Основы проектирования животноводческих объектов

Однако эти пагубные последствия в основном вызваны тем, как в последнее время вели животноводство, в основном на основе краткосрочной прибыли без заботы об устойчивости [6].
В полузасушливых и засушливых районах ранее существовавшие системы управления были нарушены такими факторами, как государственная собственность на пастбища, заменившая традиционное землевладение; неконтролируемая практика переселения земледельцев в районы, способные поддерживать животноводство только в долгосрочной перспективе; «разграбление» кормовых ресурсов внешними спекулянтами, часто богатыми предприятиями, заинтересованными в получении высокой прибыли в краткосрочной перспективе; повторяющиеся засухи; общая политическая воля, сдерживающая мобильность скотоводов; а также снижение мобильности из-за повышенной опасности. Все эти факторы нарушали традиционный баланс, который позволял пастушеским племенам веками жить на ограниченных территориях, которые хорошо управлялись.
Более того, везде, где это было возможно (часто в пользу государственных субсидий), потребность в краткосрочной прибыльности приводила к развитию интенсивных систем животноводства без учета воздействия на окружающую среду. В этих системах удаление сточных вод часто было проблемой, поскольку перекачка сточных вод на посевные площади была слишком дорогостоящей. Следовательно, полезный вклад в растениеводство был потрачен впустую и оставлен на загрязнение водоемов. Как и большинство других интенсивных монопроизводственных сельскохозяйственных систем, интенсивное животноводство не может быть устойчивым и экологически безопасным, если оно не интегрировано с другими видами сельскохозяйственной деятельности. 
Негативное влияние животноводства на засушливые и полузасушливые районы долгое время преувеличивалось и только в последние годы стало вызывать споры. Сидахмед и Язман (1994) утверждают, что традиционные пастбищные системы стабильны, поскольку они реагируют на высокую изменчивость климата. Имеются хорошие перспективы для животноводства, которое полностью совместимо с охраной окружающей среды в этих районах, о чем свидетельствуют следующие примеры.
Недавние исследования по управлению пастбищными угодьями в засушливых и полузасушливых районах показали, что животноводство может быть вполне устойчивым, если принять некоторые меры предосторожности (Breman and Ridder, 1991). Например, для оценки пропускной способности за основу следует взять засушливый год; для пастбищной способности только половина биомассы травянистого многолетника; и для просмотра только 15 процентов годового производства биомассы вкусных растений следует считать доступным. Другие аспекты управления включают борьбу с пожарами (строго используемую в качестве инструмента управления пастбищными угодьями только в случае необходимости), наблюдение за наличием скота вокруг деревень и водопоев и защиту хрупких почв в сезон дождей.
Абель и Блейки (1990) подтвердили, что в случае Ботсваны и Зимбабве из-за того, что внутренняя устойчивость пастбищных угодий не была признана, было потрачено много усилий на попытки стабилизировать производство вместо продвижения стратегии «отслеживания», которая лучше соответствовала бы изменениям в осадки. Очень часто традиционные системы отгонного животноводства оказывались гораздо более устойчивыми и продуктивными (на единицу площади), чем системы ранчо в засушливых и полузасушливых районах, благодаря их высокой степени гибкости (Breman and Ridder, 1991). Тем не менее, как подтвердил Ниамир (1991), хотя идеальным было бы возвращение к традиционным системам, все еще остается много возможностей для улучшения этих традиционных систем и разработки методов, подходящих для местных условий. 
Галати и Джонсон (1990) подтверждают, что для засушливых земель традиционные пастушеские режимы явно превосходят смешанные сельскохозяйственные системы, которыми стремятся заменить их земледельцы, продвигающиеся на север, например, в Сахеле. Согласно Perrier (1990), проекты управления пастбищными угодьями часто терпят неудачу из-за неправильного подхода. Модификации местных условий, такие как замена традиционных моделей скотоводства централизованным управлением, обычно предпринимались для того, чтобы приспособиться к предлагаемым новшествам, в основном к усилению контроля над пастбищными ресурсами [6]. Такой подход часто недооценивал сложность местных производственных систем и обычно приводил только к нарушению этих систем, порождая конфликты и ухудшение управления пастбищами. Perrier (1990) предложил обратить вспять эту тенденцию, продвигая предложения по управлению пастбищами в соответствии с местным контекстом. таких как повторяющийся сезонный выпас вместо ротационного выпаса, основанный на системном подходе, который привел бы к глубокому пониманию местных производственных систем. 
