Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Новосибирский государственный аграрный университет

Агрономический факультет

Кафедра агроэкологии и микробиологии

Курсовая работа

по охране окружающей среды

на тему:

Причины и следствия неблагоприятного воздействия животноводства на окружающую среду

Выполнил: студент 1404 гр.

Мамедов Р.И

Проверила: Котова К.Н

Новосибирск 2012 г

Содержание

Введение

1. Проблема перевода животноводства на промышленную основу

2. Экологический мониторинг в зоне жизнедеятельности животноводства (влияние отходов животноводства на санитарно-гигиеническое состояние почв, поверхностных водоисточников)

3. Проблема утилизации жидких и твердых животноводческих отходов

4. Возможные пути решения проблемы

Заключение

Список литературы

Введение

Сельское хозяйство является такой отраслью, в которой производство наиболее тесно связано с природой, однако техническое развитие и процессы перевода этой сферы человеческой деятельности на промышленную основу привели ко многим неблагоприятным изменениям в окружающей среде. Основные факторы надвигающейся экологической катастрофы уже хорошо известны: загрязнение воздуха, почвы, пресных вод, опустынивание, накопление в атмосфере газов, дающих парниковый эффект, кислотные дожди. Биосфера обогащается различными элементами, которые оказывают влияние на обмен веществ, как растений, так и животных.

1. Проблема перевода животноводства на промышленную основу

Воздействие животноводства на природный ландшафт характеризуется рядом специфических особенностей. Первая заключается в том, что животноводческие ландшафты состоят из разнородных, но тесно связанных между собой частей, таких как пастбища, выгоны, фермы, зоны утилизации отходов и т.д. Каждая часть вносит особый вклад в общий поток воздействия на природные комплексы. Вторая особенность - меньшее территориальное распространение по сравнению с земледелием.

Выпас животных в первую очередь влияет на растительный покров пастбищ: уменьшается биомасса растений и происходят изменения в видовом составе растительного сообщества. При особо длительном или чрезмерном (в расчете на животное) выпасе почва уплотняется, поверхность пастбищ оголяется, что усиливает испарение и приводит в континентальных секторах умеренного пояса к засолению почв, а во влажных районах способствует заболачиванию.

Использование земель под пастбища сопряжено также с выносом питательных веществ из почв в составе подножных кормов и сена. Чтобы компенсировать потери питательных веществ, в земли пастбищ вносят удобрения, двоякость воздействия которых описана в разделе о земледелии.

Животноводческая отрасль является значительным потребителем воды, на долю которого из общего сельскохозяйственного водозабора приходится около 70 км³ в год.

Наиболее негативная сторона воздействия животноводства на ландшафт - загрязнение природных вод стоками животноводческих ферм. Многократное повышение концентрации органических веществ в пресноводных водоемах, а затем в прибрежной зоне морской акватории существенно уменьшает содержание кислорода в воде, приводит к изменению сообщества водных микроорганизмов, нарушению пищевых цепей, может вызвать гибель рыбы и другие последствия.

Никакая другая отрасль общественного производства не связана так с использованием природных ресурсов, как сельское хозяйство. Ведь труд земледельца и животновода - это по существу использование природы, окружающей нас естественной среды для удовлетворения потребностей человека. Сельское хозяйство необходимо рассматривать как огромный, постоянно действующий механизм охраны, культивирования живых природных богатств, и подходить к нему следует еще под одним углом зрения - охраны окружающей среды. Поэтому в условиях аграрного производства использование природных ресурсов и, прежде всего, земли должно сочетаться с мерами по охране окружающей среды. Плоды труда человека на земле - это самая необходимая предпосылка жизни каждого общества, на какой бы ступени развития оно не находилось. В сельском хозяйстве земля выступает не только местом деятельности и территориальной операционной базой, но и, прежде всего, служит в качестве орудия и главного средства производства.

Аграрно-животноводческий комплекс в современных условиях продолжает быть основным загрязнителем земель и других элементов окружающей среды: отходы и сточные воды животноводческих комплексов, ферм и птицефабрик, использование ядохимикатов и пестицидов, перерабатывающая промышленность, ослабление производственной и технологической дисциплины, трудности осуществления контроля на сельскохозяйственных объектах, разбросанных на обширных территориях, - все это приводит к тому, что состояние земли и всей окружающей среды в сельской местности, согласно государственным докладам об охране окружающей среды, остается тревожным, ряд регионов обладают признаками зон чрезвычайной экологической ситуации или экологического бедствия.

Развитие животноводства на промышленной основе, создание прочной кормовой базы, расширение отгонных пастбищ, большая концентрация поголовья скота на ограниченной площади, изменение традиционных форм его содержания обусловливают необходимость использования большого количества воды из рек, озер и других водных объектов, что оказывает существенное влияние на состояние самих водоемов и окружающей среды в целом. Как известно, промышленное животноводство - один из самых крупных водопотребителей.

Высокая концентрация поголовья скота на ограниченных площадях, использование гидравлических систем уборки и удаления экскрементов животных приводят к образованию огромных объемов жидкого навоза, а также связанных с эксплуатацией производственных помещений значительных количеств вредных летучих химических веществ, неприятных запахов, интенсивного шума и др.

При решении вопросов размещения животноводческих комплексов, выбора систем обработки и использования отходов животноводства специалисты исходили из того, что ведущие компоненты окружающей среды - атмосферный воздух, почва, водоемы - практически неисчерпаемы с экологической точки зрения. Однако опыт эксплуатации первых построенных животноводческих комплексов свидетельствовал об интенсивном загрязнении объектов окружающей среды и неблагоприятном их воздействии на условия проживания населения. В связи с этим охрана окружающей среды от загрязнения, профилактика инфекционных, инвазионных и других заболеваний людей и животных связаны с реализацией мероприятий по созданию эффективных систем сбора, удаления, хранения, обеззараживания и использования навоза и навозных стоков, усовершенствованием и эффективной работой воздухоочистных систем, правильным размещением животноводческих комплексов и сооружений обработки навоза по отношению к населенным пунктам, источникам хозяйственно-питьевого водоснабжения и другим объектам, т.е. с комплексом мероприятий гигиенического, технологического, сельскохозяйственного и архитектурно-строительного профилей.

