Dilema hnoje: nejpalčivějším problémem chovatelů hospodářských zvířat je, co dělat s odpadem — Magazín Agrotechnika a technologie – Agroinvestor

V posledních letech, s intenzivním rozvojem živočišné výroby, je stále častěji pozorováno znečištění životního prostředí kravským hnojem. Stádo 12 milionů krav dokáže vyprodukovat 0,2-0,3 milionu tun hnoje denně. Ve velkých mléčných farmách se kvůli nedostatku efektivních zpracovatelských zařízení hromadí hnůj, což může vést k vážnému znečištění půdy, ovzduší a vodních zdrojů. Jednoduché stohování vyžaduje značný prostor a odvádí jej od jiných ekonomických činností. Racionální využívání hnoje také poskytuje hmatatelné finanční výhody.

Doporučuje se přečíst si následující materiály:

• Způsoby likvidace hnoje.
• Strategie nakládání s pevným hnojem skotu. Část 1 (překlad).
• Strategie nakládání s pevným hnojem skotu. Část 2 (překlad).
• Strategie nakládání s pevným hnojem skotu. Část 3 (překlad).

Složení kravského hnoje

Hnůj je cenným zdrojem bohatým na organické a minerální látky (tab. 1, 2). Má jemnou texturu, obsahuje poměrně vysoké procento vody a pomalu se rozkládá, což jej umožňuje klasifikovat jako pomalu působící hnojivo. Kravský hnůj obsahuje méně minerálů a živin než ostatní zvířecí hnůj a je svým složením dost podobný drůbežímu hnoji, ale obsah popela, hrubé vlákniny a NFE v kravském hnoji je v průměru vyšší. Použitím různých kompostovacích technologií a speciálního vybavení lze kravský hnůj proměnit v cenný a výnosný zdroj a zároveň zabránit znečištění životního prostředí. Hnůj dobytka se po fermentaci, deodorizaci a sterilizaci stává vysoce kvalitním a účinným organickým hnojivem. Ve srovnání s jinými druhy hnoje se hnůj dobytka kompostuje pomaleji a hůře se odvětrává, což vyžaduje přísnou kontrolu nad prací s ním prováděnou.

Technologií přípravy kompostu z hnoje je více, při volbě způsobu je nutné zohlednit požadované investiční a provozní náklady, efektivitu kompostovacího procesu, zastavěnou plochu, kvalitu výsledného produktu, jednoduchost obsluhy a údržby, rozsah kompostování atd.

Regulace a kontrola podmínek kompostování (tabulka 3)
Влажность

Kvalita a účinnost kompostování přímo závisí na vlhkosti hmoty, ovlivňuje využití organické hmoty a metabolismus mikroorganismů a regulaci teploty kompostování. Obecně platí, že při počáteční vlhkosti 50-60% bude proces kompostování stabilní. Při vlhkosti pod 40 % působí na populaci mikroorganismů, aerobní kompostování přechází v anaerobní. Při obsahu vody pod 15 % se metabolismus bakterií úplně zastaví a při příliš vysokém (více než 70 %) se ztrácí cenné látky a vznikají škodlivé plyny. Typicky je obsah vody v kravském hnoji 75-80 %, což znamená, že do hmoty musí být přidány hygroskopické přísady, aby se snížil její obsah vlhkosti.

teplota

Jedna z nejdůležitějších podmínek pro normální kompostování. Různé druhy mikroorganismů mají různé požadavky na teplotu, například pro mezofilní bakterie je nejvhodnější teplota 30-40 °C, pro termofilní bakterie – 45-60 °C a pro vysokoteplotní kompostování by měla být udržována na 55-65 °C. Kompostování je exotermický proces bez kontroly, teplota hmoty může dosáhnout 75-80 °C. Při příliš vysoké teplotě dochází k výrazné destrukci cenných látek a snižuje se kvalita kompostovaného produktu. Bylo zjištěno, že teplota alespoň 55 °C po dobu 5 dnů nebo více účinně ničí patogenní bakterie. K regulaci teploty v průmyslové praxi se používá hromadné otáčení a nucené větrání.