Таким образом, должны появиться новые перспективы для инноваций в этих системах, например, интродукция кормовых деревьев и использование таких добавок, как мультипитательные блоки и обработанная мочевиной кустовая солома. По словам оленеводов в Нигере, животные, которых кормят такими добавками, менее избирательны при выпасе на пастбищах, тем самым предотвращая чрезмерный выпас наиболее вкусных видов и, в то же время, способствуя сохранению окружающей среды (Сураби, Каюли и Далибард, 1995). Еще одно положительное влияние жвачных животных на растительность – это рассредоточение и облегчение прорастания (после проглатывания стручков, кислотная обработка твердой семенной кожуры и выбраковка в навоз) кормовых древесных пород (Acharya and Singh, 1992). Росту сеянцев также способствует наличие питательных веществ в навозе.
В засушливых и полузасушливых районах животноводство часто рассматривается только как система животноводства без интеграции в другие виды сельскохозяйственной деятельности. Но на самом деле мобильность домашнего скота в этих системах обычно предполагает активное взаимодействие с системами растениеводства, особенно за счет контрактов на удобрение между фермерами и пастухами, предоставления рабочего скота и использования растительных остатков в качестве корма. Как указал Тулмин (1983 г.), учитывая нехватку химических удобрений в Сахеле, доступ к навозу имеет первостепенное значение для развития производства сельскохозяйственных культур с коротким циклом и обеспечения большей продовольственной безопасности, несмотря на неопределенность сезона дождей.
Интегрированные системы животноводства/сельскохозяйственного производства
Наиболее положительный вклад животноводства в окружающую среду связан с его ролью в интегрированных системах устойчивого земледелия. Некоторые примеры приведены ниже, хотя не предполагается, что они составляют исчерпывающий список, охватывающий все системы, в которых домашний скот вносит положительный вклад в экологически безопасные системы земледелия. Если рассматривать отдельно, система животноводства обычно требует меньше ископаемой энергии, чем система растениеводства, которая часто в значительной степени зависит от удобрений и гербицидов, которые производятся и вносятся с использованием дорогого ископаемого топлива [5].
С быстрорастущим мировым населением растет и спрос на зерно. Площади, ранее отведенные под кормовые культуры, теперь заняты производством зерна, в основном для удовлетворения потребностей населения, при этом животноводство все больше и больше зависит от растительных остатков и побочных продуктов, как это видно в Китае и Египте.
В Азии, благодаря многовековому опыту, интеграция животноводства, рыбы и сельскохозяйственных культур оказалась устойчивой системой. В Китае, например, объединение прудового хозяйства с выращиванием уток, гусей, кур, овец, крупного рогатого скота или свиней увеличило производство рыбы в 2–3,9 раза (Chen, 1992). Также были признаны экологические и экономические преимущества рыбоводства, использующего отходы животноводства, что является управляемой системой для мелкого фермерства. В этих системах обеспечивается экологически безопасная интеграция: помет скота и кормовые отходы можно сливать прямо в пруд, где они служат кормом для рыб и зоопланктона; навоз домашнего скота также можно использовать для удобрения травы, которая также является кормом для рыб; овощи можно орошать из рыбоводных прудов, а их остатки и побочные продукты использовать для кормления скота.
Было показано, что в амазонском Эквадоре выпас овец на бобовых фуражах / дровяных парах в рамках традиционных систем земледелия (сменное выращивание маниоки) приносит большую пользу окружающей среде. Таким образом можно восстановить деградированные земли для производства сельскохозяйственных культур и сократить дальнейшее использование менее плодородных земель (Bishop, 1983).
