Аэратор-смеситель АСК–4,5 – базовая машина в реализации технологии ускоренного приготовления органических компостов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аэратор-смеситель аск-4,5 - базовая машина в реализации технологии ускоренного приготовления органических компостов

Л.Я. Степук, А.А. Лях, В.Р. Петровец, Т.М. Серая, Е.Н. Богатырева

(Поступила в редакцию 27.06.11)

Аннотация

аэрирование компост удобрение смеситель

В статье изложены результаты исследований по установлению оптимальной периодичности аэрирования компостов аэратором-смесителем органических удобрений АСК-4,5, обеспечивающей получение высококачественных, экологически безопасных органических удобрений. Дана техническая характеристика АСК-4,5.

Annotation

The article presents results of research into establishment of optimal periodicity of aerating composts by the aerator-mixer of organic fertilizers ASK-4.5, which ensures obtaining environmentally safe organic fertilizers of high quality. We have given the technical characteristics of ASK-4.5.

Введение

В Республике Беларусь на пахотных землях преобладают дерново-подзолистые почвы, характеризующиеся низким естественным плодородием. Формирование высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур на таких почвах тесно связано с содержанием органического вещества. Основным источником пополнения запасов органического вещества в почвах являются органические удобрения.

Анализ источников. Анализ внесения органических удобрений и изменения содержания гумуса в пахотных почвах показывает, что существенное снижение объемов применения органических удобрений в 2001-2006 гг. явилось причиной снижения содержания гумуса в почвах ряда районов республики [1]. Поэтому в качестве органических удобрений должны максимально использоваться все виды навоза, солома, торф, органические отходы промышленных предприятий. Особое внимание следует уделить использованию в качестве удобрения полужидкого навоза, который образуется при содержании скота и птицы с применением небольшого количества подстилки с ежедневной уборкой из животноводческих помещений и имеет влажность 84-92%. Годовой выход полужидкого навоза составляет около 10 млн. тонн. Специфические физико-механические свойства полужидкого навоза, отсутствие комплекса машин делают практически невозможным его внесение в почву [2]. Наиболее распространенным и приемлемым способом утилизации полужидкого навоза и помета является производство на их основе компостов с использованием различных влаговпитывающих материалов (торф, опилки, солома, лигнин и др.) [3].

Анализ эффективности применения органических удобрений показывает, что урожайность при всех видах и дозах их внесения в производственных условиях значительно ниже, чем в стационарных опытах. Это говорит о том, что имеется большой резерв повышения эффективности органических удобрений посредством совершенствования машинных технологий и технических средств, для их осуществления. Снижение удобрительной ценности компостов происходит в результате потерь в процессе производства и хранения. Одной из причин низкой эффективности органических удобрений является неравномерное внесение их из-за плохих физико-механических свойств [4].

Неравномерность внесения навоза и компостов не только уменьшает урожайность, но и влияет на качество урожая - снижает его технологические и биологические достоинства, способствует накоплению нитратов в урожае, а также приводит к загрязнению окружающей среды.

Эффективность применения органических удобрений снижается также из-за того, что в самой массе удобрения элементы питания растений распределены неравномерно. Для повышения эффективности применения компостов необходимо тщательное перемешивание компостной смеси в период закладки и компостирования.

Оптимальным сроком внесения органических удобрений на всех почвах, за исключением избыточно увлажненных песчаных, является осеннее внесение. В связи с тем, что в навозе может содержаться большое количество семян сорных растений и патогенной микрофлоры, до внесения в почву подстилочный навоз и компосты должны пройти термическое обеззараживание. Качественно подготовить полужидкий навоз весенне-летней заготовки для внесения под озимые зерновые и зябь не всегда позволяют временные сроки.

Целью исследований было установление оптимальной периодичности аэрирования компостов аэратором-смесителем органических удобрений АСК-4,5, изучение процесса биоферментации компостов в зависимости от периодичности их аэрирования, обеспечивающего получение высококачественных, экологически безопасных органических удобрений.

Методы исследования. Исследования по установлению оптимальной периодичности перемешивания и аэрации компостируемой смеси на процессы биоферментации проводили в РУП «Агрокомбинат «Ждановичи»». В первой декаде июля 2010 г. было заложено пять буртов шириной 4-4,5 м, высотой 2,0-2,2 м, длиной 15 м. Заложенные бурты перемешивали и аэрировали с разной периодичностью: 1-й бурт без аэрации; 2-й бурт аэрировали с периодичностью 5 дней; 3-й бурт - с периодичностью 10 дней; 4-й бурт - с периодичностью 15 дней и 5-й бурт - с периодичностью 20 дней. В качестве влагопоглощающего компонента использована солома.

