И.Л. Болоцкий, доктор ветеринарных наук, профессор
В.И. Семенцов, ведущий научный сотрудник, кандидат ветеринарных наук
С.В. Пруцаков, старший научный сотрудник, кандидат ветеринарных наук
А.К. Васильев, старший научный сотрудник, кандидат ветеринарных наук
Н.И. Крюков, старший научный сотрудник, кандидат ветеринарных наук
Краснодарский научно-исследовательский ветеринарный институт РАСХН
Ведение животноводства предусматривает не только активное производство и заготовку кормов, но и уборку, переработку и использование образующегося навоза, стоков и т.д. с животноводческих ферм. Значительную экологическую и эпизоотологическую опасность представляют отходы животноводческих ферм и сельскохозяйственных предприятий, в частности навоз и помет, отличающийся высоким содержанием экологически опасных веществ: аммиака, сероводорода, меркаптана, фенола, солей тяжелых металлов и др.
В то же время в земледелии существует значительная потребность в органических отходах агропромышленного комплекса, содержащих достаточное количество питательных элементов, представляющих ценный сырьевой материал для получения высокоэффективных удобрений и других продуктов, необходимых сельскому хозяйству.
Помет и навоз, вносимый необработанным в почву, является опасным, в связи с возможным содержанием возбудителей инфекционных и инвазионных заболеваний, экзотоксикантов (тяжелых металлов, пестицидов, микотоксинов и т.д.) медикаментозных препаратов и других загрязнителей. Почва после внесения органических отходов в значительной степени обсеменяется микрофлорой и семенами сорных растений, что создает определенную экологическую и санитарную опасность. Использование органических отходов без переработки нецелесообразно, поскольку при хранении через 2-3 месяца потери азота в них могут составлять 50-60%. Животноводческие стоки с ферм являются источником распространения возбудителей свыше 100 заболеваний животных и человека. К таким болезням относятся: ящур, бруцеллез, сибирская язва, лептоспироз, сальмонеллез, энцефалит, рожа и чума свиней, кокцидиозы и многие другие.
Отходы животноводства служат потенциальным источником яиц гельминтов, плесеней, грибков.
Помимо возбудителей особо опасных болезней для животных и человека, навоз непрерывно обогащается условно-патогенными микроорганизмами, постоянными обитателями желудочно-кишечного тракта животных типа: кишечной палочки, стрептококков, синегнойной палочки и других. Данные микроорганизмы, проходя многократные в пассажи через организмы животных, усиливают свою патогенность и вызывают у животных, чаще у молодняка, такие заболевания как коли-бактериоз, стрептококкоз, псевдомоноз и другие. Условно-патогенные микроорганизмы по своей природе обладают высокой резистентностью к внешним факторам и лекарственным средствам, поэтому требуют сильного губительного воздействия для их уничтожения. В этих проблемах важным для науки и практики является разработка биотехнологических процессов утилизации органических отходов, обеспечивающих организацию эффективных, безотходных и природоохранных технологий биоконверсии навоза и помета.
На основании комплексных лабораторных исследований сотрудниками лаборатории эпизоотологии Краснодарского НИВИ определено ветеринарно-санитарное состояние различных видов и форм навоза сельскохозяйственных животных и помета кур. Исследованиями сотрудников лаборатории и по литературным данным санитарно-бактериоло-гического состояния свежего навоза установлена их высокая степень микробной контаминации.
Так, общее микробное число свежего подстилочного навоза крупного рогатого скота составляло 6,0±0,1 - 2,0±0,25.10б КОЕ/г, а бесподстилочного - более 29,0±0,09 млн КОЕ/г.
Уровень микробной загрязненности нативного свиного навоза колебался от 2,6±0,5.107 до 5,0±0,2.109 КОЕ/г.
Максимальная степень контаминации микрофлорой отмечена у свежего бесподстилочного свиного навоза при сплавной системе удаления, где уровень микробной загрязненности на один - два порядка выше, чем при системе гидросмыва.
Результаты санитарно-биологических исследований показали, что хранение и переработка навоза и помета на основе их компостирования обеспечивает гибель патогенной вегетативной микрофлоры.
1. Уровень общей микробной загрязненности перепревшего навоза крупного рогатого скота, свиней и помета кур колеблется в пределах от 2,2 до 14,5.106 КОЕ/г.
