Птицеводство
Основными источниками загрязнения являются технологические системы удаления, подготовки и утилизации помета и сточных вод. Помет, водяные пары и газы выделяет птица в процессе своей жизнедеятельности.
Количество помета, получаемого из расчета на 1 голову птицы за сутки:
Вид и возрастная группа птицы |
Выход помета, г |
Взрослая птица яичная мясная Молодняк птицы яичный (1-12 недель) бройлеры (1-9 недель) |
189 276-300
24-176 135-158 |
Источниками образования сточных вод на таких предприятиях являются основные производственные помещения (птичники, цеха для сортировки и упаковки яиц, убоя птицы и кормоприготовления, инкубаторы), вспомогательные (механические мастерские, гаражи, столовые, лаборатории и т.д.), и жилые поселки при птицеводческих предприятиях.
Сточные воды птицеводческих предприятий разделяют на четыре вида:
излишки воды, поступающей в системы поения птицы,
технологическая вода, скапливающаяся при мойке помещений и оборудования,
хозяйственные, бытовые, канализационные сточные воды, поступающие из жилищно-бытовых зданий,
сточные воды убойных цехов.
В сточные воды попадает помет, остатки корма, ракушки, гравий, перья, яичная скорлупа, разбитые яйца, технический жир и т.д. В среднем от одной птицефабрики на 500тыс.кур-несушек или 6 млн.бройлеров за сутки поступает 125 т помета и более 1500 м3 сточных вод.
При равномерном отведении сточные воды птицефермы яичного направления несут интенсивное органическое и бактериальное загрязнение:
БПК5 – 232,7 мг/л,
взвешенные вещества – 418 мг/л,
азот аммиака – 15Ю6 мг/л,
микробное число – 2,1*106,
коли-титр – 104.
Залповый отвод стоков птицефабрик мясного направления соответствует по загрязненности сточным водам убойных цехов:
БПК5 – 1280 мг/л,
окисляемость – 1700 мг/л,
азот аммиака – 170 мг/л,
взвешенные вещества – 1500 мг/л,
микробное число – 1,5*107,
коли-титр – 10-8.
Физико-химическая и бактериологическая характеристика сточных вод и помета
Показатель |
Длительное хранение (7-10 лет) сточных вод птицефабрик (вода+помет +поверхностный сток) |
Жидкая фаза после мойки помещений |
Жидкость от поилок |
Помет плотной консистенции |
Кратность разбавления образцов водой рН БПК20,мг/л Азот аммиака, мг/л Взвешенные вещества, мг/л Коли-титр |
5 7,75 132
2385
2100 1,3*10-4 |
5 5,9 11700
2085
5630 3,6*10-4 |
5 7,5 2175
196,9
1520 2,7*10-5 |
10 7,16 28500
14800
153600 0,8*10-5 |
При бактериологических исследованиях сточных вод установлена их обсемененность протеем, синегнойной палочной, стафилококками, патогенной кишечной палочной, шигелами, сальмонелой и вирусами.
Индустриализация сельского хозяйства сопровождается значительным увеличением потребления энергии. По разным оценкам потребление энергии при производстве продуктов питания составляет 10-20% от общенационального потребления. Затраты энергии при примитивном натуральном хозяйствовании составляли около 2 ГДж/га в год, в многоотраслевом хозяйстве развитых стран – 12-15, а в высокоинтенсивном земледелии развитых стран – 15-20 ГДж/га в год. При достижении затрат в энергии в 13 - 15 ГДж/га в год начинаются негативные для окружающей среды последствия: эвтрофикация водоемов, интенсивная эрозия, усиленный смыв химических соединений в реки, засоление полей и т.д. Появление этих негативных явлений требует новых затрат энергии для их нейтрализации. Возникает замкнутый круг: затраты энергии требуют все новых и новых энергетических затрат. Поэтому энергетическая эффективность агропромышленного производства при переходе к интенсивным методам снижается.
Альтернативные системы земледелия и животноводства
Альтернативные системы в растениеводстве и животноводстве руководствуются экологическим императивом и включают три основных компонента:
а) наиболее целесообразные способы использования ресурсов;
б) воспроизведение ресурсов и охрана их от истощения;
в) запрет на внесения в агросистемы любых ксентобиотиков.
