Человечество стоит на грани, грани отделяющей светлое будущее от мрачного прозябания...
Современное сельское хозяйство постепенно превращается в аграрный тупик для миллиардов людей...
Вот несколько фактов:
Содержание двуокиси углерода и других парниковых газов в атмосфере Земли стремительно растет, что уже сегодня изменило климат. Многие страны, ранее отличавшиеся изобилием растительности превращаются в безжизненные пустыни, участились ураганы и наводнения.
Продукты питания, получаемые на основе продуктов земледелия, выращенных с использованием различных минеральных удобрений, стимуляторов роста и химических средств защиты растений становятся причиной массовых заболеваний людей и животных.
Цены на продовольствие в последнее время бьют все рекорды, делая вкусную и полезную пищу недоступной для населения целых стран.
Миллиарды людей страдают от недостатка качественной питьевой воды.
Современная цивилизация - помойка, это экскременты когда-то процветавшей жизни, а жизнь нельзя строить на смерти, нужно создавать жизнь, чтобы жить, нужно бороться за жизнь, нужно стать воинами жизни
(Дорожная Пыль, Воины жизни. Пролог http://proza.ru/2011/02/13/960)
Молочные реки и их берега.
Беларусь, благодаря самоотверженному труду аграриев вышла в число мировых лидеров по производству молока и продуктов его переработки. По производству молока на душу населения, наша страна занимает четвертое место в Европе, уступая Ирландии с Голландией, где снега практически не бывает, зато финансовая помощь Евросоюза сыплется как из рога изобилия.
Качество белорусского молока оценили многие, причем далеко за пределами страны.
Но во что обходится количество в виде высоких надоев и качество, признанное во всем мире? Этот вопрос находится под пристальным вниманием главы нашего государства, правительством страны разработана государственная программа развития сельских территорий на 2011-2015 годы. Крупные зарубежные инвесторы уже давно «положили глаз» на белорусскую молочную отрасль.
Беларусь ежегодно потребляет около двух миллионов тонн, постоянно растущих в цене минеральных удобрений, при этом значительная их часть импортируется, обходится это в сотни миллионов долларов, совсем не лишних для экономики. Можно ли обойтись без минеральных удобрений? Можно, но тогда урожайность упадет на 30-50 процентов, а значит и надои снизятся. Вывоз из страны с ограниченными земельными ресурсами большого количества продовольствия означает, что те элементы питания, которые находятся в пахотном слое земли, выводятся из оборота, а их замена легкорастворимыми минеральными удобрениями приводит к загрязнению грунтовых вод и водоемов. Так что экологическая и экономическая нагрузка на белорусский гектар нешуточная, а для некоторых видов сельскохозяйственного производства, таких например, как пчеловодство, неприемлемая. Белорусские пчелы, при кажущейся своей незаметности, на фоне мясомолочной отрасли, играют весьма важную роль как опылители целого ряда культур, таких как рапс и гречиха, дефицит которых мы наблюдаем в последнее время. Плодородие земли, как основное достояние нашей страны, формируется веками, а выручка, от экспорта сельхозпродукции повышает его далеко не всегда.
Помимо минеральных удобрений, для получения высоких урожаев кормов используют органику, один только Дзержинский район Минской области ежегодно вывозит в поля более полумиллиона тонн навоза, кроме того, в почву ежегодно запахивают солому.
Казалось бы, технология внесения органики отработана веками, продукт натуральный, какие могут быть опасения? И все же они есть. По данным Главной Государственной инспекции по семеноводству, карантину и защите растений, практически все наши поля заражены плесневыми грибами, размножающимися на постоянно обогащаемой органикой почве. Грибы паразитируют на растениях и содержат микотоксины, вызывающие отравления животных. Чем усерднее вносится органика и минеральные удобрения, тем выше плотность заражения, в результате чего не только снижаются надои, да и качество молока не повышается.
Так создается замкнутый круг. Беларусь, страна небольшая, расширение площади пахотных земель в ближайшее время не предвидится, а растущее поголовье требует кормов, много и высокого качества.