Биологическая специфика органических отходов (навоза и помета) животноводческих и птицеводческих предприятий свидетельствуют, что они являются продуктом обмена веществ животных, птицы и при определенных условиях ведения сельскохозяйственного производства могут содержать не только различные химические элементы в виде азота, фосфора и калия, необходимые для повышения плодородия почвы, но и их соединения в виде нитратов, нитритов, а также токсические вещества, оказывающие негативное воздействие на окружающую природную среду.
Результаты агрохимических исследований различных видов органических отходов (навоза и помета) показали, что химический состав свежего подстилочного навоза крупного рогатого скота, свиней и помета кур имеет значительные колебания по показателям кислотности, содержания в нем влаги и питательным элементам.
В свежем подстилочном навозе крупного рогатого скота и свиней содержится: воды от 62,0% до 69,0%, азота общего 0,32-0,69%, аммиачного 0,07-0,13%, нитратного от 33,7+8,2 до 48,9+3,3 мг/г, а рН (кислотность) колебалась в пределах от 7,7 до 8,1. В свежем подстилочном помете кур количество основных питательных элементов выше, чем в навозе крупного рогатого скота и свиней. Так, содержание азота общего составляет от 1,31+0,1 до 1,52+0,11 %, аммиачного от 0,40+0,3 до 0,62+0,3 %, нитратного от 98,8+13,5 до 109,5+12,2 мг/кг, влаги от 67,0+3,6 до 72,0+3,5%, а рН 6,8-6,9.
В перепревших органических отходах (навозе и помете кур) отмечено снижение содержания в субстрате влаги до 65,0-67,2%, азота общего до 0,4 и 0,62%в навозе крупного рогатого скота, свиней соответственно, до 1,4% в помете кур, азота нитратного на 35,0-45,01 % и увеличение азота аммиачного в 3,2 раза.
Концентрация тяжелых металлов в органических отходах регламентируется уровнем их содержания в почве и оценивается на основании ориентировочно допустимых уровней (ОДУ) токсичных элементов, которые составляют (не более, мг/кг): для свинца 6,0 мг/кг, для кадмия 0,5 мг/кг, для ртути 2,1 мг/кг, нитратов 130,0 мг/кг в соответствии с требованиями "Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах (Дополнение к перечню ПДК и ОДК N°6229-91)", Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94, Госкомсанэ-пиднадзор России, 1995.
Определение уровня содержания солей тяжелых металлов и других токсинов в навозе до его внесения в почву дает возможность нормированного его использования и в этом случае не представляет опасности для окружающей природной среды. В таком случае, навоз не может быть источником загрязнения почв и продукции растениеводства опасными химическими соединениями и токсичными элементами.
В мировой практике существует несколько способов обеззараживания навоза и стоков с животноводческих ферм. Основными из них являются следующие: 1) биотермический метод; 2) использование химических реагентов; 3) термическая обработка; 4) радиационное облучение и др.
Биотермический метод наиболее широко распространен и заключается в закладке навоза в бурты или траншеи с добавлением соломы, торфа или опилок в соотношении 1:4. В условиях биотермического процесса в течение 3-4 месяцев происходит его обезвреживание и превращение его в перегной, пригодный для внесения в почву.
Как разновидность биотермического метода последние годы стал применяться метод принудительного биотермического созревания навоза. При этом методе в навоз добавляются различные комбинации биологически активных веществ и безвредных микроорганизмов (заквасок), которые ускоряют процесс биологического обезвреживания навоза и делают его пригодным для применения как органическое удобрение.
Биохимический способ обеззараживания и утилизации свиного навоза рассчитан на одновременное, быстрое обезвреживание и наиболее полное использование органических соединений в свежем навозе.
Технология биохимического обезвреживания сводится к следующему. По трубам закрытой канализации навоз поступает в приемник, затем в гидролизный аппарат, где субстрат в присутствии серной кислоты подвергается термической обработке при температуре 125-130° в течение 2,5-3 часов. Концентрация серной кислоты доводится в субстрате до 0,7-0,8%. Этот метод комиссией Госкомитета по науке и технике признан перспективным, но нуждающимся в техническом усовершенствовании.
