Экологические проблемы в животноводческом комплексе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Никакая другая отрасль общественного производства не связана так с использованием природных ресурсов, как сельское хозяйство. Ведь труд земледельца и животновода - это по существу использование природы, окружающей нас естественной среды для удовлетворения потребностей человека. Сельское хозяйство необходимо рассматривать как огромный, постоянно действующий механизм охраны, культивирования живых природных богатств, и подходить к нему следует еще под одним углом зрения - охраны окружающей среды.

Актуальность проблемы охраны окружающей среды в сельском хозяйстве, в частности в животноводческом комплексе, усиливается в современных условиях в связи с процессами загрязнения природных ресурсов, используемых в аграрном производстве, промышленными, строительными и другими несельскохозяйственными предприятиями. Эти загрязнения ведут к снижению плодородия почв и их продуктивности, ухудшению качества вод, атмосферы, наносят ущерб растениеводству и животноводству, что влечет недополучение сельскохозяйственной продукции и ухудшение ее качества. Особенно это стало ощутимым в последние десятилетия. Произошло серьёзное обострение экологического кризиса. Стремительное развитие научно-технического прогресса и созданных им мощных средств воздействия человека на среду своего обитания, интенсивная эксплуатация природных ресурсов и хищническое отношение к ним, растущее загрязнение почвы, воды и воздуха обусловили взрыв экологической ситуации. В то же время потребности развития цивилизации стимулируют всё большее и большее увеличение масштабов общественного производства. Всё это тяжёлым бременем ложится на природу. Происходит массовая гибель лесов, отравление рек и водоёмов, расширение зоны пустынь, исчезают многие виды животных и растений.

Сельскохозяйственные животные являются одним из основных компонентов природной среды и важной составной частью природных богатств. Сохранение всего видового многообразия животных, охрана среды их обитания, условий размножения и путей миграции, рациональное использование и воспроизводство животного мира - главное требование природоохранного законодательства.

Экологические проблемы в животноводческом комплексе сегодня являются одними из наиболее важных и глобальных. Поэтому тема работы важна и актуальна.

Цель и задачи курсового проекта

Целью настоящей работы явилось решение комплекса ключевых проблем в области экологии сельскохозяйственных животных.

Поставленная цель включала решение следующих основных задач:

1. Всесторонне проанализировать существующие экологические проблемы отрасли;

2. Изучить концепцию развития экологических исследований в животноводстве и определить направления перспективных экологических исследований;

3. Изучить влияние животных на окружающую среду, а также разработать схему и алгоритм мониторинга наземных экосистем для оценки и прогнозирования риска развития заболеваний сельскохозяйственных животных исследуемых регионов;

4. Изучить влияние окружающей природной среды на животных.

5. Определить возможные чрезвычайные ситуации экологического характера на территориях действующих животноводческих ферм и зоны экологического нарушения экосистем.

1. Современное состояние эколого-экономических проблем в животноводстве

Тысячелетиями считалось, что сельское хозяйство является другом природы. Оно ближе к природе по своей сущности, широко использует силы природы непосредственно в производственном процессе и, казалось бы, более других отраслей экономики заинтересовано в том, чтобы природа была чистой, живой, плодотворной. Но в прошедшем столетии за короткий срок положение изменилось коренным образом.

В результате внедрения в сельское хозяйство, в особенности в животноводство индустриальных методов изменилось соотношение сил между природой и сельскохозяйственной отраслью.

Традиционно считалось, что основными нарушителями природного равновесия являются промышленность и транспорт. Однако еще в 60-х годах на первое место по загрязнению выдвинулось животноводство. Это связано с двумя обстоятельствами.

Прежде всего, это строительство животноводческих ферм и комплексов, отсутствие какой-либо очистки образующихся навозосодержащих отходов и их утилизации; и нарушение норм и правил содержания животных и птиц.

Поэтому в сфере общественного производства серьезным источником загрязнения окружающей среды, наряду с промышленностью и транспортом, становится и животноводство. [1]

Аграрно-животноводческий комплекс в современных условиях продолжает быть основным загрязнителем земель и других элементов окружающей среды: отходы и сточные воды животноводческих комплексов, ферм и птицефабрик, ослабление производственной и технологической дисциплины, трудности осуществления контроля на объектах животноводческого комплекса, разбросанных на обширных территориях, - все это приводит к ухудшению экологической ситуации в животноводстве.