Poměr uhlíku k dusíku (C/N) (tabulka 4)

Hodnocení poměru C/N bere v úvahu obsah dusíku a uhlíku v kompostované surovině jako celku. Během procesu kompostování poskytují zdroje uhlíku energii mikroorganismům a zdroje dusíku materiály pro růst. Po zpracování mikroflórou se sloučeniny uhlíku přeměňují na CO₂ a huminové látky a dusík se přeměňuje na plynný amoniak nebo dusičnany (nebo je absorbován bakteriemi). Rovnováha uhlíku a dusíku je tedy jednou ze základních vlastností kompostování. Je žádoucí, aby poměr C/N organické hmoty odpovídal poměru mikroorganismů – ani příliš vysoká, ani příliš nízká hladina nepodporuje růst a reprodukci aerobních bakterií. Vhodný poměr C/N v procesu kompostování chlévské mrvy je 20-30:1 (ideálně 30:1).

Větrání

Hlavní funkcí ventilace je zajistit potřebné množství kyslíku pro růst aerobních mikroorganismů, odstranit přebytečnou vlhkost, regulovat teplotu a omezit nepříjemné pachy. Studie prokázaly, že pro metabolismus mikroorganismů stačí hladina kyslíku již 10 %. Pro úspěšné kompostování kravského hnoje by se měla hmota pravidelně obracet nebo by měl být instalován systém nuceného provzdušňování.

Hodnota PH

Pro kompostování je příznivé neutrální nebo mírně zásadité prostředí. Pokud je pH příliš nízké, lze do kompostované hmoty přidat hašené vápno nebo uhličitan vápenatý; pokud je příliš vysoká, přidá se nasekaná zelená hmota plodin na zelené hnojení nebo trávy.

Pokud fermentace není dostatečně dokončena, bude ovlivněna kvalita kompostování. Pro přípravu kompostu se doporučuje použít automatický obraceč, který se snadno ovládá a má vysokou produktivitu. Tato technika je široce používána v amerických a evropských farmách.

Aplikace kompostu z kravského hnoje

Po kompostování lze zpracovaný kravský hnůj použít jako organické hnojivo obohacující půdu o dusík, fosfor a řadu mikroprvků. Do kompostu aerobní vysokoteplotní fermentace lze přidat značné procento slámy a dalšího odpadu. Přidáním kompostu se zlepšuje struktura půdy a její vodní režim. Racionální využívání zdrojů zabraňuje znečišťování životního prostředí.

Mnoho lidí se rozhodne, že je snazší a přesnější se odpadu zbavit (například odvézt na pole nebo spálit). Jiní se domnívají, že se správným přístupem se pasiva mohou proměnit v výnosné aktivum – stačí si vybrat efektivní technologii. Koneckonců, použití high-tech procesů zpracování umožňuje přeměnit odpad na nejcennější zdroj materiálu – bílkoviny, energii, hnojiva

Zpracování odpadů na organická hnojiva

Pokud se odpad po porážce zemědělských zvířat zpracovává na masokostní a krevní moučku, pak jsou obrovské problémy s likvidací hnoje, trusu a hnoje. „Málokdo ví, že jedna středně velká drůbežárna (40 tisíc nosnic nebo 10 milionů brojlerových kuřat) ročně vyprodukuje 35 až 83 tisíc tun hnoje a přes 400 tisíc m³ odpadních vod s vysokou koncentrací organických složek,“ uvádí Dmitry Severinov, zástupce Agrico Eesti (inženýrské služby, dodávky zařízení na mletí krmiv a dalších zemědělských strojů a technologií). — Hovoříme-li o skotu, pak jen jedna farma (4,5 tisíce kusů) vyprodukuje ročně 175 tisíc tun hnoje. A prasečí farma pro 4,8 tisíce prasnic (120 tisíc prasat ve výkrmu ročně) dodá asi 400 m³ hnoje denně (!).