Рост поголовья создает проблему, достойную подвига легендарного Геракла – навоз. Его образуется огромная масса, только на новом молочном комплексе в СПК «Правда – Агро», что в деревне Томковичи Дзержинского района Минской области, навозохранилище вмещает тысячи тонн навозной жижи, проектировщики поработали на славу, предусмотрели все: и насосную станцию и трубопроводы, которые оканчиваются в бетонном накопителе колоссальной емкости. Одно только не учли проектировщики – вывоз навозной жижи в поля осуществляется тракторами, причем процесс этот должен осуществляться непрерывно, круглый год, в любую погоду, иначе накопитель переполнится, а это экологическая катастрофа. Поэтому вывоз навозной жижи и ее внесение по агротехническим нормам не всегда совпадают, на практике это приводит к тому, что, где то вносят двойную норму органики, а где то и одной не выходит. Кроме того перевозки осуществляются по дорогам общего пользования, по улицам сел, что никак не способствует продлению срока службы их дорожного покрытия. Да и объемы перевозок соизмеримы с посевной и уборочной кампаниями, а это не только расход топлива, зарплата трактористов, но и износ техники. Специфический запах «навозных берегов молочных рек», насквозь пропитавший сельскую жизнь - не способствует он ее привлекательности. Агротуризм и «большое молоко» на крупных комплексах с их специфическим запахом круглогодичного стойлового содержания буренок уживаются с большим трудом.
Немалую проблему представляет переработка молочной сыворотки и других отходов переработки молока, ежегодно на молокозаводах Беларуси образуется несколько миллионов тонн. Отходы молокоперерабатывающих предприятий являются ценным сырьем, для получения казеина например, но это производство весьма энергоемкое, имеется оно только на крупных молокоперерабатывающих предприятиях, поэтому сыворотку в основном отправляют на корм скоту, хранение и транспортировка сыворотки дело сложное, поэтому она часто портится и становится непригодной даже на корм животным, после чего она сливается в канализацию, что также требует больших затрат. Смолевичский молокозавод, например, платит за слив своих отходов в городскую канализацию около восьми миллионов рублей в месяц, что соответствует зарплате нескольких специалистов с высшим образованием, сами же стоки могли бы использоваться с пользой, но видно у специалистов предприятия руки не доходят.
Можно ли заработать на отходах? Жизнь подсказывает, что не только можно, но и нужно. Навозная жижа, и другие отходы, в избытке имеющиеся на молочных фермах и перерабатывающих предприятиях это ценное удобрение, содержащее все необходимые растениям вещества, но при этом обладающее большим недостатком – избытком воды (более 80%), которую и возят круглый год тысячи тракторов по всей стране. Избыточная влажность способствует быстрой потере навозом до 30% наиболее ценного питательного вещества – азота и вынуждает закупать и вносить дорогостоящие азотные удобрения промышленного производства. Мощным средством переработки навозной жижи являются биогазовые установки метанового сбраживания, только вот работают они с навозной жижей влажностью не менее 90%, получаемый в результате биогаз и энергия от его сжигания, учитывая высокую стоимость импортного оборудования, едва ли покрывают расходы на транспортировку остающейся массы по отработанному годами маршруту. В Евросоюзе существует даже специальный регламент по транспортировке навоза, выполнение которого опять же ложится на себестоимость молока, а невыполнение дает лишний повод для придирок со стороны разного рода экспертов.
Современное молочное животноводство уже не может развиваться без решения проблемы утилизации навоза и отходов переработки молока, иными словами шаг от канализации и накопителя навозной жижи к фабрике - агрокухне по производству сбалансированного и свободного от вредной микрофлоры комплексного удобрения – мелиоранта, способного повышать плодородие пашни в каждом сельскохозяйственном предприятии уже давно назрел. Технологии для такой фабрики, и система мелиорации на основе использования свойств пористых материалов природного происхождения, были предложены белорусскими учеными еще в 1998 году. Основой для разработки послужило наблюдение коменданта Витебска, итальянца Александра Гваньини (1538-1614), описавшего в своих «Хрониках Европейской Сарматии» эффект интенсивного роста ржи после внесения в почву древесного угля и древесной золы. Аналогичные разработки с 2008 года ведутся в США (Тифтон) и ЮАР (Гарсфонтейн). Оборудование для такого производства не является технически сложным и его производство вполне может быть налажено в Беларуси. Сами же удобрения прошли многолетнюю апробацию в Научно-практическом центре по Земледелию и Институте почвоведения и агрохимии Академии наук Беларуси, так прибавка урожая ярового ячменя при использовании в качестве основы удобрения древесного угля, составила в среднем 35 процента, при использовании трепела, залежи которого, доступные для открытой разработки, имеются в Беларуси, около 20%. Что же касается экологического эффекта, и повышения плодородия почв то это инвестиции в будущее нашей страны.
Окупаемость производства удобрений на основе местных ресурсов в условиях любого хозяйства всего несколько месяцев, так как материальные затраты вполне укладываются в существующую агротехнику.
Дело за малым, требуется желание аграриев производить молоко без ущерба для экологии и экономики страны.
