Журнал «Агротехника и технологии»
О влиянии животноводства на изменение климата ученые спорят уже давно и пока не пришли к общему мнению, но в части негативного воздействия на экологию при безответственном обращении с навозом, пометом и другими побочными продуктами деятельности хозяйств пришли к согласию. В России с 2023 года действует закон, регулирующий обращение с ППЖ, однако они по-прежнему остаются проблемой для многих компаний: утилизация навоза и помета в соответствии с требованиями Россельхознадзора связана с серьезными затратами. При этом есть и другой опыт, когда ППЖ становятся источником ценных биоудобрений и затраты на их переработку успешно окупаются
Глобальные изменения климата — объективный научный факт, однако ученые до сих пор не пришли к общему мнению относительно роли антропогенного фактора в этом процессе. Согласно анализу, проведенному сторонниками влияния цивилизации на климат, глобальное потепление происходит из-за выброса парниковых газов: в промышленности, транспорте и — в немалой степени — в сельском хозяйстве. «На сектор животноводства, по различным оценкам, приходится примерно 15-18% глобальных антропогенных выбросов парниковых газов (ПГ), в том числе метана, — рассказывает научный сотрудник Института глобального климата и экологии им. академика Ю. А. Израэля Виктория Вертянкина. — В аграрном секторе основными источниками парниковых газов являются выбросы метана в результате внутренней ферментации домашних животных, а также закиси азота от систем сбора, хранения и использования навоза». Наибольший вклад в эти процессы вносят крупный рогатый скот (КРС) и свиньи.
Противники антропогенной теории на основе своих исследований делают вывод, что концентрация парниковых газов в атмосфере практически никак не влияет на климат планеты. Наблюдавшееся в последние десятилетия потепление связано только с временным увеличением солнечной активности, тогда как долгосрочные изменения климата направлены на его похолодание и приближение нового ледникового периода.
Достоверного доказательства влияния парниковых газов на климат Земли не существует, считает доктор геолого-минералогических наук, океанолог Александр Городницкий. «Климат и погода — разные вещи. Погода — это то, что за окном сегодня и что будет завтра и послезавтра. Климат же формируется на столетия. Мы, геологи, оперируем понятиями изменения атмосферы, температуры на поверхности Земли в масштабах тысяч и миллионов лет», — говорит ученый в своей официальной группе ВК. Тот же метан, который считают основной климатической угрозой, разлагается в результате химических реакций в верхних слоях атмосферы, почве, океанических отложениях. В основном это происходит в тропосфере, на высоте до 10 км. Эксперт поясняет, что Земля сейчас находится на завершающей стадии глобального потепления, и уже через 30-40 лет начнется цикл глобального похолодания — это рассчитано на математических моделях. Соответственно, животноводство со всем своим метаном не может воздействовать на глобальные природные процессы.
Экология может страдать
Однако с тем, что животноводство влияет на экологию, согласны и сторонники, и противники антропогенного воздействия на климат. Метан может отравлять воздух, а стоки — загрязнять подземные и надземные воды различными химическими элементами, патогенными и другими вредными веществами. Отсутствие должного внимания к утилизации навоза и помета может нанести ущерб здоровью людей, привести к снижению биологического разнообразия, деградации экологических систем биосферы.
Проблемные ППЖ наносят вред не только экологии, но и самому животноводству. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), навоз, помет и сточные воды животноводческих и птицеводческих предприятий могут быть фактором передачи более 100 возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, в том числе птичьего гриппа и АЧС, приводит данные член Совета по развитию экономики замкнутого цикла и экологии Торгово-промышленной палаты, генеральный директор «Агроинжиниринговой компании» (АИК) Михаил Меламед (занимается внедрением современных промышленных технических и технологических решений в растениеводстве и животноводстве). Эксперт отмечает, что по результатам проведенного Всероссийским научно-исследовательским и технологическим институтом птицеводства (ВНИТИП) анализа состояния птицефабрик в различных регионах России было установлено, что отдельные хозяйства имеют накопления помета за срок свыше 10 лет. «В количественном отношении это сотни тысяч тонн органического сырья, которое вместо того, чтобы приносить экономическую выгоду, превращается в гигантский источник загрязнения окружающей среды, — акцентирует внимание он. — Этот источник является пристанищем для огромных стай диких птиц, здесь же находят приют самые различные виды грызунов, а все вместе это превращает открытую со всех сторон площадь хранения помета в мощный инкубатор возникновения, роста и распространения патогенной микрофлоры, вирусов и, как следствие, инфекционных и инвазионных заболеваний».
