Переработка малоценных кормов с учетом экологизации животноводства

УДК 631.363

ПЕРЕРАБОТКА МАЛОЦЕННЫХ КОРМОВ С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА

Е.М. Клычев, Р.С. Суюнчалиев

Предложена концепция утилизации различного малоценного побочного сырья и отходов молочной фермы путем использования их во вторичном цикле сельскохозяйственного производства - откорме овец. Для обеспечения максимальной степени конверсии органического вещества в высококачественные кормовые продукты предлагается использовать специальную обработку сырья в установках реакторного типа.

Ключевые слова: корма, экология, животноводство, органические отходы, утилизация отходов, белок, реакторные установки.

В решении проблемы повышения рентабельности животноводства, наряду с интенсификацией производства, рациональным использованием концентратов и расширением использования объемистых и пастбищных кормов, значительная роль отводится нетрадиционным ресурсам белка и энергии.

Нетрадиционными можно считать те кормовые ресурсы, которые до сих пор не использовались, либо использовались ограниченно. Таковыми в первую очередь следует считать отходы и побочные продукты животноводства, которые обладают биогенными свойствами, но вместе с тем чрезвычайно загрязняют окружающую среду и являются чуждыми природной экосистеме. Из законов живой природы вытекает неотложная задача по ликвидации отходов в рамках естественной сельскохозяйственной экосистемы, включения их в круговорот органического вещества в природе. Сегодня в большинстве случаев отходы возвращаются лишь в первичный цикл сельскохозяйственного производства -растениеводство (рис. 1).

Рис. 1. Кругооборот органического вещества в сельскохозяйственной экосистеме

В моделях такой утилизации отходов, к сожалению, преобладает коммерческая точка зрения без должного внимания к экологическим аспектам и необходимости охраны окружающей среды.

Недостаточное внимание к проблеме утилизации отходов привело к ухудшению экологической ситуации в животноводстве. По данным СЗНИИМЭСХ [1], около трети животноводческих ферм являются экологически опасными, только 20% объема навоза обеспечено хранилищами, отвечающими экологическим требованиям, сброс в навоз сточных вод, кормовых и иных органических остатков увеличивает объемы отходов в 2-3 раза. Происходит недопустимое загрязнение воды, почвы и воздуха твердыми, жидкими и газообразными отходами, угроза полного исчерпания естественных ресурсов.

Вместе с тем отходы являются ценным сырьем, и их вторичное использование приобретает важное народнохозяйственное и экономическое значение, помогая, с одной стороны, уменьшить дефицит сырья и энергии, а с другой -оздоровлению окружающей среды. Наиболее рационально возвращать отходы, имеющие определенную потребительскую ценность, в кругооборот органического вещества в природе посредством не только первичного (растениеводство), но и вторичного (животноводство) цикла с.-х. производства. Речь идет о том, чтобы максимум биогенных веществ, содержащихся в отходах, использовать непосредственно или после определенной переработки в качестве корма для с.-х. животных. Животные преобразуют полученные вторичные кормовые продукты экосистемы в животный белок для питания человека. Необходимым условием рациональной утилизации побочных продуктов становится создание «экологических технологий» с максимальной степенью конверсии органического вещества в продукты, пригодные для подкормки растений и кормления животных, нужд парникового хозяйства, разведения рыб, грибов и т. д.

Предлагаемая концепция пополнения фонда кормов для сельскохозяйственных животных основана на получении полноценных кормовых продуктов из малоценного побочного сырья и отходов основного производства, в данном случае молочной фермы. При разработке модели исходили из того, что кормление молочного скота в базовом (молочном) хозяйстве строится на основе производства собственных кормов.

Выбранная модель утилизации различных отходов растительного и животного происхождения показана на рис. 2. Модель предусматривает переработку большей части твердых отходов в полноценные качественные корма, остальные в виде органического удобрения вносятся под выращиваемые кормовые и зерновые культуры. Такое решение продиктовано тем, что многие из названных видов малоиспользуемого сырья могут быть полностью использованы жвачными. Эти животные тысячелетиями являлись частью естественной с.-х. экосистемы, потребляющей растительную продукцию. Сегодня они становятся уникальнейшими и ценнейшими конверторами вторичных продуктов производства в животный белок, необходимый для питания человека.