Можно ли изменить жизнь к лучшему, может ли человечество наконец выйти из ааграрного тупика?
Один из возможных выходов - Безотходный рекуперационный способ мелиорации.
Описываемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для длительного удовлетворения потребностей человека в продуктах питания и иных средствах существования и сохранения здоровой среды его обитания в условиях интенсивного земледелия.
Известны способы повышения и поддержания на высоком уровне плодородия земель сельскохозяйственного назначения (мелиорация), предполагающие отвод воды с полей при ее излишке, или поливе насаждений при ее недостатке (ирригация), известковании почв при повышенной кислотности, внесение песка для повышения водопроницаемости глинистых почв и глины для снижения водопроницаемости песчаных почв, кроме того, для получения высокого урожая производятся систематические подкормки насаждений органическими и минеральными удобрениями, вносятся необходимые микроэлементы.
Полученные в результате сельскохозяйственной деятельности, осуществляемой в близкой к природе сельской местности, продукты, поступают для переработки и потребления в большие и малые города и населенные пункты, образующиеся в процессе переработки и потребления отходы, содержащие необходимые растениям питательные вещества захораниваются на специальных полигонах либо сжигаются. В результате разложения органических отходов на полигонах, либо их сжигания из приземного слоя атмосферы забирается большое количество кислорода, который заменяется углекислотой, метаном и другими весьма вредными газами, чем нарушается экологическое равновесие планеты Земля.
В дикой природе рекуперация питательных веществ растений, потребляемых животными осуществляется естественным путем, так как дикие животные питаются в тех же местах, где и осуществляют естественные отправления.
Первым способом земледелия, освоенным человеком после его выделения из животного мира, был подсечно-огневой способ земледелия, предполагающий подсечку и выжигание растительности на небольших участках (огнищах) после чего на них в течение 3-5 лет было возможно получение урожаев культурных растений с минимальными трудозатратами за счет удобрения почвы продуктами сгорания растений [1,2]. К настоящему времени этот способ земледелия по известным причинам сохранился только в отдаленных малонаселенных местах с тропическим климатом.
С древнейших времен известны земледельческие культуры, использовавшие ежегодные разливы рек, имеющих большую площадь водосбора, несущих на поля, расположенные в их поймах плодородный ил (Нил в Африке, Тигр и Евфрат в Ираке, Янцзы и Хуанхэ в Китае, Ганг в Индии, Меконг странах Индокитая [3]). Механизм образования ила весьма сложен и имеет микробиологическую природу, (в его состав входят десятки микроорганизмов), мелкие частицы почвы, находящиеся во взвешенном состоянии в текущей воде с растворенными в ней питательными веществами и микроэлементами, под действием солнечной радиации быстро обрастают водными микроорганизмами, использующими эти вещества, а также кислород и углерод атмосферной углекислоты для своего питания. Солнечная радиация в сочетании с аэрацией атмосферным воздухом оказывает выборочное обеззараживающее действие на речную воду, микроорганизмы, участвующие в образовании ила под ее воздействием развиваются, а болезнетворные микробы, как например, возбудитель дизентерии гибнут. После того, как ил оказывается на суше, водные микроорганизмы быстро гибнут и образуют весьма ценный для растений, легко усваиваемый ими органоминералный комплекс - гумус, чем и объясняется высокое плодородие пойменных земель, как используемых человеком, так и зарастающих лесами (сельва Амазонии и бассейна Ориноко, джунгли бассейна реки Конго тугайные леса Сырдарьи и Амударьи). Когда по каким либо причинам, обусловленным в основном изменением климата, разливы рек прекращались, то такое земледелие очень быстро приходило в упадок, чему есть немало примеров в истории человечества.
