CC BY
23DOI:10.24411/2225-2584-2020-10111 УДК 636.08
ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВИНЫХ СТОКОВ В КАЧЕСТВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ
С.И. ТЮТЮНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН, директор
В.Д. СОЛОВИЧЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: zemledel2006@ yandex.ru)
Белгородский федеральный аграрный научный центр
ул. Октябрская, д. 58, г. Белгород, 308001, Российская Федерация
Резюме. На территории Белгородской области работает много животноводческих предприятий и комплексов, где скапливаются миллионы тонн животноводческих отходов, в т.ч. свиных отходов. Предложены инновационные пути решения этой проблемы. Свиные стоки - это ценное органическое удобрение, в котором содержится 0,25-0,35% азота, 0,12-0,14% фосфора, 0,14-0,24% калия. В статье обобщены материалы почвенно-агрохимических обследований участков, где вносились в почву свиные стоки, указаны условия проведения мониторинга по сохранению плодородия почв, росту урожайности сельскохозяйственных культур и охране окружающей среды. При высокой культуре земледелия внесение свиных стоков может повысить показатели плодородия почвы. В хозяйствах, где проводили исследования, ежегодно внутрипочвенно вносили свиные стоки в количестве 100-150 м3/га. Черноземные почвы, где использовали свиные стоки, имели слабощелочную реакцию почвенной среды с величиной рН от 6,4 до 7,9, низкую гидролитическую кислотность почвы - 0,73-1,29 мг-экв/100г. Содержание гумуса, по сравнению с рядом находящимися пахотными почвами, повысилось до 6,05-6,54%. Черноземы перешли из малогумусных в разряд среднегумусных. Сумма поглощённых оснований относительно высокая и варьировала от 30,1 до 34,8 и более мг-экв/100г. Очень ценным является то, что в свиных стоках содержится много кальция (20,6-27,1 мг-экв/100г), который является основным фактором образования ценной комковато -зернистой структуры почвы и фактором снижающим кислотность почвы. Урожай сельскохозяйственных культур, в т.ч. кукурузы на зерно составил 13,4-16,4 т/га, кукурузы на силос - до 124 т/га. Разработаны элементы агротехнологического регламента внесения свиных стоков в качестве органических удобрений.
Ключевые слова: свиные стоки, органические удобрения, плодородие почв, химический состав, урожайность культур, севооборот, мониторинг.
Для цитирования: Тютюнов С.И., Соловиченко В.Д. Инновационные решения использования свиных стоков в качестве органических удобрений // Владимирский земледелец. 2020. №2. С. 4-10. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10111.
Перед Белгородской областью, где много крупных животноводческих комплексов и птицефабрик, насчитывающих сотни тысяч голов скота и птицы, стоит очень важная задача - использования животноводческих отходов (свиные стоки, птичий помёт, навоз КРС) в качестве органических удобрений и сохранения экологических
№ 2 (92) 2020
условий функционирования окружающей среды [1].
Органические удобрения и, в частности, животноводческие отходы являются мощным средством воспроизводства гумуса в почвах, энергетическим материалом для микроорганизмов, существенным источником элементов питания для растений и важнейшим средством регулирования всех агрономических свойств почвы [2].
Животноводческие отходы, в т.ч. и свиные стоки, представляют собой ценное органическое удобрение и при научно-обоснованной их подготовке, хранении и внесении в почву, заметно повышают плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур, не ухудшая экологические условия агроландшафтов [3, 4].
Актуальность утилизации животноводческих отходов, внесения свиных стоков в пашне повышается в связи с принятой долгосрочной целевой программой внедрения биологической системы земледелия на территории Белгородской области. Для её реализации необходима разработка регламентов внесения органических удобрений, в т.ч. животноводческих отходов [5].
Целью исследований было показать, что свиные стоки являются ценными органическими удобрениями и их использование способствует повышению плодородия почв, росту продуктивности сельскохозяйственных культур, не усугубляя экологическую ситуацию а регионе.
Условия, материалы и методы. При выполнении темы работы использовался метод почвенно-агрохимического обследования участков хозяйств области, где не менее 10 лет вносили свиные стоки в качестве органических удобрений.