Специфика предприятий по выращиванию, откорму и содержанию животных определяется следующим:

- преобладающее влияние неорганизованных выбросов (пруды - отстойники, навозохранилища, очистные сооружения) - до 99,5% от общей массы выделений;

- нерегулярный характер процессов выделения и образования загрязняющих веществ, определяющих выбросы как от самих животных, так и от продуктов их жизнедеятельности, связанный с деятельностью микроорганизмов - деструкторов, которая зависит от температурных условий и среды обитания.

Санитарно-гигиенические условия на фермах также в основном поддерживаются с помощью воды: для мытья животных, очистки помещений и их дезинфекций, подготовки кормов, мытья посуды и аппаратуры, гидросмыва навоза и т.д. Вместе с тем с возрастанием потребления воды для нужд животноводства увеличивается сброс навозосодержащих сточных вод в водоемы, в результате чего они загрязняются и утрачивают свои полезные свойства. Даже сброс небольших доз неочищенных навозосодержащих сточных вод от животноводческих ферм и комплексов вызывает массовые заморы рыбы и причиняет значительный экономический ущерб. Поэтому интенсивное и разностороннее воздействие сельского хозяйства на окружающую среду объясняется не только растущим потреблением природных ресурсов, необходимых для непрерывного роста аграрного производства, но и образованием значительных отходов и сточных вод от животноводческих ферм, комплексов, птицефабрик и других сельскохозяйственных объектов.

Предприятиями сельского хозяйства выброшено в атмосферу более 25,58 тыс. тонн загрязняющих веществ. Химическому и биологическому загрязнению атмосферного воздуха в значительной мере способствуют также недостаточно отработанные технологии на промышленно-животноводческих комплексах и птицефабриках. Источниками загрязнения атмосферы являются помещения для содержания скота, откормочные площадки, навозохранилища, биологические пруды, пруды-накопители сточных вод, поля фильтрации, поля орошения. В зоне животноводческих комплексов и птицефабрик атмосферный воздух загрязнен микроорганизмами, пылью, аммиаком и другими продуктами жизнедеятельности животных, часто обладающими неприятными запахами (свыше 45 различных веществ). Эти запахи могут распространяться на значительном расстоянии (до 10 км), особенно от свинокомплексов.

Значительное место в загрязнении окружающей среды в сельском хозяйстве в настоящее время принадлежит химическим соединениям и препаратам, используемым для борьбы с различными вредителями, болезнями и сорняками в сельском хозяйстве. Применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений в целях повышения урожайности сельскохозяйственных культур заострили экологическую проблему. Агрохимизация, в отличие от загрязнения природы отходами промышленного производства, является целенаправленной деятельностью.

Удобрения и пестициды через почву загрязняют продукты питания, что сказывается на здоровье человека. Это в конечном итоге сказывается на состоянии окружающей среды в целом и представляет потенциальную опасность для здоровья людей. Сокращение поставок и объемов применения пестицидов в последние годы привело к существенному снижению загрязнения ими водоисточников, почв и растениеводческой продукции. Однако потенциальную угрозу для окружающей среды представляют запрещенные, непригодные для дальнейшего использования пестициды, объекты хранения и применения ядохимикатов. Складские помещения, используемые для хранения ядохимикатов, в том числе и запрещенных к применению, зачастую находятся в аварийном состоянии либо не приспособлены для этих целей. Свыше 30% хозяйств в Российской Федерации не располагают специализированными площадками для заправки техники, протравливания семян и мойки транспортных средств. Особую опасность представляет загрязнение окружающей среды в результате нарушения правил хранения, транспортировки и применения минеральных удобрений и пестицидов.

Актуальность проблемы охраны окружающей среды в сельском хозяйстве усиливается в современных условиях в связи с процессами загрязнения природных ресурсов, используемых в аграрном производстве, промышленными, строительными и другими несельскохозяйственными предприятиями. Эти загрязнения ведут к снижению плодородия почв и их продуктивности, ухудшению качества вод, атмосферы, наносят ущерб растениеводству и животноводству, что влечет недополучение сельскохозяйственной продукции и ухудшение ее качества.

Таким образом, дальнейшее развитие аграрного производства, его механизация и химизация земель значительно повышают роль охраны окружающей среды в сельском хозяйстве. И тем не менее на практике решение этого кардинального вопроса отодвигается на второй план. Экологические требования столь существенны и принципиально важны, что. не соблюдая их, нельзя говорить об экономической эффективности аграрного производства. Для сельского хозяйства это имеет особо важное значение, поскольку данная отрасль общественного производства, как никакая другая, тесно связана с живыми и неживыми объектами природы. Поэтому мелиорация, химизация, механизация и другие направления развития сельского хозяйства могут приумножить силу земли, повысить ее продуктивность, если проводить их с учетом экологических требований.

В настоящее время происходит резкое обострение экологической ситуации, которое имеет место, несмотря на продолжающийся спад аграрного производства, что можно объяснить тем, что в сельском хозяйстве игнорируются экологические требования в угоду экономическим интересам, а также ослаблением государственного управления и снижением эффективности работы государственных природоохранных и правоохранительных органов, что ведет к невосполнимым потерям генофонда.