Рис. 2. Модель «экологической технологии» конверсии органического вещества

отходов в полезные продукты

Способность животных ликвидировать биогенные органические материалы при объективной тесной взаимосвязи их с почвой и природой позволит уменьшить неблагоприятные последствия воздействия этих факторов на окружающую среду.

Выбор типа животных в пользу овец для использования в модели утилизации отходов сделан благодаря их способности приспосабливаться к различным условиям кормления. Известно, что по данному признаку именно овцы превосходят многих сельскохозяйственных животных. Они хорошо используют различные виды объемистых кормов, пастбища, непригодные для других животных.

Оптимальным с точки зрения инфраструктуры и организации животноводческого блока утилизации отходов является и общность структуры кормов (табл. 1) в рационе животных основного производства (крупного рогатого скота) и дополнительного (овец, ягнят). Поэтому можно предположить, что овцы в большей мере способны использовать и нетрадиционные корма, полученные из отходов основного рациона.

Таблица 1. Структура кормов в рационе животных [2]

Вид животных Концентраты Сочные Грубые Зеленые

Крупный рогатый скот: - молочный 20 22 18 40

- мясной 12 24 28 36

Овцы 12 4 31 53

Все процессы по утилизации отходов и побочных продуктов требуют значительных затрат средств. Направление и способ утилизации должны быть выбраны таковыми, чтобы доходы от пополнения фонда кормов и реализации дополнительной животноводческой продукции, полученной за их счет, в целом обеспечивали рентабельное производство. Рациональной организацией этого процесса, например, может стать интенсивный откорм молодняка овец.

Установлено [2], что затраты на прирост живой массы при интенсивном откорме в 2 раза ниже, чем при экстенсивном. Ягнят для получения молодой баранины ставят на откорм с 3-4 месяцев до 5-7 месячного возраста. При достижении 40 кг массы их снимают с откорма и забивают.

Для получения высоких среднесуточных приростов (200-240 г) нетрадиционные корма должны обеспечивать высокую перевариваемость энергии рациона (не ниже 67-80%) или высокую перевариваемость органического вещества (70-82%). Однако растительным отходам животноводства свойственно высокое содержание трудногидролизуемых (неперевариваемых) веществ и в первую очередь клетчатки, которые организмом животного не усваиваются.

Некондиционные отходы, кроме того, могут быть заражены патогенной микрофлорой, испорчены насекомыми или разложившиеся из-за неправильного хранения. Поэтому, как правило, включению нетрадиционных кормов в рацион животных должна предшествовать определенная обработка отходов и побочного сырья, обеспечивающая конверсию малоценного сырья в высококачественный кормовой продукт.

Такая обработка, как показывает опыт, может быть осуществлена в установках реакторного типа с физическим, химическим или биологическим воздействиями на обрабатываемую среду, обладающих высокой полнотой и скоростью биохимических превращений вещества отходов в ценные экологически чистые кормовые продукты. Кормовые продукты, получаемые при этом, идеально сочетают в себе высокую эффективность, низкую себестоимость и полную экологическую безопасность.

Исходным сырьем служат отходы полеводства (солома, полова, стержни кукурузных початков), отходы зернопереработки (зерноотходы, отруби, шелуха, лузга, подпорченное некондиционное зерно и пр.), отходы кормопроизводства (трава бобовых культур, отходы сенажа и силоса, кормовые остатки и т.д.), малоиспользуемые компоненты (рожь, рапс, люпин), растительные компоненты, зараженные патогенной микрофлорой, испорченные насекомыми или частично разложившиеся из-за неправильного хранения.