Признавая наличие проблемы, ученые видят различные пути ее решения. Сторонники теории о влиянии животноводства на климат планеты призывают сократить объемы отрасли (а наиболее радикальные — вообще отказаться от производства мяса и молока), другие говорят о разумном обращении с ППЖ, отмечая, что встраивание отходов животноводства в природную биосистему может положительно повлиять на плодородие почв и повышение биоразнообразия. «Проблема с ППЖ родилась не сегодня и не вчера, вопрос скорее в том, что в последнее время ей стали уделять куда больше внимания, — комментирует специалист компании «Биокомплекс» Антон Ерхов. — И в большинстве случаев негативное влияние на окружающую среду связано не с животноводством как таковым, а с халатным отношением некоторых предприятий к вопросам, связанным с ППЖ, влиянием человеческого фактора, использованием неоптимальных решений — что приводит в итоге к различного рода ущербу экологии: загрязнению воздуха, водоемов
Навоз в законе
Побочные продукты животноводства как отдельную категорию начали рассматривать в России в 2023 году, когда был принят отдельный закон, регулирующий обращение с ППЖ (навозом, пометом, подстилкой, стоками). Согласно документу, сельхозпроизводитель должен был сам определять, относятся ли отходы его производства к ППЖ, которые можно переработать и использовать, либо к вредным отходам, за негативное воздействие которых на окружающую среду необходимо вносить плату.
В марте текущего года были приняты поправки, согласно которым любые побочные продукты животноводства независимо от того, были они обработаны или нет, выводятся из-под действия законов «Об отходах производства и потребления» и «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами». Теперь владельцам ППЖ не нужно вносить плату за негативное воздействие на окружающую среду, оформлять лицензию на деятельность по сбору, транспортировке, обработке, утилизации, обезвреживанию и размещению отходов, проводить их паспортизацию и соблюдать прочие требования, предусмотренные законодательством. Это снижает финансовую нагрузку, что особенно актуально для небольших хозяйств.
Однако это не означает, что сельхозпроизводитель освобождается от выполнения требований к обращению ППЖ. Среди них, например, использование побочных продуктов животноводства только в соответствии с техническими условиями, утвержденными их изготовителем, или обработка, переработка и хранение побочных продуктов животноводства только на специализированных площадках. Сельхозпроизводитель по-прежнему обязан контролировать содержание токсичных элементов и пестицидов в обработанных и переработанных побочных продуктах животноводства. Факт соответствия переработанных ППЖ установленным нормативам должен подтверждаться исследованиями аккредитованных лабораторий.
В стране в рамках национального проекта «Экологическое благополучие» и федерального проекта «Экономика замкнутого цикла» разработаны программы утилизации (переработки) органических отходов, ликвидации свалок, мест загрязнения почвы, водных ресурсов и воздуха, говорит Михаил Меламед. Таким образом, необходимость решения проблемы с ППЖ поднята на государственный уровень, добавляет он.
Возможности и реальность
Ежегодно в стране во всех типах хозяйств образуется порядка 500 млн т отходов и побочных продуктов животноводства в виде помета, навоза, стоков, информирует глава АИК. Объем же производства различного вида органических удобрений животного происхождения, по данным Всероссийского научно-исследовательского института органических удобрений и торфа, составляет около 200 млн т/год.
Между тем ученые-аграрии считают, что навоз и помет — ценный возобновляемый ресурс, который при грамотном использовании не только не вредит экологии, но, наоборот, восстанавливает ее. Это инвестиция в долгосрочное плодородие, которая окупится богатыми урожаями на долгие годы вперед. Согласно исследованиям, проведенным специалистами Российского государственного аграрного университета — МСХА им. К. А. Тимирязева, в Нечерноземье 20-30 т органических удобрений на гектар дают среднюю прибавку урожайности зерновых в 6-7 ц/га, картофеля — 60-70 ц/га, силосных культур — 150-200 ц/га.