Важная роль в решении проблем природопользования и охраны окружающей среды в аграрном секторе экономики принадлежит правовому регулированию и научно обоснованному государственному управлению. Задачи рационального природопользования и охраны окружающей среды в процессе современного сельскохозяйственного производства должны объективироваться в праве в четких и конкретных экологических мерах и требованиях. Игнорирование требований экологического законодательства при организации и ведении современного сельскохозяйственного производства как может привести к огромным потерям для самого сельского хозяйства, так и причинить трудновосполнимый ущерб окружающей среде.

Значительное место в решении указанных экологических проблем в сельском хозяйстве принадлежит действующему законодательству. В настоящее время экологические отношения в сельском хозяйстве регулируются многими нормативными актами, инструкциями, положениями, изданными в разное время, в которых регламентируются отдельные их стороны либо содержатся лишь самые общие обязывающие требования по использованию природных ресурсов и охране окружающей среды. Единого нормативного акта в данной области экологических отношений пока нет. В связи с этим цель правового регулирования состоит в обеспечении всех участников аграрного производства комплексом специальных эколого-правовых требований, отражающих специфику всех воздействующих факторов на окружающую среду современной сельскохозяйственной деятельности с учетом уровня развития ее механизации, мелиорации и химизации. Однако в настоящее время необходимо не столько дальнейшее совершенствование экологического законодательства, сколько организация его надлежащего применения и исполнения.

Правовое регулирование отношений в сфере природопользования и охраны окружающей среды в сельском хозяйстве должно исходить из эколого-экономических основ функционирования общественного производства, объединяющих хозяйственную деятельность и взаимодействующую с ней природу. Поэтому одной из главных задач всех хозяйствующих субъектов является рациональное природопользование и охрана окружающей среды, реализация которой служит необходимым условием, составной частью производственно-хозяйственной деятельности. Любая сельскохозяйственная организация может нормально функционировать лишь при условии соблюдения предусмотренных законом экологических требований. Этому подчинен и правовой режим пользования сельскохозяйственными организациями землей, ее недрами, водами, лесами и другими природными ресурсами.

Основная особенность сельского хозяйства, в отличие от других отраслей материального производства, состоит в непосредственной связи его производственно-хозяйственной деятельности с использованием земли в качестве основного и ничем не заменимого средства производства. В сельском хозяйстве уровень общественного производства зависит главным образом от формы соединения рабочей силы с основным, причем весьма специфичным средством производства - землей. Эта особенность сельского хозяйства - зависимость от природно-климатических факторов - носит постоянный и устойчивый характер. Помимо земли, в процессе сельскохозяйственной деятельности используется и подлежит охране целый комплекс различных природных объектов, составляющих объективные условия аграрного производства недра, воды, растительность, животный мир Поэтому в качестве объекта охраны окружающей среды в сельском хозяйстве необходимо рассматривать целостные природно-территориальные комплексы, состоящие из различных природных объектов, тесно связанных друг с другом и образующих единое целое.

В условиях современной системы сельского хозяйства можно выделить два направления природоохранительной деятельности: охрану окружающей среды и всех ее элементов от вредного воздействия сельскохозяйственного производства и охрану сельского хозяйства от вредного воздействия антропогенной окружающей среды.

Первое направление предполагает выполнение обязанностей, возложенных на сельскохозяйственные предприятия, акционерные общества, организации и объединения, фермерские хозяйства по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, в том числе осуществление всех необходимых для этого мероприятий. Их выполнение производится в рамках основных направлений развития сельскохозяйственного производства с индустриализацией сельского хозяйства, мелиорацией земель, химизацией.

Применение системы машин, интенсивных технологий в растениеводстве в целях получения высоких устойчивых урожаев возлагает на агротехническую службу сельскохозяйственных предприятий и объединений обязанности по проведению обязательных мероприятий по сохранению почвенных угодий и повышению плодородия земель. Сооружение животноводческих комплексов и агропромышленных предприятий требует соблюдения установленных правил по обеспечению вводимых объектов очистными устройствами, обезвреживающими сточные воды и Другие отходы, а также проведения мер по утилизации отходов путем их эффективного использования в сельском хозяйстве.

Для объектов сельского хозяйства, являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека, в зависимости от мощности, условий эксплуатации, характера и количества выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ, создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов, а также с учетом предусматриваемых мер по уменьшению неблагоприятного влияния их на среду обитания и здоровье человека, в соответствии с санитарной классификацией устанавливаются следующие размеры санитарно-защитных зон:

Класс I - санитарно-защитная зона 1000 м установлена для свиноводческих комплексов, комплексов крупного рогатого скота.

Класс II - санитарно-защитная зона 500 м - для ферм звероводческих (норки, лисы и др.), складов для хранения ядохимикатов свыше 500 т., производства по обработке и протравлению семян.

Класс III - санитарно-защитная зона 300 м - для ферм овцеводческих, складов для хранения ядохимикатов и минеральных удобрений более 50 т., обработки сельскохозяйственных угодий пестицидами с применением тракторов (от границ поля до населенного пункта), кролиководческих ферм.

Класс IV - санитарно-защитная зона 100 м - для тепличных и парниковых хозяйств, складов сухих минеральных удобрений и химических средств защиты растений (зона устанавливается и для предприятий по переработке и хранению пищевой продукции), мелиоративных объектов с использованием животноводческих стоков.

Класс V - санитарно-защитная зона 50 м - для хранилищ фруктов, овощей, картофеля, зерна, материальных складов, хозяйств с содержанием животных (свинарники, коровники, питомники, конюшни, зверофермы) до 50 голов.

В ст. 46 Закона «Об охране окружающей природной среды» закреплены экологические требования в сельском хозяйстве. Так, предприятия, объединения, организации и граждане, ведущие сельское хозяйство, обязаны выполнять комплекс мер по охране почв, водоемов, лесов и иной расти-тельности, животного мира от вредного воздействия стихийных сил при-роды, побочных последствий применения сложной сельскохозяйственной техники, химических веществ, мелиоративных работ и других факторов, ухудшающих состояние окружающей природной среды, причиняющих вред здоровью человека.

