Химический состав стоков характеризуется различными исследователями неодинаково. При этом данные по содержанию основных биогенных элементов отличаются в 3-5 раз, что, по-видимому, объясняется не только разницей в рационах и условиях содержания животных, но и методикой отбора проб и проведения анализов. Наиболее устойчивые показатели химического состава свиностоков получены при проведении обменных опытов (табл. 1).
1. Химический состав стоков, % к натуральному веществу
| Элемент | Экскременты | |
| КРС | Свиней | |
| Вода | 93,8 | 96,7 |
| Сухое вещество | 6,2 | 3,3 |
| Азот (N) | 0,58 | 0,63 |
| Фосфор (Р2О5) | 0 | 0,07 |
| Калий (К2О) | 0,049 | 0,43 |
| Известь (СаО) | 0,01 | 0 |
Данные таблицы свидетельствуют, что экскременты свиней по содержанию основных биогенных элементов превосходят экскременты крупного рогатого скота (И.И. Лукьяненков, 1985).
Свиные стоки содержат около 50% всего азота, выделяемого с экскрементами, и отношение в ней углерода к азоту составляет 0,8-0,9.
Эффективность мочи как удобрения определяется высоким содержанием в ней мочевины. Азот мочевины составляет примерно 80% азота мочи (Б.А. Ягодин, Ю.П. Жуков, В.И. Кобзаренко, 2002).
Кроме того, в животноводческих стоках содержится значительное количество микроэлементов: 20 мг бора, 200 – марганца, 16 - меди, 96 мг цинка на 1 кг сухого вещества.
По физико-механическим, в особенности пластично-вязким свойствам, стоки значительно отличаются от смеси экскрементов. Технологическая вода, поступающая в систему, разжижает экскременты. С увеличением влажности резко падают вязкость жидкого навоза и предельное напряжение сдвига. Материал становится более подвижным, интенсивнее растекается.
С увеличением влажности активизируется процесс расслоения навоза, снижается его плотность.
Интенсификации процесса расслоения способствует и то обстоятельство, что с увеличением влажности возрастает разница в плотностях твердой и жидкой фаз. С добавлением воды дисперсионная среда разжижается, ее плотность уменьшается, а плотность твердых частиц остается почти неизменной, вследствие чего происходит интенсивное осаждение.
В навозных стоках влажностью 94 % и более уже через 15 минут отстаивания в покое в осадок выпадает до 80-85 % всех взвешенных частиц, а через 2 часа осаждается 90 % (И.И. Лукьяненков, 1982).
Животноводческие стоки, как правило, имеют слабокислую или слабощелочную реакцию с pH равной 6-8.
Химический состав стоков при хранении изменяется. Часть биогенных элементов и органического вещества теряется. В связи с тем, что жидкий навоз контактирует с атмосферой лишь через верхний слой, диффузия кислорода в него незначительна. Поэтому в жидком навозе протекают преимущественно анаэробные мезофильные процессы, при которых легкоминерализующиеся органические соединения разлагаются на газообразные вещества: сероводород (Н2S), углекислый газ (СО2), аммиак (NH3), метан (СН4), меркаптаны и органические кислоты.
За несколько дней хранения свыше 90 % мочевины переходит в аммиак и углекислый газ, что вызывает повышение массовой доли аммонийного азота в первые 4-5 дней хранения. Так как в мочевине содержится около 50 % всего азота навоза, то через несколько дней хранения стоков более 50 % всего азота будет находиться в аммонийной форме. Его потери, а также потери органического и сухого вещества зависят от условий хранения навоза: глубины хранилища, температуры окружающей среды, частоты перемешивания, действия солнечных лучей.
Изменение состава и объема навоза при хранении в различных условиях в течение 68-168 дней приведены в таблице 2.
2. Изменение состава и объема навоза при хранении, % к первоначальному состоянию
| Условия хранения | Потери веществ | Увеличение объема материала | |
| Сухого вещества | Азота | ||
| Открытое хранилище | 2,0 | 8,7 | 23 |
| Закрытое хранилище | 5,7 | 14,8 | 20 |
Поэтому важным процессом в технологии производства навоза является хранение. От условий и способов хранения зависят химический состав и качество свиностоков, эффективность их применения, ветеринарно-санитарное состояние территории ферм и населенных пунктов (И.И. Лукьяненков, 1985).
Физико-химические и биологические процессы, протекающие в навозе, весьма разнообразны и недостаточно изучены. Без глубокого знания и учета их невозможно создать эффективные и экономичные технологии удаления, переработки, хранения, транспортировки и использования навоза. Так, повышенная коррозия металлических конструкций сооружений и механизмов, контактирующих с навозом, объясняется специфическими ионными реакциями, в которых участвуют сульфиды, сульфаты, аммиак, углекислота и др. Весьма серьезную опасность для человека и животных могут представлять газы (Н2S, CO2, NH3), выделяемые навозом при брожении (В.А. Андреев, М.Н.Новиков, С.М.Лукин, 1990).