Во время закладки все бурты были сформированы с помощью погрузчика Амкадор, после чего бурты 2-5 были перемешаны аэратором-смесителем АСК-4,5. Компостирование в бурте 1 происходило без перебивки.

Измерение температуры компостируемой массы и отбор образцов для определения качественного состава осуществлялся с периодичностью 10 дней в трех повторностях в разных слоях бурта: верхний слой - 170-180 см от поверхности почвы; средний слой - 100-110 см от поверхности почвы; нижний слой - 20 см от поверхности почвы.

Химический анализ органических удобрений выполнен в соответствии с Государственными отраслевыми стандартами: определение влаги и сухого остатка по ГОСТ 26713-85; определение золы по ГОСТ 26714-85; определение общего азота по ГОСТ 26715-85; определение общего фосфора по ГОСТ 26717-85; определение общего калия по ГОСТ 26718-85.

Основная часть

Во всех буртах наиболее высокая температура была характерна для верхнего слоя. Полученные результаты свидетельствуют, что микробиологические процессы протекали в верхнем слое наиболее интенсивно, способствуя значительному повышению температуры компостируемой массы. Это обусловлено более высоким уровнем кислородообеспечения, необходимого для аэробных бактерий, по сравнению с другими слоями. Несмотря на перемешивание компостов, под тяжестью верхних слоев происходило уплотнение нижних слоев. Значительная роль уровня кислородообеспечения как одного из факторов регуляции процесса компостирования подтверждается данными, полученными при разной частоте аэрации изучаемых буртов.

Наиболее высокой температурой внутри компостной кучи (58-60°С) характеризовались бурты 2 и 3, которые перемешивали аэратором-смесителем через каждые 5 и 10 дней, наименьшей температурой - бурт 1 (без аэрации) (рис. 1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Динамика изменения температуры в буртах в процессе компостирования

Исследования показали, что в бурте без перемешивания в период компостирования все показатели качественного состава компостной массы и температура были различными по всему сечению штабеля. Более интенсивно процессы биоферментации протекали в верхнем слое штабеля, замедляясь с глубиной. Температура в верхнем слое в течение месяца поднялась до 46°С, в среднем слое - до 39°С, в нижнем - до 34°С. Это значит, что в буртах без перемешивания в период компостирования биоферментация шла медленными темпами и неравномерно по сечению штабеля.

Перемешивание компостируемой массы аэратором-смесителем во время закладки обеспечило более равномерную консистенцию компостной массы, что способствовало ускорению прохождения процессов биоферментации, о чем говорит значительное повышение температуры в буртах 2-5 уже через 10 дней.

В буртах 2 и 3, где компосты перемешивали с периодичностью 5 и 10 дней, через 20 дней после закладки температура достигла максимальных значений и составила в верхнем слое 62-65°С, в среднем - 58-60°С, в нижнем - 45-47°С. Использование аэратора-смесителя способствовало более равномерному контакту компостируемых материалов по всему сечению бурта и увеличивало доступ воздуха, что в свою очередь активизировало микробиологические процессы. К концу месяца после начала компостирования в буртах 2 и 3 температура компостов снизилась до 36-44°С, что указывает на тпрекращение процессов биоферментации, компосты созрели и готовы к применению. В буртах 4 и 5, с периодичностью перемешивания 15 и 20 дней, максимальных величин температура в компостной массе достигла через 30 дней. Перемешивание компостной массы аэратором-смесителем позволило получить мелкокомковатую однородную смесь по всему объему бурта.

Анализ химического состава компостов показал, что за 30 дней компостирования в компостной массе буртов с аэрацией увеличилось содержание зольных элементов и уменьшилось содержание органического вещества, т.е. в приготовленном компосте под действием микроорганизмов произошли биотермические процессы минерализации органического вещества, способствующие переходу питательных веществ в доступную для растений форму (табл. 1).

Таблица 1. Качественные показатели компостов в зависимости от периодичности аэрирования

В бурте без перемешивания за аналогичный период компостирования не наблюдалось существенного изменения зольности, содержания органического вещества и элементов питания.

Анализ засоренности компостов показал, что в буртах без аэрации на протяжении 30 дней семена сорных растений сохранили свою жизнеспособность на 50%, в то время как в компостах, аэрируемых с периодичностью 5 и 10 дней, уже через 20 дней после закладки достигается полная потеря их всхожести. Учитывая, что дегельминтизация компостов на основе навоза наиболее активно протекает при температуре выше 50°С, можно заключить, что через 20 дней компостирования аэрированные компосты были свободными от патогенной флоры.