Развитие животноводства на промышленной основе, создание прочной кормовой базы, расширение отгонных пастбищ, большая концентрация поголовья скота на ограниченной площади, изменение традиционных форм его содержания обусловливают необходимость использования большого количества воды из рек, озер и других водных объектов. Как известно, промышленное животноводство - один из самых крупных водопотребителей.

Высокая концентрация поголовья скота на ограниченных площадях, использование гидравлических систем уборки и удаления экскрементов животных приводят к образованию огромных объемов жидкого навоза, а также значительных количеств вредных летучих химических веществ, неприятных запахов, интенсивного шума и др. При решении вопросов размещения животноводческих комплексов, выбора систем обработки и использования отходов животноводства специалисты исходили из того, что ведущие компоненты окружающей среды - атмосферный воздух, почва, водоемы - практически неисчерпаемы с экологической точки зрения. Однако опыт эксплуатации первых построенных животноводческих комплексов свидетельствовал об интенсивном загрязнении объектов окружающей среды и неблагоприятном их воздействии на условия проживания населения. В связи с этим охрана окружающей среды от загрязнения, профилактика инфекционных, инвазионных и других заболеваний людей и животных связаны с реализацией мероприятий по созданию эффективных систем сбора, удаления, хранения, обеззараживания и использования навоза и навозных стоков, усовершенствованием и эффективной работой воздухоочистных систем, правильным размещением животноводческих комплексов и сооружений обработки навоза по отношению к населенным пунктам, источникам хозяйственно-питьевого водоснабжения и другим объектам, т.е. с комплексом мероприятий гигиенического, технологического, сельскохозяйственного и архитектурно - строительного профилей. [1]

2. Характеристика экологических проблем животноводства

Общий объем выбросов животноводства в крупных странах измеряется миллиардами тонн. На скотооткормочной площадке, где, например, 10 тыс. голов скота, ежедневно накапливается до 200 тонн навоза. Например, один только свиноводческий комплекс на 100 тыс. голов или комплекс крупного рогатого скота на 35 тыс. голов могут дать загрязнение, равное загрязнению окружающей среды, производимому крупным промышленным центром с населением 400-500 тыс. человек. Осуществляемые преобразования, изменение форм собственности и хозяйствования в агропромышленном комплексе не сопровождались в последние годы расширением применения природоохранных и ресурсосберегающих технологий. В результате основные показатели, характеризующие воздействие отрасли на окружающую среду, за последние годы существенно не улучшились, экологическая обстановка остается неблагополучной, а загрязнение окружающей среды - высоким.

Практически без очистки сбрасываются сточные воды животноводческих комплексов и других сельскохозяйственных объектов.

Большинство очистных сооружений (78,5%) не отвечают нормативным требованиям. Неэффективная работа очистных сооружений обусловлена устаревшими технологиями очистки сточных вод и изношенностью оборудования.

Предприятиями сельского хозяйства выброшено в атмосферу более 25,58 тыс. тонн загрязняющих веществ. Химическому и биологическому загрязнению атмосферного воздуха в значительной мере способствуют также недостаточно отработанные технологии на промышленно-животноводческих комплексах и птицефабриках. Источниками загрязнения атмосферы являются помещения для содержания скота, откормочные площадки, навозохранилища, биологические пруды, пруды-накопители сточных вод, поля фильтрации, поля орошения. В зоне животноводческих комплексов и птицефабрик атмосферный воздух загрязнен микроорганизмами, пылью, аммиаком и другими продуктами жизнедеятельности животных, часто обладающими неприятными запахами (свыше 45 различных веществ). Эти запахи могут распространяться на значительное расстояние (до 10 км), особенно от свинокомплексов.

Животноводческие фермы и комплексы должны иметь необходимые санитарно-защитные зоны и очистные сооружения, исключающие загрязнение почв, поверхностных и подземных вод, поверхности водосборов водоемов и атмосферного воздуха. Нарушение указанных требований вытечет за собой ограничение, приостановление либо прекращение экологически вредной деятельности сельскохозяйственных и иных объектов по предписанию специально уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора.

