Дипломная работа: Влияние орошения свиностоками на некоторые гроэкологические показатели почв Челябинской области
Свиной навоз при одинаковом количестве сухого вещества более текуч, чем навоз крупного рогатого скота, так как в нем меньше коллоидных частиц. Навоз в зависимости от содержания в нем воды подразделяют на полужидкий - влажностью до 90% и жидкий – влажностью 90-93%. Смесь экскрементов, значительно разбавленную водой (влажностью 93% и выше) называют навозными стоками.
Навоз, получаемый на крупных животноводческих фермах и комплексах промышленного типа при скармливании животным значительного количества концентрированных кормов, отличается повышенным содержанием элементов питания, необходимых растениям. При уменьшении количества концентратов содержание азота и фосфора в экскрементах несколько снижается, а калия – увеличивается.
Химический состав навоз зависит от рациона и типа кормления, пола и возраста свиней, технологии содержания и кормления, породных особенностей и других условий.
Это объясняется тем, что с экскрементами выделяется часть питательных веществ, потребленных животными с кормом. Поэтому их количество в экскрементах зависит от наличия этих веществ в кормах и от степени переваримости кормов. Химический состав свиных стоков также находится в прямой зависимости от содержания в них сухого вещества, то есть от степени разбавления экскрементов водой.
Химический состав стоков характеризуется различными исследователями неодинаково. При этом данные по содержанию основных биогенных элементов отличаются в 3-5 раз, что, по-видимому, объясняется не только разницей в рационах и условиях содержания животных, но и методикой отбора проб и проведения анализов. Наиболее устойчивые показатели химического состава свиностоков получены при проведении обменных опытов (табл. 1).
1. Химический состав стоков, % к натуральному веществу
| Элемент | Экскременты | |
| КРС | Свиней | |
| Вода | 93,8 | 96,7 |
| Сухое вещество | 6,2 | 3,3 |
| Азот (N) | 0,58 | 0,63 |
| Фосфор (Р2 О5 ) | 0 | 0,07 |
| Калий (К2 О) | 0,049 | 0,43 |
| Известь (СаО) | 0,01 | 0 |
Данные таблицы свидетельствуют, что экскременты свиней по содержанию основных биогенных элементов превосходят экскременты крупного рогатого скота (И.И. Лукьяненков, 1985).
Свиные стоки содержат около 50% всего азота, выделяемого с экскрементами, и отношение в ней углерода к азоту составляет 0,8-0,9.
Эффективность мочи как удобрения определяется высоким содержанием в ней мочевины. Азот мочевины составляет примерно 80% азота мочи (Б.А. Ягодин, Ю.П. Жуков, В.И. Кобзаренко, 2002).
Кроме того, в животноводческих стоках содержится значительное количество микроэлементов: 20 мг бора, 200 – марганца, 16 - меди, 96 мг цинка на 1 кг сухого вещества.
По физико-механическим, в особенности пластично-вязким свойствам, стоки значительно отличаются от смеси экскрементов. Технологическая вода, поступающая в систему, разжижает экскременты. С увеличением влажности резко падают вязкость жидкого навоза и предельное напряжение сдвига. Материал становится более подвижным, интенсивнее растекается.
С увеличением влажности активизируется процесс расслоения навоза, снижается его плотность.
Интенсификации процесса расслоения способствует и то обстоятельство, что с увеличением влажности возрастает разница в плотностях твердой и жидкой фаз. С добавлением воды дисперсионная среда разжижается, ее плотность уменьшается, а плотность твердых частиц остается почти неизменной, вследствие чего происходит интенсивное осаждение.
В навозных стоках влажностью 94 % и более уже через 15 минут отстаивания в покое в осадок выпадает до 80-85 % всех взвешенных частиц, а через 2 часа осаждается 90 % (И.И. Лукьяненков, 1982).
Животноводческие стоки, как правило, имеют слабокислую или слабощелочную реакцию с pH равной 6-8.
Химический состав стоков при хранении изменяется. Часть биогенных элементов и органического вещества теряется. В связи с тем, что жидкий навоз контактирует с атмосферой лишь через верхний слой, диффузия кислорода в него незначительна. Поэтому в жидком навозе протекают преимущественно анаэробные мезофильные процессы, при которых легкоминерализующиеся органические соединения разлагаются на газообразные вещества: сероводород (Н2 S), углекислый газ (СО2 ), аммиак (NH3 ), метан (СН4 ), меркаптаны и органические кислоты.