2 Характеристика места и условий работы
2.1 Природно-климатические условия
Совхоз «Родниковский» расположен в подзоне северной местности и входит в состав Красноармейского района Челябинской области.
Северная лесостепная предгорная подзона Челябинской области представляет собой Зауральскую холмистую равнину, включая Аргалшский, Каслинский, Красноармейский, Сосновский, Уйский и Чебаркульский административные районы. На ее территории расположены города Челябинск, Копейск, Касли и Миасс.
Массив орошения располагается на северном склоне водораздельной равнины рек Миасса и Уя, между селами Родники, Канашево и Пашнино, восточнее оз. Сакандык в пределах западной окраины Западно-Сибирской равнины.
Рельеф местности волнисто-бугристый и бугристо-западинный характеризуется обилием блюдцеобразных понижений и возвышенностей с абсолютными отметками поверхности от 176,5 до 194,6 м, дневной поверхности от 0,002 до 0,02 на запад и северо-запад в сторону озера Сакандык и р. Миасс.
Особенности рельефа предполагают слабую естественную дренированость, и способствует образованию большого количества болот, переувлажненых участков и озер, образующихся за счет скопления паводковых и дождевых вод, а также за счет разгрузки подземных вод. Берега озер обычно низкие, заболоченные поросшие камышом и осокой. Глубина озер не превышает 3,0 м.
На данной территории часто встречаются лесные колки, частота их увеличивается в восточном направлении.
Климат характеризуется умеренно теплым вегетационным периодом. Сумма эффективных температур выше десятиградусного уровня составляет в среднем 2000 – 22000 0С. Этот период продолжается 130 – 120 дней с 9 – 10 мая до 15 – 20 сентября. Однако период заметно короче (100 – 110 дней), а на почве температура без заморозков бывает 80 – 105 дней.
Осадков за период активной вегетации растений выпадает в пределах 240 – 250 мм. Всего запасы в метровом слое почвы к моменту посева зерновых культур, как правило, достигает 140 – 170 мм. Гидротермический коэффициент (по Селяникову) в весенне-летний период составил 1,2 – 1,4. Вследствие этого, северная лесостепь Челябинской области одна из наиболее благоприятных для развития земледелия. Обеспеченность теплом и влагой дает возможность иметь высокопродуктивное полевое и луговое кормопроизводство, и на этой основе – молочное и мясное животноводство.
Устойчивый снежный покров устанавливается в середине ноября и достигает 30 -40 см, сохраняясь в течение 150 – 160 дней. Он обеспечивает благоприятные условия перезимовки озимых культур.
Глубина промерзания почв колеблется от 1 до 1,5 метров. Окончательное оттаивание почвогрунтов наступает в середине мая месяца (А.П. Козаченко, 1997).
Погодные условия вегетационных периодов 1995,1996 годов характеризуются данными на таблице 3.
3. Характеристика погодных условий вегетационных периодов 1995,1996 годов
| Показатели | Декада | Май | Июнь | Июль | Август | ||||||||
| 95 | 96 | Ср. | 95 | 96 | Ср. | 95 | 96 | Ср. | 95 | 96 | Ср. | ||
| Температура воздуха, 0С | 1 | 10,5 | 16,5 | 9,1 | 16,9 | 19,4 | 15 | 16,4 | 18,5 | 17,9 | 17 | 16,4 | 17,3 |
| 2 | 9,7 | 15,7 | 11,3 | 15,1 | 20,2 | 16,4 | 14,7 | 21,6 | 13 | 14,5 | 13,2 | 16,2 | |
| 3 | 17,3 | 10 | 13,1 | 19,5 | 20,5 | 17,9 | 17 | 19,1 | 17,9 | 13,7 | 11,7 | 14 | |
| Сумма осадков, мм | 1 | 17,1 | 0 | 12 | 16,7 | 0 | 16 | 19,2 | 0 | 26 | 67,5 | 24,5 | 23 |
| 2 | 30,5 | 28,3 | 14 | 19,1 | 0 | 17 | 31 | 1 | 30 | 7,5 | 5,7 | 21 | |
| 3 | 19,4 | 13,2 | 16 | 3,9 | 0 | 19 | 2,7 | 15,6 | 26 | 14,8 | 10,9 | 18 | |
| За месяц | 64 | 41,6 | 42 | 35,8 | 0 | 52 | 53 | 16,6 | 82 | 89,6 | 41,1 | 64 | |
Климатические условия в периоды проведения опытов взяты из Бродокалмакской метеостанции.
Анализируя данные таблицы, можно сказать, что средняя температура воздуха за период вегетации в 1995 и1996 года составила соответственно 15,1 и 17,800 С, а сумма осадков - 245,4 и 99,3 мм.
Эти данные свидетельствуют о том, что в первой декаде мая 1995 года показатели превышают среднее многолетнее по температуре и по осадкам. Вторая декада мая характеризуется более низкими показателями температурами, разница со средними многолетними данными составляет 1,60 0С, осадки также превышают уровень среднего многолетнего значения на 16,5 мм. Для третей декады мая характерна более высокая температура и по-прежнему высокий уровень осадков.