Постановление Губернатора Белгородской области «Об утверждении Положения о контроле за образованием и утилизацией отходов производства животноводческих комплексов в качестве органических удобрений» обязывает считать использование жидких навозных стоков в качестве органического удобрения природоохранным и ресурсосберегающим мероприятием, обеспечивающим их утилизацию и повышение продуктивности земель [6]. Согласно этому постановлению каждый животноводческий комплекс обязан иметь:
- лицензию на сбор, использование, обезвреживание, транспортировку, размещение и внесение животноводческих отходов в почву;
- техническую документацию на получение органического удобрения;
- санитарно-эпидемиологическое заключение на продукцию - органическое удобрение, выданное на основании санитарно-эпидемиологической экспертизы по результатам лабораторных исследований, выполненных аккредитованными организациями;
- анализы качественного состава навозных стоков,
ВлаЗимгрсШ ЗешебЪдецТз
получаемых в качестве удобрений, по показателям эпидемиологической безопасности и химическому составу;
- договора с собственниками полей на внесение навозных стоков в качестве удобрения;
- мониторинг научно-обоснованного использования животноводческих отходов.
На земельных участках свинокомплексов ООО «Губкинский» Губкинского района, колхоза им. Горина Белгородского района, АО «Роговатовская Нива» Старооскольского района и ООО «Русагро-Инвест» Волоконовского района проведено почвенное агрохимическое обследование.
Земельные участки, где вносятся свиные стоки, размещаются, в основном, на чернозёмах, обладающих высоким естественным плодородием. Агроландшафты исследуемых земельных участков представляют собой плакорный тип местности. В рельефном отношении -это ровные платообразные участки с крутизной склонов до 1,50. Структуру почвенного покрова представляют пятнистости чернозёмов типичных с выщелоченными среднемощными среднегумусными тяжелосуглинистыми на лессовидных суглинках.
Нельзя допустить, чтобы чернозёмы (при внесении свиных стоков в качестве удобрений) деградировали - снижали уровень плодородия, и, как следствие, урожайность сельскохозяйственных культур, ухудшая экологические условия окружающей среды.
Свиноводческие стоки содержат необходимые для роста и развития растений вещества (в %): органики 2-5, азота 0,20-0,35, фосфора 0,12-0,14, калия 0,14-0,24, кальция 0,200,26, магния 0,04-0,06, натрия 0,04-0,08 и незначительное количество тяжёлых металлов при кислотности 6,3-6,9 ед. Содержание тяжёлых металлов не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК): меди 26-32 мг/л при ПДК 132 мг/л, цинка 47-54 мг/л при ПДК 220 мг/л, свинца 1,5-1,7 мг/л при ПДК 30 мг/л, кадмия 0,2-0,3 мг/л при ПДК 2 мг/л. То есть, содержание тяжёлых металлов находится на уровне регионального природного фона. Химический состав свиных стоков зависит от рациона и типа кормления, пола и возраста свиней, технологии содержания и кормления.
Норму внесения свиных стоков в почву в изучаемых хозяйствах изменяли в пределах 100-150 м3/га, при содержании азота в среднем около 2 кг в 1 м3 стоков. Вносились свиные стоки, как правило, внутрипочвенно 1 раз в год.
При внесении животноводческих стоков могут изменяться свойства почвы, что приводит или к повышению уровень плодородия, или к его снижению.
Для обработки полученных данных использовали метод дисперсионного анализа [7].
Результаты и обсуждение. Научно обоснованное внесение свиных стоков в почву в качестве органических удобрений способствует повышению содержания в ней гумуса, азота, фосфора, калия, кальция, магния, снижению кислотности, более благоприятному
Владимгрскт Зешедкеф
увлажнению пахотного слоя, что способствует росту плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.
Белгородский аграрный научный центр на протяжении последних 15 лет занимается проблемой утилизации, использования свиных стоков в качестве органических удобрений. Проводится агроэкологический мониторинг агроландшафтов в зонах воздействия свиноводческих комплексов.