Термическая обработка. На ряде свиноводческих комплексов Московской, Нижне-Новгородской и других областей для обеззараживания навоза используют термическую обработку. Схематически обезвреживание навоза выглядит так.
Разжиженный навоз подвергается фильтрации, сушке в сушильных печах, измельчается и упаковывается в мешки.
Жидкая фракция подается на аэраторы, где происходит биологическая очистка. Очищенная сточная вода поступает в отстойники, где осаждается активный ил, который подается на иловые площадки, а частично, в емкости с аэраторами для поддержания биологической активности очистки.
Вода после отстоя поступает на вторую ступень очистки станцию биологической очистки.
Радиационный способ. В последнее время сотрудниками ВНИ-ИВС разработаны режимы обеззараживания животноводческих стоков с помощью гамма-лучей радиоактивного изотопа 80С (мощность дозы 7000 Р/мин).
Опыты показали, что радиационный метод позволяет надежно обеззараживать разжиженный навоз, инфицированный патогенными вегетативными формами микроорганизмов и вирусами (возбудители бруцеллеза, туберкулеза, ящура, болезни Ауески), а также яйцами -п гельминтов.
Химический способ. В мировой практике используют при этом различные реагенты: формальдегид, негашеную известь, суперфосфат, серную кислоту, гипс и др.
Высказывается мнение, что не все химические дезинфицирующие средства эффективны в экономически приемлемых концентрациях. Кроме того, применение некоторых дезосредств усиливает образование аммиака и сероводорода. Несмотря на это, в некоторых странах считают необходимым проведение при вспышке инфекционных заболеваний в животноводческих хозяйствах химической обработки навоза. Так, в ФРГ рекомендуемым методом для сельскохозяйственных предприятий была химическая обработка формальдегидом (3% формальдегида от общего объема жидкого навоза с содержанием сухого остатка до 10%).
Использование озона. Существует способ обеззараживания навозной жижи озоном, обладающим сильным бактерицидным действием. Озон уменьшает общее количество бактерий на 99,4%. Возбудители полиомиелита уничтожаются озоном за 2 минуты при концентрации 0,45 мг/л, тогда как при хлорировании дозой 1 мг/л для этого требуется 3 часа. Этот способ обеззараживания требует больших затрат и не безопасен для персонала.
Очистка и обеззараживание сточных вол. Сточные воды выводятся из помещений с навозом через щелевые полы или специальные люки. Их можно очистить различными способами.
Сточные воды пропускают через резервуары, заполненные илом, шлаком, щебнем и другими пористыми материалами, на поверхности которых появляется пленка, состоящая из микрофлоры, разлагающей органические вещества. Так как однократная фильтрация не дает желаемого результата, сточные воды пропускают через 2-3 биологических фильтра.
Затем проводят отстаивание сточных вод и аэрофилизацию сточных вод. С целью обеззараживания в сточную воду вносят активный ил и снизу продувают воздух. Активный ил состоит в основном из микроорганизмов, которые легко окисляют органические соединения.
Мониторинговыми исследованиями было установлено, что наиболее широко в практике применяется биотермический метод обеззараживания навоза с использованием ряда биологических препаратов, ускоряющих этот процесс: Байкал ЭМ-1, УФ-7, "Возрождение" и др. В основу идей применения биологических культур положено понятие ЭМ-технология (эффективные микроорганизмы), родоначальником которой является японский микробиолог Геруо Хига, создавший в 1988году мощный микробиологический комплекс, включающий 86 штаммов эффективных микроорганизмов. Рождение ЭМ-технологии имело мировой резонанс. Ее внедрение стало частью национальной политики многих высокоразвитых государств.
В России ученый П.Шаблин создал препарат "Байкал-ЭМ-1), оказавшийся не менее эффективным, чем японский, но дешевле в десятки раз.
Цель ЭМ -технологии заключается в создании оптимальных условии для развития полезной микрофлоры, которая повышает плодородие почвы и урожайность возделываемых культур; подавляет патогенную микрофлору и оздоравливает почву и растения.
Препарат "Байкал ЭМ-1" содержит консорциум аэробных и анаэробных бактерий, являющихся антиподами болезнетворной микрофлоры.
