Оптимизация технологии переработки отходов животноводства и использование органического шлама в качестве удобрения под овощные культуры в почвах Южной лесостепи Республики Башкортостан

• Автор: Мустафин, Радик Флюсович
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 116 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Факторы почвообразования

1.2. Почвы и их свойства

1.3. Характеристика почв водно-балансовой станции

1.4. Схемы опытов и методика проведения исследований

ГЛАВА 2. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА

2.1. Модульный биореактор и оптимизация режима его работы

2.2. Характеристика продукта переработки сырого

навоза
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЁМА ТИПИЧНОГО ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ
3.1. Использование продукта переработки сырого навоза
3.2 Физико-химические свойства
3.3 Содержание гумуса
3.4 Содержание азота
3.5 Содержание фосфора
3.6 Ферментативная активность
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО КАПУСТЫ И КАРТОФЕЛЯ
ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕРАБОТАННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ
5.1 Определение затрат на изготовление установки
5.2 Определение прямых эксплуатационных затрат
5.3 Расчет затрат труда и себестоимости производимой продукции.
5.4 Определение годового экономического эффекта от применения установки
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Концентрация животноводства в сельском хозяйстве, как известно, связана с проблемой утилизации отходов комплексов и ферм. Только в общественном секторе Республики Башкортостан ежегодно производится более 17 млн. тонн экскрементов крупного рогатого скота и свиноводства. Однако этот резерв органических удобрений недостаточно используется для поддержания плодородия почв и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Этому способствуют нехватка навозохранилищ, надёжных технологий и технических средств переработки отходов, что создаёт реальную опасность загрязнения окружающей среды.
Одним из наиболее приемлемых как с экологической, так и экономической точки зрения является метод микробиологической переработки отходов животноводства, в результате которого образуются биологический газ и так называемый органический шлам, используемый в качестве удобрения.
Важным компонентом рационального ведения сельскохозяйственного производства в пригородных хозяйствах мегаполисов, наряду с развитием животноводческих комплексов, является выращивание овощных культур, отличающихся повышенной требовательностью к условиям питания, особенно при орошении.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является выявление оптимальных условий переработки отходов животноводства в биореакторе и изучение влияния органического шлама на свойства почв и урожайность овощных культур.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1. Выявить оптимальные условия процесса микробиологической переработки отходов животноводства и разработать режим работы модульного биореактора.
2. Изучить физико-химические и питательные свойства продукта переработки - органического шлама.
3. Изучить влияние сырого навоза и органического шлама на физикохимические, агрохимические и биологические свойства чернозёма типичного при выращивании овощных культур в условиях орошения.
4. Оценить влияние органических удобрений на урожайность капусты и картофеля при поливе и картофеля - в богарных условиях.
5. Определить экономическую эффективность применения продукта переработки в качестве органического удобрения.
Научная новизна. Выявлены оптимальные режимы работы опытной установки по переработке отходов животноводства в учебном хозяйстве Башкирского государственного аграрного университета и впервые проведены комплексные исследования по использованию продукта переработки -органического шлама в качестве удобрения под овощные культуры в условиях орошения.
Обоснована экономическая эффективность установки и применения переработанного органического удобрения.
Защищаемые положения. Результаты исследований являются теоретической основой для разработки практических приёмов получения и рационального применения переработанных органических удобрений, прогнозирования их действия на комплекс свойств чернозёмов типичных. Исходя из этого, нами выдвинуты следующие основные положения для защиты:
1. Внедрение технологии микробиологической переработки отходов животноводства позволяет не только улучшить экологическую обстановку вблизи животноводческих комплексов, но и получить качественное органическое удобрение.
2. Внесение органического шлама на чернозёмах типичных при выращивании овощных культур в условиях орошения препятствует физико-

разработанная, и запатентованная Башкирским государственным аграрным университетом (Фасхутдинов, Фасхутдинов, 1997, Фасхутдинов, Мустафин, 1999).
Свежее сырье с животноводческой фермы шнековым транспортером подается в накопитель навозной массы 1. Накопитель представляет собой емкость с сеткой, расположенный в яме 8.
Сырье с помощью насоса-измельчителя 2 подвергается измельчению и гомогенизации, а затем перекачивается в емкость для окончательной подготовки 3, в которой с помощью теплообменника 4 нагревается до температуры 48-54 °С интенсивном перемешивании мешалкой 5. Готовая гомогенная масса самотеком поступает в биореактор 6. Температурный режим во всех биореакторах поддерживается постоянным. Для выравнивания температуры по всему объему биореактора применяются механические мешалки. Мешалки внутри реактора обеспечивают также подачу питательной массы метаногенным микроорганизмам, и предотвращают расслаивание сырья, образование корки. Органический шлам при заправке сырьем через сливной стояк вытесняется в бункер готовой продукции 7, в котором происходит теплообмен со свежим сырьем, находящимся в емкости 1 органический шлам насосом перекачивается на транспортное средство с разбрасывателем или, при необходимости, направляется обратно в емкость.
Биологический газ через газовый колпак 8 по трубопроводу подается в котел для сжигания. Тепловая энергия используется для поддерживания постоянной температуры (54 °С) в биореакторах, для подогрева воды, используемой в животноводческом помещении, для отопительных целей.
Дополнительное устройство теплообменника состоит из нагревательного котла и трубопровода, опоясывающего корпус реактора.
Для приёма готовой продукции сооружена бетонированная ёмкость, объёмом 8 м3 и заглублённая на 1,5 м. Для отбора органического шлама в ней установлен насос НЦ-100.