Навоз — это смесь экскрементов животных с подстилкой, остатками корма, водой и другими включениями, попадающими в систему навозоудаления.
Выход и влажность экскрементов крупного рогатого скота, указанные в методических рекомендациях по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета — РД-АПК 1.10.15.02-8.
В течение суток экскременты выделяются неравномерно. Свыше 30% суточного выхода выделяется в часы кормления.
Основной характеристикой навоза является его влажность, которая зависит от рациона кормления животных, вида и количества вносимой подстилки, количества воды, попадающей в систему навозоудаления при подмывании вымени, мойке и дезинфекции оборудования и помещений, а также вследствие проникновения поверхностных и грунтовых вод в систему сбора, транспортирования и хранения навоза:
Wн = WэQэ + WпQп + 100Qв)/(Qэ + Qп + Qв),
где Wн, Wэ, Wп — относительная влажность навоза, экскрементов и подстилки, %; Qэ, Qп,Qв — количество экскрементов, подстилки и воды.
Если животных содержат без подстилки и попадание воды в систему навозоудаления не исключено, то соотношение количества получаемой на ферме жидкой навозной массы Qн и исходного количества экскрементов Qэ зависит от относительной влажности экскрементов Wэ и навоза Wн:
Qн/Qэ = (100 — Wэ)/(100 — Wп).
Если, например, влажность экскрементов Wэ = 88%, а влажность получаемого на ферме навоза = 90%, то количество навоза больше, чем количество экскрементов в 1,2 раза. Если при той же влажности экскрементов влажность навоза составит 98%, что, к сожалению, довольно часто бывает на практике, то количество навоза будет превышать количество экскрементов в 6 раз, а при влажности экскрементов 99% — в 12 раз! Поэтому для сокращения выхода навоза, улучшения условий для его обеззараживания, хранения и использования необходимо избегать разбавления навоза водой. В этих целях следует оборудовать фермы водомерными устройствами, внедрить систему учета и контроля расхода воды и осуществить мероприятия, обеспечивающие материальную заинтересованность персонала в экономном расходовании воды.
Если животных содержат на подстилке и попадание воды в систему навозоудаления исключено, то соотношение количества получаемого навоза и исходных экскрементов определяется выражением:
Qн/Qэ = 1 + (Wэ — Wн)/(Wн — Wп)
При уменьшении влажности навоза за счет добавления подстилки отношение количества навоза к количеству исходных экскрементов Qн/Qэ растет значительно медленнее, чем при разбавлении навоза. При снижении относительной влажности навоза с 88 до 78% за счет использования подстилки из соломы влажностью 20% , это соотношение составит 1,17, т. е. количество получаемого навоза будет превышать количество исходных экскрементов всего на 17%, а не в 6 раз, как при увеличении влажности навоза на 10%.
В зависимости от относительной влажности навоза, т. е. от количества содержащейся в нем воды, навоз условно разделяют на твердый (подстилочный), полужидкий (бесподстилочный) и жидкий — разбавленный водой. Если влажность навозной массы выше 97%, то такую массу называют навозными стоками.
Земледельцы, как это следует из эпиграфа, издревле ценили навоз как мощное средство повышения плодородия почвы — определяющего фактора получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Чрезвычайно важная роль в плодородии почв принадлежит органическому веществу и его главной составляющей части — гумусу. Основоположник русской агрономической науки И. А. Стебут называл коллоидную фракцию, состоящую в значительной мере из органического вещества, протоплазмой почв, подчеркивая этим ее значение для почвенных биохимических процессов. Одной из основных причин низкой обеспеченности почв гумусом является недостаточный уровень применения органических удобрений.
