ЖИВОТНОВОДСТВО. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ПАСТБИЩ

В ДАННОЙ СТАТЬЕ УДЕЛЯЕТСЯ ВНИМАНИЕ ВОЗМОЖНОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ И НОВЫХ НАПРАВЛЕНИЙ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА НА ПАСТБИЩНЫХ КОМПЛЕКСАХ В ВИДЕ СИСТЕМ И ПОДСИСТЕМ. ПРИ ЭТОМ ПРИНИМАЕТСЯ ЗНАЧИМОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ КАК ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ И СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

В настоящее время назрела необходимость перехода к качественно новому, инновационному типу развития сельхозпроизводства. Инновация предполагает решение комплекса взаимосвязанных вопросов – от исходного до конечного, причем любой из них должен апробироваться на возможность использования нетрадиционных технологий и энергоисточников, а также на экологичность.

Каждое производство, а сельскохозяйственное, как связанное с непосредственным созданием продуктов питания, в первую очередь, должно проверяться на соответствие требованиям экологической безопасности. В сельском хозяйстве достигнут достаточный технический потенциал, способный обеспечить высокий уровень механизации содержания КРС в культурной зоне.

Однако остаётся много нерешенных проблем при их пастбищном содержании, и в особенности экологического свойства. Одной из таких проблем является необходимость получения продукции высокого качества, что включает и понятие высокой экологической чистоты.

Настоящим ставится задача рассмотреть их применительно к условиям пастбищного животноводства.

Так же, как и в культурной зоне, экологическому обеспечению препятствуют использование различных средств механизации – вакуум-насосов со смазочным маслом, бензиновых двигателей силовых установок, накопляемая масса навоза в зоне отдыха животных, система подогрева воды с применением твердого или жидкого топлива, пылевые осадки, увеличивающиеся при усилении ветра, использование негерметичных молочных резервуаров и пр.

В настоящей работе значительное внимание уделяется возможному использованию альтернативных источников и новых направлений в технологии производства продукции животноводства в виде систем и подсистем. При этом принимается значимость экологических факторов как влияющих на качество продукции и состояние окружающей среды. В свою очередь уровень влияния возможно установить при учете затрат энергии на восстановление утрачиваемых в процессе производства показателей.

Особо уделяется внимание энергетической подсистеме (рис. 1).

При определении мероприятий по энергоснабжению пастбищного животноводства и поддержанию экологичного уровня производимого молока-сырья и окружающей среды, необходимо учитывать многообразие факторов на его воздействие и роли человеческого фактора в позитивном развитии агроэкосистемы, составной частью которой является пастбищное животноводство, как обширной системы с участием различных подсистем.

Однако вместе с поставляемыми на пастбище материальными и энергетическими ресурсами перемещаются и экологические загрязнения, как факторы экологического возмущения. Некоторые из факторов не поддаются, или поддаются при больших затратах, ограничению со стороны человека.

В процессе пастбищного кормления загрязнение среды происходит в связи с отходами жизнедеятельности животных, а загрязнение их организма происходит в процессе потребления вместе с кормом и водой загрязнений, а также вредной микрофлоры, в т.ч. содержащейся в воздухе. Это оказывает негативное воздействие на продукцию животноводства, состояние животных.

В то же время необходимо иметь ввиду в связи с вступлением в ЕС, что по стандартам ЕС российское молоко даже I сорта считается не пригодным для употребления и должно утилизироваться.

Исключить или уменьшить отрицательное воздействие на окружающую среду и организм животного возможно следующими мерами: разбивкой пастбищного участка на зоны потребления корма таким образом, чтобы повторное использование было произведено через значительный промежуток времени, когда органические выделения животного на почве пройдут стадию разложения. Вся площадь после использования должна быть скошена для интенсификации роста травостоя и пройдена бороной для измельчения и распределения по всей поверхности навозных выделений.

Снижение микрофлоры в воздухе в некоторой степени произойдет при использовании солнцезащитного устройства (навеса).

Сильнейшим источником биологического и экологического загрязнения в условиях пастбищного животноводства являются его отходы и условия их хранения.

Необходимо создать условия для перемещения нежелательных примесей – экологических загрязнений или факторов экологического возмущения, подразделяемых на влияющих на продукцию и на окружающую среду. Как видно (рис.1) производство теплоносителя и электрической энергии связано с использованием твердого и жидкого топлива, которое сопровождается выбросом в окружающую среду продуктов горения и «потребление» кислорода воздуха, что изменяет в худшую сторону экологическую ситуацию пастбищной зоны.

Наиболее реальным вариантом обеспечения экологической чистоты при функционировании энергетической подсистемы является использование гелиоустановок для выработки электричества и горячей воды. Наиболее приемлемым в производстве являются комплексные технические системы, включающие использование ветровой энергии, солнечной энергии и биоэнергии естественного холода (рис.2).

