Реферат: Органічні добрива на основі відходів тваринництва та птахівництва

Реферат: Органічні добрива на основі відходів тваринництва та птахівництва

ПЛАН

Екскременти тварин

Підстилковий гній

Підстилкові матеріали

Безпідстилковий гній

Пташиний послід

Компости на основі гною та пташиного посліду

Література

Екскременти тварин – це неоднорідна гетерогенна суміш, до складу якої входять тверді частки, що складають дисперсну фазу, а також рідка фаза (дисперсне середовище), що є водним розчином солей, кислот і лугів. Значну об’ємну частку в суміші екскрементів складають гази.

Хімічний склад екскрементів визначає їх цінність для використання в сільському господарстві і залежить в основному від кормового раціону, якості кормів і виду тварин. Це пояснюється тим, що з екскрементами виділяється основна частка поживних речовин, спожитих твариною з кормами. Вміст в екскрементах основних біогенних речовин наведено в таблиці 1.

Таблиця 1

Вміст основних біогенних речовин в екскрементах великої рогатої худоби та свиней, % природної речовини

Суха речовина екскрементів на 75-80% є органічною і містить лише 15-25% золи (мінеральна частина). Основну частину органічної речовини калу складають речовини з високим вмістом вуглецю. Відношення вуглецю до азоту коливається в межах 9-10 в калі свиней і 15-16 – в калі ВРХ. Впротилежність цьому сеча тварин мвстить близько 50% всього азоту, що виділяється з екскрементами, і відношення в ній вуглецю до азоту у ВРХ складає 1-2, а у свиней – 0,8-0,9. Суміш же екскрементів має це співвідношення в межах від 5 до 8.

Таблиця 2

Добовий вихід екскрементів від великої рогатої худоби (при середній

вологості 90%)

Таблиця 3

Добовий вихід екскрементів від свиней

де:     Меj – добовий вихід екскрементів від однієї тварини виробничої групи; nj − поголів‘я тварин даної виробничої групи, що одночасно утримуються на фермі (приймається у відповідності до обороту стада); m – кількість виробничих груп на фермі.

Річний вихід екскрементів з ферми при цілорічному стійловому безвигульному утриманні тварин можна розрахувати, помноживши їх добовий вихід на 365, при стілово-пасовищному утриманні тварин з використанням вигульно-кормових загонів річний вихід екскрементів на 30% нижче через втрату їх на пасовищі.

Підстилковий гній

Підстилковий гній – це повне добриво, що містить всі поживні речовини, необхідні рослинам в достатньо збалансованому співвідношенні (таблиця 4).

Разом із збагаченням ґрунту елементами живлення внесення гною покращує його структуру: легкі піщані ґрунти під впливом гною стають більш зв'язними, а важкі глинисті – більш пухкими. Внесення гною підвищує здатність ґрунту утримувати вологу і збільшує його теплоємність.

Таблиця 4

Склад свіжого гною % (за М. З. Авдоніним)

Систематичне застосування гною створює сприятливі умови для ефективного використання мінеральних добрив не тільки на слабогумусованих, кислих дерново-підзолистих ґрунтах, але і на чорноземах.

Гній має тривалу післядію і впливає на грунт і урожай протягом 5-6 років і більше. На дерново-підзолистих, бідних гумусом, ґрунтах 1 т гною при добрій агротехніці забезпечує надбавку урожаю 0,8-1,0 ц/га в перерахунку на зерно.

Питома вага підстилкового гною на сучасному етапі розвитку тваринництва різко скоротилася.

Підстилкові матеріали

Підстилкові матеріали мають значний вплив на мікроклімат у приміщенні, на кількість і якість добрив. Вони поглинають вологу і шкідливі гази, що виділяються тваринами, поліпшують умови утримання тварин, так як створюють більш сухе, м’яке і тепле ложе, покрашують фізико-механічні і біологічні властивості гною. Липкість гною зменшується, він стає більш пухким, в ньому створюються умови для активного протікання біотермічних процесів.

В якості підстилкових використовують найрізноманітніші матеріали: солому, торф, мох, листя дерев, тирсу.

Вологопоглинаюча здатність (маса вологи, яка може бути поглинута, виражена у відсотках до маси матеріалу натуральної вологості) складає: солома нерізана – 170-175; січка соломи – 265-270; листя дерев – 200-300; торф моховий – 300-400; мох торф’яний – 300-425; тирса – до 425.