Промышленная технология производства продуктов животноводства в большинстве случаев предусматривает бесподстилочное содержание животных, что приводит к накоплению большого количества навозных стоков. На свиноводческом комплексе на 108 тыс. голов откорма, к примеру, они достигают 1000 и более тонн в сутки, на комплексе по выращиванию и откорму крупного рогатого скота на 13 тыс. голов - до 800 тонн. По экологическому давлению первый комплекс можно приравнять к городу с населением около 220 тыс. человек, второй - 160 тыс. человек.

Проблема загрязнения окружающей среды становится еще более острой, если жидкие стоки используются в качестве органических удобрений без тщательного предварительного обезвреживания, так как они могут стать источником распространения возбудителей болезней.

Ведь в жидком навозе, в отличие от обычного, процессы самонагревания не происходят. Сроки выживаемости патогенной микрофлоры и яиц гельминтов значительно увеличиваются. Так, яйца аскарид сохраняются до 12-15 месяцев, а при попадании в почву - до 2 лет. В то время как в навозе, уложенном в бурты, погибают в течение 4-месячного хранения. [2]

Источником загрязнения окружающей среды жидкий навоз может стать не только при неправильном хранении, но и при нарушении правил его использования. По мнению ряда исследователей, доза внесения жидкого навоза не должна превышать 50-100 м3/га. При систематическом (на протяжении 15 лет) внесении его в количестве 160 м3/га на одни и те же участки происходит существенное увеличение содержания азота и его основных форм в почве (общего азота - 59,3 мг/л, нитратного - 52,6, аммиачного - 6,7 мг/л). Выращивание кормовых культур на таких участках приводит к избыточному содержанию в них нитратов, что может привести к отравлению животных и повышению содержания нитратов в получаемой продукции.

В связи с этим комплексы на 108 тыс. свиней должны иметь не менее 5 тыс. га земельных пахотных угодий, по откорму 10 тыс. голов крупного рогатого скота - 2 тыс. гектаров.

В поверхностных и подземных водах также отмечается наличие нитратов, солей, других вредных элементов, высокая бактериальная обсемененность, в том числе и патогенными микроорганизмами.

Индекс, свидетельствующий о степени загрязнения её кишечной палочкой, в летний и весенний периоды нередко превышает допустимые нормативы более чем в 5 раз. Особенно высока загрязненность кишечной палочкой в источниках водоснабжения, находящихся на территории комплексов.

Опасность усугубляется тем, животноводческие комплексы снабжаются водой в основном из скважин с неглубоким залеганием грунтовых вод, а также мелководных рек и открытых водоемов.

В воде глубоких подземных источников содержится большое количество минеральных солей, которые приводят к резкому сокращению продуктивности животных. Даже предельно допустимые концентрации в воде сульфатов и щелочноземельных металлов, а также высокая её окисляемость вызывают у молодняка расстройство пищеварения.

Для защиты населенных пунктов, водоисточников и окружающей среды от вредных выбросов животноводческих комплексов необходимо иметь санитарно-защитную зону.

По границам территории комплекса (вокруг зданий, мест забора воды, утилизации навоза, ветеринарных объектов, кормоцехов и т. д.) необходимо разместить зеленые насаждения. Лучше всего задерживают пыль и выполняют роль биологических фильтров вяз, тополь канадский и бальзамический, липа мелколистная, клен ясенево-листный, из кустарников - сирень и бузина.

При озеленении необходимо учитывать план застройки и направление господствующих ветров. С северной стороны желательно сажать несколько рядов деревьев и кустарников (от 3 до 10), с запада и востока - лучше применять ажурную посадку деревьев и кустарников (от 3 до 5 рядов), с юга - продуваемую (2-3 ряда). Площадь участков, предназначенных для озеленения, должна составлять не менее 10-15% площади животноводческого предприятия. [2]

Размещать комплексы целесообразнее у естественных лесных массивов, расположенных между населенными пунктами. Указанным выше целям служит и укрепление поверхностного слоя почвы на территории комплексов посевом многолетних трав.

Проектировать и строить комплексы следует таким образом, чтобы эксплуатировать их можно было по принципу «все занято - все свободно», обеспечивающему максимальное снижение количества вредных отходов, поступающих в окружающую среду.

Поэтому необходимы меры как предохранения окружающей среды от загрязнения отходами животноводства, так и защита самих животных от неблагоприятного воздействия внешних факторов.

3. Методы переработки утилизации и обеззараживания навоза

3.1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ

Большие объемы навоза и помета, образующихся в процессе деятельности животноводческих предприятий, сложность переработки и утилизации указывают на необходимость использования разнообразных способов решения проблемы эффективной обработки навоза и помета.