Максимальная интеграция и переработка обеспечивает устойчивость животноводства/сельскохозяйственных систем (Preston and Murgueitio, 1992). Эти авторы показали, что устойчивая система животноводства для влажных тропиков может достигать высокой степени интеграции. Такая система в настоящее время действует на уровне мелких фермеров в Колумбии и поддерживает высокие уровни производства (более 3 000 кг мяса на гектар в год). Сюда входит выращивание свиней, овец, уток и дождевых червей (в частичном или полном заключении), выращивание продовольственных культур, экологически безопасных многолетних культур, таких как сахарный тростник, деревья, фиксирующие азот или другие многоцелевые деревья и водные растения. Корма (сок сахарного тростника для свиней и уток, жмых и ботва для жвачных животных, корм из деревьев и водных растений), энергия (биогаз и ветки деревьев) и удобрения (стоки из биореактора и гумус, произведенный дождевыми червями) производятся на ферме.
Различные компоненты роли домашнего скота в системе земледелия перечислены ниже.
Сила тягловых животных
Животноводство обеспечивает возобновляемую энергию для сельского хозяйства, экономя значительное количество ископаемой энергии, которая в противном случае использовалась бы в основном для производства и эксплуатации тяжелой сельскохозяйственной техники, а также для производства удобрений. Например, подсчитано, что для предпосевной подготовки и посева сои с использованием трактора требуется в 6,3 раза больше энергии, чем при использовании тяглового скота. Более того, последний является возобновляемым, в то время как с первым это в основном не так (Миттал и Сривастова, 1993), и эта цифра не учитывает энергию ископаемого топлива, затрачиваемую на создание трактора и его обслуживание. В значительной степени сила тяглового скота является самовосстанавливающейся, самовоспроизводящейся и поддерживается побочными продуктами, производимыми на ферме. Тяговая сила животных также может играть ключевую роль в крупномасштабных производственных системах. как в случае с сахарным поместьем площадью 30 000 га (La Romana) в Доминиканской Республике, где около 18 000 волов тянут сахарный тростник с полей к железнодорожной системе, ведущей к сахарному заводу (Preston and Murgueitio, 1992). В такой системе гарантируется устойчивость, поскольку основным источником энергии волов является ботва сахарного тростника, а навоз, в конце концов, возвращается обратно в сахарный тростник [4].
Во многих частях мира тягловая сила скота зачастую является лучшей альтернативой, позволяющей повысить урожайность сельскохозяйственных культур (см. рисунок). Как указывал Дельгадо (1979), расширение посевных площадей часто ограничивается нехваткой рабочей силы для прополки и сбора урожая, необходимой для получения большего урожая. В долгосрочной перспективе более широкое использование силы тяглового скота для прополки и сбора урожая автоматически приведет к расширению посевных площадей. По сравнению с человеческой тягой этот тип системы способствует более качественному и своевременному выполнению сельскохозяйственных операций, например, обработки почвы. Это также позволяет внедрять методы сохранения почвы, чтобы предотвратить ее чрезмерное уплотнение и эрозию (Томас и Бартон, 1995).
Производство удобрений
В смешанных системах животноводства часто кормят растительными остатками и побочными продуктами, а также пастбищами. В свою очередь часть питательных веществ и органических веществ возвращается в почву с навозом (см. таблицу), обеспечивая поддержание плодородия почвы и выступая в роли кондиционера почвы. Основными результатами являются улучшение катионного обмена, лучшее поглощение воды и предотвращение стока и образования корки на поверхности почвы. С другой стороны, исключительное использование минеральных удобрений приведет к снижению насыщенности основаниями и pH, а также к возникновению алюминиевой токсичности (Thomas and Barton, 1995). Таким образом, очевидно, что навоз играет ключевую роль в устойчивых системах растениеводства и животноводства. Более того, мелкие фермеры в развивающихся странах часто не могут позволить себе другие виды удобрений, а периоды перелога становятся короче по мере увеличения плотности населения. Прямым результатом надлежащего использования навоза является повышение урожайности, что может предотвратить дальнейшее вторжение мелких фермеров на уязвимые территории.
