CC BY
22
Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. - 2022. - N 3. -С. 48-54. - ISSN 2308-8583.
Proceedings of the State Agricultural Academy of Velikie Luki. 2022;(3):48-54. ISSN 2308-8583.
Научная статья УДК 631.812
DOI 10.56323/23088583_2022_03_48
Эффективность органических удобрений в зависимости
от способа их производства
1 2 Ирина Владимировна Кокунова , Наталья Николаевна Кулакова ,
Сергей Владимирович Истомин3
1,2 Великолукская государственная сельскохозяйственная академия, Псковская область, Великие Луки, Россия
2 kulakova [email protected]
Аннотация. Сельское хозяйство современной России демонстрирует в последние годы динамику ускоренного развития. Особенно интенсивно развиваются такие отрасли как животноводство и птицеводство. Интенсификация этих направлений приводит и к увеличению объемов органических отходов, которые часто скапливаются около животноводческих и птицеводческих комплексов и создают экологическую угрозу природной экосистеме. В то же время органические отходы являются ценным сырьем для производства органических удобрений, что имеет огромное значение в биологизации земледелия и производстве экологически чистой сельскохозяйственной продукции. Внесение качественных органических удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур в оптимальных дозах показывает высокую агрономическую эффективность. Повышается не только урожайность культур, но и улучшаются их качественные показатели. В настоящее время применяются различные способы производства органических удобрений, которые отличаются не только продолжительностью протекания самого процесса и набором применяемых технических средств, но и эффективностью их применения при возделывании сельскохозяйственных культур. Многолетними исследованиями ряда отечественных ученых установлено, что в зерне озимой пшеницы повышается содержание сырого белка и сырой клейковины, а в урожае зеленой массы кукурузы увеличивается выход сырого белка и переваримого протеина. Однако необходимо отметить, что в настоящее время существуют еще проблемы в техническом обеспечении технологий внесения твердых органических удобрений, особенно при их внутрипочвенном внесении. Поэтому проведение дальнейших исследований по изучению технологических и физико-механических свойств различных видов органических удобрений, получаемых по разным технологиям, является в настоящее время важным направлением, так же, как и разработка современных технических средств для их внесения.
Ключевые слова: органическое сельское хозяйство, органические удобрения, качество органических удобрений, органические компосты, экологически чистая продукция
Для цитирования: Кокунова И. В., Кулакова Н. Н., Истомин С. В. Эффективность органических удобрений в зависимости от способа их производства // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. - 2022. - N 3. - С. 48-54. -DOI 10.56323/23088583 2022 03 48.
© Кокунова И. В., Кулакова Н. Н., Истомин С. В., 2022
48
Original article
The Effectiveness of Organic Fertilizers Depending on the Method
of their Production
1 л ^
Irina V. Kokunova , Natalia N. Kulakova , Sergey V. Istomin
1,2,3 State Agricultural Academy of Velikie Luki, Pskov region, Velikie Luki, Russia
2 kulakova [email protected]
Abstract. Agriculture in Russia has been demonstrating the dynamics of accelerated development in recent years. Such industries as animal husbandry and poultry farming are developing especially intensively. The intensification in these fields also leads to an increase in the volume of organic waste which often accumulates near livestock and poultry complexes and creates an environmental threat to the ecosystems. At the same time, organic waste is a valuable raw material for the production of organic fertilizers which is of great importance in the biologization of agriculture and the production of environmentally friendly agricultural products. The introduction of high-quality organic fertilizers in optimal doses in the cultivation of crops shows high agronomic efficiency. Not only the crop yields increase, but also their quality improves. Currently, various methods of producing organic fertilizers are used which differ not only in the duration of the process itself and the set of technical means used, but also in the effectiveness of their use in the cultivation of agricultural crops. Long-term research done by a number of domestic scientists has established that the content of raw protein and raw gluten increases in winter wheat grain, and the yield of raw protein and digestible protein increases in the harvest of green corn mass. However, it should be noted that at present there are still problems in the technological support of applying solid organic fertilizers, especially when those are intra-soil applied. Therefore, a further research on the study of technological and physico-mechanical properties of various organic fertilizer types obtained by different methods is currently an important task, as well as the development of modern technical means for their application.
