Экология органики

Экология органики
Николай Капустин, Евгения Шаманович, Наталья Шкубель
Опубликовано в №6 (134), июнь

Аммиак, содержащийся в навозе свиней и КРС, курином помете, может быть использован во благо и во вред. С одной стороны, это соединение азота благотворно влияет на урожайность, с другой — улетучиваясь в атмосферу, ухудшает качество почв и способствует эвтрофикации водоемов. Минимизировать вредное воздействие можно, если использовать определенные методы внесения навоза и регулировать рацион кормления животных.

За последнее десятилетие экологическая ситуация в регионе Балтийского моря резко ухудшилась. Интенсивное ведение сельского хозяйства привело к увеличению выбросов вредных веществ, поступающих от сельскохозяйственных источников в реки бассейна Балтийского моря, что способствует эвтрофикации. Именно поэтому государства Балтийского региона, в том числе и Беларусь, объединяют свои усилия в вопросах снижения нагрузки на водные ресурсы от деятельности АПК. В течение нескольких лет ученые РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» принимали участие в международном исследовательском проекте «BalticCompass», результатом которого стала разработка атласа приоритетных мер по сокращению потерь азотных и фосфорных соединений от сельскохозяйственной и водоохранной деятельности. Особое внимание при разработке атласа было уделено вопросам уменьшения выбросов аммиака при внесении и заделке навоза в почву. Кроме того, ученые сконцентрировались на методах снижения содержания аммиака в экскрементах животных путем введения фазового кормления, сокращения в рационе животных доли кормов с высоким содержанием азота и фосфора и добавления фитазы.

Использование навоза в качестве органического удобрения сопровождается выбросами аммиака в атмосферу в процессе его внесения и заделки в почву. Они могут достигать 95 % от содержания аммиачного азота NH3-N в навозе. В атмосфере в период от нескольких часов до нескольких суток аммиак вступает в реакцию с поступающей с выбросами химических и металлургических производств серной кислотой и азотной кислотой, которая выделяется при гниении органики в свободном виде. В результате образуются соли аммония — сульфат аммония (NH4)2SO4 и нитрат аммония NH4NO3. Осаждаясь на поверхность почвы, они представляют серьезную угрозу для окружающей среды. Эти химические соединения подкисляют почву и воду, способствуют эвтрофикации водоемов. Кроме того, аммиак увеличивает скорость коррозии металлических конструкций и зданий, оказывает негативное воздействие на организм человека. Избыточное накопление в почве различных аммиачных соединений в токсичных концентрациях непосредственно и косвенно влияет на растения, снижает продуктивность зеленых насаждений.

Результаты исследования показали, что в акватории Балтийского моря 92 тыс. т (около 44 %) из общего атмосферного осаждения приходится на выбросы аммиака, а остальная часть представлена оксидами азота.

Чистое внесение

Основными факторами, влияющими на количество выбросов аммиака в атмосферу при внесении органики, являются: вид используемого навоза, содержание в нем сухого органического вещества, доля аммиачного азота NH3-N от общего количества азота в навозе, способ заделки в почву. Кроме того, играют роль содержание воды в почве, температура воздуха и скорость ветра. Например, при заделке в почву 1 т твердого навоза КРС (с содержанием в нем сухого вещества — 200 кг и общего азота — 5,4 кг) выброс аммиака в атмосферу составит 1,45 кг; при заделке 1 т жидкого свиного навоза (сухое вещество — 40 кг, общий азот — 0,5 кг) — 0,22 кг; для 1 т куриного помета (сухое вещество — 320 кг, общий азот — 17,28 кг) — 9,3 кг. Из способов внесения наиболее безопасным является инъекционный: выбросы аммиака в этом случае минимальны (см. рис.).

Методы снижения выбросов аммиака основаны на нескольких принципах: уменьшение площади поверхности, с которой происходит эмиссия, сокращение времени эмиссии и снижение ее интенсивности. Уменьшить площадь поверхности эмиссии можно, применяя различные способы внесения навоза. Так, ленточный способ с использованием шлангов для капельного орошения или прицепных сошников позволяет уменьшить потери аммиака до 30 % за счет немедленного поглощения NH3-N листьями и корнями растений. Внутрипочвенное или инъекционное внесение в пахотный слой уменьшает потери до 60 %. Также снизить эмиссию аммиака до 30 % можно, если заделывать навоз после разбрасывания путем вспахивания, боронования или культивирования. В последнем случае можно повысить эффект, если проводить заделку сразу же после внесения. Наконец, эмиссию можно снизить за счет уменьшения уровня рН и концентрации NH4, иными словами, просто разбавив навоз. Изложенные методы хорошо изучены, считаются осуществимыми на практике, их эффективность подтверждена количественными данными.

Экологическая стратегия кормления

В европейских странах идут и по другому пути. Потери аммиака снижают за счет сокращения количества аммиачного азота, выделяемого животными и птицей с экскрементами. Этого можно добиться за счет оптимизации рационов и стратегии кормления скота. В частности, используют фазовое кормление, низкопротеиновые рационы с добавлением или без добавления определенных синтетических аминокислот, увеличивают содержание некрахмальных полисахаридов в кормах и используют добавки, понижающие рН.

Фазовое кормление — эффективная, экономически и экологически целесообразная мера даже при установке дополнительного оборудования. Фазовое кормление снижает секрецию белка и фосфора, не оказывая влияния на репродуктивность животных и птицы.

