CC BY
27
АГРОТЕХНОЛОГИИ
УДК 631.86:631.1-02
ЕЩЕ ОДНО ПРЕИМУЩЕСТВО ТЕХНОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТНОГО КОМПОСТИРОВАНИЯ
Н.А. Чуян, О.Г. Чуян, Р.Ф. Еремина
ГНУ «Всероссийский НИИ земледелия и защиты почв от эрозии» РАСХН
E-mail: vnizem@kursknet.ru
Рассмотрено влияние навоза и растительных остатков как органических удобрений на качество сельскохозяйственной продукции, полученной с более низкими затратами невозобновляемой энергии.
Ключевые слова: растительные остатки, навоз, компост, поверхностная обработка почвы, урожай.
Extra advantage of surface composting technology
N.A. Chuyan, O.G. Chuyan, R.F. Eremina, e-mail: vnizem@kursknet.ru Influence of manure and plant residues as organic fertilizers on quality of agricultural products gathered with lower costs of non-renewable energy is presented.
Keywords: plant residues, manure, compost, surface soil treatment, harvest.
Рациональное применение минеральных и органических удобрений - мощное средство повышения качества зерна пшеницы и других культур. Но в настоящее время и те, и другие находятся в дефиците: навоз из-за резкого снижения поголовья скота и птицы, торф - из-за дороговизны и высокой энергоемкости его добычи, минеральные - из-за непомерно высоких цен. Поэтому необходимо привлечение дополнительных источников органического вещества [1, 2]. Для решения этих вопросов во ВНИИЗиЗПЭ была разработана технология поверхностного компостирования растительных остатков на поле, которая служит способом их эффективного использования в качестве органического удобрения. Преимущество поверхностного компостирования (ПК) соломы и других растительных остатков (РО) на поле перед их непосредственной заделкой освещалась нами ранее [3, 4], но в этих работах основное внимание было уделено сравнительной агрономической и биоэнергетической эффективности использования навоза и растительных остатков как органических удобрений для повышения плодородия почв и совсем не обсуждалась тема полученного урожая.
Поэтому мы проводили изучение влияния ПК на качество продукции возделываемых культур проводили в ОНО ОПХ «Панинское» Медвенского района Курской области в 2000-2003 гг.
Почвенный покров опытного участка представлен черноземом типичным тяжелосуглинистым на карбонатном лессовидном суглинке. Пахотный слой почвы содержит: гумус 5,11-5,34%, обменно-поглощенный кальций 26,5-27,2 мг-экв/100 г почвы, рНН2о составляет 6,8-7,1, а рИКс1 5,8-6,2. Технологическая последовательность подготовки соломы и других растительных остатков включает следующие процессы: измельчение побочной продукции во время уборки или вслед за уборкой; внесение антидепрессирующих добавок-компонентов минерального или органического происхождения (азот минеральных удобрений, известь, дефекат, гипс, верми-компост, пожнивное зеленое удобрение и т.п.); поверхностная заделка (8-10 см) компостируемой массы (растительные остатки + антидепрессирующие добавки); выдержка компостируемой массы от поверхностной заделки до основной обработки почвы (3-8 недель в зави-
1. Влияние навоза и растительных остатков как органических удобрений на качество зерна
Вариант Озимая пшеница Яровая пшеница
урожай- общий сырой белок клейко- урожай- общий сырой белок клейковина,
ность, азот, % % ц/га вина, % ность, азот, % % ц/га %
ц/га ц/га
Контроль (без 35,7 1,92 10,92 3,89 27,0 34,0 1,97 11,33 3,85 34,8
удобрений)
ПКРО кукурузы - 37,3 1,93 10,98 4,09 27,2 39,5 2,08 11,96 4,72 35,6
фон
Фон + известь, 40,2 2,29 13,05 5,25 28,8 44,0 2,08 11,96 5,26 36,0
0,3 т/га
Фон + N^30 40,5 2,33 13,28 5,38 29,0 47,5 2,24 12,88 6,12 37,2
Фон + известь, 42,6 2,34 13,34 5,68 28,3 45,0 2,23 12,82 5,77 37,1
0,3 т/га + N^0
Навоз, 10 т/га 42,9 2,23 12,71 5,45 29,6 45,4 2,23 12,82 5,82 37,0
Примечание. ПКРО - поверхностное компостирование растительных остатков.