Разработка конкретных технологий альтернативного земледелия длится уже близко 30 лет. По состоянию на 1995г в странах Европейского содружества доля площадей альтернативного земледелия составляла 0,9% площади пашни в этих странах. В зависимости от конкретных решений в альтернативном земледелии сложилось несколько основных направлений.
Биологическое земледелие. Как самостоятельное направление биологическое земледелие было предложено Лемер-Буше в 1964г. Оно предусматривает отказ от применения минеральных удобрений, пестицидов и других синтетических химических препаратов. Плодородие грунтов поддерживается исключительно за счет внесения органических удобрений: навоза, сидератов (специально выращенные зеленые растения, запахиваемые в почву для обогащения ее азотом и органическими веществами – люпин, сераделла, донник и др.) и т.п. Навоз для ускорения мобилизации питательных веществ обязательно компостируют, при этом он подвергается аэробному разложению. Навоз и сидераты для улучшения контакта с воздухом вносят в грунт лишь поверхностно. Перечень средств борьбы с сорняками и вредителями ограничивается нетоксичными и слабо-токсичными веществами. Преимущество отдается биопрепаратам: отварам пиретрума, табака, крапивы, полыни, хвоща. Больше значения в биологическом земледелии отводят соблюдению севооборотов.
Органическое земледелие. Эта система — американский вариант биологического земледелия и принципиально от него не отличается: также исключается применение минеральных удобрений и пестицидов, но экологические требования менее жесткие. Запрет на применение минеральных удобрений ограничивается лишь годом, предшествующим сбору урожая на данном поле.
Органо-биологическое земледелие основывается на работах X.Руша и X.Мюллера, и в особенности популярно в странах Западной Европы. С точки зрения экологии эта наиболее продуманная система, которая дает возможность контролировать естественность круговоротов вещества в агроэкосистемах каждого отдельного хозяйства. Биологизация производства в этой системе достигается за счет максимального стимулирования деятельности грунтовой микрофлоры. Для этого севообороты насыщают бобовыми культурами и кормовыми злаками. Навоз и разрешенные к применению несинтетические удобрения (томасшлак, доломит, известняк) вносят лишь поверхностно. В некоторых хозяйствах применения синтетических минеральных удобрений запрещено полностью и даже навоз покупают лишь на тех фермах, которые сам работают но системе альтернативного земледелия.
Биодинамическое земледелие. Основные идеи этой системы были заложены в публикации Р.Штайнера 1924г, которая содержала много оригинальных элементов. Биодинамическое земледелие ориентируется, прежде всего, на использование биоритмов, присущих Земле и космическому пространству. Тщательно учитываются также месячные циклы. Эта идея перекликается с работами О.Л.Чижевского (1976). Ныне биодинамическое земледелие активно развивается в странах Западной Европы и иногда дает неплохие результаты. Так, была проверена зависимость урожая кукурузы от 18- и 6-годовых месячных циклов. Эта проверка доказала, что пики максимальных урожаев в самом деле повторяются через каждые 18-19 лет и охватывают 5—8-годовые циклы, которые идут последовательно и соответствуют времени минимальных месячных деклинаций (магнитное склонение – отклонение магнитной стрелки от географического меридиана). Рациональна рекомендация биодинамического земледелия относительно применения для удобрения грунта муки из водорослей, содержащих большое количество микроэлементов, в количествах до 600 кг/га. Вместе с тем эта система включает использование особых биодинамических компостных препаратов из растений (крапива, хвощ, пижма, валерьяна), заготовку и изготовление которых следует проводить в строго определенные сроки, которые определяются размещением небесных тел, которые и обеспечивают "активирование" этих компонентов. Эта часть биодинамического земледелия у сторонников традиционных технологий вызывает большие сомнения.
Экологическое земледелие. Это направление является довольно аморфной группой технологий и идей, которые предусматривают те или другие способы экологизации земледелия. С стыкуется система ANOG — комитета по выращиванию овощей и фруктов с естественными свойствами. Система основана на соблюдении севооборотов, которые должны обеспечивать естественное сохранение плодородия грунтов. Дополнительно севообороты насыщают бобовыми культурами, подбирая растения с корневыми системами разной глубины. Нередко одно-два поля отводят под сидератоы, которые запахивают не только осенью, но и весной.
Возделывание грунта в экологическом земледелии минимизировано. Оно состоит в рыхлении, безотвальной пахоте, дисковании. Борьбу с сорняками проводят преимущественно механическими и биологическими методами. Наличие некоторого количества бурьянов в посевах в экологическом земледелии считают даже положительным явлением, поскольку оно снижает эрозию грунта.