Одним из направлений решения проблемы эффективной переработки навоза является подготовка жидкого навоза и помета к использованию для полива на земледельческих полях. При этом твердая фракция компостируется, а жидкая после выдерживания и обеззараживания поступает на полив полей, где проводится почвенная очистка и доочистка стоков.

К малоотходным способам переработки и утилизации навоза относится метод анаэробного метанового сбраживания. Процессы анаэробного брожения в реакторах с получением метансодержащего газа, в основном аналогичны таким же процессам в отстойниках, но в результате герметизации, повышение температуры и перемешивание биомассы, распад сложных органических веществ идет значительно быстрее. [3]

Один из способов интенсификации анаэробной ферментации навоза - ведение данного процесса в термофильном режиме (45-57°С) с использованием соответствующих микроорганизмов.

Исследованиями установлено, что сухой навоз крупного рогатого скота содержит: 16% протеина, 15% клетчатки, 3% жира, 17% золы и поэтому при утилизации навоза следует учитывать потери этих ценных компонентов, которое могут быть использованы в качестве органического удобрения при выращивании сельскохозяйственных культур или как кормовые добавки, богатые белком, для животных и птицы.

3.2 КОМПОСТИРОВАНИЕ

Технологический процесс ускоренного компостирования протекает в искусственных условиях при непрерывной аэрации компостной смеси путем принудительной подачи воздуха в слой массы, находящейся в биферментерах. Продолжительность процесса компостирования смеси 7-8 суток.

Получаемый продукт - компост многоцелевого назначения представляет собой однородную сухую (55-70% влажности) сыпучую массу темно-коричневого цвета без неприятного запаха, долгое время может храниться в буртах под открытым небом, технологичен для погрузки, перевозки и внесения в почву. [4]

Научно-производственный анализ различных способов и направлений переработки и утилизации органических отходов показал, что к настоящему времени разработаны технологии и технические средства подготовки и переработки навоза и помета для последующего их использования в качестве органического удобрения, отвечающим необходимому агрохимическому качеству и требованиям охраны окружающей природной среды. Однако для решения ветеринарно-санитарных вопросов необходимо в технологических процессах переработки органических отходов, отработка режимов, обеспечивающих их обеззараживание от возбудителей инфекционных и инвазионных заболеваний животных при возникновении эпизоотий на животноводческих фермах и птицеводческих предприятий. [5]

3.3 ВЕРМИКОМПОСТИРОВАНИЕ

Одним из направлений переработки навоза, обеспечивающих организацию высокоэффективных, безотходных и природоохранных технологий биоконверсии навоза является вермикомпостирование, то есть переработка твердых органических отходов с помощью специально отселекционированных дождевых червей.

Привлекательность и эффективность метода переработки с помощью вермикультуры заключена в его биологической основе, исключающей опасность загрязнения среды токсическими веществами.

В процессе утилизации навоза в кишечнике червей формируются гумусовые вещества. Они заметно и в лучшую сторону отличаются по химическому составу от гумуса, образующегося в почве при участии только микрофлоры, так как в кишечнике червей формируются молекулы гуминовых кислот, которые образуют комплексные соединения с минеральными компонентами (прежде всего с биогенным кальцитом), долго сохраняются в виде стойких образований. [6,7]

Использование вермикультуры для переработки навоза позволяет получать весьма полезные продукты - биологический гумус и биомассу червей. Последняя представляет собой ценный белковый корм с содержанием специфического белка более 60%, что является важным резервом восполнения дефицита белка.

Следует отметить, что до настоящего времени почти во всех странах мира отсутствует официальное разрешение на вскармливание скоту и птице переработанного навоза. Вопрос о допустимости использования отходов животноводства в кормовых целях обсуждается научной общественностью, причем причинами, препятствующими его положительному решению, считаются нестандартность кормовых продуктов, загрязненность их патогенной микрофлорой, гельминтами, наличие гормональных препаратов, а также токсичных соединений меди, цинка, ртути и других веществ. [8]

Тем не менее, научно-производственный анализ позволяет считать, что вопрос об использовании отходов животноводства в кормовых целях в перспективе может быть решен положительно.

Более подробно рассмотрим экологические проблемы в животноводческом комплексе на примере коневодства и коневодческой фермы.