Keywords: organic agriculture, organic fertilizers, organic fertilizer qualities organic compost, environmentally friendly products
For citation: Kokunova I. V., Kulakova N. N., Istomin S. V. The Effectiveness of Organic Fertilizers Depending on the Method of their Production. Proceedings of the State Agricultural Academy of Velikie Luki. 2022;(3):48-54. (In Russ.). DOI 10.56323/23088583_2022_03_48.
Введение
Сельское хозяйство Российской Федерации в последнее десятилетие демонстрирует динамику ускоренного развития. Особенно интенсивно развиваются такие отрасли как животноводство и птицеводство. Однако интенсификация этих направлений приводит и к увеличению объемов органических отходов от производственной деятельности предприятий, которые часто скапливаются около животноводческих и птицеводческих комплексов и создают экологическую угрозу окружающему ландшафту. В то же время эти органические отходы могут служить ценным сырьем для производства качественных органических удобрений, которые имеют большое значение в решении вопросов биологиза-ции земледелия и получении экологически чистой сельскохозяйственной продукции.
Производство местных органических удобрений особенно актуально для небольших сельскохозяйственных предприятий, которые ограничены в использовании финансовых ресурсов и применении энергоемких агротехнологий. Решению данной проблемы уделяется в последние годы повышенное внимание. Многие отечественные и зарубежные ученые и практики делятся результатами своих научных исследований и многолетних практических наблюдений. Несмотря на различные подходы к решению проблемы утилизации навоза и помета, все они сходятся в том, что на основе этих отходов можно получать качественные органические удобрения [1-3].
Цель исследования - анализ различных способов производства органических удобрений на основе навоза, изучение их влияния на урожайность сельскохозяйственных культур и качественные характеристики производимой продукции, поиск перспективных направлений их технического и технологического совершенствования.
Материалы и методы
В работе применялись аналитические методы исследования, проводился критический обзор литературных источников по рассматриваемому направлению, использовались результаты многолетней практической работы по изучению технологических и физико-механических свойств органических удобрений, производимых по различным технологиям. В качестве объектов исследования рассматривались технологические процессы получения органических удобрений на основе навоза.
Результаты и обсуждение
Система органического производства основана на повторном использовании отходов растительного и животного происхождения и призвана возвращать в почву извлеченные из нее с урожаем сельскохозяйственных культур питательные вещества, а также создавать условия для минимизации всех форм загрязнений, возникающих в результате производственной деятельности сельскохозяйственных предприятий [4].
Белорусские ученые И.Р. Вильдфлуш, Т.Ф. Персикова и П.А. Саскевич [3] в своих исследованиях отмечают, что около 75% от вносимых в почву органических удобрений минерализуются и принимают непосредственное участие в питании растений, а 25% из них гумифицируются и идут на восполнение потерь почвенного гумуса. Установлено, что в среднем одна тонна подстилочного навоза может содержать до 5 кг азота, 2,5 кг фосфора, 6 кг калия, а также ряд микроэлементов, в том числе 15 г марганца, 1,1 г бора, 2,5 г цинка и 0,15 г кобальта. Кроме того, органические удобрения являются еще и источником углекислого газа, который способствует насыщению не только почвенного воздуха, но и приземного слоя атмосферы, что существенно улучшает воздушное питание растений. Углекислота, которая выделяется в результате разложения навоза, оказывает положительное влияние на процессы, протекающие в почве, в том числе и на увеличение подвижности почвенных фосфатов.
Удаляемый из животноводческих помещений подстилочный навоз хранят различными способами. При рыхлом (горячем) способе хранения органическая масса не уплотняется, что способствует созданию в ней аэробных условий и интенсивному развитию термофильных бактерий. При таком способе хранения температура внутри навозных буртов поднимается до 50-60 оС. Это способствует интенсификации процессов разложения органического вещества, а также приводит к улетучиванию азота в виде NH3. Наблюдаются также потери фосфора и калия.
При горячепрессованном (рыхло-плотном) способе хранения навоз укладывается рыхлым образом. По истечении определенного времени, когда температура органического субстрата поднимется выше 50 оС, проводят его уплотнение, то есть на начальной стадии хранения создаются аэробные условия, а затем - анаэробные. В этом случае потери азота и органического вещества снижаются.
