Прогнозное распределение технологий переработки свиного навоза и куриного помета в РФ для принятия мер по снижению выбросов парниковых газов
В Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, утвержденной президентом России в 2016 году, обозначены основные ориентиры и возможности развития страны на ближайшую и долгосрочную перспективу, сформулированы большие вызовы для общества, государства и науки. В их числе потребность в обеспечении продовольственной безопасности и независимости России и конкурентоспособности отечественной продукции на мировых рынках продовольствия, снижение технологических рисков и укрепление экологической безопасности в агропромышленном комплексе.
Для реализации Стратегии формируется соответствующее законодательство; внесены поправки в закон № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», регулирующие переход на наилучшие доступные технологии; приняты законы № 280-ФЗ «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», № 296-ФЗ «Об ограничении выбросов парниковых газов» и № 248-ФЗ «О побочных продуктах животноводства и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
Важнейшей проблемой последних лет являются выбросы парниковых газов. Животноводство является основным источником метана и закиси азота. Основные источники выбросов в атмосферу при производстве животноводческой продукции — это внутренняя ферментация животных и системы обращения с навозом и пометом.
Согласно опубликованному докладу о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом (далее — Кадастр парниковых газов), в 2021 году суммарные выбросы парниковых газов от аграрного сектора Российской Федерации составили 121 285 тыс. т СО2-экв., что соответствует 48,3% уровня 1990 года (250 735 тыс. т СО2-экв.). В результате интенсивного использования почв сельскохозяйственных земель в структуре выбросов от сельскохозяйственных источников в растениеводстве большая часть приходится на N2O. От сектора «Животноводство» в европейской части Российской Федерации выделяется около 80% суммарных выбросов аммиака (NH3).
Расчет парниковых газов осуществляется в соответствии с Методическими рекомендациями по проведению добровольной инвентаризации объема выбросов парниковых газов в субъектах Федерации, которые коррелируют с Методикой Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Основополагающими исходными данными при расчете как эмиссий N2O, так и CH4 в системе переработки навоза и помета являются данные о содержании азота и углерода в навозе и его влажность. Эти характеристики зависят от половозрастных групп животных, системы кормления и во многом от технологий переработки навоза и помета.
Цель работы — установить, как распределяются технологии переработки свиного навоза и куриного помета в различных природно-климатических условиях РФ с учетом типа получаемого на предприятии навоза и помета.
Материалы и методы исследования
В исследовании были проанализированы Региональные программы развития АПК в части, касающейся свиноводческих и птицеводческих комплексов. В каждой Региональной программе рассматривался целевой показатель с 2021 по 2025 год — производство скота и сельскохозяйственной птицы на убой в живом весе (тыс. т в год).
Статистические данные по показателю «производство скота и птицы на убой в живом весе (тыс. т)» с 2020 по 2021 год взяты из баз данных Росстата, данные по базовому распределению технологий переработки свиного навоза и куриного помета — из литературных источников, поголовье свиней и сельскохозяйственной птицы в хозяйствах всех категорий (тыс. гол.) с 2019 по 2022 год — из базы данных Росстата.
Прогнозное поголовье свиней и сельскохозяйственной птицы с 2023 по 2025 год рассчитано на основании данных Единой межведомственной информационно-статистической системы (ЕМИСС).
Полученные данные обработаны методами математической статистики в программе Excel (США).
Анализ проводился для следующих типов предприятий: сельскохозяйственные организации; крестьянско-фермерские хозяйства и индивидуальные предприниматели; хозяйства населения.
С учетом природно-климатических особенностей Российской Федерации для исследования распределения технологий переработки навоза и помета выделены три зоны: 1-я — Северо-Западный федеральный округ (СЗФО); 2-я — Приволжский федеральный округ (ПФО), Южный федеральный округ (ЮФО), Северо-Кавказский федеральный округ (СКФО), Центральный федеральный округ (ЦФО); 3-я — Уральский федеральный округ (УФО), Сибирский федеральный округ (СФО), Дальневосточный федеральный округ (ДФО).
Результаты и обсуждение
Для расчета эмиссии парниковых газов необходимо знать характеристики получаемого свиного навоза и куриного помета, поэтому были проанализированы технологии содержания животных и сельскохозяйственной птицы на предприятиях для определения типа получаемого навоза и помета (рис. 1). Рассматривались такие параметры, как масса подстилочного материала и технологической воды, попадающих в навоз и помет.