Разом із підстилкою в добрива вноситься деяка кількість поживних для рослин речовин (таблиця 5).

Таблиця 5

Хімічний склад найбільш розповсюджених підстилкових матеріалів, % до природної речовини

При використанні в якості підстилки соломи гній містить в середньому близько 0,5 % N, до 0,1 % Р і до 0,5 % К. Фосфор, що міститься в гної, засвоюється рослинами значно легше, ніж азот. В легкозасвоюваній формі знаходиться і значна частина калію. Крім основних елементів живлення рослин підстилковий гній містить ряд мікроелементів, необхідних рослинам, у тому числі бор, марганець, кобальт, мідь, цинк, молібден.

Добові норми підстилки для різних видів тварин представлені в таблиці 6

Таблиця 6

Добові норми підстилки, кг на голову

Прибавка урожаю від внесення гною неоднакова в різних сівозмінах. Вона зростає у міру покращення водного режиму ґрунту, насичення сівозміни просапними культурами і залежить від способів зберігання добрива.

Гарячий спосіб зберігання гною полягає в тому, що його укладають в штабелі шарами (50 – 70 см) без ущільнення. У міру розігрівання гною додають наступний шар і т. д., доки штабель не досягне висоти 2,5 – 3,0 м. Для зменшення втрат органічної речовини і азоту штабель вкривають шаром ґрунту 10 – 20 см.

При холодному способі зберігання гній поміщають в гноєсховищі або щодня вивозять в польові штабелі і ущільнюють, потім вкривають шаром ґрунту. При зберіганні гною в ущільненому стані його температура не перевищує 30 – 40°С. В результаті забезпечується максимальне збереження гною й органічної речовини. Особливо значно знижуються втрати з гною, одержаного із застосуванням торф'яної підстилки: при гарячому способі зберігання втрати азоту перевищують 25 %, а при холодному способі вони складають всього 1 %.

В процесі зберігання підстилковий гній зазнає істотних змін, які, перш за все, зводяться до втрат азоту. Сечовина і гіпурова кислота, що містяться в гної, розкладаються, переходячи у вуглекислий амоній, який при нагріванні розпадається на аміак, двоокис вуглецю і воду:

(NH4)2СО3 =2NH3 + СО2 + H2O

Більш інтенсивно цей процес протікає при гарячому способі зберігання в результаті підвищення температури до 60 – 70°С і вільного доступу повітря.

Разом з розпадом азотомістких сполук при зберіганні гною відбувається метанове бродіння, що викликає розпад клітковини, крохмалю, жирних кислот і вуглеводів. В аеробних умовах розпад органічних сполук відбувається до вуглекислого газу і води:

C6H10O5 + Н2О + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О,

а в анаеробних реакція протікає з утворенням метану:

C6H10O5 + Н2О = 3СН4 + 3СО2.

За ступенем розкладу гній поділяють на чотири групи: свіжий, напівперепрілий, перепрілий і перегній (таблиця 7).

Таблиця 7

Зміна складу гною залежно від ступеня розкладу, %

Свіжий гній відрізняється тим, що колір і міцність соломи підстилки в ньому майже не змінюються. Вносити його в грунт не рекомендується, оскільки може відбутися імобілізація рухомих форм азоту мікроорганізмами, і рослини на початку вегетації не одержать достатньої кількості азоту. Крім того, свіжий гній містить насіння бур'янів і вивозити його на поля у такому вигляді недоцільно.

Напівперепрілий гній, той що знаходився якийсь час в гноєсховищі або буртах, втратив свій первинний колір: солома в ньому набула темно-коричньового забарвлення і легко руйнується.

Перепрілий гній в результаті тривалого зберігання є однорідною масою, так само, як і перегній - продукт глибокого розкладання органічної речовини. Підстилковий гній в цьому стані втрачає велику кількість органічної речовини і азоту. Найбільш доцільно вносити підстилковий гній в грунт в напівперепрілому стані, коли він зберігає свої основні, поживні властивості. За час перепрівання (2 – 3 міс.) значна частина насіння бур'янів, що знаходилися в гної, втрачає схожість. Зниженню кількості життєздатного насіння бур'янів сприяє обробка штабелів (буртів) підстилкового гною аміаком, обприскування їх гербіцидами.

Терміни і норми внесення гною під різні культури визначаються їх біологічними особливостями, грунтово-кліматичними умовами, а також організаційно-економічними умовами.

