Анаэробные условия на всех стадиях создаются при способе хранения навоза
Обновлено: 08.07.2024
Количество навоза, накапливающегося в хозяйстве, зависит от поголовья скота, длительности стойлового периода, количества подстилки, скормленных кормов. Низкий выход навоза в хозяйствах часто объясняется тем, что мало применяют подстилки скоту, плохо организованы сбор и хранение навоза.
Применение соломы в качестве подстилки способствует увеличению накопления навоза, повышению его качества, а также улучшению зоогигиенических условий содержания животных. При обильном кормлении коров со среднегодовым удоем молока 4000-4500 кг выход навоза при использовании ежедневно в подстилку 20 кг низинного торфа составляет 11-12 т от одной коровы в год.
Качество навоза, его химический состав зависят от типа кормов, рациона, вида животных, количества и вида подстилки, способа хранения и других условий. Например, при откорме животных с большим количеством в рационе концентратов навоз отличается более высоким содержанием питательных веществ для растений по сравнению с навозом от животных, получающих значительное количество силоса, корнеплодов и грубых кормов с большим количеством клетчатки. Из потребляемого корма в навоз переходит около 40% органического вещества, 50 - азота, 80 - фосфора и 25% калия.
По содержанию воды навоз делят на горячий (конский и овечий) и холодный (от крупного рогатого скота и свиней). Горячий навоз вследствие меньшего количества воды разлагается быстрее, поэтому его используют для набивки парников, устройства утепленных гряд и в качестве биотоплива.
Качество навоза зависит от химического состава и поглотительной способности подстилки, которая создает лучшие условия для жизнедеятельности микроорганизмов и разложения кала. Особенно важное значение имеет способность подстилки поглощать жидкости и газы. В значительной степени качество навоза определяется содержанием в подстилке азота и зольных веществ. Самым высоким содержанием азота характеризуется торфяная подстилка и солома бобовых, в последней содержится и самое большое количество фосфора.
Солому для подстилки лучше измельчать до 10 см: она больше поглощает мочи, навоз получается более однородным, его легче распределять по полю и легче запахивать. Эффективность навоза на соломенной резке на 20-30% выше эффективности навоза, приготовленного на подстилке из целой соломы. При недостатке соломы и верхового (сфагнового) торфа для подстилки можно использовать сухую торфяную крошку переходного или низинного торфа, степень разложения которого не превышает 25% и влажность не более 40- 45%. При использовании в качестве подстилки древесных опилок навоз получается плохого качества: в нем мало азота и много медленно разлагающейся клетчатки. Такой навоз лучше использовать в качестве биотоплива в овощеводстве закрытого грунта, а на следующий год - под полевые культуры.
Качество навоза зависит и от способа его хранения.
Разложение навоза происходит под действием микроорганизмов (бактерий, грибов, простейших). Под действием уреазы, вырабатываемой уробактериями, мочевина очень быстро превращается в углекислый аммоний: СО(МН2)2 + 2Н20 = (1ЧН4)2СОз. Последний быстро распадается: (1ЧН4)2СОз = 2ЫН3 + С02 + Н20.
Азотистые соединения мочи при разложении превращаются в газообразный аммиак, представляющий главный источник потерь азота в навозе. Часть азота иммобилизуется микрофлорой почвы. Чем более соломистый навоз, чем больше в нем легкоразлагающихся безазотистых веществ и клетчатки, тем больше количество азота будет закреплено в белковую форму тела бактерий. К легко разлагающимся безазотистым соединениям относятся сахара, крахмал, органические кислоты, количество их в навозе зависит от корма и вида животных. Органические безазотистые вещества разлагаются на воздухе при температуре 50-70°, в этом случае клетчатка распадается: С6Ню05 + Н20 + 602 = 6С02 + 6Н20.
При анаэробном разложении клетчатки получается углекислый газ и метан: С6Ню05 + Н20 = ЗС02 + ЗСН4.