Был проведен анализ поголовья свиней и сельскохозяйственной птицы в хозяйствах всех категорий. Результаты исследования показали, что наибольший вклад в поголовье вносят сельскохозяйственные организации, поэтому по ним более детально проанализированы данные по поголовью и массе на убой.
Сравнение расчетного значения прогнозного поголовья свиней в 2025 году и статистического поголовья в 2019 году показало, что к 2025 году:
в зоне 1-й поголовье увеличится на 1,8% — с 1816,6 тыс. до 1848,7 тыс. голов;
в зоне 2-й поголовье увеличится на 5,9% — с 17 287,5 тыс. до 19 879,1 тыс. голов;
в зоне 3-й поголовье увеличится на 4% — с 4672,2 тыс. до 4857,5 тыс. голов (рис. 2).
Сравнение расчетного значения прогнозного поголовья сельскохозяйственной птицы в 2025 году и статистического поголовья в 2019 году показало, что к 2025 году:
в зоне 1-й поголовье увеличится на 4,1% — с 47 млн до 49 млн голов;
в зоне 2-й поголовье увеличится на 6,6% — с 217,4 млн до 219,2 млн голов;
в зоне 3-й поголовье уменьшится на 5,7% — с 111 758,6 тыс. до 105 321,8 тыс. голов (рис. 3).
В зоне 1-й статистические показатели по мясу в живом весе на убой за 2021 год (1077,9 тыс. т) превышают целевые показатели из Региональных программ на 2021 год (983,6 тыс. т) и целевые показатели из Региональных программ на 2025 год (1036,4 тыс. т). Данный факт говорит о том, что отрасль уже нарастила требуемую мощность и что существенных изменений в технологиях переработки свиного навоза и куриного помета не планируется. По мнению авторов, развитие будет продолжаться дальше в соответствии с экологическим законодательством и наилучшими доступными технологиями (НДТ).
В зоне 2-й при увеличении поголовья свиней на 5,9%, поголовья сельскохозяйственной птицы на 6,6% с 2021 по 2025 год целевой показатель из Региональных программ на 2025 год выше, чем на 2021 год, на 7,9% (10 854,6 тыс. т в год в 2021 году, 11 716,5 тыс. т в год в 2025 году).
Статистические значения за 2021 год (11 380 тыс. то превосходят целевые показатели на 2021 год (10 845 тыс. т) и на 2,9% превышают плановые на 2025 год (11 716,5 тыс. т).
В зоне 3-й при увеличении поголовья свиней на 4% и снижении поголовья сельскохозяйственной птицы на 5,7% с 2021 по 2025 год целевой показатель из Региональных программ на 2025 год выше, чем на 2021 год, на 3,2% (2621,3 тыс. т в год в 2021 году, 2778,7 тыс. т в год в 2025 году).
Статистические значения за 2021 год (2642,4 тыс. т) превосходят целевые показатели на 2021 год (2621,3 тыс. т) и только на 1,9% превышают целевые показатели на 2025 год (2778,7 тыс. т) (рис. 4).
Для получения распределения переработанного навоза и помета по влажности были проанализированы технологии переработки, относящиеся к каждому типу навоза (помета). Для возможности использования методик расчета МГЭИК полученные результаты были соотнесены с системами хранения навоза (помета) «Сухое» и «Жидкое» из этих методик (рис. 5).
Система хранения навоза (помета) «Сухое» включает в себя следующие технологии: пассивное компостирование, сухое хранение, сушка и грануляция, хранение навалом, биоферментация, активное компостирование. Система хранения навоза «Жидкое» включает в себя следующие технологии: длительное выдерживание жидкого навоза и длительное выдерживание жидкой фракции навоза.
В зоне 1-й к 2025 году не меняется процент распределения технологий переработки свиного навоза: технология выдерживания жидкой фракции навоза — 45%, технология длительного выдерживания жидкого навоза — 36%, технология пассивного компостирования твердой фракции навоза — 19%.
В зоне 2-й к 2025 году процент применения технологии длительного выдерживания жидкой фракции свиного навоза увеличится с 23 до 28.
В зоне 3-й к 2025 году процент применения технологии длительного выдерживания свиного навоза увеличится с 53 до 59 за счет уменьшения доли подстилочного навоза и снижения процента пассивного компостирования.