Ценность навоза как удобрения можно повысить за счет улучшения кормления животных. В настоящее время широко распространены различные методы повышения качества грубых кормов, такие как обработка мочевиной, которую практиковали в Китае в 1993 г. 3,3 млн мелких фермеров, переработавших более 11 млн тонн соломы. В Нигере было замечено, что процент сырого протеина в навозе увеличился с 4,5–5,8 % при традиционном рационе до 7–8,3 % при использовании грубых кормов, обработанных мочевиной, что позволило фермерам сократить использование дорогостоящих, часто импортируются химические удобрения (C. Kayouli, 1995, личное сообщение). Кроме того, в Нигере фермеры, использующие улучшенный навоз, могут вдвое сократить потребление мочевины при выращивании риса и при этом повысить урожайность на 40–50 процентов (Sourabie, Kayouli and Dalibard, 1995).
Борьба с сорняками
Животноводство можно успешно использовать для борьбы с сорняками и, следовательно, способствовать уменьшению загрязнения воды гербицидами. Энергия ископаемого топлива, которая в противном случае использовалась бы для производства и распространения гербицидов, также экономится. Животноводство в настоящее время используется на плантациях сахарного тростника, масличной пальмы, кокоса, каучука, цитрусовых, колы и манго. Выпас скота на этих плантациях, чаще всего овец, также дает органические удобрения. Например, на плантации сахарного тростника в Колумбии площадью 100 га стадо из 175 африканских волосатых овец борется с сорняками, заменяя необходимость в тракторах или гербицидах. Другими видами, также полезными для борьбы с сорняками, являются гуси, которых используют в Индии, и лошади, которых из-за нехватки гербицидов успешно использовали на Кубе в течение последних трех лет на плантациях цитрусовых для борьбы с такими сорняками, какPanicum maximum и Hyparrhenia rufa , которые очень негативно влияют на урожайность апельсинов (M. Sanchez, личное сообщение). Рыба, такая как белый амур и толстолобик, очень эффективна для борьбы с сорняками в стоках и каналах.
Животноводство интегрировано с лесным хозяйством в основном в целях лесовосстановления или предотвращения лесных и лесных пожаров. В Скандинавии выпас овец используется в зонах лесовозобновления для борьбы с кустарниками, которые заглушают молодые деревья (Johansson, 1982). Козы использовались для создания противопожарных полос, а также для борьбы с сорняками (Acharya and Singh, 1992). В Европе Европейский союз предоставляет некоторым странам субсидии для поощрения выпаса скота в лесистых районах Средиземноморья с целью предотвращения пожаров.
Источник топлива
Использование коровьего навоза в качестве топлива в Индии и других странах приводит к спасению огромного количества деревьев, а его зола может использоваться в качестве удобрения. Однако, когда вода не является ограничивающим фактором, навоз можно гораздо эффективнее использовать для производства топлива с помощью биореакторов.
Системы животноводства с нулевым выпасом скота могут быть экологически чистыми, если корма выращиваются на ферме, а навозная жижа собирается в биореакторах, стоки которых можно использовать либо в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур, либо для выращивания рыбы в прудах. Для первого есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что семена сорняков инактивируются в процессе пищеварения.
Банк «Грамин» в Бангладеш, который очень известен своими успешными кредитными схемами для сельской бедноты, особенно программой «аренды скота» для многих женщин, теперь связывает эту деятельность с программой биогаза, поскольку биореактор считается центральным элементом интегрированная система земледелия, при которой сточные воды, поступающие в пруды, увеличивают улов рыбы за счет ускорения производства водорослей. Поскольку недавно в рамках проектов ФАО были разработаны очень дешевые и простые биореакторы из пластиковых листов, они теперь более доступны для сельских семей, чем более дорогие цементные или стальные.
В Камбодже проект ФАО недавно продемонстрировал, что при наличии достаточного количества навоза как минимум от трех коров или восьми свиней объем производимого газа достаточен для замены примерно 75 процентов топливной древесины, обычно используемой средней семьей из шести человек ( ФАО, 1995). Таким образом, производство биогаза на ферме может удовлетворить большую часть основных энергетических потребностей домохозяйства, по крайней мере, для приготовления пищи. Это устранило бы большую часть потребности в топливной древесине, которая становится дефицитным ресурсом во многих развивающихся странах и должна собираться очень далеко, что требует больших затрат энергии на сбор и транспортировку, а также подвергает опасности окружающую среду из-за чрезмерного сбора.
