Ви є тут

Головна » БТФ №1 2023

Забезпечення екологічної безпеки агроекосистем в умовах підвищеного вмісту важких металів у кормах та гнойовій масі корів

Забруднення довкілля органічними відходами тваринництва, особливо гноєм великої рогатої худоби, актуальне для різних країн світу, зокрема Сполучених Штатів Америки та країн Європейського союзу. Набагато більшу загрозу для агроекосистем і, зокрема, ґрунту становить гній, котрий містить токсичні важкі метали, такі як кадмій, свинець, мідь та цинк. У лісостеповій зоні України було проведено науково-господарський дослід на дійних коровах з виробництва екологічно безпечного молока. Під час експерименту в дослідних групах згодовували спеціальний мінерально-вітамінний премікс та ін’єктували біопрепарат, що посилювало елімінацію важких металів з екскрементами. Досліди проведено в чотирьох господарствах з різним поголівʼям тварин. В кінці досліду з гноєсховищ у кожному господарстві було відібрано по 10 зразків гнойової маси (всього 40) і методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії (спектрофотометр AAS-30) проведено хімічний аналіз концентрації важких металів Cd, Pb, Cu та Zn. Встановлено, що з причини вмісту в раціонах тварин кормів з перевищенням гранично допустимих концентрацій важких металів, проходячи шлунково-кишковий тракт, ці метали потрапляють разом з екскрементами у гній. Концентрація кадмію в середньому становила 0,07–0,11 мг/кг, свинцю – 5,48–8,25 мг/кг, міді – 37,71–47,42 мг/кг, цинку – 66,55– 81,49 мг/кг. Підстилковий гній в подальшому вноситься на сільськогосподарські угіддя як органічне добриво. Для запобігання забрудненняю ґрунту важкими металами необхідно в кожному конкретному випадку встановлювати доцільність внесення органічних добрив під овочеві та кормові культури, особливо ті, що йдуть на корм дійним коровам. У зв’язку зі складністю в умовах сьогодення придбання аграріями достатньої кількості мінеральних добрив слід збільшити використання органічних добрив, якщо їх кількість достатня в господарстві, але внесення у ґрунт має бути контрольованим і нормованим з урахуванням концентрації токсикантів у гнойовій масі та ґрунті сільськогосподарських угідь з одночасним поліпшенням подрібнення та рівномірності розподілу по полю. Використання сучасної техніки з подрібнення та розкидання гною, а також науково-обґрунтованих способів його компостування, вирощування вермикультури, личинок синантропної мухи чи виробництво біогазу сприятиме внесенню в ґрунт гною як екологічно безпечного органічного добрива, позитивно вплине на його механічні та фізико-хімічні властивості, забезпечить економічно ефективну врожайність культур, екологічну безпеку агроекосистем, корів – екологічно безпечними кормами.

Ключові слова: гній, важкі метали, органічні відходи, екологічна безпека, агроекосистема, дійні корови.

