Разработка утилизация органических отходов строящегося животноводческого комплекса

Министерство сельского хозяйства  Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия

Факультет почвоведения, агрохимии и агроэкологии

Специальность 110102 - очное обучение

Кафедра агрохимии  и агроэкологии

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«Разработка утилизация органических отходов строящегося  животноводческого комплекса»

 

 

 

Выполнил: студент V курса, 63 группы

факультета  почвоведения, а/х и а/э

Белозеров Юрий Владимирович

Проверила: доктор с.-х. наук

Добахова Е.В.

 

 

 

Н.Новгород  2012

СОДЕРЖАНИЕ                                                                                                                                                                                                                                

	Введение	3
1.	Обзор литературы	5
2.	Объекты и методы исследований	16
3.	Оценка воздействия  на окружающую среду	19
3.1.	Исходная оценка территории. Возможность применения отходов животноводческого комплекса	19
3.2.	Выход навоза животноводческого  комплекса	23
3.3.	Расчет безопасных доз внесения органических отходов	27
3.3.1.	Расчет допустимых доз навоза по содержанию тяжелых  металлов	27
3.3.2.	Расчет теоретически допустимых норм вносимых доз навоза по содержанию фосфора	29
3.3.3.	Расчет теоретически допустимых норм вносимых доз навоза по содержанию общего азота	30
3.3.4.	Потери биогенных  элементов	30
3.3.5.	Расчет площади  утилизации органического удобрения	31
3.4.	Рекомендации  по безопасному применению органических отходов животноводческого комплекса	32
	Выводы	39
	Список используемой литературы	40
	Приложения	43

 

 

Введение

         Последовательная интенсификация  сельского хозяйства привела  к созданию крупных промышленных  животноводческих комплексов, которым в последнее время стало придаваться большое значение (Денисов А. и др., 2008).

        Находящиеся в зоне влияния  таких предприятий экосистемы  подвергаются интенсивному воздействию,  связанному с загрязнением природных  сред за счёт выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, сбросом их в водные источники и образованием большого количества органических отходов, которые размещаются преимущественно на пахотных угодьях данных хозяйств (Горлов И.Ф., 2000)

         Важнейшим условием сохранения экосистем подобных промышленных предприятий в устойчивом состоянии является изыскание возможностей использования органических отходов производства как сырьевого ресурса и уменьшения за счёт этого негативного их воздействия на окружающую среду. Одним из путей частичной рециклизации органических отходов является использование их для поддержания плодородия почв. При этом включение максимально возможного количества органических отходов в биологический круговорот путём контролируемого использования в агросфере позволит регулировать антропогенные потоки веществ, повысить плодородие почв и снизить уровень негативного воздействия продуктов трансформации отходов на экосистемы в целом.

          В условиях сосуществования человека  и природы, в которых целью  человека является удовлетворение своих всевозрастающих потребностей, которые бы причинили как можно меньше вреда природе, т.е. позволяли ей оставаться системой, существующей в определённых, свойственных только ей рамках, обязательным условием должны стать нормирование нагрузки на окружающую среду и выработка компромиссных решений при организации производств, базирующихся на использовании природных ресурсов и оказывающих существенное влияние на условия функционирования природных экосистем (Титова В.И. и др.,2003).

           Цель данного курсовой работы  заключается в разработке проекта  утилизации органических отходов  строящегося животноводческого  комплекса, согласно нормативным  документам агропромышленного комплекса  Министерства сельского хозяйства  РФ.

           В ходе работы будут обозначены положительные и отрицательные аспекты утилизации органических отходов, а также возможные последствия воздействия на природные объекты. По итогам проведённой работы будут даны рекомендации по безопасному применению органических отходов животноводческого комплекса в данных почвенно-климатических условиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Предприятия индустриального  животноводства обеспечивают стабильный выход экономически рентабельной продукции, в связи с чем развитие данной отрасли является перспективным. Однако функционирование крупных животноводческих комплексов обычно сопровождается ярко выраженным негативным воздействием на компоненты окружающей среды, причем одним из основных источников воздействия являются  высокие дозы органических отходов. При этом происходят значительные изменения в состоянии почвенно-биотического комплекса, которые проявляются в  увеличении содержания биогенных элементов, тяжелых металлов и других, что приводит к загрязнению природной среды (Дабахова Е.В., 2005).