Расчет выполнен с учетом массы перерабатываемого навоза (помета) по каждой технологии переработки (рис. 6).
В зоне 1-й к 2025 году процент применения технологии пассивного компостирования куриного помета снизится с 95 до 90; доля технологии «Сухое хранение» увеличится до 9%.
В зоне 2-й к 2025 году процент применения технологии пассивного компостирования куриного помета снизится с 62 до 49; доля технологии «Сухое хранение» увеличится до 39%.
В зоне 3-й к 2025 году процент применения технологии пассивного компостирования куриного помета снизится с 74 до 64; доля технологии «Сухое хранение» увеличится до 24% (рис. 7).
С учетом прогнозных оценок обновлено соотношение основных технологий переработки свиного навоза и куриного помета (табл. 5.12 Национального доклада о кадастре). Данные представлены в таблице 1.
Анализ полученных результатов показывает, что при делении всех возможных вариантов технологий на системы «Сухое» и «Жидкое», согласно методике МГЭИК, существенные отличия будут наблюдаться только по свиноводству в 3-й зоне, включающей СФО, УФО и ДФО. Поэтому именно для этих регионов выполнен расчет для базового распределения технологий и прогнозного распределения технологий на 2025 год по эмиссии парниковых газов в пересчете на CO2-эквивалент. Расчеты эмиссии метана от систем переработки свиного навоза показаны на рисунке 8. Расчеты эмиссии закиси азота от систем переработки свиного навоза показаны на рисунке 9.
Прямой выброс закиси азота и метана в зоне 3-й (СФО, УФО и ДФО) в пересчете на CO2-эквивалент, по данным кадастра, составляет 752,4 тыс. т в год при расчете на основании данных по базовому распределению технологий (2021 г.) 1038 тыс. т в год; при расчете на основании данных по прогнозному распределению технологий (2025 г.) — 1110 тыс. т в год.
Выводы
В целом в птицеводстве Российской Федерации увеличивается доля системы хранения помета «Сухое хранение» (по методике МГЭИК) — длительное выдерживание сухого помета на специализированной гидроизолированной площадке, заменяя технологию хранения «Навалом» на полевой площадке, которая запрещена Федеральным законом № 248-ФЗ.
В свиноводстве Российской Федерации идет тенденция к разделению свиного навоза на фракции, что приводит к росту объемов переработки жидкой фракции навоза методом длительного выдерживания и увеличением доли технологии пассивного компостирования. При этом снижаются объемы переработки неразделенного свиного навоза.
Результаты расчета эмиссии закиси азота и метана в пересчете на CO2-эквивалент показали, что расчетные значения выбросов парниковых газов в зоне 3-й превышают значения, отраженные в Национальном кадастре.
Результаты исследования показали необходимость пересмотра практики применения технологий переработки навоза (помета) для снижения выбросов парниковых газов в зоне 3-й.
Об авторах
Александр Юрьевич Брюханов; директор, член-корреспондент РАН, доктор технических наук
sznii@ya.ru; https://orcid.org/0000-0003-4963-3821
Екатерина Викторовна Шалавина; старший научный сотрудник, кандидат технических наук
shalavinaev@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-7345-1510
Эдуард Вадимович Васильев; ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук
sznii6@ya.ru; https://orcid.org/0000-0002-5910-5793
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства — филиал Федерального научного агроинженерного центра ВИМ, Фильтровское шоссе, 3, пос. Тярлево, Санкт-Петербург, 196634, Россия
УДК 631.17.631.147
DOI: 10.32634/0869-8155-2024-384-7-160-165
Рекорд в северной лесостепной зоне по надою и продаже молока установлен в Омской области
Крутинские животноводы достигли выдающегося результата, произведя и реализовав 10 000 тонн высокосортного молока, что является наибольшим объемом в северной лесостепной зоне. АО имени Кирова Крутинского района заняло первое место среди молокопроизводителей региона и вошло в пятерку лучших хозяйств области. К началу октября животноводы АО имени Кирова уже произвели и продали почти 10 000 тонн высококачественного […]
Единая федеральная карта-схема земель сельхозназначения будет полностью сформирована к концу 2025 года
Об этом заявил на выставке «Золотая осень» директор департамента земельной политики Минсельхоза Вячеслав Леонов. Процесс инвентаризации земель, как показали обсуждения в рамках сельхозвыставки, позволяет выявлять проблемы, мешающие их вовлечению в оборот, в том числе кадастровые ошибки. К эффективности программы остаются вопросы: так, в Счетной палате отмечают нехватку информации о качественных характеристиках территорий. Без подробных данных […]