Низкопротеиновое кормление животных и птицы — это один из наиболее рентабельных и приоритетных стратегических путей снижения выбросов аммиака, используемых в европейских странах. На каждый процент снижения содержания протеина в кормах выбросы NH3 из животноводческих, птицеводческих помещений и навозохранилищ, а также при внесении навоза в почву снижаются на 5–15 %. При соблюдении всех требований по аминокислотам данный метод не влечет за собой никаких последствий для здоровья и благополучия животных и птицы, повышает эффективность использования азота в животноводстве и птицеводстве. Низкопротеиновое кормление чаще применяется при содержании животных в помещении и реже — на выпасе. Трава содержит много способного к разложению белка, а пастбище с бобовыми культурами имеет относительно высокое содержание протеина.

Дифференцированный подход при выборе стратегии для молочного и мясного скота, свиней и птицы позволяет выбрать оптимальный, экономически целесообразный вариант кормления с учетом репродуктивного цикла животных, птицы и достигнуть максимального снижения эмиссии аммиака из экскрементов. Организовывать кормление КРС следует исходя из реальной потребности коров в питательных веществах, витаминах и микроэлементах. Молодняк и высокопродуктивные животные больше нуждаются в повышенном содержании белка, чем старые, малопродуктивные. При снижении количества белка в рационе в среднем на 10 г на 1 кг (1 %) выбросы аммиака сокращаются примерно на 10 %.

Снижение сырого протеина в рационе жвачных животных является эффективной стратегией для сокращения потерь NH3. Фазовое кормление КРС должно быть организовано таким образом, чтобы содержание сырого протеина в рационе молочного скота постепенно снижалось с 16 до 14 % сухого вещества, а в рационе мясного скота — с 16 до 12 % сухого вещества.

Меры, связанные с кормлением в свиноводстве, включают фазовое кормление, составление рационов, основанных на сочетании легко усваиваемых и доступных питательных веществ, использование низкопротеиновых и дополненных аминокислотами рационов, кормовых добавок. Фазовое кормление направлено на снижение уровня белка и фосфора на ранней стадии супоросности. Содержание сырого протеина в корме может быть снижено на 2–3 % путем добавления лизина, метионина, треонина, триптофана. Как показали результаты исследований, снижение сырого протеина в рационе свиней на заключительной стадии откорма на 1 % приводит к 10 %-ному снижению выбросов аммиака из свиного навоза.

Разработка стратегии кормления для птицы зависит от ряда факторов: ее возраста, породы, уровня продуктивности, потребности в питательных веществах по возрастным периодам. Использование фазового кормления в птицеводстве обеспечивает потребность птицы в необходимых питательных веществах с учетом возраста, интенсивности яйценоски, физиологического состояния, условий содержания. Такой подход в кормлении дает возможность снизить расход протеина, добиться высокой продуктивности кур на протяжении всего периода яйценоски. Снижение содержания сырого протеина в корме на 1–2 % (10–20 г/кг корма) позволяет сократить выбросы аммиака из помета на 5–10 %.

Описанные методы помогают не только сохранить здоровье животных и птиц, обеспечить интенсивность их роста и продуктивность, но и улучшить экологическую ситуацию путем снижения выбросов аммиака. Сегодня в Беларуси стратегия низкопротеинового кормления не находит широкого применения. Однако не исключено, что в будущем (по мере решения текущих проблем отечественного животноводства, увеличения продуктивности, в случае ухудшения экологической ситуации или ужесточения международных норм и требований) данный метод будет использован и в нашей стране. Пока же главной рекомендацией для отечественных аграриев является правильное внесение навоза, применение способов заделки, позволяющих сократить выбросы аммиака.
 

Другие материалы рубрики
Корма в потоке. Контроль качества на лету
Алексей Жуков
Опубликовано в №8 (148), август

Сегодня специалисты во всем мире, в том числе и в нашей стране, полагаются на данные анализа кормов при составлении рационов. Однако в большинстве случаев он проводится лишь перед скармливанием, когда повлиять на качество корма уже...

SIMA-2015: инновации нового года
Алексей Семков
Опубликовано в №1 (153), январь

Дальнейшее развитие информационных технологий и точного земледелия, повышение комфорта и безопасности водителей и операторов, оптимизация с целью получения максимальной производительности при сохранении габаритов машин и затрат на их...

Что делает биогазовый комплекс эффективным?
Петр Морозов
Опубликовано в №5 (133), май
Теги: биогаз

Недостаток ископаемых энергоресурсов делает биоэнергетику одной из наиболее интересных и перспективных отраслей отечественного АПК. Государство поддерживает ее развитие, применяя стимулирующие тарифы на энергию, вырабатываемую...

Ведра? Вчерашний день!
Маркус Пальке
Опубликовано в №4 (180), апрель

Выпойка телят всегда была трудозатратной операцией. Облегчили работу мобильные емкости («молочные такси»). А если полностью автоматизировать процесс? 

Полуприцепы: концепции многофункциональности
Алексей Жуков, Иван Лабоцкий
Опубликовано в №10 (162) октябрь

Александр Клочков, Владимир Гусаров, Роман Богатырев
Опубликовано в №7(195), июль
Теги:

Развитие и созревание зерновых и зернобобовых культур в условиях нынешнего года в большинстве регионов Беларуси сопровождалось выпадением осадков в сочетании со шквалистыми ветрами, что привело...

Комментарии
Войти как