Животноводческие фермы и комплексы, предприятия, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию, должны иметь необходимые санитарно-защитные зоны и очистные сооружения, исключающие загрязнение почв, поверхностных и подземных вод, поверхности водосборов водоемов и атмосферного воздуха. Нарушение указанных требований вытечет за собой ограничение, приостановление либо прекращение экологически вредной деятельности сельскохозяйственных и иных объектов по предписанию специально уполномоченных на то государственных органов Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора.

Основные требования к нормированию качества окружающей среды предусматриваются в ст.19-31 гл. V «Нормирование в области окружающей среды» Федерального закона от 10 января 2002 г. «Об охране окружающей среды», где регулируются: основы природоохранного нормирования, требования к разработке нормативов в области охраны окружающей среды, нормативы - качества окружающей среды, допустимого воздействия на нее, допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов, образования отходов производства и потребления и лимитов на их размещение, допустимых физических воздействий на окружающую среду, допустимого изъятия компонентов природной среды, допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия на окружающую природную среду, гарантирующих экологическую безопасность населения и сохранение генетического фонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности.

При нарушении требований нормативов качества окружающей среды выброс, сброс вредных веществ или иные виды воздействия на окружающую природную среду могут быть ограничены, приостановлены или прекращены по предписанию федеральных органов исполнительной власти в области охраны окружающей среды, санитарно-эпидемиологического надзора.

экологический правовой природопользование животноводство

2. Экологический мониторинг в зоне жизнедеятельности животноводства (влияние отходов животноводства на санитарно-гигиеническое состояние почв, поверхностных водоисточников)

Во многих странах мира животноводы вначале занимались скотоводством, а затем по мере ухудшения угодий они переходили к овцеводству и, наконец, из-за оскудения пастбищ переключались на разведение коз. При снижении урожайности пастбищ пастбищное кормление животных заметно ухудшалось. Пастбищное животноводство нередко приходило в упадок.

Под влиянием длительного выпаса животных одного вида происходит негативное преобразование видового состава пастбищной растительности. Животные любого вида, выпасаемые на пастбище, в первую очередь поедают наиболее вкусные для них растения. Интенсивно выедаемые излюбленные для животных растения угнетаются, выпадают из травостоя, а жгучие, колючие, неприятно пахнущие и ядовитые травы, которые животные не поедают, начинают доминировать в фитоценозе.

Т.А. Работнов отмечал, что при преобразовании видового состава пастбищной растительности происходят уменьшение численности и снижение жизненности высокорослых («верховых») злаков (костреца безостого, пырея ползучего, лисохвоста лугового, овсяницы луговой и др.). Начинают преобладать низкорослые («низовые») растения, способные образовывать значительное число укороченных побегов: мятлик луговой, овсяница красная и т.д. Разрастаются одуванчик лекарственный, тмин обыкновенный, лапчатка гусиная и другие растения разнотравья. Увеличивается численность лютиков, чемерицы и других ядовитых растений. Возникает опасность кормовых отравлений крупного рогатого скота, овец и животных других видов. Вероятность возникновения кормовых отравлений у пасущихся животных возрастает по мере уменьшения доступного для них пастбищного корма. На пастбище с бедной растительностью животные не могут позволить себе игнорировать второстепенные пищевые объекты, так как поиск желанного корма требует слишком продолжительного времени и больших энергетических затрат. В сложившейся ситуации у проголодавшихся животных подавляется инстинкт пищевой специализации и самосохранения -- они начинают поедать нестандартные корма, в том числе ядовитые растения. Это приводит к возникновению у животных кормовых токсикозов.

Однако было бы ошибочно считать, что выпас стад сельскохозяйственных животных влияет на пастбищный травостой лишь негативно. При экологически обоснованной пастьбе биологическая продуктивность пастбищной растительности не только не снижается, но и может повышаться. Под влиянием умеренного выпаса крупного рогатого скота численность злаковых растений может возрастать. Появляется больше ценных кормовых растений: ежи сборной, овсяницы луговой, костреца безостого, лисохвоста лугового. В то же время многие виды разнотравья из травостоя выпадают. Снижается численность высоко- и среднетравья, в том числе некоторых видов зонтичных (жабрица порезниковая, борщевик сибирский, дягиль), сложноцветных (тысячелистник хрящеватый, бодяк полевой, козлобородник). Изменение видового состава растений на урожайности пастбищной растительности почти не сказывается, но кормовая ценность травостоя значительно возрастает. Улучшение кормовых качеств пастбищной растительности благоприятно влияет на жизнедеятельность животных, рост их продуктивности, воспроизводительную способность. Повышается качество мяса, молока, шерсти и другой животноводческой продукции.

На травостой и почву пастбищных экосистем влияет давление копыт пасущихся животных. Давление копыт овец относительно умеренно -- оно составляет 1--2 кг/см². Копыта коров оказывают значительно более сильное давление, достигающее 5 кг/см².

Воздействие копыт пасущихся животных - на травостой лугов и пастбищ проявляется в разных формах. Одна из них -- непосредственное механическое воздействие на надземные органы растений и отчасти на их корневую систему. Органы растений повреждаются или полностью разрушаются. В поврежденных листьях растений нарушается фотосинтез. Рост и развитие травмированных растений затормаживаются или даже прекращаются. Растения могут выпадать из фитоценоза. Другая форма влияния вытаптывания на пастбищные растения -- опосредованная. Вытаптывание изменяет, физические свойства почв и тем самым опосредованно влияет на рост и развитие растений.