Благодаря применению полностью ферментированных органических удобрений (зрелых компостов) как основных улучшается состав и качественные характеристики почвы, утверждает Михаил Меламед. «В плодородном верхнем слое увеличивается количество необходимых растению доступных питательных веществ, почвенного органического вещества (гумуса), повышается электропроводность почвы, а значит и катионо-анионный обмен, — поясняет он. — Почва становится более рыхлой, растет степень ее воздухо- и влагопроницаемости, активизируется деятельность полезных почвенных бактерий, грибов, простейших организмов». Все это в итоге благотворно сказывается на росте растений, способствует увеличению урожайности и получению качественной продукции.
Ерхов уверен, что необходимо корректировать отношение к ППЖ. «Восприятие навоза не как отхода, а в качестве потенциального продукта, который позволит получить значительные выгоды, — это основа современных эффективных технологий переработки и утилизации», — считает он.
Меламед констатирует, что ситуация все же постепенно меняется, хотя еще есть над чем работать: в животноводстве нередко по-прежнему используются устаревшие, малоэффективные технологии переработки ППЖ. Их недостатками являются резкий запах, раздражающий местное население, значительный выброс парниковых газов, аммиака и сероводорода в атмосферу, риски переноса инфекций птицами и животными и загрязнения окружающей среды с дождевыми и талыми водами, длительный период обезвреживания и обеззараживания, отсутствие или неполная ферментация (биодеградация, биоконверсия) органического материала, а также замедление и остановка процесса ферментации в холодное время года, перечисляет эксперт. Кроме того, продукты (удобрения), полученные с применением низкоэффективных технологий, имеют небольшую агрономическую ценность и являются экологически небезопасными. Среди основных проблем он выделяет низкий коэффициент использования элементов питания и длительное действие (до 5 лет), малое содержание элементов питания у жидких и с высокой влажностью продуктов, высокие затраты на их логистику и внесение в почву, риск наличия семян сорняков, патогенов, яиц гельминтов, возможность загрязнения почвы и водных ресурсов, образование парниковых газов при внесении таких продуктов в почву. «Единственное преимущество данных технологий — это их относительно более низкая стоимость внедрения, составляющая 5-8 тыс. руб./т исходного сырья за год, — отмечает Меламед. — Затраты же на использование более продуктивных и экологически безопасных технологий переработки ППЖ с производством качественных ферментированных гранулированных органических удобрений доходят до 10-15 тыс. руб./т».
В качестве эффективной и экологичной альтернативы глава АИК предлагает применять технологии закрытого компостирования с принудительной контролируемой аэрацией. Производство максимально аэробно ферментированных (трансформированных) органических удобрений (зрелых компостов) и их рациональное использование будут оказывать самое положительное влияние на улучшение экологической безопасности, снижение выбросов парниковых газов и депонирование углерода в почве, воспроизводство плодородия почв, увеличение урожайности культур и качества урожая, заключает он.
Минимизация влияния на экологию — это не обязательно лишняя статья расходов, добавляет Ерхов. «Но только в том случае, если хозяйство откажется, условно говоря, от “закапывания” проблемы и внедрит современные системы переработки ППЖ», — подчеркивает он.
Участники рынка отмечают, что «узаконивание» ППЖ оказало положительное влияние на рынок, компании задумались об эффективном использовании органики и усовершенствовании своих систем переработки и утилизации побочных продуктов животноводства. Тем более что в АПК есть удачные примеры, когда навоз и помет приносят прибыль предприятию.
В качестве подстилки
Интересной практикой является использование продуктов переработки навоза в качестве подстилки для скота. Для этого твердая фракция в течение суток проходит температурную обработку в биореакторе. Обеззараживание осуществляется за счет естественных биотермических процессов, поэтому затраты энергии минимальны. Поскольку процесс компостирования проходит в аэробных условиях (при постоянной продувке воздухом) и сопровождается постоянно высокой температурой (до 72 °С), подсушка массы происходит без дополнительных энергоносителей за 24 часа.
Эксперт «Института молока» по строительству и комфорту коров Александр Герман отмечает, что, проанализировав соматику молока, внешнюю чистоту коров, продолжительность лежания животных в стойлах на такой подстилке, можно с уверенностью сказать, что коровам она комфортна и очень нравится. Неслучайно в последние пять лет эта технология получает все большее распространение.