В ходе массовой мелиорации, связанной с ирригацией, проводимой в последнее время для гарантированного получения высоких урожаев, в ряде стран мира (зона сертана в Бразилии, засушливые районы Средней Азии, прерии США и Канады, нечерноземная зона России и стран Балтии, полесье Беларуси) изменяются русла рек, осушаются питающие их болота, что снижает продуктивность рек по производству и транспортировке плодородного ила. Осушенные торфяники очень быстро теряют торф, происходит это как в результате пожаров, так и в результате выветривания. Для получения стабильных урожаев, ранее обеспеченных за счет ежегодного внесения плодородного ила, массово используются органические и минеральные удобрения, уступающие илу по своей биологической продуктивности, что делает растения менее жизнеспособными, повышает опасность их поражения болезнями и вредителями. Использование для удобрения полей навоза и соломы, зараженных болезнетворными бактериями и грибами вынуждает массово использовать токсичные химические средства защиты растений, что создает весьма неблагоприятную экологическую ситуацию в районах интенсивного земледелия. Современные крупные животноводческие комплексы и перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию предприятия - мясоперерабатывающие заводы, молокозаводы и др. постоянно испытывают потребность в утилизации своих жидких отходов, сливать которые на поля не всегда возможно, кроме того, содержащиеся в них питательные вещества в первую очередь потребляются почвенными бактериями, которые являются конкурентами сельскохозяйственных культур в системе питания, чем объясняется тот факт, что свежий навоз не рекомендуется вносить под целый ряд культур в связи с угрозой потери урожая. Мелиорация, осуществляемая в районах избыточного увлажнения, связанная с отводом воды с полей, приводит к выносу с полей ценного составляющего плодородия – гумуса, замены которому в условиях интенсивного земледелия не существует. В районах поливного земледелия, с древнейших времен, использующих воду рек, насыщенную плодородным илом, количество которого достигает 1 кг/м3 и более [16], в последнее время, в связи с регулированием их стока, как например, после постройки Нурекской ГЭС на реке Вахш наблюдается снижение количества взвешенных в воде частиц ила, оседающих в водохранилище электростанции, что приводит к многократному увеличению потребности сельскохозяйственных предприятий в поливной воде [4].
Ирригационные сооружения - водоводы, каналы, арыки, в результате смыва в них гумуса и минеральных удобрений с полей, быстро заиливаются, что требует их постоянной очистки, ил, извлекаемый из ирригационных сооружений, как правило, выбрасывают поблизости, образуя в прибрежной полосе повышенное плодородие почвы [7, 8], на которой очень быстро разрастаются сорные растения, многолетние травы, кустарники и деревья, что значительно усложняет эксплуатацию ирригационных сооружений.
Известно удобрение для различных культур изготавливаемое из соломы, пропитываемой навозной жижей [5], образующейся на животноводческих комплексах в результате гидродинамического смыва, недостатком такого удобрения является интенсивное развитие нежелательной микрофлоры в почве, что делает питательные вещества, содержащиеся в нем недоступными для сельскохозяйственных растений, кроме того, некоторые микроорганизмы, вносимые с таким удобрением или навозом в почву, являются причиной различных заболеваний и питательной средой для размножения вредителей: насекомых и грызунов.
Известны концентрированные минеральные удобрения, например аммофос, получаемые из доставляемых на большие расстояния апатитовых руд с использованием экстракционной фосфорной кислоты (30-32% Р2О5) [5]. Недостатком аммофоса и других минеральных удобрений является высокая энергоресурсоемкость и наличие выбросов в атмосферу вредных веществ при их производстве.
Недостатком использования органических и минеральных удобрений является их вымывание в естественные водоемы поверхностными водами, что приводит к заиливанию водоемов, а нередко к загниванию воды в них с образованием вредного для водных животных и рыбы сероводорода в результате нарушения экологического баланса.
Наиболее близким к заявляемому является пойменный способ земледелия, основанный на внесении в почву плодородного ила в сочетании с подсечно - огневым, который предполагает подсечку и выжигание растительности и кустарников и интенсивным, основанном на использовании минеральных удобрений высокой концентрации [1,2].
Современное интенсивное земледелие, выносит из почвы большое количество питательных веществ и невозможно без соответствующей ему мелиорации земель, образующиеся в результате переработки и потребления органические отходы требуют надлежащей переработки и возврата на поля (рекуперации).
Задача изобретения – обеспечение высокой эффективности сельскохозяйственного производства и снижение экологической нагрузки на окружающую среду.
Указанная задача достигается тем, что на землях сельскохозяйственного назначения создается система заполненных водой каналов и водохранилищ, в которые, после необходимой обработки и извлечения известным способом основной массы питательных веществ с получением комплексного удобрения пролонгированного действия [12] подаются в безопасной и оптимальной для образования ила концентрации жидкие отходы аграрно-промышленных предприятий и барботируется атмосферный воздух, чем обеспечивается рекуперация питательных веществ и гумуса. По мере накопления ила, он извлекается из водоемов и подается на поля, где вносится в почву совместно с пористыми органическими веществами – продуктами пиролиза биомассы (травы, кустарников, деревьев), торфом, бурым углем, пропитанных минеральными удобрениями и обогащенных необходимыми растениям микроэлементами.