Копыта животных разных видов влияют на растительный покров и на почву пастбищ неодинаково. Наиболее сильное, нередко разрушающее воздействие оказывают копыта крупного рогатого скота и лошадей, особенно подкованных. Копыта овец на пастбище влияют несильно, как правило, позитивно. Благотворное действие копыт овец на дернину животноводами подмечено давно.

Влияние вытаптывания на травостой и почву тем сильнее, чем выше плотность популяции пасущихся животных и чем продолжительнее срок выпаса стад.

Реакция разных видов растений на вытаптывание их животными неодинакова. По характеру ответной реакции растений на вытаптывание их подразделяют на пять групп (Работнов):

1) не выносящие вытаптывания -- райграс высокий, молиния, дудник лесной, канареечник тростниковый, борщевик сибирский и др.;

2) чувствительные к вытаптыванию -- лисохвост луговой, кострец безостый, вейник наземный, осока острая, чина луговая, клевер горный, бодяк болотный, лабазник вязолистный, тысячелистник хрящеватый, горец, рачьи шейки;

3) умеренно устойчивые к вытаптыванию -- тимофеевка луговая, щучка, полевица тонкая, душистый колосок, трясунка средняя, осока бледная, клевер луговой, тмин обыкновенный, чемерица;

4) устойчивые к вытаптыванию -- ежа сборная, овсяница луговая, полевица белая, полевица собачья, гребенник обыкновенный, мятлик луговой, осока заячья, лютик едкий, тысячелистник обыкновенный;

5) особенно устойчивые к вытаптыванию, -- райграс многолетний, мятлик однолетний, клевер ползучий, спорыш, подорожник большой.

К вытаптыванию чувствительны: высокорослое разнотравье, особенно стержнекорневое (борщевик сибирский, купырь лесной, жабрица порезниковая), вьющиеся и цепляющиеся травы (чина луговая, мышиный горошек), высокорослые злаки с удлиненными побегами (райграс высокий, канареечник тростниковый), медленно развивающиеся растения (молиния). Эксплуатация пастбищ сопровождается преобразованием видового состава пастбищной растительности. Чувствительные к вытаптыванию растения выпадают из травостоя. В фитоценозе начинают преобладать растения, устойчивые к вытаптыванию. При экологичной эксплуатации пастбищ между фитоценозом и зооценозом формируется равновесие. Урожайность пастбищного травостоя устанавливается на достаточно высоком уровне в течение длительного времени. Иная картина при перевыпасе. Перегрузка пастбища губительно влияет на пастбищный травостой. Погибают не только чувствительные, но и устойчивые к вытаптыванию растения. Почва лишается растительного покрова. Массовая гибель растений отмечена на стойбищах и у мест водопоя сельскохозяйственных животных.

В экологически сбалансированных пастбищных биогеоценозах давление копыт пасущихся животных благоприятно влияет на дернину. Если стадо не слишком велико, а пастбищная нагрузка оптимальна, то уплотнения почвы не происходит. В этом случае давление, оказываемое копытами животных на почву, может влиять на ее воздушно-влажностный режим позитивно. Богато пронизанная корнями и корневищами упругая дернина под давлением копыт животных сжимается. Но как только давление прекращается, благодаря присущей ей упругости она возвращается в исходное положение. Периодические сжатия и расширения упругого и прочного дернового пласта способствуют улучшению газообмена между дерниной и надпочвенным воздухом. Формирование упругой и прочной дернины происходит медленно, в течение десятилетий. Негативные изменения дернины отмечают при перевыпасе. Чрезвычайно высокое давление копыт большого числа животных приводит к уплотнению почвы, которое сопровождается изменением ее водно-воздушного режима.

Отмечаются уменьшение объема пор, замедление миграции воды в почве. Влагоемкость почвы снижается. Изменяются ее биологические свойства. Численность аэробных бактерий, в том числе азотобактера, снижается. Количество анаэробных микроорганизмов увеличивается. Подавляется жизнедеятельность дождевых червей. Уплотненные почвы негативно влияют на рост и развитие растений. Глубина проникновения корневых систем растений уменьшается, ухудшаются условия их минерального питания. Многие виды растений выпадают из травостоя, и почва оголяется. Оголенная почва сухих пастбищ еще больше иссушается, ее поверхность разрушается, подвергается водной и ветровой эрозии. На влажных пастбищах со слаборазвитой дерниной копыта животных вдавливаются глубоко в почву, оставляя после себя углубления. Дернина деформируется, разрушается. Верхний слой почвы превращается в грязеобразную массу. Образуются скотобойные кочки. В результате снижения влагоемкости и водопроницаемости почвы вытаптывание может способствовать заболачиванию пастбищ.

Влияние экскрементов пасущихся животных на состояние пастбищной растительности, физико-химические и биологические свойства почв, их плодородие, на биотический круговорот в биогеоценозах изучали во многих странах мира. Исследования показали, что выделяемые животными фекалии

и моча, входя в контакт с поверхностью луга, влияют на рост и развитие растений, состояние почв, геохимическую обстановку в биогеоценозе. Воздействие отложения экскрементов на БГЦ и его компоненты зависит от вида выпасающихся животных, плотности популяции, продолжительности выпаса и ряда других факторов. Животные разных видов выделяют неодинаковое количество фекалий и мочи. Так, корова в течение суток выделяет 15--35 кг кала, лошадь-- 15--20, овца, коза и свинья -- по 1--3 кг каждая. Физико-химические свойства каловых масс у животных разных видов также неодинаковы. У крупного рогатого скота фекалии жидкой консистенции, неоформленные. Падая на поверхность пастбища, они образуют «лепешки» диаметром 20--30 см. У лошадей фекальные массы сформированы в рыхлые катыши величиной 3--5 см. У овец и коз катыши плотные, с лесной орех. У свиней фекалии имеют форму небольшой колбаски. Иногда кал утрачивает форму, становится жидким. Количество мочи, выделяемой в сутки взрослым рогатым скотом, составляет 6--25 л, лошадью -- 3--15, овцой -- 0,5--2, свиньей -- 1,5-6 л.