Почва при нарушении научно обоснованного режима и норм внесения стоков со временем (7-10 лет и более) морфологически претерпевает определённые изменения. Структура пахотного слоя распыляется, в структурно-агрегатном составе больший удельный вес занимают мелкая пыль, илистая и коллоидная фракции, которые, вымываясь вниз почвенного профиля, заиливают поры. Повышается плотность сложения, ухудшаются водно-воздушные свойства почвы. На поверхности почвы в сухое время года видны белесоватые солевые выцветы минеральных солей, указывающие на их высокую концентрацию. К низу почвенного профиля наблюдается отсутствие карбонатных солей, которые вымыты в нижележащие горизонты. В нижней части профиля почвы прослеживается грязновато-серая окраска с затёками гумуса, указывающая на процессы выщелачивания и вымывания минеральной части почвы.
На земельных участках свинокомплексов из пахотного слоя, где вносились свиностоки, отобраны образцы почвы и выполнены анализы по определению изменения агрохимических и физико-химических свойств верхнего слоя почвы (табл. 1).
Почвы, где используют свиные стоки в качестве органических удобрений, имели слабощелочную реакцию почвенной среды (рН варьирует от 6,4 до 7,9 ед.). Гидролитическая кислотность низкая (0,73-1,29 мг-экв/100г), что свидетельствует о малом содержании иона водорода в почвенно-поглощающем комплексе.
Содержание гумуса, по сравнению с рядом находящимися пахотными почвами, заметно выше (6,05-6,54%), т.е. черноземы перешли из малогумусных в разряд среднегумусных. И, что особенно существенно, эти почвы значительно обеспечены элементами питания - в 2-3 раза содержание азота, фосфора и калия выше, чем в прилегающих к ним пахотных землях.
Сумма поглощённых оснований довольно высокая и варьирует в пределах от 30,1 до 34,8 и более мг-экв/100г. Очень ценным является то, что в свиных стоках содержится много кальция (20,6-27,1 мг-экв/100г), который является основным фактором образования наиболее ценной комковато-зернистой структуры почвы и снижающим кислотность почвы.
Следует обратить особое внимание на то, что в почве при внесении свиных стоков резко возрастает содержание щелочноземельного токсичного для растений элемента натрия. При использовании животноводческих стоков его содержание в почве составляет около 5% и более от
№ 2 (92) 2020
1. Агрохимические и физико-химические свойства пахотного слоя земельных участков, используемых под внесение свиных стоков
Наименование хозяйств, район Точки взятия образцов почв рНсол н / мг-экв/ 100 г Гумус, % Азот гидроли-зуемый Фосфор подвижный Калий обменный Сумма погл. оснований, мг-экв/ 100 г в т.ч.
мг/кг почвы Са++
Колхоз им. Горина Белгородский район 1 6,8 1,08 6,05 180 326 342 34,4 25,8 6,9 1,73
2 7,7 1,14 6,10 193 318 324 33,5 24,3 7,3 1,87
3 7,9 1,11 6,35 165 286 314 33,7 24,0 7,8 1,93
10 6,6 1,05 6,15 186 315 365 31,8 23,8 6,5 1,45
13 7,3 1,10 6,55 199 340 312 32,2 22,9 7,6 1,72
ООО «Губ-кинский» Губкинский район 23 7,7 0,87 6,25 188 312 315 35,1 25,3 7,9 1,95
24 7,3 0,73 6,32 211 376 356 34,3 24,7 8,0 1,55
27 7,5 1,01 6,48 245 368 315 35,2 26,1 7,4 1,69
29 6,7 0,93 6,54 279 341 387 34,1 24,5 8,1 1,54
32 7,0 0,78 6,64 234 374 364 31,6 22,4 7,5 1,72
38 7,8 0,82 6,41 286 353 416 32,4 22,2 8,3 1,91
АО «Рого-ватовская Нива», Староосколь-ский район 1 6,8 1,21 6,05 188 316 302 34,8 26,8 6,8 1,23
5 6,5 1,29 6,18 199 308 304 31,4 22,8 7,1 1,42
8 6,6 1,20 6,45 168 276 311 30,6 21,9 7,2 1,55
15 6,9 1,03 6,40 189 325 335 34,9 27,1 6,8 0,97
18 7,1 1,20 6,75 198 330 302 31,8 23,9 6,6 1,28
ООО «Руса-гроинвест», Волоконов-ский район 25 6,4 0,89 6,41 184 322 315 33,3 25,1 6,9 1,35
27 6,7 0,93 6,52 201 336 306 30,3 22,1 7,0 1,18
30 6,9 1,15 6,34 205 328 305 30,1 22,4 7,2 1,29
31 6,8 1,24 6,54 279 311 317 33,2 23,8 8,3 1,10
35 6,7 0,95 6,34 214 314 324 29,6 20,6 7,8 1,18