Обычно для создания подстилки хватает 70% переработанного продукта, остальное может вноситься в качестве удобрения на поля либо продается на сторону, рассказывает эксперт. По его информации, новые предприятия часто уже на стадии строительства предусматривают именно такую технологию переработки ППЖ. Например, в Московской области строительство молочнотоварной фермы на 1,2 тыс. голов дойного стада завершает племзавод «Повадино». Объект будет сдан в конце года, а установка по переработке навоза запущена уже сейчас, знает Герман. Пока она обслуживает другие фермы компании.
Компостировать и гранулировать
В отличие от открытого компостирования, когда в атмосферу выделяется большое количество метана, а владелец ППЖ не может эффективно управлять процессом, так как не может повлиять на погодные условия, температуру и в целом на сроки созревания компоста (из-за чего на полях используется незрелый малоэффективный продукт), закрытое компостирование происходит в ангарах, где можно управлять температурой воздуха, аэрацией. Технология закрытого компостирования используется для снижения эмиссии нежелательных выбросов: углекислый газ и аммиак улавливаются и проходят через фильтры с абсорбирующими агентами.
Закрытое компостирование, как эффективную и выгодную технологию, выбрала ГК «Дамате». «Мы ответственно подходим к выбору и внедрению “зеленых” технологий в деятельность компании. Конечно же, мы применяем энергонасыщенную технику, средства защиты растений и другие препараты, минимально воздействующие на окружающую среду, а перерабатывая побочные продукты животноводства, мы рассматриваем их как ресурс, а не как отходы», — комментирует директор по развитию биотехнологий группы Иван Соколов.
В процессе выращивания индейки образуется помето-подстилочная смесь. Компания провела различные исследования, чтобы найти эффективный и безопасный для экологии способ ее переработки, и выбрала активное компостирование с использованием специальных биопрепаратов. «Благодаря этому методу мы производим качественное органическое удобрение, которое успешно прошло все проверки и внесено в реестр агрохимикатов и пестицидов Россельхознадзора», — сообщает топ-менеджер.
Основную массу получаемого удобрения «Дамате» использует на собственных полях, кроме того, продукт реализуется компаниям-партнерам и предприятиям по производству гранулированных удобрений. «Спрос превышает предложение, поэтому избыточного накопления удобрения на предприятии не возникает», — резюмирует Соколов.
Михаил Меламед рассказывает, что разработанная в АИК технология ускоренного компостирования органического сырья в закрытом помещении с искусственным микроклиматом, принудительной аэрацией и грануляцией (или ТУКОС) реализована в компании «Белгранкорм» на птицефабрике в Новгородской области. Перерабатывая помет предприятия по индустриальной технологии ускоренного компостирования, агрохолдинг производит свыше 12 тыс. т гранулированных органических удобрений (ГОУ) в год. За счет вносимых ГОУ урожайность на землях компании в Белгородской области (64 тыс. га пашни) повысилась на 15-20%, а экономия вследствие сокращения внесения минеральных удобрений составляет порядка 200 млн руб. в год. Для соблюдения требований технологии в условиях климата России АИК совместно с компанией WolfSystem (Россия) разработала проект специализированного здания для круглогодичного компостирования с получением гранулированных органических удобрений.
По словам гендиректора Национального союза птицеводов Сергея Лахтюхова, в птицеводстве в основном используется компостирование, как наиболее традиционный и наименее затратный способ. Причем хозяйства в соответствии с требованиями законодательства, соблюдая экологические требования, совершенствуют методы компостирования ППЖ за счет перехода от открытого к закрытому производству компоста, разделения помета на твердую и жидкую фракции, использования биопрепаратов, дождевых червей (в процессе питания черви разлагают сложные органические соединения, которые также обогащаются минералами, ферментами и культурами полезных микроорганизмов, такой вермикомпост содержит в 6-10 раз больше питательных веществ, чем просто навоз).