На основании проведенных исследований установлено, что для ускоренного приготовления качественных компостов наиболее приемлемой является двухкратная аэрация их с периодичностью 10 дней. В течение одного месяца получены высококачественные технологичные органические удобрения, не содержащие всхожих семян сорняков и патогенной флоры, с влажностью 71%, содержанием на естественную влажность 23,2% органического вещества, 0,66% азота, 0,49% фосфора, 0,99% калия, при соотношении углерода к азоту 18:1.

Аэратор-смеситель является техническим средством для обработки компостных буртов, разработан в РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». Он представляет собой прицепную машину с рамой арочного типа.

Рабочие органы состоят из двух шнекороторов, представляющих собой шнеки со встречной навивкой. К виткам шнеков крепятся ножи, предназначенные для дробления комьев исходного материала компостной смеси. К валам шнеков крепятся бросающие лопасти с зубчатой кромкой. Они располагаются в наиболее нагруженных местах, а именно в центральной части и посередине левой и правой навивок шнека. Наличие зубчатой кромки способствует лучшему врезанию лопастей в бурт и тщательному измельчению массы. Ширина лопасти, равная шагу винтовой навивки шнека, обеспечивает отбрасывание всего объема массы, поступающей на лопасть за один оборот. Для равномерного распределения нагрузки на шнекороторный рабочий орган обе лопасти на каждой стороне расположены диаметрально, а по отношению друг к другу - под прямым углом.

Отличие верхнего шнекоротора от нижнего заключается в том, что витки с ножами и бросающие лопасти в верхнем шнекороторе расположены только в центральной части с целью уменьшения его металлоемкости.

Оба шнекоротора вращаются в одном направлении, перебрасывая массу бурта через себя. Привод осуществляется от ВОМ трактора через редуктор привода.

Работает аэратор-смеситель следующим образом: во время движения вдоль компостного бурта шнекороторы, вращаясь, захватывают и интенсивно перемешивают компостируемую массу, при этом происходит ее активное насыщение воздухом. На выходе формируется бурт определенной формы и размеров.

Техническая характеристика АСК-4,5 приведена в таблице 2.

Таблица 2. Техническая характеристика АСК-4,5

Заключение

Полный срок созревания торфонавозных компостов, закладываемых в летний период, без аэрации - два-три месяца, а при двукратном перемешивании компостируемой массы аэратором-смесителем АСК-4,5 - один месяц. Перемешивать бурты лучше в теплое время года. Бурты, сформированные зимой, следует аэрировать в апреле-мае.

Приготовление компостов с использованием аэратора-смесителя АСК-4,5 по сравнению с традиционно приготовленными компостами имеет следующие преимущества:

- перемешивание компостной массы аэратором-смесителем АСК-4,5 позволяет получить мелкокомковатую однородную смесь, обогащенную кислородом равномерно по всему сечению бурта, что активизирует процессы биоферментации;

- аэрация компостной массы обеспечивает быстрое ее разогревание до 50-60°С, что в свою очередь способствует обеззараживанию и дегельминтизации, уничтожению патогенной флоры и потери всхожести семян сорных растений, содержащихся в полужидком навозе в больших количествах;

- двукратная аэрация компостной массы способствует равномерному созреванию компостной массы по всему сечению бурта;

- двукратная аэрация компостов обеспечивает получение высококачественного технологичного органического удобрения с более высоким содержанием доступных элементов питания в течение одного месяца.

Литература

1. Рекомендации по применению различных видов органических удобрений под сельскохозяйственные культуры / В.В. Лапа [и др.]; Институт почвоведения и агрохимии. Минск, 2010. 40 с.

2. Степук, Л.Я. Проблемы применения навоза и пути их решения / Л.Я. Степук, А.Н. Кавгареня // Наше сельское хозяйство. 2010. №2. С. 55-62.

3. Методические указания по учету и применению органических удобрений / В.В. Лапа [и др.]; Институт почвоведения и агрохимии. Минск, 2007. 16 с.

4. Справочная книга по производству и применению органических удобрений / А.И. Еськов [и др.]. Владимир: ВНИПТИОУ, 2001. C. 277-278.

5. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные машины / Н.И. Кленин, С.Н. Киселев, А.Г. Левшин. М.: Колос, 2008. 816 с.

6. Петровец, В.Р. Сельскохозяйственные машины: практикум / В.Р. Петровец, Н.В. Чайчиц. Минск: Ураджай, 2002. 365 с.

7. Клочков, А.В. Сельскохозяйственные машины: учебник / А.В. Клочков, Н.В. Чайчиц, В.П. Буяшов. Минск, 1997. 494 с.

8. Степук, Л.Я. Энергосбережение: виртуальность и реалии / Л.Я. Степук // Белорусская Нива. 2008. 11 марта. С. 2.

Размещено на Allbest.ru