Клетчатки в навозе содержится 30-36% в пересчете на сухое вещество и пентозанов - 14-16%, которые при хранении навоза значительно разрушаются. При рыхлом хранении навоза клетчатка разрушается наполовину, а при плотном - незначительно. При разложении навоза образуются также масляная, уксусная и другие кислоты. Скорость разложения органических веществ в навозе зависит от влажности, доступа кислорода воздуха и химического состава навоза. Чем больше навоз содержит легкоразлагающихся органических веществ, тем быстрее в нем протекают процессы брожения.
Нитраты и нитриты в обычных условиях в навозе не образуются, так как бактерии-нитрификаторы чувствительны к высокой температуре. Кроме того, они развиваются в аэробных условиях, которые отсутствуют в средних и нижних слоях навоза. Неблагоприятно на эти бактерии действует и высокая концентрация аммиака в навозе, а также большое количество растворимых органических соединений.
В процессе хранения происходит разложение навоза. В зависимости от сроков хранения, условий, степени разложения органических компонентов навоза он приобретает соответствующий внешний вид и консистенцию.
По срокам хранения различают четыре стадии разложения навоза, приготовленного на соломенной подстилке: свежий, полу- перепревший, перепревший и перегной.
Свежий, слаборазложившийся навоз - солома незначительно изменяет цвет и прочность.
Полуперепревший навоз - солома приобретает темно-коричневый цвет, теряет прочность и легко разрывается. В этой стадии разложения навоз теряет 10-30% первоначального веса и такое же количество сухого органического вещества.
Перепревший навоз представляет собой однородную массу. Солома разлагается настолько, что нельзя обнаружить отдельные соломины. При такой степени разложения навоз теряет около 50% веса и сухого органического вещества.
Перегной - рыхлая темная масса. В этой стадии разложения навоз теряет до 75% веса и сухого органического вещества.
Не следует доводить навоз до перепревшего состояния или перегноя: при длительном его разложении количество органического вещества уменьшается в 2-3 раза, а процентное содержание азота и фосфора в нем повышается в меньшей степени (табл. 6.5).
Для получения навоза хорошего качества его надо правильно хранить. Существуют рыхлый, или горячий, способ хранения (когда навоз не уплотняется), горячепрессованный - способ Кранца (когда навоз рыхлой укладки после разогревания до 50-60° уплотняется), и холодный, или плотный, способ хранения (когда удаленный из животноводческого помещения навоз сразу уплотняется).
Плотный, или холодный, способ хранения навоза является лучшим с точки зрения сохранения в нем питательных веществ. В этом случае сохраняется довольно постоянная температура - 15-35°. Потери азота сравнительно небольшие, так как навоз все время находится в плотном и влажном состоянии. В такой навоз доступ воздуха ограничен, а свободные от воды поры заняты углекислотой, что замедляет микробиологическую деятельность. В условиях высокой концентрации С02 углекислый аммоний почти не распадается на аммиак и углекислоту. Аммиак связывается также с органическими кислотами и хорошо сохраняется в навозе. Разложение органического вещества при таком способе замедлено, и количество навозной жижи, стекающей в жижеприемники, небольшое. Этот способ хранения навоза требует наличия в хозяйствах навозохранилищ.
В почве навоз разлагается микроорганизмами, углерод выделяется в форме С02, азот органических соединений в процессе аммонификации превращается в аммоний, который усваивается растениями или нитрифицируется до нитратов. При повышенной влажности почвы и недостатке кислорода в щелочной среде могут происходить процесс денитрификации и образование молекулярного азота N2, который безвозвратно теряется в атмосферу. При правильной работе с навозом потери азота в результате деятельности де- нитрификаторов резко снижаются. Этому способствует и торф, применяемый в качестве подстилки.
При плотном хранении в навозе содержится значительное количество аммиачного азота, однако в навозе на соломистой подстилке его бывает несколько меньше. Содержание белкового азота несколько повышается, что объясняется связыванием его микроорганизмами в процессе синтеза.