экологический животноводческий коневодство микробиологический

4. Экологические проблемы современного коневодства

4.1 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В КОНЕВОДСТВЕ

Сельскохозяйственные животные, в том числе и лошади, являются одним из основных компонентов природной среды и важной составной частью природных богатств. Сохранение всего видового многообразия животных, рациональное использование и воспроизводство животного мира - главное требование природоохранного законодательства.

Между тем, в литературе практически отсутствуют сведения об экологических проблемах в коневодстве и коннозаводстве и способах их решения. У исследователей в связи с этим может сложиться ложное впечатление об отсутствии таких проблем и экологическом благополучии в данной отрасли сельского хозяйства. Однако, согласно статистическим данным, падёж лошадей в странах мира вследствие поражения только ядовитыми веществами колеблется в пределах 0,4 - 4,4 %.

По этой причине проведение экологических исследований в коневодстве и коннозаводстве является важной и актуальной задачей.

Поставленные цели:

1. Изучить влияние лошадей на человека и объекты его хозяйственной деятельности,

2. Рассмотреть возможность разработки промышленной экологически безопасной технологию утилизации конской подстилки с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов (биотрансформация конской подстилки);

3. Детально изучить антропогенное влияние на лошадей, в рамках экологического мониторинга.

4.2 ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ В КОНЕВОДСТВЕ

Воздушная и водная миграция выбросов промышленных предприятий, внесение органических и минеральных удобрений, условия их хранения, применение гербицидов, эксплуатация тракторного и автотранспортного парка, количество используемых горюче-смазочных материалов (ГСМ), транзитный транспорт и т.д. - всё это создаёт довольно напряжённую экологическую обстановку в местах их концентрации: в конехозяйствах, на фермах и подъездных путях к ним, в мастерских и на площадках, на стоянках, вдоль дорог и т.д.

Естественные кормовые угодья за счёт чрезмерной антропогенной нагрузки и вытаптывания утратили в большинстве случаев ценные кормовые травы, превратились в малопродуктивные пастбища. Общая площадь орошаемых сенокосов и культурных пастбищ ничтожно мала.

Несмотря на сложившуюся ситуацию, в большинстве конехозяйств в настоящее время не проводится оценка экологической обстановки, не инвентаризуются источники загрязнения почв, грунтовых и поверхностных вод, сельскохозяйственной продукции. Подчас, имеющийся фондовый материал, в том числе планово-экономический, картографический и почвенный, не содержит необходимой экологической информации, так как его составление не преследовало решение экологических проблем. Вместе с тем, ужесточение контроля за экологическим состоянием земель и качеством продукции животноводства (в том числе и коневодства) и растениеводства в ближайшее время будет существенным образом влиять на экономические показатели сельскохозяйственного производства. [9]

Таким образом, необходимость научно-обоснованной оценки экологического состояния территорий регионов очевидна в настоящее время. Основная цель такой оценки - разработка практических рекомендаций для внедрения эффективной системы природоохранных мероприятий и повышение устойчивости сельскохозяйственного производства на основе роста его продуктивности и получения продукции животноводства (коневодства) и растениеводства, отвечающей нормативным требованиям к качеству.

Биоценоз (сообщество организмов) и окружающая его среда (биотоп) представляют собой неразрывное единство, одну сложную систему - биогеоценоз (экологическую систему).

Практическая деятельность человека оказывает существенное влияние на окружающую среду и сельскохозяйственных животных (антропогенный экологический фактор).

Биоценоз и окружающая среда влияют друг на друга, обе части биогеоценоза необходимы для поддержания жизни.

Окружающая среда регулирует существование и жизнедеятельность популяций. В то же время сама среда находится под постоянным влиянием живых организмов. [9]

Таким образом, схему искусственной экологической системы (геотехсистемы) конного завода, ипподрома, конноспортивной секции и других хозяйств, в которых содержат лошадей, можно представить следующим образом (по влиянию):

Лошади > окружающая среда;

Лошади > человек;

Окружающая среда > лошади;

Человек > лошади;

Человек > окружающая среда;

Окружающая среда > человек.

Примечание: «Человек» - работник (и) конехозяйств(а).