Ни рисунке 2 показаны источники экологического загрязнения на пастбищном комплексе. В большинстве случаев источники загрязнения находятся в зоне технологического использования (пастбища и оборудования), что затрудняет или делает невозможным их блокирование от загрязнений, однако уменьшить степень их воздействия возможно.

Также экологические факторы влияют на качество продукции – целесообразен учет затрат энергии на восстановление утраченных показателей.

При определении мероприятий по энергоснабжению сельского хозяйства и поддержанию экологического состояния производимого сырья и окружающей среды зачастую не учитывается многообразие факторов на её воздействия и роли человека в развитии агроэкосистемы, составной частью которой можно считать пастбищное животноводство с участием различных подсистем.

Значительный результат по рациональному использованию топливно-энергетических ресурсов на энергоемких сельскохозяйственных предприятиях можно получить на основе автономного энергообеспечения и интеграции газопоршневых двигателей (ГПД) с процессами и аппаратами технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции, получения топлива для ГПД путем переработки отходов производства на биогаз.

В культурной зоне основные топливно-энергетические ресурсы – топливо, электроэнергия, теплоэнергия для технологических процессов и систем производства энергоносителей подаются от внешних централизованных источников – подсистем: газоснабжения, электроснабжения, котельных установок. В группе перспективных потребителей энергоресурсов на пастбищных центрах выделяются: энерготехнологические процессы и установки; производство и распределение энергоносителей.

Как отмечается, при существующих тарифах на электроэнергию, электрическую мощность, теплоэнергию и топливо, низкой надежности электрических сетей выгодно сооружать собственные энергоисточники, поскольку это позволяет снизить денежные затраты на энергоносители в 1,5…2 раза и с повышением цен на топливо эта кратность не уменьшается.

С проявлением новых условий хозяйствования, вызывающих новую концепцию в энергоснабжении потребителей, решение вопросов децентрализованного энергоснабжения предприятий аграрного комплекса представляется актуальной задачей. И это вдвойне актуально для условий пастбищ.

Современный диапазон мощностей и разнообразие энергоёмких процессов и аппаратов сельскохозяйственных технологий позволяет на основе интеграции создать энергоэффективные комбинированные агрегаты в аграрных комплексах на основе ГПД.

Еще больший интерес для сельскохозяйственных потребителей энергоресурсов представляет перевод работы ГПД с природного газа на биогаз собственного производства. Это позволит отказаться от покупного топлива и получить действительно автономный источник энергии. Биогаз обладает высокими антидетонационными свойствами и может служить отличным топливом для двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и для дизелей, не требуя их дополнительного переоборудования. Удельный расход биогаза при использовании в дизеле составляет 0,4 мі/кВт-ч.

Обычно длительность переработки навоза крупного рогатого скота составляет две…четыре недели. Двухнедельной переработки при температуре 35оС достаточно, чтобы убить все патогенные энтеробактерии и энтеровирусы, а также 90% популяции Ascaris lumbricoides и Ancylostoma.

В России сейчас производством и внедрением установок для получения биогаза занимается НТЦ «Агроферммашпроект», который предлагает запатентованные в России современные энергосберегающие технологии и оборудование для переработки органических отходов животноводства, полеводства в эффективное экологически чистое удобрение и энергию.

Биогаз состоит из 62% метана и 38% углекислого газа; последний предполагают использовать в теплицах для ускорения фотосинтеза культивируемых растений. Отходы переработки, содержащие только 12% твердого вещества, скармливают рыбам. Это поможет сэкономить половину гранулированных кормов из злаков, которые обычно используют при разведении рыб.

Как показали эксперименты, богатые белками, минеральными солями и витаминами отходы крупного рогатого скота и овец можно использовать в качестве корма для скота, заменяя ими до 25% сухого вещества поглощаемой пищи.

Производство биогаза путем метанового «брожения» отходов — одно из возможных решений энергетической проблемы в большинстве сельских районов развивающихся стран. И хотя при использовании коровьего навоза только четверть органического материала превращается в биогаз, последний выделяет тепла на 20% больше, чем его можно получить при полном сгорании навоза.

Производство биогаза имеет следующие достоинства: это источник энергии; отходы процесса служат высококачественными удобрениями и в довершение сам процесс способствует поддержанию чистоты окружающей среды. Чтобы обеспечить крупномасштабное развитие и экономическую выгоду предприятий по производству биогаза, необходимо решить целый ряд биохимических, микробиологических и социальных проблем.