Обычно фермы, которые работают в границах альтернативного земледелия, не придерживаются строго одной из этих систем, а используют объединение их отдельных элементов. Так, в Англии в начале 80-х годов биофермы занимали площадь 2400 га, придерживались четырехпольных севооборотов и использовали как удобрение навоз, солому, фосфорит, морские водоросли и прочие "натуральные" вещества. Объемы вырабатываемого продовольствия во всех системах альтернативного земледелия пока что небольшие: в США — 2,4% вырабатываемого продовольствия, в странах Западной Европы — 0,1-0,8%. В основном это объясняется низкой экономической рентабельностью таких хозяйств, хотя цены на биологически чистую продукцию в 1,5-2 раза высшие, чем на обычную. Не решена проблема борьбы с сорняками и вредителями, в особенности, когда небольшие по площади фермы с альтернативным земледелием окружены массивами земель с интенсивным ведением сельского хозяйства.
Сторонники альтернативного земледелия понимали и понимают, что возвращения к экстенсивным методам ведения сельского хозяйства нет и быть не может. Для этого нет ни естественных, ни социальных условий. Нужно создать принципиально новую технологию, которая бы удовлетворяла концепции получения экологически чистых продуктов в экологически безотходном производстве при условии сохранения высококачественной естественной среды.
В направлении экологизации сельского хозяйства интересные подходы так называемого компромиссного земледелия. Разработка компромиссного земледелия происходило приблизительно одновременно в странах Западной Европы и России, начиная с конца XVIII в, но получило развитие и признание лишь в конце XX в. Идея компромисса состояла во внедрении в применяемые способы воздействия на поле и сельскохозяйственные растения таких приемов, которые бы в дополнение к максимизации выхода продукции предотвращали или хотя бы замедляли темпы потери пашней основного потребительского качества — плодородия грунта и не приводили бы к деградации естественной среды в агросфере.
Одним из довольно хорошо разработанных вариантов компромиссного земледелия является система адаптивного растениеводства.
Адаптивное растениеводство - это совокупность индустриальных сельскохозяйственных систем с высокой производительностью, которые соответствуют естественным условиям и не нарушают экологического равновесия. В таких системах сокращено применение минеральных удобрений. В принципе адаптивное растениеводство должно опираться на сорта нового типа. Вместо интенсивных сортов на поля должны придти сорта адаптивные.
Адаптивный сорт должен отличаться такими особенностями:
иметь большую экологическую пластичность и потому давать урожай при широкой амплитуде изменения условий;
быть скороспелым;
иметь высокую конкурентоспособность относительно бурьянов и быть стойким против вредителей и болезней;
давать высокий хозяйственный урожай, то есть высокую долю тех частей растений, которые использует человек — семена, клубни и т.п.;
реагировать на улучшение условий выращивания;
быть пригодным для выращивания в смеси с другими сортами или даже другими культурными растениями.
В США возникло направление так называемых "адекватных технологий" в сельском хозяйстве, которые опираются на местный ресурс — сорт, породу. Под руководством Г.Набхана начата программа "Поиск туземного семени", реализация которой может помочь возвратить в производство "родственные" народные сорта, менее продуктивные, но благодаря внутреннему генетическому разнообразию существенным образом более устойчивые к вредителям, сорнякам, болезням и колебаням режимов выращивания.
В сельском хозяйстве США прослеживается четкий переход к "аграрной экономике", под которой понимают растениеводство и животноводство, которое основано на естественных системах. "Аграрная экономика" развивается в противоположность индустриальному сельскому хозяйству.
Для обеспечения сохранения естественной среды важно тщательное соблюдение равновесия в агроэкосистемах. Нормативы содержания животных зависят от плодородия грунта и типов его хозяйственного использования.
В соответствии с балансовыми расчетами для Восточной Европы с учетом круговорота веществ в системе «ферма — навоз — посевы - окружающая среда» на 1 га пашни целесообразно иметь от 0,8-1,1 до 2,2-3,0 условных голов КРС. Отклонение от этих параметров всегда имеет одинаковые последствия: или дефицит навоза и деградация грунтов вследствие замены органических удобрений на минеральные, или деградация экосистем, вызванная необходимостью интенсификации процесса кормопроизводства, а затем и деградация естественной среды.