Na stejné problémy upozorňuje i vedoucí laboratoře Všeruského výzkumného ústavu potravinářské biotechnologie (Moskva) Vjačeslav Kudrjašov. Průměrná drůbežárna produkující vejce podle něj vyprodukuje asi 200 m3/den. tekutý a polotekutý slepičí trus (CP), obsahující 3-5 % a 18-20 % sušiny. CHSK (chemická spotřeba kyslíku, charakterizující kontaminaci odpadních vod organickými látkami) hnoje v těchto podnicích je velmi vysoká – od 30 do 120 g/l (miligramy kyslíku na litr zkušební vody). Zároveň je CP bez podestýlky (BCP) ekologicky nejnebezpečnější, protože současně znečišťuje půdu, podzemní vody a ovzduší.

„Nevystlaný hnůj a trus jsou podle výpočtů 10x nebezpečnější z hlediska chemického znečištění životního prostředí než komunální odpad,“ dodává Dmitrij Severinov. “Patří do kategorie nestabilních organických kontaminantů a podle Světové zdravotnické organizace jsou faktorem přenosu více než 100 druhů různých patogenů chorob zvířat a lidí.”

Jak je známo, hnůj získaný ve stávajících podnicích v důsledku chovu zvířat a ptáků je tradičně shromažďován a skladován v obřích umělých jámách – skladech hnoje, kde po nejméně 8-12 měsících ztrácí své nebezpečné vlastnosti a postupně se mění na hnojivo, které lze vyvážet na pole ke zvýšení úrodnosti půdy.

Tím se zabývá např. skupina firem PRODO (rostlinná výroba, výroba krmiv, chov prasat a drůbeže, zpracování masa, výroba mléčných výrobků). „Velkou část odpadu společnosti (kromě odpadu z jatek) tvoří prasečí a slepičí hnůj,“ říká Sergej Timčenko, výrobní ředitel skupiny PRODO. — Jako hnojivo používáme hnůj a trus. Termín (několik měsíců) dodržíme a pošleme do polí.“

V současné době většina nově budovaných a rekonstruovaných areálů hospodářských zvířat využívá moderní technologie pro odklízení kejdy, které zahrnují použití značného množství vody. V důsledku provozu takových systémů se tvoří značné objemy kejdy. A protože kejda slouží jako cenné organické hnojivo, je nejúčinnější ji používat na polích, abyste ušetřili náklady na minerální hnojiva při pěstování plodin. Současné předpisy však zakazují okamžitou aplikaci hnoje na pole, takže zvýšení ekonomické rentability chovu hospodářských zvířat přímo závisí na účinnosti systému přípravy, skladování a aplikace hnoje na pole.

„Většina průmyslových chovů hospodářských zvířat produkuje kejda bez podestýlky. Velké objemy tohoto druhu odpadu způsobují potíže. Nadměrná spotřeba technologické vody vstupující do hnoje a nedostatek technických prostředků může vést k přetečení skladovacích zařízení hnoje, což je plné ekologické katastrofy,“ vysvětluje rozsah problému Irina Shchegoleva, vedoucí oddělení ochrany životního prostředí Potoku. strojírenský provoz (výroba a prodej zařízení na likvidaci hnoje, hadicové systémy).

Otázka zpracování odpadu z hnoje je dnes skutečně pro většinu chovů hospodářských zvířat na prvním místě, říká Julia Shevtsova, zástupkyně Bauer Group (zařízení pro zpracování a likvidaci hnoje na farmách hospodářských zvířat, zavlažovací systémy). Za prvé je to způsobeno nárůstem počtu zvířat a novými technologiemi pro chov krav, vysvětluje. Dříve bylo docela snadné likvidovat odpad z hnoje, protože maximální počet krav nepřesáhl 200-300 kusů na jedné farmě. Hnůj byl sbírán ručně a doprava na pole probíhala v běžném provozním režimu. Nyní, s hospodářskými zvířaty 2-3 tisíc kusů, je 10krát více hnoje a vyvstala potřeba automatizovaného čištění.