Центр инновационных технологий использования биоресурсов Арктики откроют в АГАТУ
Арктический государственный агротехнологический университет планирует создать в 2027 году центр инновационных технологий глубокой переработки сырья и комплексного использования биоресурсов Арктики. Об этом сообщил ТАСС во время Северного форума по устойчивому развитию в Якутске ректор вуза Валерий Федоров. Он уточнил, что ученые планируют также разработать технологии мясных и рыбных продуктов из уникального сырья с длительным сроком […]
Михаил Мишустин отметил, что АПК РФ успешно обеспечивает продбезопасность в условиях санкций
Председатель правительства России Михаил Мишустин поздравил работников сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности с профессиональным праздником. Он сказал, что агропромышленный комплекс РФ в условиях санкционного давления успешно справляется с задачами, которые ставит президент России, демонстрирует рост отрасли, увеличивает экспорт и удерживает ведущие позиции на международном рынке. Мишустин отметил, что правительство уделяет основное внимание развитию отечественного АПК, […]
Методы ускоренного создания обновленных семян льна высокого качества в первичном семеноводстве
Качество и урожайность семян льна зависят от методов и технологий, применяемых в первичном семеноводстве. Это в полной мере относится и ко льну масличному. Отличительными особенностями существующих методов создания обновленных семян культуры на первых этапах семеноводства являются высокая трудоемкость и затратность, невысокий коэффициент их последующего размножения. Это не позволяет обеспечить получение необходимых объемов высококачественной семенной продукции. […]
В ВолГАУ открыт Центр нутригеномики сельскохозяйственных животных и птицы – единственный в России
Как сообщили в Комитете сельского хозяйства Волгоградской области, в ВолГАУ открыт «Центр нутригеномики сельскохозяйственных животных и птицы» – единственный среди отечественных вузов центр полного замкнутого цикла подготовки и испытания кормов и кормовых добавок, цель которого – улучшить образовательный процесс, качественную подготовку будущих специалистов, а также переподготовку работающих специалистов в кормопроизводстве. Студенты смогут наблюдать и изучать […]
Министр сельского хозяйства РФ отметила ГК ВИК среди крупнейших производителей вакцин в стране
На 576-м заседании Совета Федерации в рамках «правительственного часа» на тему развития сельского хозяйства в современных условиях выступила глава Минсельхоза России Оксана Лут. Министр сельского хозяйства РФ отметила Группу компаний ВИК в качестве одного из крупнейших производителей вакцин и ветфармы для сельскохозяйственных животных и птицы. В 2024 году ГК ВИК в партнерстве с биотехнологическими гигантами, […]
Эффективность современных фунгицидов в защите зерновых культур
В целях обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации Указом Президента Российской Федерации (от 21 января 2020 года № 20) утверждена Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации, реализация которой позволит обеспечить продовольственную безопасность как важнейшую составную часть национальной безопасности. Зерновые культуры являются одним из ведущих культур, и ежегодно площади под ними расширяются. Так, в 2021 году яровая пшеница […]
В Сенегале любят вологодское мороженое
24 тонны вологодского мороженого направлено в государство Западной Африки Сенегал, сообщает официальный портал областного правительства. Как отмечено в сообщении, экспорт продукции осуществляется в рамках регионального проекта «Экспорт продукции АПК» национального проекта «Международная кооперация и экспорт», инициированного президентом России Владимиром Путиным. Согласно данным регионального кабмина, ежегодно в регионе производится более 30 тыс. т мороженого, в ассортименте […]
Регионы-аутсайдеры по темпам маркировки сельхозживотных назвали в Минсельхозе
В России 24 региона промаркировали весь крупный рогатый скот (КРС) и внесли эти данные в информационную систему «Хорриот». Об этом сообщила директор Департамента ветеринарии Минсельхоза России Мария Новикова, выступая на XXVI Российской агропромышленной выставке «Золотая осень — 2024». Еще в 57 регионах промаркировали 50% и более поголовья КРС, уточнила Мария Новикова. «Четыре региона-аутсайдера по маркировке […]
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