42 6,6 0,79 6,48 286 343 346 33,7 24,2 8,2 1,29
суммы поглощённых оснований. То есть наблюдается процесс осолонцевания, что отрицательно сказывается на уровне плодородия черноземов, ухудшении их агрофизических свойств. Это свидетельствует о том, что регулярное и частое внесение свиных стоков на одних и тех же земельных участках резко повышает содержание катионов натрия в почвенном поглощающем комплексе. Как правило, при разовом внесении свиных стоков около 100 м3/га, в почве накапливается натрий (40-80 кг/га), так как содержание натрия в свиных стоках составляет около 0,04-0,08%. Постепенно содержание этого элемента в почве может доходить до высоких значений. При этом происходит пептизация почвенной массы, её засоление, обесструктуривание, слитизация и, как следствие, ухудшение агрофизических свойств, снижение плодородия черноземов и роста продуктивности сельскохозяйственных культур. В некоторых случаях содержание натрия в почве растёт при смешивании свиных стоков с хозяйственно-бытовыми щелочными стоками, кормлении скота различными добавками содержащими натрий. Наиболее эффективный прием по снижению содержания натрия в почве - это гипсование и возделывание культур много поглощающих этот элемент
№ 2 (92) 2020
(кормовая свекла и другие корнеплоды).
Нельзя вносить свиные стоки на карбонатных и солонцеватых черноземах, имеющих щелочную реакцию почвенной среды. Внесение стоков ещё в большей степени повышает щелочность почвы, что быстро приведёт к снижению её плодородия. В солевом составе свиных стоков преобладают в основном бикарбонаты (600-1200 мг/л), хлориды (около 1000 мг), карбонаты (300-500 мг) и сульфаты - до 500 мг/л.
Высокая концентрация солей (более 2 г/л) вызывает засоление почв, осолонцевание пахотного слоя. В почве при внесении свиных стоков образуются легкорастворимые соли - бикарбонат, карбонат натрия (сода) и хлористый натрий (поваренная соль). Эти соли являются соединениями очень токсичными для роста и развития растений, что является причиной иногда практически полного отсутствия растительности на поверхности почвы.
Можно констатировать, что содержание валовых форм тяжёлых металлов на обследуемых участках не превышало их предельно-допустимых концентраций в почве. Содержание кадмия колебалось в пределах 0,224-0,307 мг/кг, свинца - 10,62-20,83 мг/кг и ртути -0,013-0,027 мг/кг.
ВлаЗимгрсШ Земледелец,!)
2. Урожайность культур на земельных участках с внесением свиных стоков, (среднее за 2011-2018 гг.)
Свинокомплексы Сельскохозяйственные культуры, т/га
кормовая свёкла многолетние травы кукуруза на силос кукуруза на зерно
АО «Рого-ватовская Нива», Старо-оскольский район 83,0 85,2 74,8 13,4
ООО «Руса-гро-Инвест», Волоконов-ский район 85,0 92,8 82,5 14,2
колхоз им. Горина, Белгородский район 97,0 105,4 124,3 16,4
ООО «Губ-кинский», Губкинский район 90,3 98,3 103,8 14,2
В практике использования животноводческих стоков имеют место негативные явления. К примеру, если стоки не вносят непосредственно в почву (поверхностное внесение) и в больших объемах сливают на её поверхность. В данном случае разрушается структура верхнего слоя почвы, происходит его уплотнение, создается высокая концентрация солей (более 2 г на литр стоков), превышающих предельно допустимые нормы.
При длительном внесении свиных стоков чётко прослеживается засоление почвы - плотный солевой остаток превышает 0,20%, в то время как рядом на пашне, где не вносятся свиные стоки, этот показатель составляет 0,08-0,11%. Происходит накопление токсичных веществ (сульфатов, хлоридов и др.), которые с атмосферными осадками мигрируют вглубь почвы, далее смыкаются с грунтовыми водами, или смываются в пониженные места - балки, пруды, реки. Нарушается общий экологический фон окружающей территории, создаётся угроза фауне, флоре и здоровью человека.
Недопустимым является также сброс в пруды-накопители хозяйственно-бытовых отходов, как правило, щелочного характера, способствующих особо токсичному содовому засолению почв. Иногда в пруды-накопители попадают и кислые воды, смешанные с технической серной кислотой, используемой для промывки труб, котлов и других гидротеплосетей. При внесении стоков в почву происходит подкисление почвы, что ухудшает агрофизические свойства, а, следовательно, и уровень плодородия.
При использовании свиных стоков в качестве органических удобрений при посеве сельско-хозяйственных культур необходимо строгое соблюдение севооборота. В хозяйствах приняты севообороты с чередованием культур: горох - озимая пшеница - кукуруза на зерно - ячмень.
Другой вариант севооборота: многолетние травы 2 или 3-х лет пользования - озимая пшеница - кормовая или сахарная свёкла - кукуруза на зерно или силос - ячмень с подсевом многолетних трав.
На землях с внесением свиных стоков получают 13,4-16,4 т/га зерна кукурузы, до 83,0-97,0 т/га кормовой свёклы, 74,8-124,0 т/га зелёной массы кукурузы на силос и 85,2-105,4 т/га трав за сезон. Выращенная продукция -кормовая и сахарная свёкла, ячмень, многолетние травы, кукуруза на силос и зерно, горох - используются на корм скоту и в технических целях (табл. 2).
Есть примеры нарушения технологии использования животноводческих стоков. В АО «Колос» Белгородского района на земельном участке второго поля кормового севооборота площадью 20 га систематически на поверхность почвы вносили завышенные нормы стоков с высокой концентрацией солей. В результате внутрипочвенных деградационных процессов, в т.ч. и переувлажнения почвы, затруднено движение сельскохозяйственной техники, а сельскохозяйственные культуры практически не формируют урожай.
На данном участке нами проведены специальные почвенно-агрохимические исследовательские работы. Было выявлено, что пахотный слой перегнойно-аккумулятивного горизонта переувлажнён от избыточного внесения стоков и плохой внутрипочвенной фильтрационной способности. Подпахотный слой почвы мокрый, имеет ореховато-плитчатую структуру, с глубины 40 см обнаруживается вязкая, липкая глеевая масса. Из-за больших объёмов и частых внесений стоков и высокой концентрации солей отчётливо прослеживается явное заболачивание почвы. Почвенная масса разрушается, происходит профильное перераспределение илисто-коллоидных частиц сверху вниз и отложение их на глубине 40-50 см. В результате образуется водоупорный слой, препятствующий фильтрации воды вглубь почвы.
Содержание солей в химическом составе стоков колебалось в пределах от 4248 до 4833 мг/л, т.е. более чем в 2,5 раза превышало величину допустимую при использовании стоков в качестве органических удобрений, а содержание натрия в почве было в 4-7 раз больше положенных нормативов. В результате сформировался качественный и количественный состав солей неблагоприятный для роста и развития растений - преобладают соли натрия (900 мг/л) токсичные для растений. Концентрация катиона кальция, основного стража плодородия почвы, невелика - 45-75 мг/л. Из анионного состава преобладают гидрокарбонаты (14031812 мг), меньше содержится карбонатов (660-706), хлоридов (481-488 мг/л) и сульфатов (211-326 мг/л). Исходя из катионно-анионного состава солей можно заключить, что в почве образуются в основном легкорастворимые токсичные для роста и развития растений соли -бикарбонаты и карбонаты натрия и хлористый натрий. Такой химизм засоления и переувлажнение почвы явились причиной практически полного отсутствия
Владимгрскт ЗемлеЗЪдеф
№ 2 (92) 2020
растительности на обследуемом участке.