Усовершенствования касаются следующих областей: сокращения числа стальных элементов в используемом оборудовании; создания оборудования с оптимальной конструкцией; разработки эффективных нагревателей; нагрева биореакторов за счет солнечной энергии, объединения систем производства биогаза с другими нетрадиционными источниками энергии; конструирования крупномасштабных производственных единиц для сельских или городских общин; оптимального использования переработанных отходов и, наконец, усовершенствования процессов брожения и начальной деградации отходов.

Так как экологические факторы влияют на качество продукции, необходимо учитывать затраты энергии, в том числе полученной нетрадиционными источниками, на восстановление утраченных показателей, что позволит установить связь между энергосбережением, технологией и экологией.

Для условий пастбища затраты энергии на необходимые технологические (прямые и косвенные) процессы составят до 3,27 МДж/(кг продукта), направления затрат приведены в таблице 1.

Для сравнения затраты необходимо учитывать в вариантах использования традиционных технологий (пастбищных) и технологии пастбищной с использованием нетрадиционных энергоисточников в приближенной оценке.

Приведенная таблица позволяет в свою очередь сравнить количество затрачиваемой энергии на выполнение различных видов работ по рекомендуемой схеме функционирования пастбищных комплексов, которая приведена на рисунке 3.

Для выбора эффективных технических решений, обеспечивающих экологическую чистоту продукции, целесообразно ввести оценки возмущающего экологического фактора (рис. 4) в виде тех или иных факторов.

Значительного внимания требует борьба с насекомыми, особенно с оводами и мухами.

Борьбу с мухами начали с того времени, когда животные стали поступать из карантинов на фермы всероссийского выставочного центра, т. е. за 2 недели до ее открытия, причем истребляли как взрослых летающих мух, так и предимагинальные стадии мух – личинок и куколок в местах их развития.

Помещение молочных обрабатывали только снаружи водной эмульсией гексахлорана, внутри развешивали листы липкой бумаги, а окна защищали сетками. Особое внимание обращали на создание условий, препятствующих размножению мух, на устранение мест выплода их. Все животноводческие помещения содержали в чистоте и опрятности. Остатки несведенного корма, во избежание закисания, своевременно убирали из кормушек. На складах хранения кормов, в кормокухнях соблюдали абсолютную чистоту.

Навоз из стойл собирали в специальные железные бачки (контейнеры) с плотно закрывающимися крышками. Таких бачков в каждом животноводческом помещении было до 30…40 штук. Они находились у торцовых стен животноводческих помещений. Aсфальтированные площадки, где стояли бачки, обрабатывали сухой хлорной известью. Навоз ежедневно (иногда и 2 раза в день) вывозили на машинах с территории вы ставки.

На месте выгрузки навоза бачки тщательно промывали водой и орошали водной эмульсией гексахлорана. Такая система уборки навоза и чистота в животноводческих помещениях исключала всякую возможность выплода мух. Таким образом, их количество было сведено до минимума.

Для условий пастбищных комплексов этот вопрос не теряет своей актуальности. При этом, основным звеном в общем комплексе борьбы с мухами в месте содержания животных является строгое соблюдение санитарно-зоогигиенических требований в содержании животноводческих помещений и обязательное создание необходимых условий для устранения возможности выплода мух; систематическая обработка внутренних поверхностей животноводческих помещений синтетическими инсектицидами имеет большое значение в истреблении мух в имагинальной стадии.

 

 

 

 

 

1,2 – перемещения животных и их последствия;

3,4 – возможные отрицательные последствия экологического свойства;

5,6 – доставка корма и отрицательные последствия в виде возможных

загрязнений, возникающие на объекте

 

15-5-3

1,2 – перемещения животных и их последствия;

3,4 – возможные отрицательные последствия экологического свойства;

5,6 – доставка корма и отрицательные последствия в виде возможных загрязнений, возникающие на объекте

Рис. 1 – Энергическая подсистема пастбищного центра

 

15-5-4

Рис. 2 – Схема действия экологических возмущений при пастбищном

содержании КРС на разных технологических этапах

Таблица 1 – Затраты энергии

Наименование технологической операции Затраты энергии, МДж/(кг продукта)
Доставка корма 0,18
Доставка подстилки 0,19
Выпас животных 0,05
Доставка воды 0,2
Доение коров 1,1
Первичная обработка молока 0,8
Затраты на амортизацию и ТО 0,7
Трудовые затраты 0,03

 

 

15-5-5

Рис. 3 – Рекомендуемая схема функционирования пастбищных комплексов

 

15-5-6

Рисунок 4 – Научно-техническое обоснование производства экологичной продукции

 

В.А. ШИЛИН, О.А. ГЕРАСИМОВА,

кандидаты технических наук, ФГБОУ ВПО «Великолукская ГСХА».