Pro většinu moderních farem je normální poskytnout zpracovatelské zařízení. A tady jsou dvě možnosti, říká Shevtsova.

Prvním je centralizovaný systém odstraňování kejdy, kdy je veškerý odtok ze všech dvorů směřován do jediné jímky (předlaguny), ze které je hnůj přečerpáván do lagun, kde je skladován (8-12 měsíců před aplikací do pole).

Vzhledem k tomu, že laguny se dnes staví převážně z fólie, nikoli z betonu, je třeba je míchat se stacionárními nebo mobilními míchačkami, aby se eliminovalo hromadění usazenin a bylo možné získat homogenní organické hnojivo, doporučuje Shevtsova.

V současné době se rozšiřuje zejména progresivní, k životnímu prostředí šetrné řešení pro použití míchacích provzdušňovačů, které slouží nejen k míchání, ale i k současné deodorizaci hnoje, poznamenává Michail Leonov, generální ředitel strojírenského závodu Potok. .

„Mezi high-tech řešení v této oblasti patří plně automatizované plovoucí obojživelné míchačky, které vstupují do laguny, mísí usazeniny na dně a plovoucí kůru z pevné frakce hnoje a vracejí se zpět, přičemž tuto akci podle potřeby opakují,“ dodává Sergey Peregudov, generální ředitel společnosti „Biokomplex“.

Jinak dochází k procesu stratifikace hnoje a následně při odčerpávání odchází pouze tekutá část, zatímco pevná část dále roste a rok od roku se zvětšuje, varuje Shevtsova ze skupiny Bauer. S tímto problémem se setkala většina farmářů, aniž by zajistili míchání lagun. Existují případy, kdy farmy musely zakopat filmové laguny a postavit nové, a to jsou nejen vážné náklady, ale také potíže s hledáním místa pro nové místo pro skladování hnoje v blízkosti farmy.

Další možností, jak problém vyřešit, pokračuje, je také centralizovaný systém odstraňování kejdy do jedné jímky, ale s následnou separací kejdy na kapalné a pevné frakce. Tato možnost je podle všech odborníků výhodnější, protože použití separátoru okamžitě řeší několik problémů. Například objem lagun potřebných k uskladnění budoucího kapalného organického hnojiva lze podle Shevtsové ze skupiny Bauer snížit o 30 % (podle jiných odborníků o 10–20 %) ve srovnání s objemem odpadu z hnoje před separací. a doba skladování separovaných kapalin v usazovacích nádržích se zkrátí 2x. Zároveň je snadnější čerpat na vzdálenosti a aplikovat na pole, což zajišťuje lepší růst rostlin a zvyšuje efektivitu a ziskovost této technologie.

„Tekutá frakce je ideálním organickým hnojivem, jehož použití výrazně sníží náklady na minerální hnojiva,“ říká Peregudov. “Při rozdělení na frakce se objem potřebných skladovacích nádrží zmenší 1,5krát (!) a odpovídajícím způsobem se sníží náklady na jejich výstavbu.”

Aplikace hnoje na pole se zase provádí dvěma způsoby: přepravou v sudech s povrchovou a podpovrchovou aplikací a čerpáním hnoje přímo z laguny pomocí vícehadicového systému. Druhá možnost spočívá v přítomnosti čerpací stanice nafty v blízkosti laguny, která trus čerpá a dopravuje ho hadicemi do vzdálenosti 2 km na pole. Hadice je připojena k traktoru, na kterém jsou instalovány nástroje pro aplikaci hnoje do půdy, vysvětluje Shevtsova.