Під озимі культури гній рекомендується вносити під основну оранку або переорювання.

Під ярі культури гній слід також вносити восени під зяблеву оранку, оскільки внесення його весною призводить до затримки термінів посіву і, як наслідок, до зниження урожаю.

Весняне внесення гною проводиться лише при обробітку культур з пізніми термінами посіву (картопля, кукурудза і т. п.).

Гній слід вносити, перш за все, під ті культури, які краще всього реагують на нього. До їх числа відносяться овочі, картопля, кормові коренеплоди, цукровий буряк, озимі зернові культури, бавовник.

Узагальнення даних, одержаних в результаті багаторічної практичної діяльності господарств і експериментальних робіт науково-дослідних установ, дозволяє рекомендувати середні норми гною для основних сільськогосподарських культур: під овочі - 60-80 т/га; під картоплю, кормові коренеплоди, цукровий буряк, бавовник - 40-60 т/га; під озимі культури на дерново-підзолистих ґрунтах - 20-30 т/га, а на чорноземах і каштанових ґрунтах - 15-20 т/га.

Безпідстилковий гній

На крупних тваринницьких комплексах застосовують безпідстилкове утримання худоби, в результаті якого одержують безпідстилковий гній.

Безпістилковий гній – суміш твердих екскрементів (калу), і сечі, включаючи незначну кількість підстилки й корму та води.

Залежно від вмісту води безпідстилковий гній підрозділяють на:

·  напіврідкий (суміш экскрементов) з вмістом сухої речовини більше 8 %;

·  рідкий (суміш екскрементів з домішкою води) з вмістом сухої речовини від 3 до 8 %;

·  гнойові стоки (суміш екскрементів, значно розбавлена водою) з вмістом сухої речовини менше 3 %.

Безпідстилковий гній, що одержують на комплексах промислового типа і крупних фермах при використанні значної кількості концентрованих кормів, відрізняється підвищеним вмістом елементів живлення рослин (таблиця 8).

Значна частина елементів живлення рослин в безпідстилковому гної знаходиться в розчинній формі, доступній для рослин. До 50 – 70 % азоту - в амонійній формі і засвоюється рослинами в перший же рік. Азот білкових сполук переходить в розчинну форму поступово, у міру мінералізації органічної речовини. В розчинному вигляді знаходиться й фосфор, він засвоюється рослинами краще, ніж фосфор мінеральних добрив. Калій доступний рослинам відразу після внесення добрива. Тому за врожайністю першої культури безпідстилковий гній перевершує підстилковий, хоча і дещо поступається йому в післядії. За сумарною ефективністю обидва види добрива приблизно рівноцінні.

Таблиця 8

Хімічний склад свіжого безпідстилкового гною і посліду %

В частині господарств використовують самостічну систему видалення гною. Принцип її роботи полягає в тому, що канал для збору приблизно на 1/3 заповнюється водою, потім, у міру надходження гною, в нього доливається вода в кількості 5–10 % від об'єму екскрементів. При заповненні каналу відкривається шиберна засувка, що відділяє основний канал від поперекового, і рідкий гній по поперековому каналу надходить в гноєсховищі.

Більш удосконаленою є самостічна система видалення гною безперервної дії або самосплав. Принцип самосплавної системи заснований на пластичних властивостях рідкого гною, плаваючого у вигляді колоїдної маси на водяній подушці, що утворюється в гнойовому каналі завдяки улаштуванню спеціального порогу на виході з каналу. Самосплавна система видалення гною вимагає мінімальних витрат праці.

Підготовка рідкого гною до використання включає: відділення сторонніх предметів, подрібнення грубих домішок, розділення гною на тверду і рідку фракцію і його гомогенізацію.

Природне розділення безпідстилкового гною з вологістю більше 90% здійснюється в бетонних сховищах і ставках-відстійниках. Через 1-2 міс. після перекачування рідкого гною в сховищі він починає розшаровуватися. При цьому утворюється осад, більш легка фракція, спливаюча на поверхню, і проміжний шар (рідка фракція). При пропусканні гною, що розшарувався, через грати фільтруючої стінки, обладнані пристосуваннями, що перешкоджають захаращюванню отворів, рідка фракція надходить в канал для збору рідини і далі в триступеневу систему земляних ставків: ставок-відстійник, ставки-накопичувачі, ставок-змішувач. Кожний ставок має певний розмір, призначення його й функціонування регламентується вимогами санітарного нагляду.

