CC BY
31УДК 581.5
Е. И. Кузнецова, В. А. Михеев, Е. Н. Закабунина, И. П. Козырева
(ФГБОУ ВПО «РГАЗУ»)
ОПТИМАЛЬНЫЕ ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ СТОКОВ НА ОРОШЕНИЕ И УДОБРЕНИЕ КОРМОВЫХ УГОДИЙ НА ОКУЛЬТУРЕННЫХ ПОЧВАХ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
В статье рассмотрены технические, мелиоративные и биологические аспекты использования животноводческих стоков на орошение и удобрение сельскохозяйственных культур в Нечерноземье России.
Ключевые слова: орошение, окультуренные почвы, животноводческие стоки, удобрение, поля орошения, суммарное водопотребление, нормы и сроки внесения стоков, водный баланс.
Ye. I. Kuznetsova, V. A. Mikheyev, Ye. N. Zakabunina, I. P. Kozyreva
(FSBEE HPE “RSAPU”)
OPTIMAL USE OF LIVESTOCK WASTE FOR IRRIGATION AND FERTILIZATION OF FORAGE FIELDS AT RECLAIMED SOILS OF THE RUSSIAN FEDERATION
The paper deals with the technical, reclamation, and biological aspects of using livestock waste for irrigation and fertilization of agricultural crops in Nonblack Soil Zone of Russia.
Keywords: irrigation, reclaimed soils, livestock waste, fertilization, irrigation sewage disposal, total water consumption, rates and dates of livestock waste application, water balance.
При проведении научно-исследовательских работ на экспериментальных участках в Нечерноземье РФ и оросительных системах с использованием животноводческих стоков особое внимание было уделено агро-экологическим аспектам использования животноводческих стоков на многолетних (в т. ч. бобовых) травах.
Согласно экологическим нормативам использование на орошение животноводческих стоков допускается только после предварительной подготовки по отделению длинноволокнистых включений, шестисуточного карантинирования и дегельминтации. В случае возникновения инфекционных болезней на животноводческом предприятии применение стоков возможно только после обеззараживания [1, 2].
Оросительные системы с использованием животноводческих стоков предназначены для почвенной очистки и обезвреживания стоков на кормо-
вых угодьях. Использование стоков на орошение и удобрение является природоохранным и ресурсосберегающим мероприятием, обеспечивающим повышение продуктивности земель и экономию минеральных удобрений [3].
Между границей полей орошения и водными объектами предусматривается водоохранная зона. В водоохранной зоне от уреза меженного уровня воды выделяются прибрежные водоохранные полосы, ширина которых принимается для рек длиной до 50 км - не менее 20 м; от 50 до 100 км - около 50 м; от 100 до 300 км - около 100 м.
При выборе участков для орошения животноводческими стоками учитываются условия защищенности подземных вод, наличие на рассматриваемой территории действующих и проектируемых водозаборов подземных и поверхностных вод.
Прогнозная оценка и картирование естественной защищенности подземных вод от загрязнения животноводческими стоками выполняется согласно Положению об охране подземных вод и действующим региональным методикам, разработанным ВСЕГИНГЕО, ВНИИГ иМ, МГУП.
При выборе сельскохозяйственных культур для полей орошения руководствуются:
- высоким водопотреблением и выносом биогенных веществ с урожаем для обеспечения высокой степени очистки и доочистки животноводческих стоков;
- способностью обеспечивать стабильный высокий урожай биомассы;
- возможностью применения максимальной механизации работ по уходу и уборке урожая.
При использовании животноводческих стоков крупного рогатого скота на орошение в структуре посевных площадей кормовых севооборотов ведущей культурой должны быть многолетние, особенно злаковые травы, как основной источник для получения грубых кормов, сена, сенажа, силоса, травяной муки. При подборе видов и компонентов травосмесей
следует учитывать сбалансированность кормов по основным элементам питания и обеспечение равномерного в течение вегетации выхода зеленой массы.
Сорта многолетних трав (злаковых и бобовых) должны подбираться с учетом районирования, типа почв и хозяйственного использования. Длительность использования травостоя многолетних злаковых трав рекомендуется от 5 до 10 лет и более.
При удобрительных поливах стоками безопасная концентрация общего азота в поливных водах составляет для кукурузы 1560 мг/л, подсолнечника - 1400 мг/л, суданской травы - 1450 мг/л, многолетних трав первого года жизни - 1000 мг/л, люцерны первого, второго и последующих лет жизни - 1540 мг/л, для зернофуражных культур - 1300 мг/л. Животноводческие стоки, содержащие микроэлементы, в том числе тяжелые металлы в количествах, не превышающих ПДК для воды хозяйственнопитьевого назначения, целесообразно использовать для орошения по водо-потреблению растений [4].