Из данной схемы следует, что экологические проблемы в коневодстве и коннозаводстве следует рассматривать в следующих направлениях:

Влияние лошадей на окружающую среду (иппогенный экологический фактор);

Влияние лошадей на человека (иппогенный экологический фактор);

Влияние окружающей среды на лошадей (биотические и абиотические экологические факторы);

Влияние человека на лошадей (антропогенный экологический фактор).

Таким образом, экологическая ситуация на конном заводе и в других конехозяйствах определяется соотношением иппогенных, антропогенных, биотических и абиотических экологических факторов.

Лошади - табунные животные. В результате интенсивного неконтролируемого выпаса этих животных возможны следующие экологические последствия: вытаптывание растительности (посевов, газонов и др.), уплотнение почвы, ухудшение подроста деревьев, селективное поедание растительности, эрозия почвы, обеднение окружающей природной среды водой и питательными элементами.

При интенсивной комплексной технологии возделывания сельскохозяйственных культур в последние годы возрастает использование не только мощных и тяжеловесных машинно-тракторных агрегатов, но и различных упряжных пород лошадей. Это приводит к комплексу вредных последствий, вызываемых «ходовыми системами», в первую очередь, переуплотнению как пахотного, так и подпахотного слоёв почвы.

В связи с этим приобретает актуальность исследование в каждой климатической зоне влияния уплотнения почвы не только на её физические свойства и урожайность, но и на микробный ценоз и ферментативную активность, как на важнейшие показатели плодородия почв.

Известно, что уплотнение почвы крупными сельскохозяйственными животными ухудшает условия жизнедеятельности целлюлозоразрушающих микроорганизмов вследствие снижения воздухообмена и более резких колебаний температуры почвы. В лабораторных опытах установлено, что при высокой влажности и плотности биологическая активность почвы и процесс азотофиксации снижаются, создаются условия частичного анаэробиоза. Наибольшая биологическая активность определена при плотности 1,2 и 1,4 г/см3. Установлено, что повышенная плотность почвы отрицательно влияет на жизнедеятельность дождевых червей.

Численность микроорганизмов определяли методом посевов на твёрдые питательные среды, активность гидролитических ферментов.

Следует отметить, что повышенная плотность отрицательно сказывалась на численности всех изучавшихся групп микроорганизмов, на активности ферментов и урожае. Это можно объяснить тем, что из-за высокой плотности уменьшается аэрация почвы и накапливаются токсические соединения.

4.3 ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ КОНСКОГО НАВОЗА

Конные заводы, ипподромы, конноспортивные секции проводят необходимые практические мероприятия по хранению, утилизации и реализации конского навоза. При этом решаются определённые экологические проблемы, возникающие в данной экологической системе.

Навоз и навозные компосты реализуются по свободным ценам в садоводства, подсобные и фермерские хозяйства, частным лицам.

Пример утилизации навоза - использование его в качестве эффективного органического удобрения. Внесение фосфогипса в конский навоз заметно улучшает его качество как удобрения.

Установлено, что действие фосфогипса на конский навоз обусловлено тем, что сера, содержащаяся в нём, связывает выделяющийся аммиак в сульфат аммония. При этом одновременно углекислый газ связывается кальцием в карбонат кальция, что очень важно для кислых почв:

CaSO₄ . 2H₂O + 2NH₃ + CO₂ > CaCO₃v + (NH₄)2SO₄ + H₂O

Как следует из уравнения, введение фосфогипса повышает содержание азота в почве, причём, не нитратного и не нитритного.

Навозные компосты, приготовленные с добавлением фосфогипса в норме 30 т/га, при внесении под картофель и томаты значительно повышают (на 15 - 20 %) урожайность этих паслёновых культур. Оптимальная дозировка: 1 т фосфогипса на 10 т конского навоза.

Кроме того, навозные компосты с фосфогипсом можно применять под пропашные культуры и многолетние травы.

4.4 МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ОТХОДОВ

Отходы коневодства считаются традиционными органическими удобрениями, однако их применение ограничивается рядом недостатков: присутствие токсичных соединений, например, тяжёлых металлов, нестабильный состав, наличие семян сорняков и патогенной микрофлоры, большое содержание воды (жидкий навоз и сточные воды) и др.

Грязная конская подстилка образуется в конехозяйствах (конных заводах, ипподромах, конноспортивных секциях и др.) в значительных количествах и подлежит утилизации. При этом возникают экологические проблемы.