При разложении навоза происходят потери не только азота, но и фосфора. Это наблюдается главным образом при рыхлом хранении навоза. При этом количество водорастворимой фосфорной кислоты увеличивается с 7 до 25-30%, а растворимой в 0,05н. НС1 - с 30 до 80-85% от общего содержания в навозе. Фосфор, входящий в состав органических соединений, при разложении навоза переходит в минеральную форму.
При анаэробном разложении навоза в почве может образовываться фосфорный водород РН3 и происходить частичная потеря фосфора.
Калий в навозе при хранении почти не теряется. Например, при рыхлом хранении в водорастворимом состоянии его содержалось 85%, смешанном -91, плотном - 93% от первоначального содержания его в исходном навозе. При разложении навоза в почве калий незначительно потребляется микроорганизмами и остается в соединениях, доступных растениям, а кальций и магний связываются образующимися в процессе деятельности микроорганизмов кислотами.
Значительно сократить потери органического вещества и азота при хранении навоза можно путем добавления к нему 2-3% по массе простого порошковидного суперфосфата или прокомпостировать его с фосфоритной мукой, которую берут из расчета 3-5% к массе навоза. В этом случае фосфор фосфоритной муки частично переходит в форму, доступную для питания растений, а следовательно, эффективность навоза повышается. В этом приеме ее можно использовать не только на кислых дерново-подзолистых почвах, но и на черноземах. Добавлять фосфоритную муку к навозу лучше непосредственно на скотном дворе. Для этого рассыпают ее в указанном количестве, затем навоз вывозят в навозохранилище или прямо в поле и укладывают в крупные штабеля. Фосфоритная мука тщательно перемешивается с навозом, и получается хороший компост, при хранении которого значительно сокращаются потери азота.
Потери органического вещества и азота спустя 4 месяца после начала хранения навоза с добавкой фосфоритной муки и суперфосфата следующие (%):
Органическое вещество Азот Навоз 58,1 19,6
Навоз + 3% фосфоритной муки 42,6 5,4
Навоз +2% суперфосфата 41,4 3,3
Лучший способ хранения навоза в навозохранилище и в поле - холодный. Для этого после удаления из животноводческого помещения его надо укладывать в большие уплотненные штабеля шириной не менее 5-6 м и высотой в уплотненном состоянии не менее 2,5-3 м. При хранении навоза в уплотненных штабелях из него меньше теряется азота и органического вещества, больше накапливается и сохраняется аммиачного азота (табл. 6.6).
В связи с возрастающим вниманием властей к вопросам экологии, многие экологи, работающие на производствах, стали задаваться вопросами, как обезопасить подопечное предприятие от штрафов и прочих санкций со стороны государства. В первую очередь ужесточение экологических норм коснулось объектов промышленности, на которых обращаются нефтепродукты и опасные вещества. Однако сферу животноводства государство тоже взяло под пристальный контроль.
Именно поэтому мы решили написать статью о том, как правильно обращаться с отходами животноводческих комплексов, чтобы не нарваться на серьезный штраф и обезопасить природу от негативного воздействия колоссального количества отходов, которые создают сельскохозяйственные предприятия.
Как обычно хранятся отходы животноводства?
Нельзя также упускать из виду, что при любом способе и месте хранения навоза, согласно ГОСТ 26074-84 должна быть продумана и обеспечена гидроизоляция, которая исключает попадание сточных вод в водоносные горизонты и технологические линии.
Важно понимать, что при хранении в навозе протекают биохимические процессы разложения органических веществ, которые зависят в первую очередь от количества кислорода, который проникает в отходы. Ниже рассмотрим три основных способа хранения навоза.
Анаэробный (холодный) способ
То есть без доступа кислорода. Достигается в основном при помощи уплотнения слоев навоза толщиной около метра, который может быть штабелирован при помощи прокладки из соломы или торфа, что позволяет компактизировать хранение.
Основная особенность использования данного способа — это то, что в навозе, температура которого не поднимается выше 30 градусов, активно развиваются анаэробные микроорганизмы, которые вырабатывают метан, при этом количество летучих соединений азота минимально.