Роль кормовой базы в охране окружающей среды
Кормовая база животноводства может играть важную роль в охране окружающей среды. Он состоит либо из основных источников энергии, таких как побочные продукты и остатки пищевых культур и сахарный тростник, либо из основных источников белка, таких как многоцелевые деревья и водные растения.
Если не использовать в качестве корма для животных, сельскохозяйственные отходы, такие как солома, солома, арахис или сено вигны, сжигаются, загрязняя атмосферу. Некоторые побочные продукты агропромышленного производства уже широко известны как корма, например, отруби злаков, жмых, патока, пивные дрожжи и свекловичный жом. Другие, такие как отходы листьев сизаля, грязь после фильтр-прессов сахарной промышленности, кофе, мякоть цитрусовых, ананасов или томатов, жмых из оливок и осадок пальмового масла, обычно также производятся в больших количествах, и их утилизация часто представляет собой проблему. Большинство этих побочных продуктов можно использовать в качестве корма.
Побочные продукты животноводства, такие как отходы бойни (птичьи субпродукты, кости, кровь), сыворотка от производства сыра, побочные продукты инкубации, а также отходы рыбы и креветок, могут использоваться для кормления жвачных животных. Даже экскременты одного вида животных можно использовать в качестве корма для другого. Птичий помет или помет, богатые сырым белком, можно скармливать жвачным животным в виде силоса после обработки для обеспечения их стерилизации [6].
На Кубе бытовые органические отходы, образующиеся в результате потребления человеком, и другие отходы пищевой промышленности собираются по всей стране и перерабатываются в промышленных масштабах на небольших заводах для кормления свиней, выращиваемых поблизости (Ly, 1993).
Высокая биомасса и многолетние корма (сахарный тростник и деревья) действуют как поглотители углерода, противодействуя парниковому эффекту. Они также препятствуют эрозии. Лучшее использование этих кормов позволяет сократить площадь земли на единицу скота.
Бобовые, такие как кормовые деревья, высаживаемые вместе с сельскохозяйственными культурами или используемые в качестве почвопокровных на плантациях кокосовых, каучуковых или масличных пальм, играют ключевую роль, фиксируя атмосферный азот и увеличивая водопоглощение в почве, что предотвращает эрозию и снижает потребность в искусственном воздействии удобрения.
Многоцелевые деревья, интегрированные в систему животноводства, могут различными способами способствовать защите окружающей среды. Они препятствуют эрозии и увеличивают содержание азота в почве (азотфиксирующие деревья), тем самым снижая потребность в агрохимикатах (потребление ископаемой энергии). Они также могут поставлять бытовую энергию, такую ​​как древесина, вместе с биогазом и сохранять местное растительное биологическое разнообразие. Тем не менее, есть много других видов, которые стоило бы размножать, хотя их еще предстоит идентифицировать путем более тщательного изучения знаний коренных народов.
Водные растения также играют ключевую роль в системах животноводства. Это богатый белком корм, но они также полезны для очистки поверхностных вод, загрязненных органическими веществами (животноводческие и человеческие отходы), в качестве поглотителей углерода и для фиксации атмосферного азота (Preston and Murgueitio, 1992).