Растения, погребенные под фекальной лепешкой крупного рогатого скота, отмирают из-за прекращения доступа воздуха к ним. Условия питания для растений, произрастающих по периферии лепешки, особенно благоприятны -- их рост и развитие заметно ускоряются. Поэтому на поверхности зеленого ковра луга образуются голые пятна, окруженные каймой пышно развитых растений. Пятна постепенно зарастают травами и исчезают. Лошади фекальные массы откладывают в виде довольно крупных, но рыхлых кучек. Механическое давление, оказываемое ими на растения, незначительное. Дыхание растений, покрытых кучкой, обычно не нарушается; они, как правило, не отмирают. Быстрая минерализация экскрементов обогащает почву элементами минерального питания растений, и поэтому в местах отложения отдельных фекальных кучек формируются пятна бурно развивающейся растительности. Лошади склонны «оправляться» в определенных участках пастбищного биогеоценоза. Поэтому в таких местах долго эксплуатируемых конских пастбищ скапливается значительное количество фекальных масс, отрицательно влияющих на погребенную растительность. Фекалии овец и коз рассеиваются по пастбищу обычно более или менее равномерно. Подобно небольшим гранулам органического вещества катыши фекалий мелких жвачных неблагоприятного механического влияния на пастбищный травостой не оказывают. Не отмечено негативного влияния на пастбищный травостой и фекалий свиней. Экскременты кур и гусей отлагаются в небольшом количестве, но из-за особенностей химического состава на большинство видов трав они действуют негативно. Моча легко проникает в почву, быстрее, чем кал, минерализуется. Она может оказывать известное гербицидное действие. При обильном поении животных моча разжижается водой, и ее вредоносное влияние на растения устраняется.

Экскременты животных -- ценное органическое удобрение. Они содержат элементы минерального питания растений. Под влиянием экскрементов в почве активизируются микробиологические процессы, увеличивается численность почвенной фауны. Плодородие почв возрастает. Однако накопление в определенных местах пастбищ избыточного количества экскрементов на травяной биогеоценоз влияет негативно. Там, где откладывается слишком много фекальных масс, травостой погибает. Происходит загрязнение почв, грунтовых и поверхностных вод, в том числе водопоев. При биологическом загрязнении среды в пастбищный биогеоценоз могут интродуцироваться патогенные микроорганизмы (например, бациллы сибирской язвы), яйца гельминтов. Создается опасность возникновения заболеваний пасущихся животных.

Деградация пастбищной территории особенно часто происходит в местах постоянного скопления большого поголовья крупного рогатого скота, овец и животных других видов. На стойбищах, где стада находятся в течение продолжительного времени, уничтожается пастбищная растительность, разрушается и загрязняется почва. При смене стойбищ происходит процесс возврата пастбища к исходному состоянию (демутация). Демутация развивается медленно, она растягивается на многие годы.

Выпасаясь на пастбище, сельскохозяйственные животные влияют не только на фитоценоз, но и на зооценоз пастбищной экосистемы. Воздействие стада на травяной зооценоз может быть как непосредственным, так и опосредованным. Непосредственное воздействие стад на зооценоз выражается в поедании сельскохозяйственными животными вместе с травой представителей микро - и мезофауны (мелких членистоногих и т. д.).

Уничтожение мелких животных может быть не только случайным, но и преднамеренным. Находясь на пастбище, свиньи роются в земле. Они выискивают и поедают дождевых червей и других почвенных животных. Выпас стад способствует преобразованию видового состава растительности, изменению фитоклимата, физико-химических и биологических свойств почвы. Условия жизни зооценоза изменяются. Там, где происходит ксерофитизация пастбищ, начинают преобладать животные-ксерофилы. Преобладание животных-гидрофилов отмечают в зооценозах заболоченных пастбищ.

Таким образом, влияние стад сельскохозяйственных животных на состояние пастбищных биогеоценозов огромно. Оно может быть и позитивным, и негативным. Животноводам необходимо научиться управлять стадом так, чтобы под влиянием пастьбы животных пастбищный биогеоценоз изменялся благоприятно: урожайность пастбищной растительности возрастала, а ее кормовые качества улучшались.

3. Проблема утилизации жидких и твердых животноводческих отходов

Проблема же утилизации отходов сельскохозяйственного производства в России стоит очень остро, поскольку аграрный сектор занимает значительное место в экономике страны и имеется большое количество животноводческих комплексов.

Благодаря использованию новых прогрессивных технологий, за последние годы значительно увеличилось производство животноводческой продукции, что естественным образом увеличивает количество навоза и помета. При этом во многих хозяйствах используется относительно новая система удаления навоза и помета - гидросмыв. Результатом ее работы являются жидкие навозные и пометные стоки, которые наиболее экологически опасны, а вопрос их очистки, дегельминтизации и утилизации только начинает изучаться.

Основной сложностью утилизации жидких стоков является то, что при гидросмыве навоз и помет разбавляется водой, а это увеличивает период выживаемости патогенной микрофлоры более чем в три раза. Длительные периоды выживаемости микрофлоры в жидком навозе, зараженном возбудителями заболеваний (кишечная палочка, бацилла дизентерии, возбудители холеры и тифа, вирусы гепатита и гриппа, сальмонелла, цисты Giardia lamblia, Cryptosporidium, и многих др.), указывают на то, что даже после длительного хранения сохраняется потенциальная опасность инфекции.

Причиной загрязнения окружающей среды жидкими животноводческими стоками (загрязнение почв, вод и воздуха) является отсутствие адаптированных под гидросмыв эффективных очистных сооружений и специального оборудования. А существующие канализационно-очистные сооружения долгие годы не модернизировались и заполнены до предела. У большинства же хозяйств вообще нет специальных средств утилизации жидких стоков. А для крупных хозяйств объем жидких стоков подлежащих утилизации составляет от 100 до 1500 куб. м в сутки.