Лучшим способом, по мнению белорусских ученых, для максимального сохранения питательных веществ является плотный (анаэробный) способ укладки навоза, при котором температура в буртах сохраняется довольно постоянной и колеблется в интервале 15-35 оС [3]. Потери азота в этом случае небольшие, что объясняется высокой концентрацией в органической массе СО2 и малой возможностью его распада на аммиак и углекислоту. Процесс нитрификации также отсутствует, так как в анаэробных условиях нитратные бактерии не могут развиваться. В этих условиях процесс минерализации органического вещества также замедляется, что существенно увеличивает сроки получения качественного удобрения.
Эффективным способом утилизации полужидкой фракции навоза является приготовление на его основе компостов с использованием торфа, соломы или опилок в качестве влагоудерживающих материалов. Доступ воздуха и температуру в компостах можно регулировать, применяя для этих целей специальные технические средства - аэраторы-смесители (ворошители) компостных буртов (рисунок 1).
Исследованиями ряда ученых [5, 6] установлено, что при достижении торфокомпостной смесью температуры 60-70 оС в торфе происходит увеличение количества легкоподвижных форм азота и углерода в 4-5 раз. В результате этого у некоторых видов торфа наблюдается увеличение использования растениями азота с 2-3% до 15-20%. Кроме того, для торфонавозных компостов характерно обеспечение питания растений не только в течение первого года их внесения, но и еще в течение нескольких лет.
Российской компанией ABONO разработана инновационная мембранная технология утилизации отходов животноводства (рисунок 2), которая предусматривает применение специальных технических устройств для укрытия компостных буртов. Такая технология позволяет уменьшить неприятные запахи на прилегающей территории и ускорить сам процесс компостирования органической массы в зимний период.
Рисунок 1 - Работа аэратора- Рисунок 2 - Мембранная технология
смесителя компостных буртов компостирования ABONO®
Для подготовки к внесению на поля жидкого навоза наиболее целесообразно его разделение (сепарирование) на твердую и жидкую фракции. Жидкую фракцию после ее выдерживания в специальных лагунах вносят на поля с помощью гидромеханического оборудования и шланговых систем (рисунок 3) или мобильного транспорта и инжекторных систем (рисунок 4).
Рисунок 3 - Шланговая система внесения Рисунок 4 - Инъекционное жидких органических удобрений колесо ликвилайзера для
внесения жидких органических удобрений
Внесение на поля качественных органических удобрений в оптимальных дозах и в установленные агротехнические сроки показывает высокую агрономическую эффективность. Повышается не только урожайность сельскохозяйственных культур, но и улучшаются их качественные показатели. Исследованиями ученых и практиков установлено, что в зерне озимой пшеницы повышается содержание сырого белка и сырой клейковины, а в зеленой массе кукурузы увеличивается выход сырого белка и переваримого протеина [3, 7].
Заключение
В настоящее время применяются различные способы утилизации отходов животноводства и производства на их основе органических удобрений, которые отличаются не только продолжительностью протекания самих процессов и набором применяемых технических средств, но и эффективностью применения удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур. Кроме того, необходимо отметить, что существуют также и проблемы в техническом обеспечении технологий внесения удобрений на поля, особенно при внутрипочвен-ном внесении твердых органических удобрений. Поэтому проведение дальнейших исследований по изучению технологических и физико-механических свойств органических удобрений, получаемых по разным технологиям, является в настоящее время важным направлением, так же, как и разработка современных технических средств для их внесения.
Список источников
1. Кокунова И. В., Баранов Л. В., Григорьева В. А. Роль торфяных компостов в развитии органического земледелия на Северо-Западе России // Актуальные проблемы науки в области АПК : материалы региональной науч.-практ. конф. - Великие Луки : Изд-во ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА, 2021. - С. 21-25. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=47188664 (дата обращения: 20.09.2022).
2. Никандров Ю. К. Рециклинг отходов животноводства и их использование в органическом земледелии // Основы и перспективы органических биотехнологий. - 2020. - № 1. -С. 25-28. - URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary 42900090 79268472.pdf (дата обращения: 20.09.2022).
3. Применение органических удобрений в интенсивном земледелии : рекомендации / И. Р. Вильдфлуш [и др.]. - Горки : Изд-во УО Белорусская ГСХА, 2015. - 50 с.