Все эти компоненты также способствуют увеличению биологического разнообразия в рамках систем земледелия по сравнению с современными системами интенсивного сельскохозяйственного производства, особенно за счет снижения потребности в пестицидах. Даже безвредная для окружающей среды система уличного земледелия (азотфиксирующие деревья и товарные культуры) становится более устойчивой, если она связана с животноводством за счет использования листвы в качестве корма (Attah Krahn, 1991). Это подтверждается недавно разработанной трехслойной кормовой системой в засушливых районах Бали в Индонезии (Nitis et al .., 1993). Эта система включает на периферии небольших квадратных полей кукурузы, сои и маниоки площадью 0,16 га, использование трех видов трав и бобовых культур (в качестве первого слоя, 0,09 га) и 200-метровую площадь по окружности с три вида кустарниковых бобовых (в качестве второй страты, 2 000 растений) и три вида кормовых деревьев (в качестве третьей страты, 42 растения) для круглогодичного обеспечения скота зелеными кормами. Преимущества этой системы: увеличение продуктивности животноводства; увеличение биологического разнообразия (12 кормовых видов); производство топливной древесины на уровне фермы; большая отдача органических веществ и азота в почву и предотвращение эрозии, вызванной чрезмерным выпасом сельскохозяйственных культур после сбора урожая; и лучшие результаты при уборке домашней птицы, производстве меда и улиток. Вместе взятые,
Другие положительные воздействия животноводства на окружающую среду
Например, на севере Сахеля есть нестабильные районы, где интеграция животноводства в сельскохозяйственные системы, обеспечивающая гораздо более регулярный доход, чем только от растениеводства, может обеспечить мелким фермерам достаточную безопасность, чтобы они не были вынуждены расширить культивацию в районах, где вероятность сбора урожая очень низка, но эффект эрозии высок.
Большинство систем растениеводства генерируют сезонные доходы, но интеграция животноводства приведет к дополнительным и регулярным доходам от продажи молока и яиц, а также к обеспечению чрезвычайных доходов, когда это необходимо, от продажи животных. Этот дополнительный доход также позволит фермерам сделать свои производственные системы более устойчивыми и безопасными для окружающей среды за счет, например, перехода от подсечно-огневой системы к оседлому производству (Сидахмед и Язман, 1994), лучшей подготовки и внесения удобрений. посевных площадей, осуществление мер по защите почвы, таких как террасирование во избежание эрозии, использование отборных семян и посадка кормовых бобовых деревьев. Эти инвестиции не могли быть осуществлены иначе.
Интеграция животноводства в системы растениеводства также открывает новые перспективы для местной рабочей силы, что замедлит отток населения от земли и бесконечную экспансию больших городов.
Животноводство и охрана дикой природы
В основном в странах юга и востока Африки системы животноводства, как крупного рогатого скота, так и диких животных, доказали свою устойчивость, а также сохранение биологического разнообразия. Обследование группы масаи в национальном парке Серенгети в Объединенной Республике Танзания продемонстрировало возможность успешного сосуществования диких животных и стад масаев в пределах заповедника (Homewood, Rodgers and Arnhem, 1987). На пастбищах Кении McDowell et al . (1983) обнаружили, что преобразование существующего ранчо крупного рогатого скота в ферму, включающую смесь дичи и крупного рогатого скота, было лучшей формой использования пастбища.






Заключение

Подводя итоги, можно сделать выводы о проделанной работе. Проанализирован список литературы, основные авторы по животноводчеству.
Приведены исходные данные, и заложены нормативные параметры.
Выполнена проектная часть, а именно выбрано место проектирования фермы, определены санитарные и зооветеринарные разрывы. Также проведено зонирование территории, перечень основных зданий и сооружений в зонах.
Также приведен расчет объемно – планировочного решения помещений основного назначения и характеристика отдельных конструктивных элементов здания.
Проведен анализ механизации, электрификации и автоматизации технологических процессов (автоматизация кормления, использование датчиков). И приведена экологическая безопасность животноводческого объекта.

Список использованных источников

Гигиена содержания животных: Справочник/ Кузнецов А.Ф. – СПб.: Лань, 2003.
Зоогигиена с основами проектирования животноводческих объектов/ Виноградов П.Н. – М.: Агропромиздат, 2003.
Микроклимат животноводческих зданий/ Баланин В.И. – СПб.: ПрофиКС, 2003.
Гигиена уборки и утилизация навоза/ Долгов В.С. – М.: Россельхозиздат, 1984.
 Нормы технологического проектирования овцеводческих предприятийНТП-АПК 1.10.03.001-00
 РД-АПК 1.10.15.02-08 Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета












2