Таким образом, в качестве сырья может использоваться практически любое растительное сырье и его производные. Однако в своем естественном состоянии указанные отходы несовместимы с требованием высокой усвояемости, экологической чистоты и экономичности в использовании.

Процесс обработки включает три функциональных этапа:

1-й этап - подготовительный:

- измельчение растительных компонентов и отходов мясопереработки, смешивание компонентов для получения однородной кормовой смеси;

2-й этап - преобразовательный:

- биохимическая модификация обрабатываемого сырья, при которой белки мягко денатурируют, сложные полисахариды клетчатки расщепляются до простых сахаров, происходит стерилизация сырья, повышается доступность питательных веществ, перевариваемость и усвояемость;

3-й этап - продуцентный (имеет место в биореакторах):

- синтез кормового белка;

- синтез биологически активных веществ, витаминов и провитаминов на микробиологической основе.

В результате содержание клетчатки в обрабатываемых малоценных кормах и растительных отходах снижается в 5 раз (с 10 до 2%), уровень белка повышается в 2-2,5 раза (с 10-12 до 20-25%), а питательная ценность - с 0,6-0,7 до 1,2 к.е. [3].

Под действием экстремальных факторов (тепловых, кавитационных и пр.) в физических реакторах, либо микробиологических (биореакторах), обеспечивается высокая степень бактериальной чистоты продукта: общее микробное число в 1 г обработанного продукта не превышает 20 тыс. ед. при норме 500 тыс. ед. Готовый продукт представляет из себя сухой, влажный либо жидкий многофункциональный монокорм, по продуктивному действию аналогичный высокопитательному полнорационному комбикорму, предназначенному для интенсивного откорма молодняка животных. Используется как для прямого скармливания, так и как добавка в рацион животных.

Обоснование экономической целесообразности использования реакторной установки произведено для модельной овцефермы по откорму ягнят (до 200 голов), организованной в составе пригородной молочной фермы. Производительность установки выбрана из расчета обеспечения потребности в собственном комбикорме при работе в одну смену.

В летнее время данный корм используется в качестве добавки к пастбищным кормам. В период травостоя может быть организована дополнительная смена для производства комбикормов с зеленой массой с целью использования их в зимний период.

Результаты расчета подтверждают эффективность освоения и использования в производстве животноводческой продукции прогрессивной технологии приготовления нетрадиционных кормов из малоценного сырья: срок окупаемости дополнительного оборудования не превышает 13 месяцев. Достигнутый уровень развития технологий в области конверсии растительного сырья уже сегодня реально может снизить остроту кормовой проблемы в сельскохозяйственном производстве, причем без существенных капитальных вложений, без увеличения посевных площадей и без увеличения производства традиционного кормового сырья.

Литература:

1. Попов В.Д. Разработка и реализация машинных технологий с учетом экологизации сельскохозяйственного производства // Техника и оборудование для села. 2007. №4. С. 15-19.

2. Беляевский Ю.И., Сазонова Т.Н. Кормосмеси и кормовые добавки в молочном животноводстве. М.: Россельхозиздат, 1981. 206 с.

3. Ильин И.В., Мхитарян Г.А., Пузанков А.В. Технология получения высокобелковых кормовых добавок из растительных отходов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004. №8. С. 8-9.

4. Гарзанов А., Дорофеева О., Капустин С. Экструдированные корма из биоотходов // Комбикорма. 2011. №8. С. 47-48.

Клычев Евгений Мадридович, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник ГНУ ВИЭСХ Тел.499171 1881 E-mail: Eklychev@mail.ru

Суюнчалиев Роберт Саматович, кандидат технических наук, зав. отделом E-mail: srs.viesh@mail.ru

The concept to salvaging different of little value side cheese and departure of the dairy farm by use them in secondary cycle agricultural production - fatten sheep is offered. For ensuring maximum degree to conversions organic material in high-quality stern products is offered use special processing a cheese in installation reactor type.

Keywords: Fodder, environment, cattle-breeding, organic waste product, utilization waste product, albumen, reactor plant.