Практика передовых хозяйств показывает, что планомерное наращивание и правильное применение органических удобрений обеспечивает значительное увеличение содержания гумуса в почвах и повышение урожаев сельскохозяйственных культур. К сожалению, за прошедшие 70-100 лет количество гумуса в почве сократилось на 40-69%. За этот период в дерново-подзолистых почвах содержание гумуса упало с 3,4-4,3 до 2,0% и менее, а за последние 50 лет его убыль составила более 50%. По обобщенным данным Россельхозакадемии гумусированность пахотных почв Нечерноземной зоны за последнее десятилетие снизилась почти на 0,5%. Поэтому одной из главных задач земледелия является приостановка снижения запасов в почве органического вещества и его основной части — гумуса, а в последующем — его воспроизводство. Увеличение количества гумуса в почвах сельскохозяйственного использования на 0,4-0,5% сможет не только заметно повысить продуктивность земли, но и окажет существенное влияние функционирование биосферы.
В сухом веществе экскрементов крупного рогатого скота содержится в среднем 3,3% азота (N), 1,8% фосфора (Р2O5) и 2,5% калия (К2O). Это означает, что в 1 т экскрементов при влажности 88% содержится 3,96 кг азота, 2,16 кг фосфора и 3,0 кг калия.
Таким образом, навоз КРС является ценным органическим удобрением, однако при его использовании в этом качестве существует целый ряд ограничений.
Первая группа ограничений — санитарные:
1. Норма внесения навоза по содержащемуся в нем азоту не должна превышать 170 кг/га. Повышение нормы связано с опасностью накопления в продуктах растениеводства нитратов и нитритов, которые вызывают у животных расстройство желудочно-кишечного тракта, нарушение обменных процессов, снижение лактационной способности, выкидыши и другие отрицательные явления.
2. Проникновение навоза в грунтовые воды и открытые водоемы нежелательно. Поэтому нельзя использовать жидкий навоз и навозосодержащие стоки на землях без водоупорного горизонта или с карстовыми воронками, а также на участках с поверхностным уклоном выше 15%.
3. Навоз может быть фактором передачи более 100 возбудителей болезней животных с острым и хроническим течением, а также болезней, опасных для человека. Это значит, что перед использованием навоз и навозные стоки должны быть проверены на инфицированность возбудителями наиболее опасных заболеваний и обеззаражены в случае их обнаружения.
4. Внесение в почву 100 т/га необработанного навоза равнозначно посеву 4,5-15,5 млн семян сорняков. Если их не уничтожить при обработке навоза, то они вынесут из почвы питательных веществ больше, чем их содержится во вносимом органическом удобрении.
Вторая группа ограничений — экономические, которые вытекают из затрат на уборку, хранение, транспортирование и внесение навоза. Они не должны превышать стоимости содержащихся в навозе питательных веществ. Очевидно, что чем больше ферма, тем больше выход навоза, тем дальше приходится его транспортировать и тем выше транспортные издержки. При этом объем транспортных работ по доставке навоза на поля увеличивается пропорционально третьей степени средней дальности транспортирования, т. е. в тысячу раз быстрее!
При подстилочном содержании скота удобрительная ценность навоза повышается за счет питательных веществ, содержащихся в подстилке, и сокращения их потерь из экскрементов, особенно при использовании торфяной подстилки. По результатам массовых анализов агрохимиков установлено, что в среднем в тонне подстилочного навоза перед его внесением в 1,4 раза больше азота и в 1,3 больше фосфора, чем в экскрементах. Содержание калия не изменяется.
Количество питательных веществ в жидком бесподстилочном навозе зависит от его влажности. Если, например, она составляет 94%, то в тонне такого навоза — 1,98 кг азота, 1,08 кг фосфора и 1,5 кг калия, т. е. вдвое, а при влажности 98% — в 6 раз меньше, чем в тонне исходных экскрементов. Нетрудно подсчитать, что при норме 170 кг/га нужно доставить на поля и внести в почву 43 т навоза влажностью 88%, а при влажности 98% — 257 т/га. Использовать такую жижу в качестве удобрения полей экономически нецелесообразно, так как стоимость содержащихся в ней питательных веществ не покрывает затраты на ее хранение, доставку и внесение.