Ежегодно специалистами сельскохозяйственного предприятия в марте-апреле определяется содержание питательных веществ, микроэлементов и тяжелых металлов в животноводческих стоках, хранящихся в накопителях. Затем разрабатывается график удобрительно-увлажнительных поливов многолетних трав животноводческими стоками в сочетании с природной водой.
Оросительные системы с использованием подготовленных животноводческих стоков и аналогичных по удобрительным свойствам сточных вод следует проектировать с круглогодовым приемом стоков в накопители и использованием на удобрение и орошение в вегетационный период.
Расчет годовых норм внесения животноводческих стоков ведется по трем главным питательным элементам - азоту, фосфору, калию. За расчетную годовую средневзвешенную по севообороту норму внесения животноводческих стоков принимается минимальная из трех расчетных.
Вынос КРК урожаем определяется произведением величины планового урожая и выноса КРК единицей урожая по каждой культуре севооборота с учетом побочной продукции (солома, ботва и т. п.), принимаемым по данным зональных сельскохозяйственных и агрономических учреждений и справочным данным.
Содержание КРК в животноводческих стоках определяется по фактическим данным в пробах стоков в накопителях, при отсутствии фактических данных - на основании технологических расчетов.
Г одовые нормы внесения стоков под культуры севооборота не должны превышать норм, рассчитанных по общему азоту. Для этого годовые нормы внесения стоков под каждую культуру назначаются путем распределения величины минимальной средневзвешенной по севообороту нормы из трех расчетных пропорционально расчетным годовым нормам внесения азота под культуры севооборота.
Режим орошения разрабатывается с учетом оптимальных сроков полива и разовых норм дробного внесения биогенных веществ с поливной водой, приуроченных к основным фазам развития растений, с учетом применяемой техники полива.
Дефицит водопотребления растений на полях орошения восполняется за счет проведения орошения из дополнительных водоисточников.
Степень разбавления стоков определяется соотношением нормы увлажнительного полива и разовой нормы внесения стоков. При одновременном поливе нескольких сельскохозяйственных культур степень разбавления принимается по наименьшей из рассчитанных по отдельным культурам. Недополив остальных культур восполняется впоследствии дополнительными или плановыми поливами.
В целях совмещения удобрительных и увлажнительных поливов допускается изменение сроков удобрительных поливов на 5-7 дней при благоприятной предполивной влажности почвы.
При многоукосном (трехкратном) использовании травостоя много-
летних трав в Нечерноземной зоне следует проводить три полива стоками из расчета под каждое отрастание злаковых трав 100 кг/га азота, под кострецово-люцерновый травостой - 80-100 кг.
Оптимальными сроками уборки трав, используемых для заготовки сенажа и силоса, являются для злакового травостоя - начало выметывания - начало цветения, для кострецово-люцернового - стеблевание - цветение. На пастбищах необходимо выдерживать перерыв в стравливании после последнего полива трав животноводческими стоками не менее 21 суток. Контроль качества кормовой продукции следует осуществлять агрономической службе хозяйства.
В зонах избыточного увлажнения при использовании животноводческих стоков на дренированных землях рекомендуется проектировать водооборотные системы.
Поверхностный и дренажный стоки (возвратные воды) таких систем аккумулируются в накопителях и затем используются на орошение в засушливое время, для разбавления стоков или на сельскохозяйственные нужды.
Разбавление животноводческих стоков и сточных вод с высокой концентрацией биогенных элементов оросительной водой должно производиться в узлах смешивания. Выбор конструкции узла смешивания определяется в зависимости от расчетных параметров оросительной сети, степени разбавления стоков, рельефа территории орошаемого участка, взаимного плана - высотного расположения накопителя стоков, мелиоративной насосной станции, места смешивания.
Внесение животноводческих стоков и сточных вод пищевой промышленности с высоким содержанием биогенных элементов рекомендуется осуществлять специальными дождевальными машинами: ДКН-80, ДМУ-АСС «Фрегат», ДФС-120 «Днепр», ДДН-70, ДДН-100С.
Необходимость устройства дренажа в зонах неустойчивого увлажнения устанавливается прогнозом водно-солевого режима почв полей орошения и прилегающей территории в существующих и проектируемых условиях с учетом оросительных норм и химического состава животноводческих
стоков, биологических особенностей сельскохозяйственных культур, требований охраны окружающей среды. В прогнозных расчетах количество азотистых соединений, фильтрующихся через зону аэрации, следует принимать в размере 5-10 % от годовой нормы внесения с поливными водами.