Использование биологических препаратов для более быстрого и качественного созревания компоста — принцип работы нового завода «Русмолко» по переработке ППЖ. Предприятие запущено в эксплуатацию в Пензенской области в 2025 году. Завод способен перерабатывать 45 тыс. т ППЖ в год. «Русмолко» управляет тремя молочными комплексами и предприятием по воспроизводству стада в Пензенской области. ППЖ с этих ферм является сырьем для органических удобрений. Оно загружается в 16 биодинамических ферментеров, далее с помощью аэрации и орошения в ферментере создаются необходимые условия для обеззараживания. После обязательного лабораторного исследования компост вносится в почву. «Проект позволит “Русмолко” постепенно минимизировать долю внесения минеральных удобрений, что снизит себестоимость продукции растениеводства и производимых кормов и окажет положительное воздействие на окружающую среду», — говорит представитель компании. Полученные органические удобрения используются на собственных полях компании, повышая агрофизические, биологические и агрохимические показатели плодородия почвы.
Разделять и вносить
В качестве основы эффективной технологии работы с ППЖ Ерхов называет разделение навоза на жидкую и твердую фракции. «Это сокращение периода выдерживания в лагунах-накопителях до 6-9 месяцев, уменьшение объема лагун, снижение интенсивности запахов и, как следствие, сокращение санитарно-защитной зоны в два раза», — поясняет эксперт.
Такую технологию используют на предприятии «ПРОДО Омский бекон». Директор компании Николай Букулит рассказывает, что в состав «ПРОДО Омский бекон» входят промышленный комплекс «Чунаевский» на 3,15 тыс. свиноматок с единовременным содержанием 50 тыс. голов, станция искусственного осеменения на 150 хряков и племенной репродуктор на 1,7 тыс. свиноматок с единовременным содержанием 30 тыс. голов животных. В этом году предприятие завершает масштабный инвестиционный проект по реконструкции и вводу в эксплуатацию производственного комплекса «Чунаевский-2», также рассчитанного на 50 тыс. свиней.
Суммарно на всех площадках предприятие производит около 870 тыс. м³ навоза в месяц, или 27 тыс. м³ в сутки. Весь этот объем поступает с животноводческих комплексов на очистные сооружения, где при помощи центрифуг и сепараторов происходит разделение на жидкую и твердую фракции. «Твердая вывозится на специализированную площадку хранения, состоящую из плит с отводом сточных вод в герметичную емкость, а жидкая после очистки перекачивается в специализированные накопители, — говорит руководитель. — Навоз выдерживается на площадке в течение 6-9 месяцев, в результате чего превращается в экологически безопасный ППЖ».
После отбора проб и лабораторного анализа качества при положительном заключении органическое удобрение вносится на поля растениеводческого предприятия, входящего в группу «ПРОДО Зерно», и способствует улучшению плодородия почв. Площадь пашни составляет более 72 тыс. га, что позволяет задействовать весь объем произведенного продукта. «Нормы внесения органического удобрения разработаны и контролируются квалифицированными специалистами растениеводческого направления, — сообщает Букулит. — Серьезное внимание уделяется строгому контролю качества: на предприятии созданы, согласованы и утверждены технические условия на ППЖ. Каждая реализуемая внутри холдинга партия сопровождается заключением сторонней лаборатории о качестве ППЖ». Реализация продукта внутри холдинга осуществляется через систему «Меркурий».
Для получения положительного эффекта важно не только качественно приготовить, но и правильно внести продукт переработки навоза и помета. «Только при комплексном подходе, то есть выборе наилучшего решения на каждом этапе, можно добиться существенных выгод», — подчеркивает Антон Ерхов. В частности, необходимо выбрать верный способ транспортировки продукта на поля. По его мнению, наилучшим вариантом является шланговая система. Так, в отличие от бочек, для работы со шланговой системой нужен всего один трактор вместо 5-10 (а это серьезное снижение выхлопов), что значительно сокращает нагрузку на почву. Стоит обратить внимание и на выбор оптимального органа внесения (инжектор или дисковый инжектор) и, главное, систему мониторинга и контроля за всеми этапами для исключения отклонений от норм и быстрого устранения возможных внештатных ситуаций (бездействие может привести к серьезным разливам), рекомендует специалист.
Руководитель отдела технологии и машиностроительного завода «Поток» Ирина Щеголева отмечает, что технология использования шланговых систем выходит на первый план в вопросе внесения жидких органических удобрений на основе навоза. «Шланговые системы могут быть длиной до 12 км с использованием дополнительных подкачивающих насосных станций, — утверждает она. — При этом такая система обязательно должна быть оборудована расходомером, по показаниям которого с учетом полосы распределения регулируется скорость движения агрегата для внесения заданной нормы удобрения».