За несколько дней хранения свыше 90 % мочевины переходит в аммиак и углекислый газ, что вызывает повышение массовой доли аммонийного азота в первые 4-5 дней хранения. Так как в мочевине содержится около 50 % всего азота навоза, то через несколько дней хранения стоков более 50 % всего азота будет находиться в аммонийной форме. Его потери, а также потери органического и сухого вещества зависят от условий хранения навоза: глубины хранилища, температуры окружающей среды, частоты перемешивания, действия солнечных лучей.
Изменение состава и объема навоза при хранении в различных условиях в течение 68-168 дней приведены в таблице 2.
2. Изменение состава и объема навоза при хранении, % к первоначальному состоянию
| Условия хранения | Потери веществ | Увеличение объема материала | |
| Сухого вещества | Азота | ||
| Открытое хранилище | 2,0 | 8,7 | 23 |
| Закрытое хранилище | 5,7 | 14,8 | 20 |
Поэтому важным процессом в технологии производства навоза является хранение. От условий и способов хранения зависят химический состав и качество свиностоков, эффективность их применения, ветеринарно-санитарное состояние территории ферм и населенных пунктов (И.И. Лукьяненков, 1985).
Физико-химические и биологические процессы, протекающие в навозе, весьма разнообразны и недостаточно изучены. Без глубокого знания и учета их невозможно создать эффективные и экономичные технологии удаления, переработки, хранения, транспортировки и использования навоза. Так, повышенная коррозия металлических конструкций сооружений и механизмов, контактирующих с навозом, объясняется специфическими ионными реакциями, в которых участвуют сульфиды, сульфаты, аммиак, углекислота и др. Весьма серьезную опасность для человека и животных могут представлять газы (Н2 S, CO2 , NH3 ), выделяемые навозом при брожении (В.А. Андреев, М.Н.Новиков, С.М.Лукин, 1990).
2 Характеристика места и условий работы
2.1 Природно-климатические условия
Совхоз «Родниковский» расположен в подзоне северной местности и входит в состав Красноармейского района Челябинской области.
Северная лесостепная предгорная подзона Челябинской области представляет собой Зауральскую холмистую равнину, включая Аргалшский, Каслинский, Красноармейский, Сосновский, Уйский и Чебаркульский административные районы. На ее территории расположены города Челябинск, Копейск, Касли и Миасс.
Массив орошения располагается на северном склоне водораздельной равнины рек Миасса и Уя, между селами Родники, Канашево и Пашнино, восточнее оз. Сакандык в пределах западной окраины Западно-Сибирской равнины.
Рельеф местности волнисто-бугристый и бугристо-западинный характеризуется обилием блюдцеобразных понижений и возвышенностей с абсолютными отметками поверхности от 176,5 до 194,6 м, дневной поверхности от 0,002 до 0,02 на запад и северо-запад в сторону озера Сакандык и р. Миасс.
Особенности рельефа предполагают слабую естественную дренированость, и способствует образованию большого количества болот, переувлажненых участков и озер, образующихся за счет скопления паводковых и дождевых вод, а также за счет разгрузки подземных вод. Берега озер обычно низкие, заболоченные поросшие камышом и осокой. Глубина озер не превышает 3,0 м.
На данной территории часто встречаются лесные колки, частота их увеличивается в восточном направлении.
Климат характеризуется умеренно теплым вегетационным периодом. Сумма эффективных температур выше десятиградусного уровня составляет в среднем 2000 – 22000 0 С. Этот период продолжается 130 – 120 дней с 9 – 10 мая до 15 – 20 сентября. Однако период заметно короче (100 – 110 дней), а на почве температура без заморозков бывает 80 – 105 дней.
Осадков за период активной вегетации растений выпадает в пределах 240 – 250 мм. Всего запасы в метровом слое почвы к моменту посева зерновых культур, как правило, достигает 140 – 170 мм. Гидротермический коэффициент (по Селяникову) в весенне-летний период составил 1,2 – 1,4. Вследствие этого, северная лесостепь Челябинской области одна из наиболее благоприятных для развития земледелия. Обеспеченность теплом и влагой дает возможность иметь высокопродуктивное полевое и луговое кормопроизводство, и на этой основе – молочное и мясное животноводство.
Устойчивый снежный покров устанавливается в середине ноября и достигает 30 -40 см, сохраняясь в течение 150 – 160 дней. Он обеспечивает благоприятные условия перезимовки озимых культур.
Глубина промерзания почв колеблется от 1 до 1,5 метров. Окончательное оттаивание почвогрунтов наступает в середине мая месяца (А.П. Козаченко, 1997).