Пример осуществления способа: на выделенном для ведения сельского хозяйства участке земли, создается ирригационная сеть, включающая каналы и водоемы, заполненные водой, система трубопроводов и насосных станций для транспортировки ила, жидких отходов органики и горючего газа. Неиспользуемая в сельском хозяйстве растительность (пожнивные остатки, сучья и ветки, образующиеся при уходе за садами, ягодниками и защитными лесными насаждениями), а также сухая часть отходов животноводства и птицеводства, подвергается пиролизу в газогенераторах, с получением тепла и горючего газа, охлаждаемого при прохождении по трубам [7], проложенным по дну каналов и водоемов. Полученные в результате зола и уголь используется в качестве компонента удобрения пролонгированного действия [17], а газ используется для энергообеспечения объектов жилищно-коммунального хозяйства, агропромышленного комплекса и насосных станций по перекачке отходов, воды, ила и воздуха. В водоемы, заполненные водой, в концентрации, обеспечивающей оптимальные условия для обеззараживания и образования ила, подают жидкие отходы аграрно-промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства (освобожденные от твердых частиц стоки) и барботируют атмосферный воздух.
Образовавшийся ил, известным способом (по трубам или при помощи транспортных средств) [8], подается на поля, где после добавления до необходимой растениям агротехнической нормы минеральных и органических удобрений вносится известным способом. Уголь пропитывают минеральными питательным веществами и вносят известным способом в почву, либо смешивая с илом используют для формирования кубиков для выращивания рассады [10].
Безотходный рекуперационный способ мелиорации, как способ функционирования агропромышленного комплекса, позволяет существенно повысить продуктивность земледелия и животноводства, повысить качество продукции, производительность труда, плодородие почв и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.
Источники информации:
1. Рюбензам Э., Рауэ К., Земледелие, пер. с нем., М., 1969. С.52
2. Гваньини Александр, Хроники Европейской Сарматии. Верона 1578 г. С.25
3. Муранов А., Величайшие реки мира, Л., 1968 С.78
4. Priv.Rep. Гринчик Н.Н. 07 сентября 2009 г.
5. Авров О.Е., Мороз З.М. Использование соломы в сельском хозяйстве. Л. 1979. С.142
6. Соколовский А.А., Унанянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. М 1977, С. 326 - 340
7. Кореньков Д.А. и др. Справочник агрохимика. М. 1976 С. 24-32
8. Волощук М.Д. и др. Очистка водохранилищ и использование илов для восстановления плодородия малопродуктивных почв Молдовы. Кишинев 1991г. С.12-15
9. Бухаров А.В., Бухаров В.А., Бухаров С.А., Коротченко Л.М.., Лесных Ю.И. Система газоснабжения и утилизации. Патент Республики Беларусь на полезную модель № 3090 2006 г.
10. Бухаров А.В., Бухаров В.А., Бухаров С.А., Бухарова Н.А., Бухарова Н.И., Коротченко Л.М.., Филипеня А.Н. Устройство для выращивания и высадки рассады. Патент Республики Беларусь на полезную модель № 4040, 2007 г.
11. Гринчик Н.Н. Процессы переноса в пористых средах, электролитах и мембранах. Мн. 1991, С. 1-261
12. Бухаров А.В., Гринчик Н.Н., Комплексное удобрение пролонгированного действия и способ его получения. Заявка на изобретение Республики Беларусь № а 20060781. Официальный бюллетень № 1 2008 г. С. 15-16
13. Шубладзе К. К., Мелиорация земель, М., 1970 г. С. 23-124.
14. Коплан-Дикс И.С. и др. Роль минеральных удобрений в эвтрофировании вод суши. Л. 1985 г. С. 15-16
15. Шульц М. Круглогодовое орошение сточными водами, М., 1965 С. 58-64
16. Шульц В. Л., Реки Средней Азии, 2 изд., ч. 1, Л., 1965 С. 28-32
17. Бухаров А.В. Удобрение комплексное пролонгированного действия «Гуаносин» ТУ BY 690358733/001-2009) //Изобретатель № 3(111) 2009, С.26-27
18. Бухаров А.В., Кадыров М.А., Берестов И.И.Результаты исследований по использованию комплексного удобрения на основе древесного угля на посевах ярового ячменя//Земледелие и селекция в Беларуси. Сборник научных трудов РУП НПЦ по Земледелию НАН Беларуси. Мн. 2010 С. 87-96
19. Бухаров А.В., Кадыров М.А., Берестов И.И., Бардашевич А.И. Потребление элементов питания растениями ячменя при применении удобрения на основе древесного угля. //Плодородие почв и эффективность использования удобрений.// Материалы научно-практической конференции, посвященной 80 летию основания Института почвоведения и агрохимии. Минск 5-8 июля 2011 г.
С. 196-198.
Всех неравнодушных прошу посетить http://proza.ru/2011/06/30/847