ПОРТЯНИК С.В. https://orcid.org/0000-0001-5716-7352


  1. Review on fate and bioavailability of heavy metals during anaerobic digestion and composting of animal manure/ X. Zheng et al. Waste Management. 2022. Vol. 150. P. 75–89. ISSN 0956-053X, DOI:10.1016/j.wasman.2022.06.033
  2. Nicholson F. A., Chambers B. J., Williams J. R., Unwin R. J. Heavy metal contents of livestock feeds and animal manures in England and Wales. Bioresource Technology. 1999. Vol. 70. Issue 1. P. 23–31. ISSN 0960-8524, DOI:10.1016/S0960-8524(99)00017-6
  3. Lv B., Xing M., Yang J. Speciation and transformation of heavy metals during vermicomposting of animal manure. Bioresource Technology. 2016. Vol. 209. P. 397–401. ISSN 0960-8524, DOI:10.1016/j. biortech.2016.03.015
  4. Heavy metal and nutrient changes during vermicomposting animal manure spiked with mushroom residues/ X. Song et al. Waste Management. 2014. Vol. 34. Issue 11. P. 1977–1983. ISSN 0956-053X, DOI:10.1016/j.wasman.2014.07.013
  5. Changes in heavy metal contents in animal feeds and manures in an intensive animal production region of China/ H. Wang et al. Journal of Environmental Sciences. 2013. Vol. 25. Issue 12. P. 2435– 2442. DOI: 10.1016/S1001-0742(13)60473-8.
  6. Praice W. Analitical atomic absortion spectrometry. London, New-York, Phein, 1972. P. 259–275.
  7. Nicholson F. A., Chambers B. J., Williams J. R., Unwin R. J. Heavy metal contents of livestock feeds and animal manures in England and Wales. Bioresource Technology. 1999. Vol. 70. Issue 1. P. 23–31. DOI:10.1016/S0960-8524(99)00017-6.
  8. Bobyk S. Revival of organics. 2015. URL:https://ag-bag.ua/advice/vidrod zhennja-organiki_-pidstilkovij-gnij-vrh
  9. Kuzurziak K. V. The influence of pig farms of different capacities on the ecological state of the surrounding territories: autoref. thesis Ph.D. village Sciences: 03.00.16. National Acad. agrarian of Sciences of Ukraine, Institute of Agroecology and Nature Management. Kyiv, 2017.
  10. Heavy metal and nutrient changes during vermicomposting animal manure spiked with mushroom residues/ X. Song et al. Waste Management. 2014. Vol. 34. Issue 11. P. 1977–1983. ISSN 0956-053X, DOI:10.1016/j.wasman.2014.07.013
  11. Influence of microbial augmentation on contaminated manure composting: metal immobilization, matter transformation, and bacterial response/ C. Wang et al. Journal of Hazardous Materials. 2023. Vol. 441. 129762 p. ISSN 0304-3894, DOI:10.1016/j. jhazmat.2022.129762
  12. Redeploy manure resources to enhance the agro-pastoral cycle/ B. Zhi et al. Science of The Total Environment. 2022. Vol. 846. 157439 p. ISSN 0048- 9697, DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.157439
  13. Current and prognostic overview on the strategic exploitation of anaerobic digestion and digestate: A review, Environmental Research/ S. Chozhavendhan et al. 2023. Vol. 216. Part 2. 114526 p. ISSN 0013- 9351, DOI:10.1016/j.envres.2022. 114526.
  14. Heavy metal concentrations and arsenic speciation in animal manure composts in China/ X. Yang et al. Waste Management. 2017. Vol. 64. P. 333–339. ISSN 0956-053X, DOI:10.1016/j.wasman.2017.03.015.
  15. Evaluation of maturity parameters and heavy metal contents in composts made from animal manure/ H.J. Ko et al. Waste Management. 2008. Vol. 28. Issue 5. P. 813–820. ISSN 0956-053X, DOI:10.1016/j. wasman.2007.05.010.
  16. Utilization of current pyrolysis technology to convert biomass and manure waste into biochar for soil remediation: A review/ S. Tan et al. Science of The Total Environment. 2023. Vol. 864. 160990 p. ISSN 0048-9697, DOI:10.1016/j.scitotenv. 2022.160990.
  17. Data integration analysis: Heavy metal pollution in China's large-scale cattle rearing and reduction potential in manure utilization/ Y. Xu et al. Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 232. P. 308–317, ISSN 0959-6526, DOI:10.1016/j. jclepro.2019.05.337.
  18. Shea K., Schaffer-Smith D., Muenich R.L. Using remote sensing to identify liquid manure applications in eastern North Carolina. Journal of Environmental Management. 2022. Vol. 317. 115334 p. ISSN 0301-4797, DOI:10.1016/j.jenvman. 2022.115334.
  19. Dong R., Qiao W., Guo J., Sun H. Chapter 10 - Manure treatment and recycling technologies, Editor(s): Alexandros Stefanakis, Ioannis Nikolaou, Circular Economy and Sustainability. Elsevier. 2022. P. 161–180. ISBN 9780128216644, DOI:10.1016/B978- 0-12-821664-4.00009-1.
  20. Black soldier fly larvae for organic manure recycling and its potential for a circular bioeconomy: A review/ T. Liu et al. Science of The Total Environment. 2022. Vol. 833. 155122 p. ISSN 0048-9697, DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.155122.
ДолученняРозмір
PDF icon portiannik_1_2023.pdf1.13 МБ
БТФ №1 2023