Ресурсосберегающая технология утилизации бесподстилочного навоза в условиях Республики Саха (Якутия)

№ 1 (43), 2008 г.

Аграрный вестник Урала

63

генезиса почв, их состав, свойства, использование. Доступность этой сложной информации определяется подготовленностью посетителей и присутствием экскурсовода.

Методика работы над созданием экспозиций в почвенном музее Института агроэкологии определялась целями, задачами, материальными и техническими возможностями. При организации почвенного музея использовались систематический, тематический и комплексный методы комплектования, применяемые в других видах музеев [3]. Но почвенный музей имеет свои особенности в построении экспозиций, связанные с огромным количеством почв с переходными между разностями признаками, хрупкостью при их отборе и сложностью препарирования сырьевого материала. Почвенные экспозиции представляют собой целенаправленную демонстрацию не только почв, но и факторов их формирования, классифицированных, объясненных и размещенных в соответствии с научным и художественным замыслом.

Экспонаты в виде экспозиций - качественный показатель работы музея.

Тематические экспозиции почвенного музея состоят из однородных экспонатов (горные породы, минералы, агрономические руды, удобрения и мелиоранты, карты и картограммы, научная литература). Сочетание тематических экспозиций раскрывает различные темы и проблемы формирования и использования почвенного покрова не только Южного Урала, но и России - по подзонам, и мира - по поясам.

Большинство экспозиций включают разные типы музейных источников, объединенных конкретной темой. Это такие собрания биологического и ландшафтно-

го видов, как «Почвы мира», «Почвы России», «Почвенный покров Челябинской области», «Коелгамрамор», «Коркинский угольный разрез» и другие. В них представлены вещественные (почвы, растения, окаменелости, образцы полезных ископаемых и другие), изобразительные (ландшафты) и письменные (описания, характеристики) экспонаты. Сочетание таких различных видов собраний в каждой экспозиции делает их более выразительными и доступными.

Актуальны экспозиции со сквозными темами, прослеживающими время, взаимоотношения человека и природы (погребенные почвы Аркаима, эмбрио-земы, почвы сельскохозяйственных угодий и предприятий, урбаноземы).

В авторских конструкторских разработках специальной мебели худож-ником-дизайнером Г.Н. Панфиловой учитывались педагогические и психологические факторы, влияющие на восприятие информации экскурсантами. Высота экспозиционного пояса составляет 70-180 см, что является наиболее удобным для осмотра экспонатов. В процессе работы задачей художника было осуществление эстетической выразительности, зрелищности, которые усилили научную концепцию музея. Художественное оформление музея достигалось путем оформления и компактного размещения экспозиций. Приняты инженерные решения по общему освещению и подсветке экспозиций.

В фонде музея сегодня находится около 2500 единиц хранения. Видеоинформация о сборе экспонатов способствует повышению эмоционального, научного и информационного уровней экспозиций почвенного музея.

Представленный в музее банк почв имеет существенное значение и в учеб-

Экология

ном процессе, и в научной и просветительской деятельности, проводимой Институтом агроэкологии. Он позволяет сравнивать и выделять особенности почвенного покрова на уровне почвенных округов, провинций, подзон, зон, почвенно-климатических поясов в пределах Южного Урала, России и мира. Разработаны и ведутся 14 авторских экскурсионных тем, в том числе по заказу; методические разработки к лабораторным занятиям по почвоведению в музее для студентов позволяют осуществлять учебный процесс на достойном уровне.

Образовательная и воспитательная деятельность, проводимая в музее среди студентов, школьников, населения и других категорий посетителей, способствует бережному отношению к среде своего обитания, позволяет целенаправленно улучшать экологическое состояние региона и сохранять биологическое разнообразие в природе.

Сегодня почвенный музей отвечает всем требованиям, предъявляемым к такого рода учреждениям естественноисторического направления. В качестве критериев оценки роли музея в природоохранном просвещении, при разработке методики музейного показа, проведении научной, учебной и просветительской работы по проблемам взаимодействия человека с биосферой и охраны природы использованы «до-кучаевские» положения о задачах и направлениях деятельности естественноисторических музеев [4]. За активное привлечение фондов музея в учебной и научно-исследовательской работе почвенный музей Института агроэкологии признан победителем смотра-конкурса среди музеев высших учебных заведений Челябинской области.