Существенный недостаток – низкая скорость протекания процессов. Так, например, до полуперепревшего состояния свежий навоз должен будет провести в хранилище около 6 месяцев, сохраняя при этом питательные вещества. К недостаткам можно также отнести и отсутствие обеззараживания навоза, поскольку яйца паразитов, споры и семена сорняков могут оставаться жизнеспособными в таких условиях очень долго.
Аэробный (горячий) способ
Это технология, обратная холодному способу. Она предполагает укладку навоза в штабеля свободной засыпкой без уплотнения. При этом его будет необходимо ворошить для того, чтобы процесс перепревания происходил равномерно и интенсивно. Важно отметить, что температура внутри хранилища может достигать 70 градусов, благодаря чему происходит эффективное обеззараживание, избавление от паразитов, личинок мух и жуков, семян сорных растений.
Благодаря высокой температуре процессы разложения идут очень быстро по сравнению с анаэробным способом. Так, например, удобрение будет готово уже через 3 месяца, однако из-за интенсивного газообразования будут высоки потери азота в составе летучих соединений, и ценность готового удобрения будет не настолько высока, как при использовании холодного способа.
Смешанный способ
В сущности, является комбинацией двух предыдущих способов. Сначала навоз укладывают слоем высотой в метр, не уплотняя его. За 2 недели масса отходов успевает нагреться и пройти этап обеззараживания и дезинвазии, после чего массу уплотняют. Температура снижается и биохимические процессы замедляются, после чего сверху можно укладывать еще один неуплотненный слой навоза. И так до полного заполнения хранилища.
Этот способ можно считать оптимальным, так как он сохраняет достоинства предыдущих способов, такие как эффективное обеззараживание и сохранения большей части питательных веществ.
Какие бывают степени разложения навоза?
Свежий – это слаборазложившийся навоз, солома в котором сохраняет изначальный цвет и прочность. Внесение свежего навоза на поля в качестве удобрения запрещено. При заделке в грунт он может разогреть почву и в лучшем случае нарушает рост и развитие растений, а в худшем, – приводит к их гибели. При этом в свежем навозе содержатся болезнетворные бактерии, яйца паразитов, личинки насекомых и жизнеспособные семена сорных растений.
Полуперепревший – отход, потерявший до 30% своей начальной массы и органического вещества. Солома в таком навозе приобретает темно-коричневый цвет, значительно теряет прочность и структуру.
Перепревший – навоз в виде однородной массы, которая содержит не более половины от изначальной массы и органических веществ. В этом состоянии в отходе невозможно определить отдельные элементы подстилки или соломы.
Перегной – рыхлая землистая темная однородная масса, которая содержит не более 25% массы и органических веществ от исходной величины.
Питательность навоза как удобрения
Ценность навоза как удобрения определяется в первую очередь видом животных, которые его производят. Так, например, конский и овечий навоз гораздо питательнее навоза КРС и свиней, поскольку содержит меньшее количество воды. Немало также зависит и от подстилочного материала, который используется на производстве, а также каким кормом питаются животные. К примеру, если коровы получают в пищу комбинированные корма, их навоз будет содержать больше полезных элементов, чем у коров, которые питаются травяными кормами.
То же касается и подстилочных материалов, поскольку они улучшают физические свойства благодаря тому, что задерживают жидкие отходы, что уменьшает потери азота. Что касается бесподстилочного навоза, то по уровню химического загрязнения он в 10 раз опаснее коммунально-бытовых стоков, что может привести к серьезным загрязнениям почвы и воды.
Удобрять или утилизировать?
Далеко не всегда для сельскохозяйственного предприятия экономически выгодно обращаться с навозом как с отходом, так как его правильная утилизация затратна, однако навоз можно использовать с большей выгодой для производства, применяя его в качестве удобрения. Это позволяет восполнить запасы органических веществ и питательных элементов в почве, повысив ее плодородие и урожайность. Что, в свою очередь, приводит к экономии при выращивании собственных кормов.
