) трубопровода и диаметр перфорации d (2 мм, 3 мм и 4 мм). Так как стоимость роз зависит в основном от длины стебля, то в качестве выходных параметров замеряли количество q (шт.) цветков роз и длину I (см) стебля.

Результаты производственной проверки на розах в тепличном хозяйстве учебно-экспериментальной базы Ленинградского государственного университета им. А.С. Пушкина показали положительное влияние внутрипочвенных подкормок навозосодержащими стоками доильных залов на рост и развитие растений, при этом у роз наблюдается повышение сбора цветов на 18,9% (таблица 1) и увеличение высоты растений на 7,2% по сравнению с поверхностным внесением и на 26,7% и 10,4% соответственно по сравнению с подкормками минеральными удобрениями, применяемыми в теплице.

Таблица 1. Результаты внутрипочвенной подкормки роз в производственных условиях

Наименование варианта Количество цветов Средняя длина

шт./куст % см %

Внутрипочвенное внесение НСДЗ 26,1 126,7 53,6 110,5

Поверхностное внесение НСДЗ 22,2 107,8 50,1 103,3

Подкормка минеральными удобрениями (технология, используемая в теплице) 20,6 100 48,5 100

Влияние глубины залегания Н (50 мм и 150 мм) трубопровода и диаметра перфорации й (2 мм, 3 мм и 4 мм) на количество q цветов и длину I стеблей роз представлено на рисунке 2.

Я, мм Н, мм Л, мм г/, мм

а) б)

Рис. 2. Зависимости количества ц цветов и длины I стеблей роз а) от глубины залегания Н трубопровода, мм; б) от диаметра перфорации й, мм

Средние данные свидетельствуют о том, что в вариантах при глубине залегания трубопровода 50 мм с куста получено 55 шт. цветков розы, а при глубине 150 мм на 10,4% меньше - 49,3 шт. В вариантах с большей глубиной залегания трубопровода длина стеблей роз больше на 3,2%, что несущественно и мало влияет на товарную стоимость роз. При диаметре перфорации поливного

трубопровода 2 мм получены наибольшие значения, как по количеству цветов (62,5 шт./куст), так и по длине стеблей (54,8 см). При диаметре перфорации 3 мм эти значения меньше на 32% и 3,6%, а при диаметре перфорации 4 мм на 17,6 % и 2,6 % соответственно. Исследуемые параметры на длину стеблей роз влияют незначительно, а большее влияние оказывают на количество цветов.

Полученные данные можно объяснить тем, что при регулярном поливе питательные вещества вместе с водой передвигаются в более глубокие слои почвы и со временем вымываются через дренажные отверстия. Поэтому при меньшей глубине внесения стоков питательные вещества распределяются по всей глубине почвы и, как следствие, большее время находятся в корнеобитае-мом слое для усвоения растениями. При меньшем диаметре перфорации меньше и скорость поступления в почву стоков, что способствует лучшему распределению питательных веществ в горизонтальных направлениях.

Проведенные исследования показывают, что применение внутрипочвен-ного внесения НСДЗ в культивационных сооружениях может обеспечить безопасную утилизацию экологически опасных отходов молочного животноводства в рамках замкнутого цикла предприятия. Одним из главных критериев полной утилизации предварительно обработанных НСДЗ является обеспечение минимальной площади прифермской теплицы в соответствии с рекомендуемыми для выращиваемых культур нормами полива и подкормки.

Основываясь на полученных данных, проведены расчеты по определению площади прифермской теплицы с полной утилизацией НСДЗ для ферм с разным поголовьем, результаты которых представлены в таблице 2.

Таблица 2. Показатели расчета площади прифермской теплицы

Показатели Количество дойных коров, гол.

22 384

Площадь коровника, м2 684 3636

Площадь преддоильных и последоильных площадок, м2 30,5 141,74

Суточный объем навозосодержащих стоков, м3 0,221 1,899

Полезная площадь прифермской теплицы для полной утилизации НСДЗ, м2 118,6 1021

Количество цветов, тыс. шт. 37,4 321,6

Согласно РД-АПК 1.10.01.02-10 [3], на регулярную уборку пола преддо-ильных и последоильных площадок расходуют 5 л/м2, а на подмывание вымени с помощью щетки-душа - 2 л на голову. Стоки доильных залов, кроме технологической воды, включают в себя экскременты, оставляемые в доильных залах коровами, которые составляют 2-3% от среднесуточного выхода навоза при влажности 88,4% и в среднем равно 2 кг/гол. Тогда суточный объем навозосо-держащих стоков (с учетом технологической воды), поступающих в канал, для

3 3

коровника на 22 дойные коровы составит 0,221 м , а на 384 коровы - 1,899 м .

Норма внесения для высокоудобрительных стоков рассчитывается согласно ВНТП 01-98 по выносу каждого биогенного элемента (NPK) и за расчетную принимается норма, имеющая минимальное значение из рассчитанных; недостающие количества внесения других элементов восполняются минеральными или органическими удобрениями. Основываясь на урожайности роз (250 шт./м ), полученной при стандартной технологии с подкормками минеральными удобрениями, и содержании основных питательных веществ в листьях розы согласно [4] норма внесения стоков составит до 1,86 л/м в сутки. Исходя из этого, минимальная полезная площадь прифермской теплицы для полной утилизации навозосодержащих стоков в течение года составляет для фермы

2 2 на 22 дойные коровы - 118,6 м , а на 384 дойные коровы - 1021 м . Внутрипоч-

венное внесение НСДЗ на этой площади позволит не только безопасно утилизировать весь объем стоков, образующихся в доильном зале, но и получить увеличение количества цветов на 26,7% (см. таблицу 1) по сравнению с традиционной технологией, что принесет дополнительно для фермы на 22 дойные коровы - 7,9 тыс. шт., а на 384 коровы - 68,35 тыс. шт. среза цветов в год.

Литература:

1. Пат. 2280620 RU. Способ утилизации стоков доильных залов молочных ферм / Е.Е. Хаза-нов. Заяв. 14.12.04; Опубл. 27.07.06.

2. Миронова Т.Ю., Гордеев В.В. Исследование параметров системы внутрипочвенной подкормки стоками доильного зала // Известия СПГАУ. 2011. №23. С. 397-402.

3. РД-АПК 1.10.01.02-10. Методические рекомендации по технологическому проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота. М., 2011.

4. Соколова Т.А., Бочкова И.Ю. Декоративное растениеводство: Цветоводство. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 432с.

Миронова Татьяна Юрьевна, научный сотрудник

Миронов Вячеслав Николаевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии Тел. (8812) 466-28-78 E-mail: nii@sznii.ru

The paper present investigation results of fertilizing application of manure-bearing waste water on flowers. Subsoil application of wastewater from the milking rooms provides 18,9% higher yields of roses against the surface irrigation. The effect of location depth and the size of holes in the subsoil moisturizing device on the yield of roses in the indoor plant growing facility was investigated.

Keywords: manure-bearing waste water, sub-soil irrigation, additional fertilizing of plants.