симости от возделываемой культуры, предшественника и погодных условий); основная обработка почвы (поверхностная или отвальная) в зависимости от возделываемой культуры.
Внесение соломы и других РО в качестве органических удобрений с различными антидепрессирующими добавками положительно влияло не только на урожайность возделываемых культур и получение урожая с более низкой энергоемкостью, чем при внесении навоза, но и на качество продукции. Удобрение озимой пшеницы РО кукурузы с поверхностным их компостированием на поле с известью или азотом аммиачной селитры в качестве антидепрессирующей добавки оказало такое же влияние на качество зерна, как и ежегодное внесение 10 т/га навоза. Содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы сорта Московская 39 по обоим фонам было практически одинаковым и составило соответственно 28,8-29,0 и 29,6% (табл. 1).
Применение извести в качестве антидепрессирующей добавки практически не снижало качества зерна озимой пшеницы по сравнению с азотом аммиачной селитры. Содержание сырого белка и сырой клейковины различалось незначительно: сырого белка - на 0,13%, а сырой клейковины - на 0,20%. Это связано с тем, что содержащийся в извести кальций, нейтрализуя кислые продукты разложения свежего органического вещества, способствует развитию полезных микроорганизмов (олигонитрофилов, нитрификаторов и аммонификато-ров), которые существенно влияют на азотный режим почвы, что улучшает азотное питание растений [5], а следовательно, и качество зерна озимой пшеницы. В.Г. Минеев (1973) на основании совокупности имеющихся данных о влиянии удобрений на качество зерна пшеницы заключил, что из элементов питания прямое действие на содержание белка и клейковины в зерне пшеницы в основном оказывает только азот [6]. Содержание общего азота, и сырого белка в зерне озимой пшеницы, удобренной РО кукурузы и с известью, и с аммиачной селитрой, было практически одинаковым (2,29 и 2,33%) общего азота, 13,05 и 13,28% сырого белка. Это позволило сформировать зерно высокого качества. Содержание сырой клейковины составило 28,8 и 29,0%, что по ГОСТ соответствует сильной пшенице.
В отдельные годы посевы озимой пшеницы по кукурузе на зеленый корм не удаются из-за несвоевременной уборки кукурузы или из-за иссушения верхнего, посевного, слоя почвы. В таком случае по фону ПК РО кукурузы следует возделывать яровую пшеницу. В условиях Лесостепи ЦЧЗ на черноземе типичном использование РО кукурузы в качестве органического удобрения с ан-тидепрессирующими добавками повышало и урожайность, и качество зерна яровой пшеницы (табл. 1). Содержание сырого белка в зерне яровой пшеницы сорта Харьковская 46 по сравнению с контролем увеличивалось на 0,63-1,55%, а сырой клейковины - на 1,2-2,4% при высоком содержании в контроле (34,8%).
И если содержание сырого белка в зерне озимой пшеницы при удобрении ее РО кукурузы с антидепрес-сирующими добавками повышалось на 5,6-13,7 относительных процента, то выход сырого белка с единицы площади в связи с повышением урожайности увеличился на 22,6-59,0%, что говорит о возможности получения
зерна высокого качества и при отсутствии навоза, и значительных количеств минеральных удобрений.
При удобрении озимой пшеницы соломой гороха качество зерна значительно повышается по сравнению с возделыванием озимой пшеницы при удобрении РО кукурузы. Так, в другой серии мелкоделяночных опытов содержание клейковины в зерне озимой пшеницы по фону внесения в качестве органического удобрения соломы гороха было выше на 2,5-4,3% по сравнению с фоном РО кукурузы с теми же антидепрессирующими добавками. Дополнительно в этой серии опытов в качестве антидепрессирующей добавки изучали простой суперфосфат. По своему действию на качество зерна озимой пшеницы удобрение соломой гороха с простым суперфосфатом было таким же, как и действие соломы гороха с аммиачной селитрой и удобрение пшеницы навозом. Содержание клейковины составило соответственно 30,2 и 30,3%.
Однако при возделывании озимой пшеницы, удобренной РО кукурузы, преимущество по качеству зерна в отдельные годы остается за 2-х компонентной антиде-прессирующей добавкой, а также при удобрении ее навозом. Содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы по этим фонам было выше, чем по фону простого суперфосфата на 1,5-1,7% и на 2,1-2,3%, чем по фону одной аммиачной селитры. Но 2-х компонентная антидепрессирующая добавка по энергоемкости полученной продукции приближается к энергоемкости продукции, полученной по навозу. Так, затраты невозоб-новляемой антропогенной энергии на 1 ц зерна озимой пшеницы при ПК РО кукурузы с известью составили 156 МДж, с аммиачной селитрой - 168 МДж, а при ПК РО с 2-х компонентной антидепрессирующей добавкой (аммиачная селитра + известь) - 225 МДж и при внесении навоза - 267 МДж. Такая же закономерность по энергоемкости полученной продукции сохраняется и при возделывании озимой пшеницы при ПК соломы гороха. Только абсолютные величины энергоемкости ниже на 20-35 МДж, что связано с более высокой урожайностью озимой пшеницы в этом случае.
Практически одинаковое действие аммиачной селитры и простого суперфосфата на качество зерна озимой и яровой пшеницы связано, вероятно, с тем, что в простой суперфосфат входит гипс, который в черноземах образует легкорастворимую комплексную соль кальций-сульфат аммония при одновременном дефиксирующем действии в отношении почвенного аммония [7]. Это приводит к более полному использованию азотных ресурсов почвы микроорганизмами и растениями, а высокая обеспеченность почвы минеральным азотом усиливает его поглощение растениями, что и отражается на качестве зерна.
Использование соломы и других растительных остатков как органических удобрений положительно влияет не только на качество зерна озимой и яровой пшеницы, но и качество зеленой массы кукурузы - важного корма для животных. Максимальное содержание общего азота в зеленой массе кукурузы (на сухое вещество) отмечалось по фону ПК соломы злаковых с известью в качестве антидепрессирующей добавки и составило 2,47%. Это выше на 0,32%, чем при удобрении кукурузы навозом (табл. 2).
2. Влияние навоза и соломы злаковых как органического удобрения на качество зеленой
Вариант N Р2О5 К2О Сырой протеин
% на сухое вещество % кг/га Э, МДж/ц
Контроль(без удобрений) 1,96 0,50 1,60 11,14 915 1122
ПК соломы, 3 т/га - фон 2,17 0,54 1,65 12,37 1030 1052
Фон + известь, 3,0 ц/га 2,47 0,55 1,65 14,08 1204 1160
Фон + N^30 2,28 0,54 1,68 13,00 1182 1217
Фон + известь, 3,0 ц/га + ^а30 2,34 0,54 1,65 13,34 1274 1280
Навоз, 10 т/га 2,15 0,53 1,63 12,26 1262 1264
3. Влияние навоза и РО как органических удобрений на качество урожая
Показатель Единица Озимая пшеница Кукуруза (зеленая масса)
измерения навоз, 10 т/га солома гороха, 3 т/га навоз, 10 т/га солома ячменя, 336 т/га
Урожайность ц/га 42,3 40,8 344 339
Содержание общего азота % 2,27 2,38 1,99 2,0
Содержание сухого вещества % - - 17,6 17,6
Содержание сырого протеина % 12,94 13,57 11,34 11,40
Сбор сырого протеина кг/га 547 554 685 680
Содержание сырой клейковины % 27,7 28,0 - -
Энергоемкость сырого протеина МДж/ц 1637 1072 1598 1451
Коэффициент энергетической эффек- - 16,5 19,3 8,18 9,07
тивности
Содержание сырого протеина в зеленой массе кукурузы при удобрении соломой злаковых и известью, и с аммиачной селитрой не уступало удобрению навозом и составило 14,08 и 13,00%, а по навозу - 12,26%. Но по сбору сырого протеина с единицы площади преимущество было за навозом. По энергоемкости полученного сырого протеина преимущество удобрения навозом теряется. Затраты невозобновляемой антропогенной энергии при удобрении соломой злаковых с известью или аммиачной селитрой ниже на 107-104 МДж/ц. Максимальный сбор сырого протеина был при ПК соломы злаковых с двухкомпонентной антидепрессирующей добавкой и практически был таким же, как и при внесении навоза соответственно 1274 и 1262 кг/га. Но и энергоемкость сырого протеина по фону двухкомпонентной ан-тидепрессирующей добавки была наиболее высокой, поэтому с точки зрения энергосбережения двухкомпо-нентные антидепрессирующие добавки невыгодны.
Что касается содержания в зеленой массе фосфора и
калия, то, в отличие от общего азота и сырого протеина, в зависимости от вида органических удобрений и анти-депрессирующей добавки оно изменялось мало.
Равноценность навоза и растительных остатков как органических удобрений по влиянию на качество сельскохозяйственной продукции подтверждается и данными научно-производственного опыта (табл. 3).
Содержание сырого протеина и его сбор с 1 га были практически одинаковы и для озимой пшеницы, и для кукурузы при значительно меньшей энергоемкости по фону соломы соответственно на 565 и 147 МДж/ц.
Таким образом, в условиях дефицита навоза и минеральных удобрений сельскохозяйственным предприятиям в полной мере следует использовать солому и другие растительные остатки в качестве органических удобрений, что обеспечивает повышение урожайности возделываемых культур и улучшение качества урожая с более низкими затратами невозобнов-ляемой антропогенной энергии на единицу продукции.
Литература
1. Деревягин В.А., Деревягина П.Д., Попов А.С. Применение соломы на удобрение // Химизация сельского хозяйства. - 1988, № 3.
2. Верниченко Л.Ю., Мишустин Е.В. Влияние соломы на почвенные процессы и урожайность сельскохозяйственных культур // Использование соломы как органического удобрения. - М.: Наука
3. Еремина Р.Ф., Мащенко С. С, Чуян Н.А., Федорченко А.Е., Ермакова А.А. Эффективность растительных остатков, используемых на удобрение // Земледелие. - 2004, № 3.
4. Чуян Н.А., Масютенко Н.П., Еремина Р.Ф. Влияние внесения навоза и растительных остатков на плодородие чернозема и продуктивность зернопропашного севооборота в условиях Лесостепи ЦЧЗ // Агрохимия. - 2008, № 9.
3. Васильева Л.И., Муха В.Д. Влияние гипса и дефеката на повышение эффективного плодородия и микробиологическую активность мощного чернозема. Научные труды Харьковского с.-х. института им. В.В. Докучаева. - Т. XIX. -Харьков. Недра, 1966.
4. Минеев В.Г. Удобрение озимой пшеницы. - М: Колос, 1973. - 207с.
5. Кулешов М.Н., Гаджиева Н.М. Гипс как стимулятор азотного питания на черноземе типичном // Проблемы повышения продуктивности черноземных почв. Тезисы совещания, посвященного 100-летию книги В.В. Докучаева «Русский чернозем»: Харьков, 1983.