Также удобрения можно направлять на реализацию, но этот путь чуть сложнее. В любом случае, оба пути требуют разработки технологической документации (технологический регламент, технические условия, производственный инструкции и иная документация, подтверждающая безопасность используемого навоза для окружающей среды).
Упростить получение удобрений из навоза можно при помощи специализированных биопрепаратов для животноводства, которые ускоряют процессы биохимического окисления в навозе, при этом сдерживая потери питательных веществ (например, предотвращая потери азота с аммиаком) и уменьшая неприятные запахи. Биопрепараты могут быть направлены как на ускорение и интенсификацию процессов компостирования, так и на разжижение и облегчение перекачки жидких фракций навоза.
Навоз - это отход животноводства, состоящий в основном из экскрементов животных. Поэтому различают по виду животных навоз крупного рогатого скота, навоз конский, свиной, овечий. Кроме того, в зависимости от конкретных хозяйственных условий в составе навоза может быть подстилка. По этому признаку различают: обычный подстилочный навоз и полужидкий (или жидкий) бесподстилочный навоз.
Подстилочный навоз состоит из твердых и жидких выделений животных и подстилки. В его составе в среднем около 25% сухого вещества и около 75% воды. Бесподстилочный полужидкий навоз состоит в основном из твердых выделений животных. Он содержит 10-11% сухого вещества и 89-90% воды.
Подстилка - необходимая составная часть навоза. При добавлении ее увеличивается выход навоза, улучшается его качество и уменьшаются в нем потери азота и жижи. В качестве подстилки используют самые разнообразные материалы: солому, торф, опилки и другие материалы. Навоз, приготовленный на соломенной подстилке, называют соломенным навозом, на торфяной подстилке - торфяным навозом. В некоторых случаях для подстилки широко применяют перегнойную землю. В этом случае навоз называют земляным навозом. С использованием опилок навоз называют опилочным.
Птичий помёт также бывает соломенным, торфяным, земляным, опилочным в зависимости от применяемой подстилки.
Подстилка поглощает жидкие выделения животных и птиц и образующийся на скотном дворе аммиачный азот. При ее отсутствии или недостатке эти вещества теряются в значительных размерах на скотных дворах и при хранении навоза. Одна часть соломенной подстилки может поглощать две-три части жидкости, одна часть опилок поглощает одну часть жидкости, одна часть низинного торфа – пять-семь частей и верхового торфа – десять-пятнадцать частей жидких выделений животных.
Подстилка улучшает физические, физико-химические и биологические свойства навоза: он становится менее влажным, более рыхлым и легче разлагается при хранении. При наличии подстилки навоз и птичий помёт легче перевозить, вносить и заделывать в почву.
Основными и наиболее распространенными видами подстилки являются солома и торф. При их применении получаются удобрения лучшего качества. При использовании в качестве подстилки древесных опилок удобрения получаются худшего качества, с низким содержанием азота и с большим количеством медленно разлагающейся клетчатки и лигнина.
Торф, особенно верховой, лучший материал для подстилки. Он сильнее, чем другие виды подстилки, поглощает жидкие выделения животных и аммиачный азот навоза и птичьего помёта. При использовании торфа резко повышается его удобрительное качество, создаются условия для лучшего разложения торфяной подстилки после внесения в почву.
Во время хранения в навозе и птичьем помёте идут при участии микроорганизмов как процессы распада твердых выделений животных и подстилки с образованием более простых минеральных соединений, так и вторичные процессы синтеза, например, переход аммиачного азота, фосфора и других элементов в белки тел микроорганизмов. Микроорганизмы навоза, размножаясь, строят белок своего тела из углеводов кала, подстилки и азота аммиака.
Аммиак - главный источник потерь азота из навоза, птичьего помёта, особенно при неправильном их хранении. В случае использования торфа для укрытия штабелей и куч образующийся аммиак может быть поглощен полностью торфом.