4. Учебное пособие по органическому сельскому хозяйству / Продовольственная и сельскохозяйственная организация объединенных наций; сост.: Илка Гомес, Лиза Ти. - Будапешт; Рим, 2017. - 118 с. // Евразийская экономическая комиссия. - 2021. - URL: http://www.eurasiancommission.Org/ru/act/prom_i_agroprom/dep_agroprom/actions/Documents/y чебное%20пособие%20по%20органическому%20сх.pdf (дата обращения: 20.09.2022).
5. Samarin G. N., Kokunova I. V., Vasilyev A. N., Kudryavtsev A. A., Normov D. A. (2021) Optimization of Compost Production Technology. Intelligent Computing and Optimization. ICO 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1324. Springer, Cham, Pp. 1319-1327.
6. Котов Е. Г., Кокунова И. В., Ружьев В. А. Экспериментальные исследования аэратора-смесителя компостных буртов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2019. - № 4. - С. 127-130. - URL: https://elibrary.ru/download/elibrary 41218418 25773293.pdf (дата обращения: 20.09.2022).
7. Малышева Е. В., Долгополова Н. В., Нагорных А. В. Влияние различных видов удобрений на биохимические показатели зерна // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2021. - № 6. - С. 35-40. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=46669273 (дата обращения: 20.09.2022).
References
1. Kokunova I. V., Baranov L. V., Grigor'eva V. A. Rol' torfyany'x kompostov v razvitii organicheskogo zemledeliya na Severo-Zapade Rossii // Aktual'ny'e problemy' nauki v oblasti APK : materialy' regional'noj nauch.-prakt. konf. - Velikie Luki : Izd-vo FGBOU VO Velikolukskaya GSXA, 2021. - S. 21-25. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=47188664 (data obrashheniya: 20.09.2022).
2. Nikandrov Yu. K. Recikling otxodov zhivotnovodstva i ix ispol'zovanie v organiche-skom zemledelii // Osnovy' i perspektivy' organicheskix biotexnologij. - 2020. - № 1. - S. 25-28. -URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary 42900090 79268472.pdf (data obrashheniya: 20.09.2022).
3. Primenenie organicheskix udobrenij v intensivnom zemledelii : rekomendacii / I. R. Vil'dflush [i dr.]. - Gorki : Izd-vo UO Belorusskaya GSXA, 2015. - 50 s.
4. Uchebnoe posobie po organicheskomu sel'skomu xozyajstvu / Prodovol'stvennaya i sel'-skoxozyajstvennaya organizaciya ob''edinenny'x nacij; sost.: Ilka Gomes, Liza Ti. - Budapesht; Rim, 2017. - 118 s. // Evrazijskaya e'konomicheskaya komissiya. - 2021. - URL: http://www.eurasiancommission.org/ru/act/prom_i_agroprom/dep_agroprom/actions/Documents/Uc hebnoe%20posobie%20po%20organicheskomu%20sx.pdf (data obrashheniya: 20.09.2022).
5. Samarin G. N., Kokunova I. V., Vasilyev A. N., Kudryavtsev A. A., Normov D. A. (2021) Optimization of Compost Production Technology. Intelligent Computing and Optimization. ICO 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1324. Springer, Cham, Pp. 1319-1327.
6. Kotov E. G., Kokunova I. V., Ruzh'ev V. A. E'ksperimental'ny'e issledovaniya ae'ratora-smesitelya kompostny'x burtov // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2019. - № 4. - S. 127-130. - URL: https://elibrary.ru/download/elibrary 41218418 25773293.pdf (data obrashheniya: 20.09.2022).
7. Maly'sheva E. V., Dolgopolova N. V., Nagorny'x A. V. Vliyanie razlichny'x vidov udob-renij na bioximicheskie pokazateli zerna // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skoxozyajstvennoj akademii. - 2021. - № 6. - S. 35-40. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=46669273 (data obrashheniya: 20.09.2022).
Информация об авторах
И. В. Кокунова - кандидат технических наук, доцент;
H. Н. Кулакова - магистрант; С. В. Истомин - магистрант.
Information about the authors
I. V. Kokunova - Candidate of Technologies, associate professor; N. N. Kulakova - master course student;
S. V. Istomin - master course student.
Статья поступила в редакцию 21.09.2022; одобрена после рецензирования 23.09.2022; принята к публикации 26.09.2022.
The article was submitted 21.09.2022; approved after reviewing 23.09.2022; accepted for publication 26.09.2022.