Ситуация, когда навозохранилища и ливнесборники заполнены на 80-100%, не оборудованы площадки для хранения навоза, территории ферм занавожены, является типичной для большинства хозяйств. Что приводит к загрязнениям прилежащих рек и озер (в т.ч., которые входят в систему водозабора), грунтовых вод. Ситуация крайне обостряется во время паводка и ливневых дождей, когда уровень рек и грунтовых вод резко поднимается. Каждую весну вместе с талой водой в реки попадают тонны отходов животной жизнедеятельности. Так в текущем году, уже 11 января произошло загрязнение стоками реки Истры, что могло привести к массовым отравлениям питьевой водой в Московском регионе. Несколько лет назад такие инциденты произошли в Омске, Пятигорске, Новомосковске Тульской области и др. регионах - в каждом случае заболели несколько десятков человек. Но больше всего одновременно пострадали от загрязненной воды - 619 человек - в непосредственной близости от Москвы: в Люберецком районе в 2002 г. По данным администрации полномочного представителя президента РФ в Центральном федеральном округе, количество отравлений обыкновенной питьевой водой в России достигает 200 тысяч в год.

В настоящее время утилизация животноводческих стоков осуществляется на основе безнадежно устаревших методов: отстаивание в не защищенных от осадков и грунтовых вод лагунах и вывоз или перекачка на поля стоков в «чистом» виде. И то эти методы используются лишь ограниченным числом хозяйств по причине отсутствия посевных площадей, высокой стоимости энергоносителей, отсутствия специальных транспортных систем и по другим проблемам. Большинство же хозяйств осуществляют слив стоков в водоемы, овраги, котлованы, лагуны, канализацию водоканала, что также приводит к перечисленным выше последствиям.

Но даже вывоз животноводческих стоков на поля в «чистом» виде приводит к не менее значимым экологическим проблемам, а именно к внесению в почву большого количества жизнеспособных семян сорных растении, болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и вредных химических соединений, а также к накоплению в почве тяжёлых металлов. Анализы зелёной массы, полученной на этих полях, показывает, что содержание в ней нитратов завышено, и составляет 883 мг/кг. Кроме того, большое количество растительных и легниносодержащих компонентов, содержащихся в стоках, до 30% от общего состава сухих веществ (солома, остатки корма, подстилка, не переваренный корм и т.д.), приводит к тому, что азот в почве, так необходимый растениям, используется не для питания корневой системы, а для процессов разложения органических остатков.

Дополнительной проблемой является загрязнение воздуха. Многочисленные исследования подтверждают отрицательное влияние животноводческой фермы на состояние воздуха прилегающих территорий. Например, птицефабрика на 400 тыс. несушек получает в год такое количество помёта, что при разложении его выделяется около 700 т. газов, в том числе 450 т. метана (65%), 208 т. углекислого газа (30%) и 35 т. водорода, индола, скатола, сероводорода, аммиака и других соединений (5%). Ущерб экосистеме от такого выброса оценивается в 440 млн. руб. Даже в 50 - 200 метрах от фермы загрязнение воздуха очень значительно - около 78% (6800 м. кл./м3) от загрязненности на ферме. Кроме того, содержание бацилл на территории фермы (5,7 тыс. м кл./м3) и прилегающей территории (5,4 тыс. м кл./м3) преобладает над содержанием кокков - 3,0 и 1,4 тыс. м кл./м3 соответственно, что так же свидетельствует о негативном влиянии фермы на загрязнение воздуха.

Причиной того, что жидкие животноводческие отходы стали сегодня серьезной экологической проблемой всех без исключения регионов России, загрязняя почву, грунтовые воды и воздух, является отсутствие совершенной технологии их очистки и дальнейшего использования. Защита окружающей среды требует, чтобы колоссальные объёмы стоков, производимые сегодняшним животноводством, перерабатывались экологически целесообразными методами, использующими передовые технологии.

На сегодняшний день такие технологии разработаны и эффективно применяются не только с экологической точки зрения, но и с экономической.

Поскольку жидкий навоз - это смесь твёрдых частиц и жидкостей, решение проблемы заключается в том, чтобы отделить твёрдые частицы прежде, чем их загрязняющие окружающую среду элементы растворятся в жидкости.

На сегодняшний день на рынке представлены несколько конструкций технологического оборудования для разделения жидких животноводческих стоков на фракции: стационарные вибросита; процеживатели; фильтр-прессы и шнековый пресс-сепаратор.

В таблице 1 приведены результаты сравнения измерений параметров отделения твёрдых составляющих из жидких стоков и других параметров для каждого оборудования. Концентрация твёрдых составляющих в исходных стоках 5%.

Таблица 1

Сравнение оборудования для отделения твердой фракции из стоков

Таким образом, можно констатировать тот факт, что шнековый пресс-сепаратор стоков - это лучшая из доступных сегодня технологий для выполнения задачи по разделению жидких животноводческих стоков на фракции. А удаление твёрдых частиц из жидких животноводческих стоков позволит минимизировать вредное влияние на окружающую среду.

Остальное оборудование для обезвоживания жидкого навоза показало свою неэффективность по разным причинам: низкое качество отжатого материала, высокие требования по влажности для входной жидкости, сложность обслуживания и монтажа, высокая стоимость. В частности, большинство сепараторов работают по принципу отфильтровывания жидкости через сито, вытекающей под действием силы тяжести. Такие сепараторы требуют трудоёмкой очистки и производят мокрый материал. Модели сепараторов с вальцовым прессом более дороги в обслуживании и не дают существенного улучшения в осушении материала.