Литература

1. Добровольский Г.В., Апарин Б.Ф., Арнольд РВ. и др. Почвоведение на рубеже веков // Почвоведение. - 2000. - №1. - С. 5.

2. Левит А.И. Южный Урал: география, экология, природопользование: Учебное пособие. - Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 2005. - 246 с.

3. Михайлова Т.Б., Родина И.В., Швецова С.К. Основные направления музейной работы: Методическое пособие / Свердл. обл. краевед. музей, Научно-метод. центр. - Екатеринбург, 2004. - 75 с.

4. Докучаев В.В. Избранные сочинения. - Т. 2,3. - М., 1949. - 426 с.

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ УТИЛИЗАЦИИ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ САХА

В.П. ДРУЗЬЯНОВА,

кандидат технических наук, Якутская ГСХА

Ключевые слова: органические удобрения, утилизация навоза, охрана окружающей среды, экологические проблемы.

Республика Саха (Якутия) располагает огромными земельными ресурсами, но площади, пригодные для сельскохозяйственного освоения, весьма ограничены.

В последние годы резко сократилось

применение минеральных и органических удобрений, почти не ведутся мелиоративные работы. Из-за хозяйственной перегрузки сельскохозяйственных угодий происходит интенсивное уменьшение их плодородия.

Organic fertilizers, recycling of manure, preservation of the environment, environmental problems.

64

Аграрный вестник Урала

№ 1 (43), 2008 г.

Повышение содержания биогенных веществ и гумуса в почве достигается внесением органических удобрений. Одним из наиболее доступных и традиционных видов органических удобрений является навоз крупного рогатого скота. Значимость навоза крупного рогатого скота как удобрения подтверждается тем, что в тонне бесподстилочного навоза в среднем содержится 5 кг азота, 2,5 кг фосфора и 6 кг калия. С дозой навоза 60 т/га (влажностью 87-90%) в почву их будет внесено около 300, 150 и 360 кг соответственно. Почва при разложении органического вещества навоза обогащается гумусом и углекислым газом, необходимым для воздушного питания растений. Также улучшаются биологические, химические свойства почвы, её водный и воздушный режимы. При недостаточно проработанной технологии переработки, удобрительные качества навоза могут быть утрачены, тогда он будет являться весьма опасным источником загрязнения окружающей среды [2,

3, 4, 5, 6, 7].

В хозяйствах республики крупный рогатый скот содержится без подстилки, а полученный навоз вывозят на близлежащие пахотные земли или открытые участки. Навоз, вывезенный зимой, весной долго не оттаивает, что приводит к значительному затягиванию с обработкой почвы и подготовкой её к посеву. В Якутии - регионе вечной мерзлоты -патогенные микроорганизмы в навозе и почве обладают повышенной устойчивостью к воздействию внешних факторов и годами сохраняют жизнеспособность и патогенность. По данным Якутского НИИСХ, кишечная палочка выживает в кучах навоза до 1,5 лет, золотистый стафилококк - до 2 лет, микобактерии туберкулёза - до 4, мытный стрептококк - до 1 года.

В Центральной Якутии, где сосредоточено около 90% всего поголовья крупного рогатого скота, отсутствуют технологии по переработке производимого навоза. Поэтому излишки навоза

затрудняют нормальное и безопасное функционирование животноводческих ферм, находящихся непосредственно в населённых пунктах. Отсутствие технологий по переработке навоза приводит к многолетним его накоплениям около ферм, расположенных рядом с естественными водоемами, что влечёт за собой их загрязнение. Так, из-за попадания в озёра биогенных элементов содержание нитратов, нитритов, аммония и фосфатов превышает допустимые нормы. В некоторых озёрах Заречной группы районов Республики Саха (Якутия) отмечено превышение ПДК нитратов в 110-120 раз, фосфатов - в 70-80 раз.

В сельской местности население потребляет воду из этих водоемов без какой-либо очистки. Отсутствие технологий по переработке навоза является одной из существенных причин увеличения заболеваемости сельского населения онкологическими болезнями желудочно-кишечного тракта, дизентерией и инфекционными гепатитами. Это лишний раз доказывает то, что навоз является переносчиком возбудителей инфекционных и инвазионных болезней человеку и животным, источником заражения пастбищ и водоёмов.