Aplikace hnoje do půdy jako hnojiva je nejpřirozenějším způsobem zpracování a likvidace, říká Andrey Bondarenko, specialista v oddělení zemědělské techniky ve společnosti GEA (výrobce systémových řešení pro výrobu potravin s širokým spektrem zpracovatelského průmyslu). Upozorňuje, že je důležité hnůj nejen nasypat, vyložit nebo rozsypat, ale ve správný čas ho ve správném množství rozmístit po povrchu nebo správně aplikovat – zapravovat do půdy. Různé plodiny vyžadují vlastní technologii nebo metodu (v závislosti na tom mohou být nádrže na kapalinu nebo hadicové systémy vybaveny několika typy nářadí pro podloží nebo povrch).

Výběr cisteren na kapaliny a hadicových systémů je dnes obrovský, zdůrazňuje Andrey Bondarenko a dodává, že poslední jmenované jsou určeny pro velké objemy, které je třeba přepravovat na velké vzdálenosti ze skladu hnoje na pole.

Náklady na aplikaci kapalných hnojiv jsou výrazně ovlivněny typem použitých technických prostředků, pokračuje Michail Leonov. Hydromechanická zařízení – hadicové systémy – umožňují ušetřit provozní náklady (ve srovnání s mobilní dopravou), přičemž tyto úspory mohou dosáhnout 100-200% v závislosti na přepravní vzdálenosti a objemu nádrže. Také podle Leonovových zkušeností s velkými objemy hnoje přesahujícími 50 tisíc m 3 ročně jsou kapitálové náklady na nákup hadicových systémů nižší ve srovnání s nákupem zařízení – traktorů s cisternami.

Sergey Peregudov je přesvědčen, že je nejvýhodnější zavést kapalnou frakci pomocí hadicových systémů, které mohou pokrýt vzdálenost až 12 km, čímž se zvýší dosah čerpání o 30%. Podle jeho výpočtů se jeden hadicový systém s aplikační kapacitou 200-250 m³/hod a cenou 200 tisíc eur plus tahač s cisternou a pomocným zařízením svou účinností rovná pěti sudům o objemu 25-30 m 3 a pěti traktory.

Stále více společností – včetně například areálu chovu prasat Velikoluksky – se zaměřuje na separaci hnoje na frakce, pevnou a tekutou, jako na nákladově nejefektivnější systém šetřící zdroje.

Jak říká Peregudov, nejvíce high-tech projekt v této oblasti realizovala skupina AgroPromkomplektatsiya společně se společností GEA, čímž se zvýšila hloubka separace na frakce a stupeň čištění odpadu. V podniku se tak separuje až 80 % pevných složek kejdy. V tomto případě se místo separátorů používají pokročilé stroje odstředivého typu. „Tento přístup umožňuje společnosti výrazně ušetřit na míchačkách, protože skladovací nádrže s nerozděleným hnojem vyžadují velké náklady na intenzivní míchání, stejně jako na dalších zařízeních,“ vysvětluje specialista.

Podle něj ve fázi výstavby činily úspory investičních nákladů na systémy zpracování hnoje a zavádění organických hnojiv do půdy asi 15–20 %.

Při výběru míst pro výstavbu podniků živočišné výroby musíte myslet na úspory, zdůrazňuje Michail Leonov. Přeprava a aplikace kapalných hnojiv na bázi hnoje je poměrně nákladná záležitost a velikost těchto nákladů závisí na vzdálenosti jejich pohybu. Podle jeho názoru je nejekonomičtější a nejekologičtější varianta získána umístěním podniku v centru polí, která mají dostatečnou plochu pro aplikaci ročního objemu hnojiv.

Největší chybou, která se mění v ekologickou katastrofu, je výstavba a rekonstrukce podniků pro chov hospodářských zvířat bez přidělení dostatečného prostoru pro aplikaci hnoje, zdůrazňuje Irina Shchegoleva ze strojírenského závodu Potok. Na prasečích farmách podle ní dochází k situacím, kdy je plocha pro likvidaci hnoje řádově menší, než je požadováno. Ekologického blahobytu a agronomické účinnosti používání hnojiv na bázi hnoje však lze dosáhnout pouze tehdy, pokud plochy likvidace odpovídají počtu zvířat. „Pokud podnik nemá vlastní zemědělskou půdu, musí být možné pronajmout prostory sousedních podniků k aplikaci hnojiv,“ říká Shchegoleva.