Сепаратор же компании «Биокомплекс», осуществляет прессование при помощи шнека, что позволяет выдавливать всю свободную воду и большинство связанной воды. Это единственный сепаратор для переработки навоза и помета, эффективно отделяющий твёрдые составляющие навоза, которые получаются достаточно сухими, а концентрация сухих веществ составляет около 40%. Физико-механические свойства отсепарированной твердой фракции идеально подходят для компостирования, конечным продуктом которого является высококачественное органическое удобрение или подстилка для животных. Жидкая фракция после сепарации характеризуется нейтральной реакцией, высоким содержанием положительных биогенных элементов и благоприятным соотношением Фосфора, Азота и Калия - 1,4:1,0:1,6. Содержание взвешенных веществ составляет 1,2%., при полном отсутствии патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. Жидкая фракция используется при повторном гидросмыве или в качестве органического удобрения при орошении почв. В ходе исследования проведенного на пшенице, использование жидкой фракции в качестве удобрения - 300 куб.м./га в год, привело к увеличению урожайности на 0,6 т./га, при этом не происходило загрязнения почвы слоя в 30 и 60 см., содержание нитратов, тяжелых металлов и химических соединений осталось значительно ниже ПДК, при полном отсутствии влияния на содержание патогенной микрофлоры и яиц гельминтов.

При этом шнековый пресс-сепаратор отличается высокой производительностью и способен переработать до 70 куб. м жидких стоков в час, при этом потребляя всего 5,5 кВт./ч. эл. энергии. А его стоимость в несколько раз ниже экологических штрафов, что делает его доступным даже малым хозяйствам. Кроме того, при реализации продуктов переработки (удобрения и подстилка для животных) на свободном рынке, затраты потраченные на приобретение сепаратора окупятся не более чем за 3…6 месяцев.

4. Возможные пути решения проблемы

Во многих хозяйствах для выпаса животных используют леса. Урожайность травостоя лесных пастбищ обычно невысока (не превышает 2 т зеленой массы с 1 га). Не получая достаточного количества корма, животные часто начинают поедать зеленую древесную поросль, нанося ущерб лесному биогеоценозу. Лесная травянистая растительность в кормовом отношении большой ценности не представляет. Обычным компонентом фитоценоза леса могут быть ядовитые растения, например ландыш, вороний глаз. Поэтому улучшение лесных пастбищных угодий приобретает особое значение. Их превращают в лугопарковые пастбища.

Для улучшения качества травостоя и повышения урожайности лесных пастбищ рекомендуют убирать валежник, вырубать кустарник (орешник, крушину, иву и др.), удалять гнилые, поврежденные деревья. Осветление лесных пастбищ способствует благоприятному изменению видового состава травостоя: вместо тенелюбивого разнотравья появляются более ценные в кормовом отношении бобовые и злаковые травы. Урожайность лесных пастбищ повышается. Так, в хозяйстве бывшей Ленинградской областной сельскохозяйственной опытной станции осветление лесокустарникового пастбища на 70% способствовало повышению урожайности трав в 4,5 раза. Устройство лугопаркового пастбища в одном из хозяйств Московской области привело к улучшению кормовых качеств травостоя и увеличению его урожайности в 2--3 раза.

Для поддержания высокой продуктивности лугопарковых пастбищ не допускают выпаса животных до полного просыхания почвы и лесной подстилки. Несъедобные, особенно ядовитые травы подкашивают. Осенью, после листопада, сгребают опавшие листья, так как это предотвратит изреживание травостоя и задержку отрастания трав весной.

Поверхностное улучшение чаще проводят на лугах с оптимальными условиями увлажнения почв. Луговые травы сохраняются, но их урожайность и кормовые качества повышаются. Луг очищают от посторонних предметов, уничтожают сорняки, ядовитые травы. На местах с изреженным травостоем подсевают травы. Если преобладают ценные виды злаковых трав (кострец безостый, лисохвост луговой, овсяница луговая, тимофеевка луговая, ежа сборная и др.), то продуктивность пастбищ можно значительно повысить внесением минеральных удобрений.

Благодаря поверхностному улучшению созданы высокопродуктивные луга в поймах рек Оки, Камы, Волги и др. Так, в одном из хозяйств Муромского района Владимирской области, где на пойменных лугах были скошены сорняки, устроены загоны для пастьбы животных, организованы полив и подкормка растений минеральными удобрениями, продуктивность пастбища возросла более чем в 3 раза. Урожайность зеленой массы увеличилась с 10 до 32,5 т/га, а сорняки исчезли.

В травостое культурных травяных биогеоценозов преобладание разнотравья нежелательно, так как урожайность его низкая, что отрицательно сказывается на продуктивности пастбища. Следует иметь в виду, что кормовая ценность травостоя повышается, если в нем 5--10 % одуванчика лекарственного, тысячелистника обыкновенного, зверобоя и других растений. Многие из них содержат значительное количество биологически активных веществ, макро- и микроэлементов, а некоторые растения обладают лечебным действием.

В повышении продуктивности культурных пастбищ важную роль играет рациональное внесение в почву удобрений. При коренном улучшении луговых угодий в Нечерноземной зоне применяют фосфорные и калийные удобрения, которые способствуют хорошему развитию трав в год посева и в первый год пользования. Дозы удобрений зависят от содержания в почвах различных типов луговых биогеоценозов подвижных форм фосфора и калия. На пойменных лугах с деятельными аллювиальными процессами вносят 30 кг/га Р205 и 40--60 кг/га К20; на суходолах и слабо затопляемых поймах -- 40--60 кг/га Р205 и 90--120 кг/га К20; на низинных лугах с почвами легкого гранулометрического состава -- 60--90 кг/га Р205 и 120--150 кг/га К20; на осушенных низинных и переходных болотах -- не менее 90 кг/га Р205 и 150--180 кг/га К20.