Главным способом утилизации бесподстилочного навоза остаётся его использование в качестве удобрения, преимущественно на территории, чаще всего находящейся в непосредственной близи от места расположения животноводческого комплекса (Титова В.И. и др., 2003).

Состав и  содержание в органических удобрениях органического вещества и питательных  элементов, а также непосредственное количество удобрений, определяется в  свою очередь, подготовкой и хранением  самих удобрений, способом содержания животных, их половозрастной характеристикой, типом кормления, видом и составом кормов.

Таким образом  перераспределение доли участия  различных видов органических удобрений  в их общей массе (итоговое соотношение  биогенных элементов составило N : Р₂О₅ : К₂О как 1:1,1:0,4) является причиной существующего дисбаланса элементов питания в почвах хозяйства (Титова В.И. и др., 2003).

Как известно, технология содержания, конструкция сооружений, технологический уровень механизмов, применяемых для уборки, обеззараживания, хранения, транспортировки и внесения навоза в почву, оказывают существенное влияние на физико-химические свойства бесподстилочного навоза. Поэтому на комплексах, построенных по разным проектам, где применяются различные технологии и технологические средства, состав навозных стоков и его фракций не может быть одинаковым (Андреев В.А. и др., 1990).

Выявлено, что  систематическое применение твёрдых  фракций навоза увеличивает ёмкость  поглощения почв, способствует стабилизации реакции почвенного раствора и позитивно  влияет на другие агрохимические показатели почв (Андреев В.А., Новиков М.Н., 1990). Под влиянием бесподстилочного навоза понижается гидролитическая кислотность, оптимизируется водно-воздушный режим, процессы нитрификации, и, в конечном счёте, повышается реальное и потенциальное плодородие почвы (Шкель М.П., Булавин Л.А., 1987). Известно, что длительное удобрение почвы навозом увеличивает содержание в ней гумуса и общего азота. В исследования ряда авторов показано наличие тенденции к повышению во всех исследованных нечерноземных почвах также содержания ряда микроэлементов (бора, кобальта) вместе с накоплением гумуса (Петербургский А.В., Лучицкая О.А., 1987).

Также отмечено, что навоз и компосты на его  основе способствуют повышению количества водопрочных агрегатов, скорости впитывания, снижению твёрдости и объёмной массы почвы. С ними поступают питательные вещества, улучшаются её воздушный, водный режим и структура. Они снижают заболеваемость растений корневой гнилью, уменьшают поражение нематодой, ускоряют разложение гербицидов (Семенов В.В., 1987).

Навозные стоки животноводческих комплексов оказывают положительное влияние на пищевой режим дерново-подзолистых почв: использование навозных стоков в качестве удобрений способствует резкому увеличению содержания в почве азота и фосфора. Причина этого в том, что основная часть фосфора бесподстилочного навоза представлена органическими соединениями в виде фосфатов железа, алюминия, кальция значительно слабее, чем фосфор минеральных удобрений, а поэтому лучше усваивается растениями (Титова В.И. др., 2003). Однако работами А.А Христенко (2000) выявлено, что в тех почвах, где содержание железа велико, относительная доступность подвижных соединений фосфора понижена. При этом освобождающийся во время вегетации, но не усваиваемый растениями, фосфор переходит   в   менее  усвояемую  форму   и   накапливается   в   основном  в  слое 0-40 см.

В свою очередь  калий в навозных стоках находится  в растворимой форме и поэтому  его использование, как и использование  азота, сильно зависит от свойств почвы и срока внесения  данных удобрений. Так, например, на почвах с невысокой ёмкостью катионного поглощения (песчаные и супесчаные) потери калия могут быть особенно существенны  
(Бесподстилочный навоз…, 1978), т.к. не адсорбируемые почвенно-поглощающим комплексом ионы калия остаются в почвенном растворе и, в связи с этим, могут вымываться. Это способствует тому, что при внесении бесподстилочного навоза содержание обменного калия во всех почвенных горизонтах увеличивается одинаково. Повышение содержания подвижных форм калия в почве относят за счёт мобилизации его необменных форм.