У ставку-відстійнику з рідкої фракції випадають в осад залишки твердої фракції і шкідливі домішки, які утворюють на його поверхні тверду кірку. Цей ставок працює без очищення протягом декількох років.

Освітлена рідка фракція надходить з відстійника в ставки-накопичувачі, де її витримують від 3 до 6 міс. Ставки-накопичувачі повинні вміщати не менше піврічного об'єму сумарного стоку комплексу або ферми, включаючи гноївку, відходи молочного і побутових приміщень, зливовий стік з прилеглої території, і т.д. В ставках-змішувачах рідка фракція безпідстилкового гною змішується з поливною водою.

Методи розділення гною істотно впливають на хімічний склад і агрохімічні характеристики твердої і рідкої фракцій безпідстилкового гною. Розподіл поживних речовин між осадом і рідкою фракцією змінює в них співвідношення елементів живлення (N: Р: К), відношення вмісту вуглецю до загального і амонійному азоту й, отже, їх удобрювальні властивості.

У процесі зберігання безпідстилкового гною втрати азоту в середньому приймаються рівними 10 % за 3-4 міс. В процесі зберігання рідкий гній рекомендується перемішувати для підтримки його однорідного стану. При цьому втрати азоту зростають, проте вони не перевищують втрати при зберіганні підстилкового гною.

З автомобільних цистерн загального користування для внесення рідкого гною частіше застосовують розкидувач рідких добрив типу РЖУ-3,6. При внесенні рідкого гною методом дощування використовують спеціальний дощувальний апарат цілорічної дії, що працює як при додатних, так і при від’ємних температурах.

Зимове внесення рідкого гною на поля з ухилом не більше 30 проводять при температурі повітря до -10°С і висоті снігового покриву до 20 см.

На великих тваринницьких комплексах рекомендується цілорічне внесення гною, не дивлячись на те, що за результатами численних вітчизняних і зарубіжних досліджень вплив безпідстилкового гною на урожай при весняному внесенні найбільш ефективний. Надбавки урожаю при внесенні безпідстилкового гною складають: під зяб - 31 %, по замерзлому зябу – 37 %, по снігу – 27 %, весною – 42%.

При цілорічному внесенні гною своєчасно і в найкоротші терміни проводяться весняно-польові роботи, зменшується ущільнення ґрунту, немає необхідності будувати гноєсховища підвищеної місткості.

Пташиний послід

В птахівництві нашої країни застосовують утримання птахів на підлозі й в клітках. Утримання птахів на підлозі може бути беспідстилкове (на сітчастій або планчастій підлозі) й на підстилці (глибокій і незамінюваній, часто замінюваній). Останнім часом на птахофермах і птахофабриках широко використовується глибока підстилка. Як підстилковий матеріал використовують сухий сфагновий торф з подрібненою соломою. В районах, де немає запасів торфу, використовують для підстилки полову, солому, тирсу. При глибокій підстилці шар підстилкового матеріалу складає 30 - 40 см. У міру забруднення поверхні підстилки послідом верхній її шар перемішують з нижнім незабрудненим. В деяких випадках в пташнику укладають підстилку шаром 5-10 см. У міру її забруднення кладуть новий шар завтовшки 5-6 см і т. д., доки загальний шар підстилки і посліду не досягне 40–60 см, потім пташник очищають від посліду. Ці заходи істотно знижують витрати праці в птахівництві.

При утриманні птахів в клітках з метою забезпечення механізованого прибирання і транспортування посліду його розбавляють водою до вологості 80–90 %.

За удобрювальною цінністю пташиний послід перевершує всі інші відходи тваринництва (таблиця 9). Особливо багатий на поживні речовини курячий послід.

Таблиця 9

Хімічний склад посліду дорослої птиці

Свіжий пташиний послід не містить летких речовин, але при зберіганні в купах він, як і гній, розігрівається. При цьому з сечової кислоти утворюється аміак, який виділяється в атмосферу. Втрати азоту залежно від тривалості зберігання посліду в пухкому стані можуть досягати 30–60 %, що істотно знижує цінність добрива. Для зменшення втрат азоту при зберіганні в пташиний послід додають 25-50 % торфу або 15–20 % землі.