"Байкал ЭМ-1" представляет собой водный раствор, содержащий азот-фиксирующие, фотосинтез и рующие, молочнокислые бактерии, дрожжи и продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов.
Препарат "Байкал-ЭМ-1" разлагает органику, растительные остатки, пищевые отходы, навоз и др. в легкодоступные и легкоусвояемые для растений формы, обогащает почву и компосты витаминами, аминокислотами, биологически активными веществами. Микроорганизмы улучшают структуру почвы, увеличивают ее биологическую активность и приумножают плодородие.
Принципиальное отличие препарата "Байкал ЭМ-1" от других микробиологических препаратов состоит в его многокомпонентности. Отсюда -универсальность в применении и большая эффективность.
Микроорганизмы не только питают растения своей отмершей биомассой, но и создают оптимальные условия обитания для всей остальной почвенной фауны. Также они активно участвуют в синтезе "р высокомолекулярных соединений - перегнойных кислот, которые образуют запас питательных веществ в почве.
Заботясь о повышении почвенного плодородия и повышении урожайности, в первую очередь, необходимо заботиться о питании микроорганизмов и о создании условий для активного развития микробиологических процессов, об увеличении популяций микроорганизмов в почве. Основными поставщиками питательных веществ для растений являются аэробные микроорганизмы. Поэтому, увеличение рыхлости, водопроницаемости, аэрации при оптимальной влажности и температуре почвы обеспечивает наибольшее поступление питательных веществ к растениям.
Препарат "Байкал ЭМ-1" и N°1 для использования коммерческих серий разводят обычной водопроводной водой 1:1000. Таким раствором орошают исследуемые объекты 1-2 раза.
Препарат "Байкал ЭМ-1" при внесении в почву или навоз радикально воздействует на биоценоз почвы, устанавливает новые связи в экосистеме почвы и подавляет патогенную микрофлору почвы, стоков животноводческих ферм и помета. Таким образом, производится обеззараживание почвы, навоза и другой окружающей среды.
Экспериментальное исследование мы проводили на 3-х свинотоварных фермах в трех хозяйствах, т.е. с использованием свиного навоза, и на 3-х молочно-товарных фермах в двух районах с использованием навоза крупного рогатого скота. В опыте проверяли два препарата: N°1 - нашего производства, ЭМ-1-культуру.
Рабочие растворы препаратов готовили согласно инструкции по приготовлению "Байкал ЭМ-1", но прежде мы проверяли выбранные препараты на безвредность и токсичность.
Препараты ЭМ-1 и N°1 представляют собой взвесь микроорганизмов в питательной среде. Прежде чем начать широкие опыты, мы проверили их на некоторые показатели.
Введение подкожно и внутрибрюшинно 10-ти белым мышам 0,5-1мл взвеси препаратов не привело к гибели животных, следовательно, они не обладают патогенностью. При вскрытии на 7 сутки специально убитых животных заметные патолого-анатомические изменения во внутренних органах не наблюдались. Из тканей внутренних органов исходные культуры не выделялись. Все это говорит о безвредности этих препаратов.
Проведенные опыты на токсичность показали, что однократное внутрижелудочное введение препаратов как в нативном виде, так и в рабочем растворе, а также ежедневное внутрижелудочное введение препаратов ЭМ-1 и N°1 не вызвало гибели животных и существенных отклонений от нормального состояния. Животные всех групп сохраняли удовлетворительный аппетит, имели гладкий и чистый шерстяной покров.
Гематологические и биохимические показатели крови животных всех групп находились в пределах физиологической нормы.
Таким образом, одно- и многократное внутрижелудочное введение препаратов ЭМ-1 иN°1 не приводит к гибели лабораторных животных. Данное обстоятельство не позволило определить ЛД5о и рассчитать коэффициент кумуляции по показателю смертельного эффекта.
В настоящее время лабораторией эпизоотологии Краснодарского НИВИ продолжены производственные опыты по изучению эффективности ЭМ-1 и N°1 для переработки навоза в условиях животноводческих ферм. Изучаются оптимальные методы и количество вносимого препарата при закладке навоза и помета. В условиях лаборатории проводятся сравнительные органолептические, бактериологические и биохимические исследования навоза на всех стадиях его обработки.
Выводы
Литература
http://vetkuban.com/num3_20084.html