Возможности для развития
По словам Ерхова, сектор развивается за счет совершенствования основных методов переработки ППЖ. В первую очередь благодаря системам автоматизации, диспетчеризации, удаленного управления. Сам «Биокомплекс» уже не первый год работает в этом направлении. «Причем мы разрабатываем и поставляем на рынок решения разного уровня сложности, — делится эксперт. — Хозяйство может оценить выгоды от внедрения системы, позволяющей мониторить текущее состояние оборудования (включено, выключено, авария) и далее поэтапно ее совершенствовать: внедрять возможность контроля отдельных параметров, делать ее многоуровневой, формировать базы данных — для последующего детального анализа информации за разные годы и подбора оптимальных объемов внесения для разных полей и их участков, точного прогнозирования урожайности и научно обоснованной оценки потенциала полей».
Внедрение различных систем автоматизации позволяет в том числе снизить и негативное влияние на экологию, считает Ерхов. Например, применение системы контроля и мониторинга внесения жидких удобрений в поля с ГЛОНАСС-позиционированием позволяет избежать повторных заездов на участки, куда уже осуществлялось внесение, и разливов. С одной стороны, это соблюдение норм использования органического удобрения и максимальный прирост урожая, с другой — снижение вероятности ущерба экологии. Добиться этого можно при контроле соблюдения требований технологии на местах.
По мнению Сергея Лахтюхова, в птицеводстве не существует каких-то технологических проблем с переработкой ППЖ. Помимо традиционных методов, для птичьего помета существуют более современные методы переработки, указанные в информационно-техническом справочнике по наилучшим доступным технологиям, которые предполагают как преобразование сырого помета в органические удобрения, в том числе гранулированные, так и использование в качестве топлива для получения тепловой и электроэнергии. Альтернативные способы переработки ППЖ (в том числе термическая сушка и сжигание) пока не получают достаточного распространения, так как их внедрение требует серьезных первоначальных затрат. «Кроме того, у нас в стране все еще не развита инфраструктура использования биотоплива, поэтому окупаемость тоже не будет быстрой», — добавляет эксперт.
Вопрос дальнейшего совершенствования переработки и использования ППЖ носит системный характер, полагает Лахтюхов. Он находится в компетенции не столько животноводческих предприятий, которые уже делают все, что могут, сколько государства. «Если государство не просто проявит интерес к этой теме, а поставит задачу по ее развитию и готово будет оказывать меры поддержки по данному направлению, то индустрия переработки ППЖ может не только улучшить экологию, но и стать прибыльной статьей животноводства», — уверен эксперт.
Инвестиции в такие проекты действительно являются одним из сдерживающих факторов. Если крупные предприятия способны найти средства для вложений в совершенствование переработки ППЖ и дождаться, когда они окупятся, то небольшие хозяйства, даже понимая, что в перспективе это выгодно и улучшит экологические показатели производства, не имеют возможности высвободить средства на современное оборудование для переработки. «Основная проблема малого и среднего бизнеса при обращении с ППЖ заключается в дороговизне строительства навозохранилищ, в которых навоз должен вылеживаться для компостирования и утраты негативных свойств», — уверена менеджер по связям с государственными органами Национального союза производителей молока (Союзмолоко) Юлия Шмелева. По ее информации, ориентировочная стоимость строительства простейшей навозной лагуны составляет 1-2,5 тыс. руб./м³. Необходимая мощность навозохранилища зависит от количества поголовья в хозяйстве, однако ее строительство для содержания 500 голов КРС обойдется примерно в 30 млн руб. «У небольших фермерских хозяйств нет таких средств», — констатирует эксперт.
Дополнительные технологические решения есть, и они не являются обязательными, но влекут увеличение капзатрат, причем кратное, подтверждает заместитель руководителя Национальной мясной ассоциации Максим Синельников. Между тем стимулирующей поддержки на такие дополнительные технологические решения, в отличие, например, от стран ЕС, в России нет. Таким образом, главная проблема развития и совершенствования переработки побочных продуктов животноводства лежит не в технологической, а в финансовой области, резюмирует он.