Свіжий безпідстилковий пташиний послід, який ще не містить аміак, можна піддати швидкій сушці при температурі 600–700°С. Для цієї мети використовують барабанні сушильні установки Він більш транспортабельний і в сухому місці може зберігатися тривалий час. Проте в процесі сушки послід втрачає значну кількість елементів живлення: 18-50 % N, 4-12 % Р2O5 і 6-18 % K2O. Ці втрати можна зменшити в 2-3 рази, якщо до посліду додати суперфосфат або фосфоритне борошно в кількості 5-7 % від маси посліду. На вміст мікроелементів висушування не впливає.

Використання посліду в сільськогосподарському виробництві розвивається по трьох основних напрямах:

·  основна маса пташиного посліду природної вологості або сухого безпосередньо використовується як органічне добриво;

·  рідкий послід, що одержують при утриманні птахів в клітках - як добриво після компостування з іншими органічними матеріалами;

·  пташиний послід після переробки і збагачення поживними речовинами може бути використаний як корм птахам й іншим тваринам, проте в нашій, країні цей напрям ще не знайшов практичне використання.

Норму внесення пташиного посліду встановлюють залежно від вмісту в ньому елементів живлення рослин і з урахуванням потреб культури і забезпеченості ґрунту, що удобрюється, засвоюваними формами поживних речовин. Під картоплю і овочі рекомендується вносити 4-5 т/га сухого посліду, а під зернові культури 2–2,5 т/га. Норми внесення посліду природної вологості (60-75 %) складають 8-10 т/га під просапні і 5-6 т/га під зернові. Внесення пташиного посліду в грунт здійснюється аналогічно внесенню підстилкового гною.

Компости на основі гною та пташиного посліду

Для отримання високоякісного органічного добрива доцільно компостувати тверді фракції гною з торфом або соломою.

Гній в процесі компостування прискорює мобілізацію поживних речовин торфу і разом з тим поповнює ресурси органічної речовини ґрунту. Цінність торфу як компоненту компостів полягає в його здатності зв'язувати аміак, втрати якого при зберіганні гною значні. При компостуванні торфу з гноєм знижується його кислотність, створюються сприятливі умов для активної діяльності мікроорганізмів, що переробляють органічний азот торфу в нітратні і амонійні сполуки, тобто форми, доступні для рослин. Торфогнойові компости підвищують ефективність мінеральних добрив.

В умовах Полісся, де є резерви торфу, 1 т високоякісного компосту, внесена в грунт, підвищує урожай за ротацію сівозміни на 0,6–0,8 ц зерна. За дією на урожай торфогнойові компости не поступаються чистому гною.

Торфогнойові компости одержують перемішуванням торфу з твердою фракцією або безпідстилковим гноєм, який одержують на фермах без додавання води. Перемішування здійснюють в гноєсховищах з фільтруючою стінкою або на бетонованих майданчиках біля цеху розділення гною за допомогою бульдозера.

Для отримання високоякісних компостів доцільно використовувати торф із ступенем розкладання не менше 20 % і зольністю не більше 25%.

Для отримання компостів на основі пташиного посліду використовують різні органічні залишки і відходи, але найбільш поширені торфопослідні компости. Для приготування високоякісних компостів використовують пташиний послід і торф, що не промерз, - верховий, перехідний, низинний з вологістю не більше 60 %, ступенем розкладу не менше 20 % і зольністю не більше 25 %. Сумарна вологість компосту повинна бути не вище 75 % в літній період і 71 % в зимовий. Добавка мінеральних добрив сприяє збагаченню компостів елементами живлення, зменшенню втрат азоту, прискоренню розкладання органічної маси і запобіганню її промерзання. Для покращення якості торфопослідного компосту на 1 т його маси вносять 10-20 кг фосфоритного борошна і 5-10 кг хлористого калію.

1.  Врочинский К.К., Маковский В.Н. Применение пестицидов и охрана окружающей среды. – К., 1979. – 208 с.

2.  Гончар М.Т. Экологические проблеми сельского хозяйства. - Львов, 1986. -  141 с.

3.  Земельний Кодекс України. Серія Закони України (за станом на 15 листопада 2001 року). - Харків, 2001. - 105с.

4.  Лозановская И.Н. и др. Теория и практика использования органических удобрений. – М., 1988. – 96 с.

5.  Минеев В.Г.  Химизация земледелия и природная среда. – М.: Агропромиздат, 1990. – 287 с.