О масштабах образования грязной подстилки свидетельствуют следующие данные: норма расхода подстилки в сутки: для жеребцов-производителей всех заводских пород - 5 кг сухой соломы или 15 кг сухих древесных опилок. В настоящее время проблема утилизации грязной конской подстилки является до конца нерешённой.

Проблема рациональной переработки и утилизации таких отходов стала особо актуальной с накоплением больших объёмов отходов в зонах крупных конных заводов и сельскохозяйственных предприятий и появлением новых типов отходов - таких, как активный ил, сточные воды и их осадки, использование которых в исходном виде нецелесообразно и небезопасно.

Создаются технологии, позволяющие получать новые эффективные биологические удобрения путём микробиологической конверсии отходов.

Такие подходы позволяют не только снижать недостаток органических удобрений, но и успешно решать экологические проблемы в зонах крупных животноводческих комплексов и конных заводов.

Биотрансформация конской подстилки - основа экологически безопасных технологий утилизации отходов коневодства и коннозаводства

Методом ИК-спектроскопии проведена оценка количественных и качественных изменений чистой и грязной конской подстилки в процессе её биотрансформации.

Методом ИК-спектроскопии было изучено взаимодействие НЛЦС (нативный лигноцеллюлозный субстрат - смесь чистых опилок различных древесных пород, чистая подстилка) с мицелиальным грибом - целлюлозодестром. НЛЦС был обработан естественными отходами коневодства (ПЛЦС - предобработанный лигноцеллюлозный субстрат - смесь опилок различных древесных пород и перепрелого конского навоза, грязная подстилка). Изменения в ИК-спектрах образцов свидетельствуют о процессе биотрансформации конской подстилки с накоплением белка. Полученные результаты могут быть положены в основу создания экологически чистой технологии утилизации отходов коневодства и коннозаводства.

Важной характеристикой процесса биотрансформации является степень утилизации субстрата по целлюлозе и лигнину. Однако традиционные биохимические методы для определения этих характеристик являются трудоёмкими и требуют значительных временных затрат.

Представляется интересным исследовать процесс биотрансформации при помощи физических методов анализа. Используется метод ИК-спектроскопии для определения качественных и количественных изменений в чистой и грязной конской подстилках (НЛЦС и ПЛЦС, соответственно) в процессе её биотрансформации.

Гидроксо-группы целлюлозы образуют межмолекулярные водородные связи, вследствие чего полосы поглощения н (-ОН асс.) широкие и сдвинуты в длинноволновую область (3390 - 3300 см-1).

Углекислый газ (О=С=О) (2340 см-1) - продукт брожения (образец 3) (см. таблицу 4.1), а также продукт жизнедеятельности микромицетов (образцы 2,4).

Анализ ИК-спектров показывает, что во всех случаях в продуктах ЛЦС уменьшилось количество гидроксо-групп. Следовательно, происходит частичная утилизация целлюлозы микромицетами.

В образце 3 (ПЛЦС, грязная подстилка) резко уменьшилось количество С=С (аром.) - связей (1640 - 1600 см^-1) (уменьшение содержания лигнина) по сравнению с образцами 1 (НЛЦС, чистая подстилка) и 2 (продукт биоконверсии НЛЦС). [10]

В процессе биоконверсии гриб Aspergillus «предпочитает» усваивать кислородсодержащие молекулярные фрагменты - их содержание в образце 4 (продукте биоконверсии ПЛЦС) значительно ниже, чем в образце 3.

Также следует отметить, что степень утилизации субстратов в результате биотрансформации составила более 85 %. Определение проводили по методу Андеграффа с использованием антронового реактива.

Таким образом, на основании полученных экспериментальных результатов можно сделать следующие выводы:

1. Метод ИК-спектроскопии позволяет оценить количественные и качественные изменения в чистой и грязной конской подстилках в процессе её биотрансформации.