Для зон избыточного и неустойчивого увлажнения осушительные системы на полях орошения проектируются из расчета отведения избыточной влаги в годы 10 %-ной обеспеченности осадками.
Состав инженерно-технических и природоохранных мероприятий определяется результатами прогнозной оценки воздействия орошения животноводческими стоками на все компоненты окружающей среды - воздух, почву, поверхностные и подземные воды, сельскохозяйственную продукцию и животных.
Для контроля уровненного режима и качества грунтовых вод следует предусматривать устройство сети гидрорежимных скважин. Число скважин и их местоположение должны быть увязаны с региональной сетью режимных гидрогеологических скважин. При этом следует учитывать особенности гидрогеологических и геоморфологических условий, расположение дренажной сети и потенциальных источников загрязнения. Наблюдательные скважины размещаются в виде распределенных по площади точек или створами. Створы назначают в направлении от области питания в область разгрузки и потенциально подтопляемых территорий.
Конструкция наблюдательных скважин зависит от их назначения и литологического состава водоносных пород. Фильтры устанавливаются в верхней части водоносного горизонта с заглублением верха не более 0,5-1,0 м от зеркала воды. Длину перфорированной части грунтфильтра следует брать равной 0,5-0,7 м. На поверхности земли вокруг скважин должна быть устроена присыпка высотой 15-25 см для исключения за-трубного просачивания сточных вод в грунтовые.
На полях орошения животноводческими стоками необходимо проводить мониторинг состояния плодородия почв, качества растениеводческой
продукции, химического состава подземных и при необходимости поверхностных вод.
Список использованных источников
1 Повышение плодородия почв в Нечерноземье России: монография / Е. И. Кузнецова [и др.]. - Ярославль, 2011. - 655 с.
2 Кузнецова, Е. И. Мировое наследие трудов Н. И. Вавилова / Е. И. Кузнецова, Е. Н. Закабунина, И. П. Козырева // Научные труды международной конференции. - Саратов, 2012. - С. 122-124.
3 Нормы технологического проектирования оросительных систем с использованием животноводческих стоков: НТП-АПК 1.30.03.01-06: Введ. 01.01.2007 / Минсельхоз РФ. - М., 2007. - 48 с.
4 Михеев, В. А. Ресурсосберегающая технология создания устойчивых агроценозов многолетних трав при использовании животноводческих стоков: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук: 06.01.12, 06.01.02 / Михеев Владимир Александрович. - М., 2003. - 52 с.
Кузнецова Елена Ивановна - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный аграрный заочный университет» (ФГБОУ ВПО «РГАЗУ»), заведующая кафедрой почвоведения, геологии и мелиорации. Контактный телефон: (495) 521-5211, 89067184849.
E-mail: еi - [email protected]
Kuznetsova Yelena Ivanovna - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education Russian State Agrarian Postal University (FSBEE HPE “RSAPU”), Head of the Chair of Pedology, Geology and Land Reclamation.
Contact telephone number: (495) 521-5211, 89067184849.
E-mail: еi - [email protected]
Михеев Владимир Александрович - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный аграрный заочный университет» (ФГБОУ ВПО «РГАЗУ»), профессор.
Контактный телефон: (495) 521-55-97.
E-mail: [email protected]
Mikheyev Vladimir Aleksandrovich - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education Russian State Agrarian Postal University (FSBEE HPE “RSAPU”), Professor.
Contact telephone number: (495) 521-55-97.
E-mail: [email protected]
Закабунина Елена Николаевна - кандидат сельскохозяйственных наук, докторант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный аграрный заочный университет» (ФГБОУ ВПО «РГАЗУ»), профессор.
Контактный телефон: (495) 521-55-97.
E-mail: [email protected]
Zakabunina Yelena Nikolaevna - Candidate of Agricultural Sciences, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education Russian State Agrarian Postal University (FSBEE HPE “RSAPU”), Professor.
Contact telephone number: (495) 521-55-97.
E-mail: [email protected]
Козырева Ирина Павловна - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российского государственного аграрного заочный университет (ФГОУ ВПО «РГАЗУ»), магистр.
Контактный телефон: (495) 521-55-97.
E-mail: [email protected]
Kozyreva Irina Pavlovna - Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education Russian State Agrarian Postal University (FSBEE HPE “RSAPU”), Master.
Contact telephone number: (495) 521-55-97.
E-mail: [email protected]
