Реферат: Стратегия развития механизации и автоматизации уборки навоза и подготовки органических удобрений до 2010 года

Стратегия развития механизации и автоматизации уборки навоза и подготовки органических удобрений до 2010 года


По современной концепции развития сельскохозяйственного производства важнейшим источником поддержания плодородия почвы являются органические удобрения. Основным сырьем для производства высококачественных органических удобрений служит навоз. В связи с сокращением за годы реформ поголовья животных ресурсы навоза в России снизились на 40 – 45 % и ежегодный выход навоза от имеющегося поголовья животных (КРС и свиней) в сельскохозяйственных предприятиях РФ составляет около 350 млн. т., из которых примерно 100 млн. т. подстилочного, 150 млн. т. полужидкого и 100 млн. т. жидкого и навозных стоков.

Существующие технологии и технические средства уборки навоза из помещений и подготовки удобрений на его основе не обеспечивают:

- транспортировку навоза без потерь к местам переработки и хранения;

- приготовление органоминеральных удобрений со сбалансированным составом питательных веществ;

Кроме этого, они энерго-материалоемки и не надежны в эксплуатации.

За последние десять лет использование органических удобрений резко снизилось. В результате дисбаланс объемов выхода навоза с животноводческих предприятий и объемов его внесения на поля привел к накоплению навоза на территориях предприятий, интенсивному их засорению семенами сорняков, потере питательных веществ и его органической массы и как следствие, перманентному загрязнению окружающей среды.

В предстоящем десятилетие, учитывая то, что до 2009 года предполагается

стабилизировать производство продукции животноводства, а к 2010 году достичь уровня производства 1990 года, использование органических удобрений должно значительно возрасти. При этом опережающими темпами будет расти производство подстилочного навоза и бесподстилочного полужидкого, снизятся в структуре удобрений доли жидкого навоза и навозных стоков.

Исходя из того, что навоз и навозные стоки в животноводстве являются отходами при производстве основной продукции, считать основной задачей утилизации полное возвращение продуктов переработки навоза в виде органических удобрений в окружающую среду с целью многостороннего положительного воздействия на все агрономически важные функции почвы и вовлечения в хозяйственно-биологический круговорот элементов минерального питания и органического вещества, отчуждаемых с урожаем, без нанесения ей какого-либо экологического ущерба…

С учетом выше изложенного, а также результатов экспертной и эколого-экономической оценки в ближайшей перспективе необходимо использовать в производстве следующие основные технологии уборки и подготовки навоза к использованию:

-усовершенствованные системы удаления навоза, основанные на применение безводных способов его уборки (механические и самосвальные);

-при подстилочном содержании - ферментацию навоза на площадках и в закрытых сооружениях;

-при бесподстилочном содержании – разделение навоза на фракции с ком-

постированием твердой и стабилизацией жидкой фракции;

-использовать в зонах со среднегодовой положительной температурой технологию анаэробной обработки навоза в метантенках.

Технологии утилизации навоза необходимо интенсифицировать по следующим направлениям:

-полная механизация всех операций от внесения подстилки, уборки стойл и удаления навоза из животноводческих помещений до его переработки и складирования;

-блочная автоматизация (автоматизированные системы, работы, машины «интеллектуального» действия для удаления навоза автоматизированные линии для его переработки и складирования);

-ускоренная биоконверсия навоза по новейшим методикам на современном оборудовании.

При этом должна обеспечиваться экологическая чистота как производства, так и самого продукта.

Одним из перспективных и экологически целесообразных направлений использования навоза является использование его как основы для получения гранулированных органоминеральных удобрений с заданными физико-химическими характеристиками. В такого типа удобрениях достигается равномерное распределение основных питательных веществ и микроэлементов, что в значительной степени повышает их агрохимическую эффективность. Состав питательных веществ задается в них с учетом вида культуры, под которую они вносятся, планируемой урожайности и типа почвы..

К перспективным и интенсивным технологиям, устраняющим недостатки существующих, следует отнести технологию и комплект оборудования для получения компостной смеси в процессе уборки навоза из животноводческих помещений. Особенность предложенной технологии состоит в обеспечении круглогодичного производства компостной смеси с дозированной подачей компонентов и регулируемым качеством смешивания.