2. Предобработка чистой конской подстилки естественными отходами конехозяйств позволяет утилизировать целлюлозу и лигнин, что создаёт благоприятные предпосылки для разработки экологически безопасных технологий утилизации отходов коневодства и коннозаводства. [10]

Таблица 4.4 ? Основные полосы поглощения в ИК-спектрах ЛЦС и продуктов биоконверсии

№ образца	Наименование образца	н , см-1	Молекулярный фрагмент
1	НЛЦС	3300 2910 1740 1640	-ОН (асс.) С-Н С=О С=С (аром.)
2	Продукт биоконверсии НЛЦС с микромицетом	3300 2930 2340 1740 1610	-ОН (асс.) С-Н О=С=О (газ.) С=О С=С (аром.)
3	ПЛЦС	3390 2930 2340 1680 1600	-NH-(асс.), -ОН (асс.) С-Н О=С=О (газ.) С=О С=С (аром.)
4	Продукт биоконверсии ПЛЦС с микромицетом	3390 2940 2340 1740 1600	-NH-(асс.), -ОН (асс.) С-Н О=С=О (газ.) С=О С=С (аром.)

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ КОБЫЛЬЕГО МОЛОКА

Интенсивное применение минеральных и органических удобрений, а также пестицидов, привело к значительному загрязнению окружающей природной среды. В последние годы содержание нитратов и других экотоксикантов в сене, сенаже, силосе и травяной муке превышает ПДК.

Произведены серии лабораторных опытов и производственных анализов. Для исследования были взяты пробы зелёных и консервированных кормов и воды. Качество объектов определяли по содержанию питательных веществ, минеральному составу, наличию нитратов, остаточных пестицидов и тяжёлых металлов. Проведены также исследования эпифитной микрофлоры. Оценка относительной биологической ценности кормов определялась содержанием в них нитратов при внесении различных доз минеральных удобрений. Микробиологический анализ образцов кормов осуществляли по стандартной методике. Проведена серия лабораторных опытов по исследованию химического состава силосов из растений, выращенных при различных уровнях макро- и микроминерального питания.

Пестицидов фосфорорганического, хлорорганического ряда (метафос, рогор, 2,4 Д) в образцах кормов не обнаружено. Содержание тяжёлых металлов в кормах и воде не превышало ПДК.

Таблица 5.1 ? Содержание металлов в пробах кобыльего молока

Обнаруженные металлы	Содержание, мг Ме/кг кобыльего молока
K	1475
Na	503
Ca	1205
Mg	132
Mn	0,03
Fe	0,74

Выводы

Экологическая безопасность, равно как и продовольственная безопасность, наиважнейшая составляющая агропродовольственной политики, ибо они напрямую отражаются на качестве жизни и здоровье населения.

Экологические требования столь существенны и принципиально важны, что, не соблюдая их, нельзя говорить об экономической эффективности аграрного производства, в частности животноводства. Эффективность сельскохозяйственного производства, темпы его роста зависят от состояния почв, а также от правильной организации мероприятий по их охране. [11]

Для животноводства экологические требования имеют особо важное значение, поскольку данная отрасль общественного производства, как никакая другая, тесно связана с живыми и неживыми объектами природы.

Любое безотходное производство это нереально, но сделать шаги к уменьшению вреда на ОПС компонентов промышленности сельского хозяйства можно и нужно. Для животноводства уже предложены некоторые меры по контролю и минимизированию наносимого ущерба для ОПС.

Предложения животноводству по улучшению обстановки в экологическом аспекте:

1. Повысить устойчивость сельскохозяйственного производства на основе роста его продуктивности и получения продукции животноводства, отвечающей нормативным требованиям к качеству.

2. Принимая во внимание негативные факторы влияния окружающей среды и человека на животных, необходимо внедрять эффективную систему природоохранных практических мероприятий на животноводческих фермах. Цель данных мероприятий - обеспечить здоровье животных и условия их нормального воспроизводства.

3. Использовать новую разработанную промышленную экологически безопасную технологию утилизации навоза с помощью микромицетов-целлюлозодеструкторов.

4. В животноводческих хозяйствах оборудовать в соответствии с ветеринарно-санитарными требованиями специальные площадки для сбора, биотермического обеззараживания естественных отходов и последующего их вывоза на поля в качестве органического удобрения.

5. Переоборудовать в соответствии с ветеринарно-санитарными требованиями навозосборники и навозохранилища во всех животноводческих комплексах с учётом поголовья животных и оборота ёмкостей. [12]

Определение эколого-экономического ущерба животноводческого производства требует дальнейшего исследования. Необходимо глубокое проникновение в сущность взаимосвязи экологических и экономических факторов, разработка технологий, обеспечивающих экологическую эффективность отрасли.

И главное экологический правопорядок, экологическая культура, этика природопользования и другие категории должны получить прописку в аграрном секторе экономики.

Размещено на Allbest.ru

...