По степени разложения различают свежий, полуперепревший, перепревший навоз и перегной. В полуперепревшем навозе подстилка теряет свою прочность и приобретает темно-коричневую окраску. Водная вытяжка из такого навоза густая, черного цвета. Вес полуперепревшего навоза по сравнению со свежим уменьшается на 30%.
Перепревший, или сильноразложившийся, навоз - черная мажущаяся масса, в которой по внешнему виду совсем незаметны отдельные элементы подстилки. Водная вытяжка из такого навоза бесцветная. Перепревший навоз составляет примерно 50% веса исходного навоза.
Перегной - богатая минеральными веществами черная однородная землистая масса. Он составляет не более 25% количества от исходного свежего навоза.
При хранении навоз и птичий помёт без особой необходимости не следует пропускать через все эти стадии разложения и превращать их в перегной. Это всегда означает огромные потери азота, углекислого газа и органических веществ, что снижает ценность навоза и других органических удобрений. Сильно разложившийся навоз и перегной можно только готовить для защищенного грунта.
В полуперепревшем навозе в отличие от перепревшего и тем более от перегноя сохраняется больше органического вещества и азота, и он сильнее улучшает плодородие дерново-подзолистых почв: тяжелосуглинистых, песчаных и супесчаных. Кроме того, при разложении полуперепревшего навоза в почве выделяется значительно больше углекислоты, чем из перегноя.
Поэтому на дачных участках лучше использовать навоз сразу же после покупки весной, то есть в свежем виде, или после недлительного зимнего хранения, а вносить также весной. Нужно избегать неоправданно высоких потерь азота и других элементов при хранении навоза и птичьего помёта. Их целесообразно смешивать или компостировать с торфом.
Хранение навоза
Навоз хранят в штабелях плотно, рыхло-плотно или рыхло без уплотнения. При плотном хранении навоз укладывают в штабеля послойно, и каждый слой немедленно уплотняют. Первый слой делают толщиной 1 м. Длина произвольная, зависит от количества навоза.
Плотный способ хранения рассчитан на получение полуперепревшего навоза, который может образоваться через 3-4 месяца после закладки штабеля. Перепревший навоз при таком хранении образуется в течение 7-8 месяцев.
При рыхло-плотном хранении навоз разлагается значительно быстрее, чем при плотном. Полуперепревший навоз образуется через 1,5-2 месяца, а перепревший навоз - спустя 4-5 месяцев после закладки штабеля.
Удобрительные свойства навоза
Они зависят от вида животных, вида подстилочного материала и срока хранения его. Органические удобрения, получаемые на скотном дворе - это навоз, навозная жижа крупного рогатого скота, лошадей, овец, коз и на птичниках - это птичий помет кур, гусей, уток. Если принять навоз за единицу, то удобрительные свойства птичьего помёта будут в 10 раз выше, и дозы его будут в 10 раз меньше, чем навоза.
Навоз и птичий помёт могут применяться, как в чистом виде - бесподстилочном, так и с применением подстилки - удобрения на торфяной, соломенной или из опилок подстилке. Подстилочные виды их всегда более ценные. Они более богаты питательными веществами, так как подстилка сама уже содержит дополнительные вещества, а также позволяет удерживать больше элементов питания, сокращая потери.
Чем дольше хранится навоз или птичий помёт, тем хуже его удобрительные свойства для почвы. В свежем виде они содержат максимальное количество элементов питания, без возможных потерь за время хранения.
По своим свойствам перепревшие удобрения, скорее всего, выполняют роль минерального удобрения, так как элементы питания из них более доступны растениям, но количество их в 3-5 раз меньше, чем в исходном навозе, и в них нет тех полезных свойств, которые присущи свежему навозу или птичьему помёту.
Следовательно, общее правило - вносите органические удобрения только весной, храните их только до весны и используйте их сразу весной, не оставляя про запас, тогда они оказывают самое сильное действие на почву и растения.
Читать следующую часть статьи: Компосты и сидераты →
Геннадий Васяев, доцент,
гл. специалист Северо-Западного регионального научного центра Россельхозакадемии
Читайте также: