сотрудник
Россия
сотрудник
Россия
сотрудник
Казань, Республика Татарстан, Россия
сотрудник
Россия
ВАК 06.01.01 Общее земледелие, растениеводство
ВАК 06.01.04 Агрохимия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
УДК 631 Общие вопросы сельского хозяйства
ГРНТИ 68.33 Агрохимия
ГРНТИ 68.35 Растениеводство
В данной статье исследована возможность и эффективность применения куриного помета как органического удобрения «Улучшитель почв (УП-1)», полученного при использовании препарата «Мефосфона» для выращивания зерновых культур и производства органической продукции. В лабораторных условиях выполнены опыты по ферментации помета, проведены измерения аммонийного иона и исследованы уровни токсичности вытяжек из куриного помета с применением тест-объектов Ceriodaphnia affinis и Paramecium caudatum с последующим определением класса опасности куриного помета. Полевые испытания проведены на дерново-подзолистых среднесуглиновых почвах Пестречинского района вблизи с. Ходяшево. Общая площадь посева составила 72 га (1 га - фоновое, 19 га - контрольное, 52 га - опытное поле). Фоновое поле – без внесения куриного помета, контрольное – внесен компостированный куриный помет, опытное – с использованием удобрения УП-1. На 1 га было внесено 130 т куриного помета. Органический компост «Улучшитель почв (УП-1), получен из отходов птицеводства ОАО «Агрофирма «Ак Барс - Пестрецы» отделение Птицефабрики Пестречинского района РТ. Биометрический анализ роста и развития озимой пшеницы проводился в период с 29 апреля по 1 июня 2021 года. Высота стебля растений в варианте опытный на 14% 6ольше по сравнению с фоном, и на 6,8 - 8,9 % больше, чем в варианте контроль. По средней массе сырого и сухого стебля преимущество имеет опытная группа, при этом превосходит контроль во все периоды вегетации на 0,1-2,9 шт. и 0,1-1,4 шт. Полученные экспериментальные данные показывают, что использование при выращивании озимой пшеницы в качестве удобрения – органический компост «Улучшитель почв (УП-1)» обеспечивает более высокую урожайность по сравнению с фоном на 56, 6 %, а по сравнению с контролем на 55,5 %. При этом получено 146,64 т урожая органической озимой пшеницы
улучшитель почв, Мефосфон, биогаз, удобрение, реактор, органические отходы, утилизация, куриный помет, качество урожая
Введение. В настоящее время в Казанском государственном аграрном университете большое внимание уделяется вопросам использования биологических активаторов для переработки отходов животноводства [1, 2, 3] и получения органической продукции [4].
Проблема утилизации навоза в регионе требует незамедлительного решения, которая актуальна практически для каждого животноводческого комплекса и не зависит от поголовья скота и птиц.
На некоторых птицефабриках и до настоящего времени для уборки помёта из птичников применяют гидросмыв [5]. Разбавление помёта водой, независимо по каким причинам, является следствием того, что помёт, как сырьё для получения ценных органических удобрений, становится непригодным для земледельцев, кроме того, для транспортировки требуются дополнительные транспортные агрегаты и эксплуатационные издержки. Для хранения приходится неоправданно затрачивать огромные капитальные вложения на строительство помётохранилищ, что не всегда возможно [6].
Большие объемы выхода органических отходов птицеводства, делают актуальным поиск решений по их утилизации, снижении отрицательного воздействия на окружающую среду отходов производства и потребления за счет организации эффективной системы управления отходами при условии достижения баланса между экологическими и экономическими приоритетами. Существующие в преизбытке технологии вызывают разноплановые мнения среди научных кругов и практиков о применении куриного помета [7]. Результаты наших исследований показывают, что птичий помет может быть использован с большой пользой. В хозяйстве куриный помет является ценным удобрением, это абсолютно натуральный биологический продукт, богатый органическими веществами. Однако имеются ряд причин, не позволяющие применять птичий помет в чистом виде, так как органика в помёте птиц не усваивается растениями и может принести больше вреда, чем пользы. Также помет в необработанном виде содержит болезнетворные микроорганизмы, яйца гельминтов, которые способны уничтожить населяющих почву полезных насекомых, без которых невозможна регенерация плодородного слоя. Эту проблему можно устранить обработкой помета различными биологическими активаторами [8].