V SNS je často vše, co souvisí s technologiemi skladování a likvidace odpadů z hnoje, financováno zbytkově, což je patrné zejména na příkladu komplexů mlékáren, jejichž stavební projekty nemusí vůbec zahrnovat sklady hnoje . Buď jsou sklady hnoje přesunuty do některé další fáze, na kterou nejsou plné finanční prostředky, nebo hlavní rozpočet projektu nezahrnuje stroje a zařízení pro údržbu lagun a likvidaci odpadních vod z hnoje. V důsledku toho, když podnik začne naplno fungovat, vyvstává otázka, kam umístit ty značné objemy hnoje, které se každý den objevují nebo pomocí jakého zařízení jsou tyto nahromaděné objemy hnoje pravidelně a efektivně promíchávány, odčerpávány, převezeny a zlikvidovány, Andrey Bondarenko souhlasí se Shchegoleva.

Pro srovnání uvádí situaci v Evropě, kde na základě zásad ekologické bezpečnosti při vývoji nového projektu farmy nebo projektu na zvýšení počtu farem jsou farmy založeny na ploše obdělávatelné půdy. k dispozici farmáři. V závislosti na tom se určuje počet hospodářských zvířat a podle toho velikost skladovacích zařízení hnoje. A v některých zemích existují programy pro vládní spolufinancování pro zemědělce na nákup moderního, účinného vybavení pro údržbu lagun a likvidaci odpadu z hnoje.

Kupodivu v řadě farem není problém likvidace hnoje považován za něco extrémně obtížného a nemožného. Zejména v zemědělském podniku Losevo v Leningradské oblasti (mléčné výrobky, nákup krmiva, farmy pro chov mléčného a masného skotu – celkem asi 1600 kusů) jsou přesvědčeni, že farmy zabývající se chovem skotu by neměly mít žádné zvláštní problémy s likvidací odpadu. Hlavní věcí je správně organizovat tento proces. V Losevo se veškerý hnůj používá jako hnojivo. Nedávno zde byl instalován automatizovaný systém na odklízení hnoje flash-flum a tři systémy na separaci hnoje Laguna, každý o objemu 10 tisíc m³.

Losevo díky tomu zautomatizovalo proces odklízení hnoje a také získalo možnost jej efektivněji aplikovat na pole. Tekutá frakce se používá na samém začátku setí během vegetačního období a pevná frakce se používá při orbě, čímž se dosahuje nejlepších výsledků při sklizni pícnin.

Mimochodem, moderní řešení zahrnují nejen zpracování odpadu z hnoje, ale také získání mnoha dalších výhod, zdůrazňuje Yulia Shevtsova ze skupiny Bauer. Mezi taková řešení patří např. zpracování tekutého hnoje na podestýlku pro dobytek.

Podle odborníků se náklady na zařízení pro separaci hnoje za účelem získání podestýlky pohybují od 6 milionů rublů. na 1 tisíc kusů dobytka. Pokud se takové zařízení použije, bude farma každý den dostávat vyčištěnou kejdu, posílanou do lagun, a také 7-8 kg podestýlky na stánek. Jak poznamenává Andrey Bondarenko, ziskovosti lze dosáhnout již za dva roky snížením počáteční investice do nákupu gumových podložek a matrací do stání a také snížením nákladů na betonářské práce díky odlišnému (odlehčenému) provedení zvířete. krabice. Na některých farmách, upozorňuje Shevtsova, bylo možné dosáhnout zvýšení počtu laktací krav, snížení rizika mastitid, nízké úrovně poranění nohou a vemene a snížení nákladů na výrobu, skladování a doprava jednoho nebo druhého podestýlkového materiálu (sláma, piliny, písek).