При этом отпадает необходимость в промежуточном хранении навоза, следовательно, и в навозохранилищах, а два раза сокращается количество выполняемых операций.

Учитывая, что процесс биотермической стабилизации в буртах достаточно длителен во времени (2…3 месяца и более) и протекает не всегда эффективно из-за недостатка кислорода и компостной смеси, сокращение срока биотермического созревания до 10 суток может быть достигнуто за счет интенсивного насыщения компостной смеси кислородом воздуха.Технология аэробной ферментации органических отходов животноводства прошла успешную апробацию на ряде животноводческих объектов России и стран СНГ.

Чтобы сделать сельскохозяйственное производство полностью безотходным, экологически чистым и высокорентабельным, разработаны принципиально новые биотехнологии утилизации подстилочного навоза. Одной из таких является технология, главный элемент которой – навозный червь перерабатывает отходы в ценное органическое удобрение – биогумус (вермикомпост), содержащий все необходимые растению элементы питания, а также биологически активные вещества, стимулирующие рост и развитие сельскохозяйственных культур.

Для механизации ручного труда при очистке стойл и внесения подстилки перспективно – применение мобильных многофункциональных агрегатов, позволяющих сократить затраты труда в 3…5 раз. Уже на этой стадии процесса формируется состав компостной смеси и облегчается ее подготовка в части последующих операций дозирования и смешивания.

Наиболее разработанным в системе производства органоминеральных удобрений является блок навозоудаления и транспортирования. Современные скреперные установки позволяют эффективно удалять навоз как из-под щелевых полов, так и из открытых каналов животноводческих помещений. Разработано техническое средство нового поколения – установка порционного удаления навоза, устраняющая такие энергоемкие недостатки стационарных технических средств, как использование при транспортировании метода волочения, многократное технологически не обоснованное перемещение навозной массы и ее перемещение к месту выгрузки из помещения не по кратчайшему пути.

Анализ экономико – математической модели процесса удаления и транспортировки навоза на животноводческих фермах показывает, что в настоящий момент из механических средств уборки навоза наиболее эффективными являются шнековые транспортеры. Однако металлоемкость шнековых транспортеров остается относительно высокой. Поэтому замена металлических шнеков и решеток на изделия из пластмасс или других композитных материалов создает дополнительную перспективу этим техническим средствам.

Малоэффективная мобильна транспортировка навоза в хранилища может быть заменена надежными, экологически безопасными при эксплуатации стационарными системами технических средств.

Перспективным является использование в скреперных и штанговых транспортерах гидравлического привода, имеющего минимальные эксплуатационные расходы.

Исследования по проблеме в предшествующий период необходимо ориентировать на решение следующих задач:

- создание ресурсосберегающих высоконадежных и безопасных систем технических средств, обеспечивающих механизацию и автоматизацию выполнения операций внутри помещений при различных способах содержания животных;

- создание новой техники для механизации внесение подстилки в стойла и станки, очистку стойл и станков от навоза, транспортировку его к местам выгрузки, хранения и переработки;

- совершенствование технологий производства комплексных органоминеральных удобрений на основе навоза сельскохозяйственных животных, торфа, отходов растениеводства, минеральных удобрений, бактериологических добавок;

- разработка рекомендаций по интенсификации процесса биоконверсии навоза;

- разработка способов повышения эффективности функционирования действующих технических средств для удаления, подготовки и использования навоза и помета;

- разработка нормативных материалов совершенствования технических решений по механизации и автоматизации удаления, транспортирования навоза и подготовки навоза к использованию.

Решение проблемы удаления из помещений и утилизации навоза зависит от осуществления не только технологических, технических, но, и организационных и экономических вопросов. В связи с этим необходимо разработать на Федеральном уровне эффективную систему организационно-экономических мер, стимулирующих сельскохозяйственных товаро-производителей к применению высокоэффективных экологически безопасных технологий утилизации навоза, обеспечивающих повышение плодородия почв.


УДК 631. 22. 018; 631. 86.


П.И.Гриднев, д-р техн. наук;

В.А.Денисов, канд. техн. наук,

ВНИИМЖ, Подольск