В случае, если куриный помет подвергается минерализации, также система автоматизации должна обеспечить дозировку необходимых компонентов [9]. Таким образом, при обработке помета с добавлением препаратов необходимо обеспечить поддержание уровня концентрации компонентов.
Добавление фосфорсодержащих минеральных комплексов к органическим удобрениям при хранении предотвращает потери питательных веществ. При компостировании могут использоваться фосфоритная мука, суперфосфат, а также отход производства фосфорных удобрений – фосфогипс. По физико-химической характеристике дигидратный фосфогипс – пастообразный сульфат кальция (CaSO4 ∙ 2H2O), представляет собой минеральную высокодисперсную систему с коагулирующей способностью. Присутствие у фосфогипса отличительных свойств таких как способность к коагуляции, кислая реакция, наличие серы, кальция, фосфорных соединений и ценных микроэлементов позволяет применять его при компостировании отходов [10, 11, 12].
Расчет количество помета птиц (т), получаемого на птицеводческом комплексе за сутки, определяем используя известную формулу [13]:
(1)
где mЭi- выход помета за сутки от одной
птицы, кг;
mвi- количество подстилки, кг;
mвкi- количество механических включений, поступающих в систему удаления помета, кг;
ni - количество птиц, гол.; m - число птиц на комплексе.
Целью данного исследования является получение практических результатов при изучении влияния активных добавок на скорость переработки отходов птицеводства, их токсичности и выявление целесообразности применения данных добавок при утилизации отходов.
Условия, материалы и методы. Результатами работы являются теоретические и экспериментальные исследования [14, 15]. Для эксперимента использовалась озимая пшеница сорта «Скипетр». Норма внесения органического удобрения «Улучшитель почв (УП-1)» составила 130 т на 1 га. В таблице 1 представлены опытные группы в исследованиях 2021 года.
Необработанный и обработанный («Улучшитель почв «УП-1») компост внесен методом разбрасывания трактором «КамАЗ ХТХ-15» с прицепом METAL-FACH N272/3 VIKING (навозоразбрасыватель) на всё экспериментальное поле (контроль и опытный), площадью 71 га. Таким образом, норма внесения компоста «Улучшитель почв (УП-1)» составила 130 т на 1 га. Отбор почвы на агрохимические анализы с двух экспериментальных участков на различных глубинах был проведен после проведения культивации - 11 мая 2021.
Продуктивные качества озимой пшеницы
Поделяночная уборка урожая со всех участков проводилась комбайном «New Holland» CX 6090. Зерно с каждой делянки собиралось в отдельные мешки для дальнейшего проведения анализа на качество. Урожайность зерна сорта «Скипетр» с опытных участков составило – 28,0 и 28,2 ц/га, а с фонового участка – 18 ц/га. Результаты представлены в таблице 2 [16].
Полученные экспериментальные данные показывают, что использование при выращивании озимой пшеницы в качестве удобрения – органический компост «Улучшитель почв (УП-1)» обеспечивает более высокую урожайность. При этом получено 146,64 т урожая органической озимой пшеницы.
Выращенное зерно соответствует всем требованиям ГОСТ 9353-2016 и относится к пшенице мягкой 3 класса, следовательно, может использоваться как сельскохозяйственное сырье для производства хлебобулочных изделий [17]. При этом опытный вариант превосходит контрольный по таким показателям качества зерна, как по массовой доли клейковины (34%) на 2% (а ГОСТ на 11%), по массе 1000 зерен на 1,8 г, по числу падения на 10 с, по натуре на 11 г/л.
Таким образом, полученные экспериментальные данные показывают, что при использовании в качестве органического удобрения «Улучшитель почв (УП-1)» можно получить зерно пшеницы соответствующее основным требованиям качества и практически не уступает зерну контрольной группы и может свободно применяться для переработки в муку надлежащего качества.
Полученные данные свидетельствуют о том, что высота стебля растений в варианте опытный на 6,8- 8,9 % больше, чем в варианте контроль и на 14% 6ольше по сравнению с фоном. Следовательно, интенсивный рост стебля показала группа опытная с длинным стеблем пшеницы во все наблюдаемые периоды вегетации.
Продуктивная кустистость (таблица 4) в варианте контроль на 1-3 стебля выше чем в группе фон и на 1-2 выше, чем в варианте контроль.
По средней массе сырого и сухого стебля преимущество имеет опытная группа, при этом превосходит контроль во все периоды вегетации на 0,1-2,9 шт. и 0,1-1,4 шт., соответственно. Следовательно, чем больше масса стебля, тем выше показатель веса колоса, что в свою очередь это способствует увеличению урожайности.
Аналогичная картина превосходство опытной группы над контрольной прослеживается и по средней массе сырого и сухого корня - на 0,1-1,3 г и 0,4-1,5 г, соответственно (таблица 5), за исключением фазы всходов после перезимовки растений, где наибольшее значение было в контрольной группе – 3,5 г.
Таким образом, использование органического удобрения на основе куриного помета, обработанного препаратом «Мефосфон» способствует лучшему росту и увеличению массы и кустистости озимой пшеницы.
Для признания зерна безопасным и экологичным по ТР ТС 015/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности зерна» был проведен анализ на содержание токсичных и вредных для здоровья человека веществ в ФГБУ «Татарская межрегиональная ветеринарная лаборатория». По результатам анализа установлено, что зерно озимой пшеницы не превышает допустимый уровень вредных примесей, токсичных и ядовитых веществ по ТС 015/2011. Животноводческие отходы являются серьезным источником загрязнений Таким образом, в ходе обработки птичьего помета получено биоудобрение, соответствующее физико-химическим и санитарно-биологическим характеристикам требованиям ГОСТ Р53117-2008 «Удобрения органические на основе отходов животноводства» [20].
Выводы. Данная технология позволит увеличить скорость переработки помета и, как следствие, сократить время пребывания помета в компосте до нескольких дней.
Использование компостированного помета и продукта Компост «УП-1» интенсифицирует процесс развития растений и созревания зерна и способствует увеличению урожайности озимой пшеницы 28,2 ц/га и дополнительную прибавку к урожаю в объеме – более 0,6 ц/га. Получено зерно озимой пшеницы 3 класса в объеме 146,64 т.
Таким образом, результаты экспериментальных исследований, полученные в 2021 году, подтверждают ранние исследования
(3 года исследований), что компост, полученный в процессе переработки куриного помета препаратом «Мефосфон», представляет собой ценное органическое удобрение, которое может быть эффективно применено в органическом земледелии и производстве безопасного органического сельскохозяйственного сырья.
1. Влияние препарата Мефосфон на эффективность процесса получения биогаза и утилизации углеродсодержащих отходов / И. Х. Гайфуллин, З. М. Халиуллина, Б. Г. Зиганшин и др. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2021. Т. 16. № 3(63). С. 19-26.
2. Нафиков И. Р., Гайфуллин И. Х., Рудаков А. И., Курычкин П. С. Биореактор периодического действия для анаэробного сбраживания органических отходов // Патент на полезную модель РФ № 150764, 27.02.2015.
3. Влияние фертигации на засоление почвы / Б. Г. Зиганшин, И. Г. Галиев, Р. К. Хусаинов и др. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2020. Т. 15. № 4(60). С. 67-70.
4. Сибагатуллин Ф.С., Халиуллина З.М., Петров А.М., Синяшин К.О. Продукты из вторичного сырья, как основа повышения урожайности сельскохозяйственных культур // Сельское хозяйство и продовольственная безопасность: технологии, инновации, рынки, кадры. Научные труды международной науч.-практ. конф., посвященной 100-летию аграрной науки, образования и просвещения в Среднем Поволжье, 2019. С. 227-231.
5. Иванова В. Р., Иванов И. Ю., Семенов Д. Г. Разработка алгоритма эффективного управления технологическим процессом // Проблемы и перспективы развития электроэнергетики и электротехники: материалы II Всероссийской науч.-практ. конф. Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2020. С. 336-342.
6. Управление механизмами повышения эффективности трудовых ресурсов в сельском хозяйстве / Ф. Н. Мухаметгалиев, Д. И. Файзрахманов, А. Р. Валиев и др. Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2021. 420 с.