В настоящее время в республике достаточно остро стоит энергетическая проблема. В сельском хозяйстве она усугубляется дефицитом энергетических мощностей, недостаточным уровнем централизации электроснабжения, обусловленных территориальной рассредоточенностью населения. Теплоснабжение животноводческих ферм, других производственных объектов и жилого сектора осуществляется от мелких котельных, работающих на привозном жидком и твердом топливе, доставка которого требует больших экономических и энергетических затрат. В сельской местности уровень потребления энергии на душу населения почти в два раза, а по отдаленным населенным пунктам в 3-4 раза ниже, чем в среднем по республике. Особо остро стоит проблема обеспечения топливом и энергией потребителей 266 отдаленных сельских населенных пунктов, в которых проживает около четверти сельского населения. Транспортировка угля до таких пунктов сопровождается физическими потерями, достигающими 30%, значительным расходом моторного топлива [1].

Исходя из вышеперечисленного, необходимо отказаться от практики вывоза неподготовленного навоза, получаемого в стойловый период, принять меры по его переработке и хранению с целью получения качественного органического удобрения и дополнительного топлива в виде биогаза.

Существуют различные методы и способы переработки бесподстилочного навоза животных для получения органических удобрений. Но ни один из них не находит широкого и эффективного применения в Якутии. Причин тому несколько: от жестких природно-кпимати-ческих условий до низкого технического и технологического уровня сельхозпро-изводства.

В данной ситуации, наиболее подходящим способом переработки бесподстилочного навоза крупного рогатого скота является анаэробное метановое сбраживание в сооружениях накопи-

Экология

тельного типа, устанавливаемых непосредственно в животноводческих помещениях.

Переработка навоза путем метанового сбраживания имеет следующие достоинства, выгодно отличающие его от других способов переработки:

- выделяемый биогаз используется для генерации энергии;

- получение высококачественного органического удобрения;

- уничтожение яиц гельминтов, семян сорных растений, подавление запаха навоза;

- поддержание чистоты окружающей среды;

- улучшение социальных условий проживания сельского населения;

- возможность организации безотходного производства.

Оптимальное функционирование системы «человек - сельскохозяйственное производство - природная среда» возможно при применении биоэнергетических установок в усадьбах фермерских хозяйств.

По температурным режимам биога-зовые технологии подразделяются на психрофильный (10-250С), мезофильный (30-350С), термотолерантный (40-450С) и термофильный (50-600С). В нашей стране, психрофильный режим, по сравнению с остальными режимами, изучен мало. Данный режим сбраживания широко применяется в Китае, Вьетнаме и Индии. Снижение скорости брожения при психрофильных температурах компенсируется простотой конструкций биореакторов и легкостью эксплуатации.

В Республике Саха (Якутия) стоимость электроэнергии самая высокая по России, поэтому ни мезофильный, тем более термофильный режимы сбраживания энергетически и экономически невыгодны.

Силами учёных Якутской ГСХА разработана ресурсосберегающая технология анаэробного сбраживания бесподстилочного навоза крупного рогатого скота в психрофильном режиме для хозяйственных и природно-климатических условий Республики Саха (Якутия).

Практическая ценность заключается в разработке методики адаптации естественной мезофильной метаногенной микрофлоры, заселяющей кишечножелудочный тракт крупного рогатого скота к психрофильным условиям. Кроме того, показана возможность работы биоэнергетической установки анаэробного метанового сбраживания бесподстилочного навоза крупного рогатого скота в накопительном психрофильном режиме как наиболее подходящем способе переработки в условиях Республики Саха (Якутия).

Литература

1. Афанасьев Д.Е. Энергосбережение в сельском хозяйстве Якутии. - Якутск: МГП «Полиграфист», 1995. - 221 с.

2. Бесподстилочный навоз и его использование для удобрения. Предислов. и пер. с нем. П.Я.Семенова. - М.: Колос, 1978.

3. Варламов Т.П. Механизация удаления и использования навоза. - М.: Колос, 1969.

4. Ворошилов Ю.И., Дурдыбаев С.Д., Ербанова Л.Н. и др. Животноводческие комплексы и охрана окружающей среды. - М.: Агропромиздат, 1991. - 107 с.

5. Горбунов А.В. Центровывоз животноводческой продукции в агропромышленном комплексе. - М.: Агропромиздат, 1988. - 110 с.

6. Докучаев Н.А., Стома Л.А., Гогин В.М. Удаление и использование навоза. - М.: Россельхозиздат, 1976. - 53 с.

7. Долгов В.С. Гигиена уборки и утилизации навоза. - М.: Россельхозиздат, 1984. - 175 с.