Что касается накопления гумуса почвой при использовании  бесподстилочногоо навоза, то здесь  следует подчеркнуть, что данный факт напрямую завит как от объёмов  внесения удобрения, так и от типа почв. Исследованиями Тарасова С.И. и Кумеркина Н.А. (1996) выявлено, что на дерново-подзолистой почве при длительном применении жидкого навоза содержание водорастворимого гумуса увеличилось на 34 %. При этом коэффициент воспроизводства гумуса из органического вещества бесподстилочного навоза по соотношению к подстилочному составил 0,6-0,8, а коэффициент гумификации в среднем был равен 25-27 % (Белоусов Н.М., 1996).

Известно, что  накопление гумуса в почве происходит при использовании органических удобрений, богатых углеродом. Микроорганизмы, развиваясь, иммобилизуют значительное количество азота и делают его недоступным для растений. Подобное явление наблюдается при внесении в почву навоза с соотношением C:N больше 20-22 (Шкель М.П., Булавин Л.А., 1987). Жидкий навоз обладают узким соотношением C:N (от 4 до 8) и не обеспечивает пополнения запасов гумуса. Однако жидкий навоз при совместном внесении с измельчённой соломой по воспроизводству гумуса не уступает подстилочному навозу (Васильев В.А., 1983).

По данным проведённого вегетационно-полевого опыта кафедрой агрохимии и агроэкологии НГСХА  по характеру изменения некоторых  показателей биологических свойств  почвы при активном удобрении  её жидким свиным навозом выявлено, что под действием систематического внесения жидкого свиного навоза биологическая активность дерново-подзолистой супесчаной почвы претерпевает изменения. Причём эти изменения значительнее и глубже при продолжающемся внесении этого органического удобрения. Полученные данные свидетельствуют также о том, что продолжающееся внесение жидкого навоза может быть причиной токсикоза почвы. В то же время, применение азотных и калийных удобрений на фоне систематического внесения свиного навоза даёт положительные результаты в активизации почвенной микрофлоры и биохимических процессов, протекающих в почве, а также оказывает стимулирующее действие на прорастание и всхожесть семян (Титова В.И. и др., 2003).

Жидкий свиной навоз при правильном его использовании  может оказать значительное положительное влияние на продуктивность агробиогеоценоза, сохраняя высокую питательную ценность фитомассы выращиваемых культур (Савенюк Л.М., 1985).

Так, на экспериментальной  базе НИИ земледелия в полевом  опыте изучали действие жидкого  навоза на урожай кукурузы и плодородие дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы. При ежегодном внесении под кукурузу жидкого навоза в дозе 100 т/га (18,6 т/га сухого вещества за 3 года) содержание гумуса в пахотном слое оставалось на прежнем уровне. Применение навоза в дозе 150 т/га (27,9 т/га сухого вещества) увеличило этот показатель на 0,08 %, а в дозе 200 т/га (36,2 т/га сухого вещества) – на 0,11 %. Содержание общего азота в почве незначительно повысилось лишь при использовании максимальной дозы навоза.

Результаты  исследований показали, что на опытном участке не наблюдалось существенной миграции нитратного азота вниз по профилю почвы. Поэтому можно предположить, что не использованный растениями азот жидкого навоза  закрепляется в пахотном слое в менее подвижной форме.

Основой эффективного использования органических удобрений животноводческих комплексов должно явиться внедрение севооборотов. Наличие в хозяйстве освоенных севооборотов позволит своевременно спланировать работу по применению жидкого навоза свиней и систематически наращивать плодородие земли (Крупкин П.И., 1998). При правильном подборе доз и сроков внесения жидкого безподстилочного навоза, помимо увеличения урожайности может происходить изменение качественного состава культурных растений: снижается содержание сухого вещества и сырой клетчатки, безазотистых экстрактивных веществ, а также сахаро-протеиновое отношение (Титова В.И. и др., 1997).