7. A. Makkar, C. Parkash, J. Singh, Vermicompost and vermiwash as supplement to improve seedling, plant growth and yield in linum usitassimum l. For organic agriculture, International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture, 6 (3), P.203-218 (2017).
8. Таскаев М. В., Гарифянова Л. А., Свалова М. В., Гринько Е. А. Применение полученных биоматериалов в ходе утилизации осадка с очистных сооружений в строительстве // Выставка инноваций - 2020 (осенняя сессия): сборник материалов XXX Республиканской выставки-сессии студенческих инновационных проектов. Ижевск, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова: Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова, 2021. С. 201-206.
9. Druzyanova, V. P. Resource-saving technology for manufacturing of environmentally-friendly organic fertilizers / V. P. Druzyanova, S. A. Petrova, M. K. Okhlopkova, Yu. A. Sergeev // Dyna. – 2018. – Vol. 93. – No 4. – P. 398-403.
10. Климов К. К., Лизунова Е. Ф., Любомудров Б. Э. Очистка биогаза с помощью Chlorella vulgaris // Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Атомная энергетика. Даниловские чтения - 2020: сборник научных трудов, Екатеринбург/ Екатеринбург: Уральский университет, 2021. С. 360-363.
11. A. Sun, W. Cao, C.J. Banks, S. Heaven, R. Liu, Biogas production from undiluted chicken manure and maize silage: a study of ammonia inhibition in high solids anaerobic digestion, Bioresour. Technol., 218, P.1215-1223 (2016).
12. Druzyanova V. P., Petrova S. A., Khiterkheeva N. S.The use of zeolites for biogas purification in agricultural production // E3S Web of Conferences 13, Rostovon-Don, (2020).
13. Расчет теплового баланса и обоснование параметров малогабаритной биогазовой установки с мезофильным сбраживанием субстрата / Зиганшин Б. Г., Гайфуллин И. Х., Рудаков А. И., Кашапов И. И. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2016. Т. 11. № 3(41). С. 63-67.
14. Изучение процессов ферментации куриного помета под воздействием биологически активной добавки «МЕФОСФОН» / Ф.С. Сибагатуллин, З.М. Халиуллина, А.Р. Сафиуллина, А.М. Петров, К.О. Синяшин, М.В. Шулаев // Вестник Казанского государственного аграрного университета. № 2. 2018, С. 42-47.
15. Современное состояние зернового производства в Российской Федерации / Д. И. Файзрахманов, А. Р. Валиев, Б. Г. Зиганшин и др. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2021. Т. 16. № 2(62). С. 138-142.
16. Z. Khaliullina, Yu. Shogenov, I. Gayfullin. The use of the Mephosphon drug to accelerate the process of biogas output and ripening of organic wastes // Bio web of conferences: International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources”, Kazan: EDP Sciences, 00127 (2020) https://www.bio-conferences.org/articles/bioconf/abs/2020/11/contents/contents.html (дата обращения: 01.04.2022).
17. Milyutkin V. A., Buxmann V., Mozgovoy A. V. Modern Technology for Cultivation of Agricultural Crops in Zones of "Risk Farming" with Conservation and Accumulation of Atmospheric Moisture. // XIV International Scientific Conference “INTERAGROMASH 2021": Precision Agriculture and Agricultural Machinery Industry, Rostov-on-Don, Rostov-on-Don: Springer Verlag, 2022. P. 138-146.
18. Сарыков Н. С., Шириев Р. Р. Перспективы биогаза в России // Проблемы и перспективы развития электроэнергетики и электротехники: материалы III Всероссийской научно-практической конференции, Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2021. С. 474-479.
19. Научные основы совершенствования энергетической инфраструктуры и повышения энергетической эффективности в сфере производства и товародвижения агропродовольственной продукции России / А. Г. Папцов, Н. Д. Аварский, В. В. Таран и др. – М: ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии», 2021. 195 с.
20. Шогенов Ю. Х., Фиапшев А. Г., Хамоков М. М., Кильчукова О. Х. Перспективы проектирования биогазовых установок // Наука, образование и бизнес: сборник научных трудов по материалам Международной науч.-практ. конф., посвященной 80-летию со дня рождения первого Президента Кабардино-Балкарской Республики Валерия Мухамедовича Кокова. Нальчик: ФГБОУ ВО "Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова", 2021. С. 356-359.