Положительным примером использования жидких стоков с соблюдением научно-обоснованного режима их внесения является колхоз им. Горина Белгородского района. В период с 1974 по 2002 гг. на территории колхоза изучали изменение морфологических, физико-химических и агрохимических свойств чернозема типичного при использовании свиных стоков. Результаты опытов показали, что за 28-летний период действия стоков на почву содержание гумуса в пахотном слое повысилось на 0,26 абсолютных процента, возросла сумма поглощенных оснований на 3-5 мг-экв/100 г почвы. С внесением свиных стоков существенно улучшился питательный режим чернозема. Так, если в 1974 году содержание обменного калия в почве составляло 136, подвижного фосфора 102 и легкогидролизуемого азота 110 мг/кг почвы, то в 2012 году значения этих показателей соответственно повысились до 196, 245 и 171 мг/кг почвы. Из отрицательных явлений здесь следует отметить увеличение содержания натрия в почве, достигающее 5% от суммы поглощённых оснований. Это вызвало заметное ухудшение агрофизических свойств -разрушение почвенной массы, её уплотнение, слитизацию, что сказалось на уменьшении фильтрационной способности и влагоёмкости.
Наиболее эффективным способом использования свиных стоков является их внутрипочвенное внесение. Внутрипочвенное внесение обладает значительным преимуществом перед поверхностным внесением. Это экологически безопасный способ использования свиных стоков в качестве удобрения. При этом улучшается санитарный режим работы, не загрязняется воздух, ближайшие водоёмы, резко снижаются потери азота и других питательных веществ, улучшается режим питания растений, что благоприятно сказывается на плодородии почв и урожайности сельскохозяйственных культур.
Расчёты по внесению животноводческих отходов, в том числе и свиных стоков, в качестве органических удобрений проводятся балансовым методом на планируемый урожай сельскохозяйственных культур. Суть этого метода заключается в том, что для получения планируемого урожая культуре требуется определённое количество питательных веществ, которые надо возвратить в почву, чтобы не снизить её плодородие. Зная вынос питательных веществ из почвы на единицу продукции сельскохозяйственных культур, а также содержание их в почве и в животноводческих отходах, используя коэффициенты возврата в зависимости от группы обеспеченности почв элементами питания, рассчитывают необходимое количество животноводческих отходов (стоков) в качестве удобрения на получение планируемого урожая. Нехватка и несбалансированность питательных элементов компенсируется внесением минеральных удобрений. Экономически обоснованной нормой внесения животноводческих стоков на гектар пашни является 100 м3, т.е. в пределах 200-250 кг азота (при
среднем содержании азота в стоках около 0,20%).
Норма внесения свиных стоков в изучаемых хозяйствах составляет: для озимой пшеницы - 25-30 м3/га; ячменя 19-21; гороха - 21-23; кукурузы на зерно - 55-60; подсолнечника - 25-28 и сахарной свёклы - 80-100 м3/га .
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ПОЧВ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В проектах строительства свиноводческих комплексов должно быть предусмотрено строительство эффективно функционирующей системы очистных сооружений, включающих навозоудаление, накопление, обеззараживание, транспортировку и внесение в почву, при организации постоянного контроля (мониторинга) за плодородием почв и экологическим состоянием окружающей среды.
Из мероприятий по охране почв и окружающей среды от негативного воздействия свиных стоков при внесении их в почву в качестве органических удобрений следует:
- проводить только внутрипочвенное внесение свиных стоков;
- иметь высокую культуру земледелия, где применяются оптимальные научно-обоснованные нормы внесения стоков под запланированный урожай сельскохозяйственных культур;
- годовая максимальная норма внесения азота со свиными стоками на 1 га площади не должна превышать 250 кг, а минерализация солей 2 г/л, чтобы не допустить превышения предельно допустимых концентраций (ПДК) нитратов в продукции и засоления почвы;
- уровень залегания грунтовых вод на участках внесения свиных стоков должен быть не меньше 2-2,5 метров;
- проводить микробиологический и паразитологический анализ состава свиных стоков;
- на участках с использованием свиных стоков выращивать культуры для кормовых и технических целей с уборкой их не ранее 2х недель после последнего внесения, при категорическом запрете выпаса скота;
- в зимний период времени свиные стоки не вносятся на поля, а собираются в прудах-накопителях или закрытых ёмкостях;
- не допускать внесения свиных стоков на склонах крутизной более 3о, где имеют место процессы смыва почв, потери элементов питания;
- необходимо организовать постоянно действующий мониторинг за использованием свиных стоков, контроль за изменением плодородия почвы, урожайностью и качеством сельскохозяйственной продукции, охраной окружающей среды;
- при использовании свиных стоков должны соблюдаться правила по охране труда и здоровья работающих с ежегодным их медицинским освидетельствованием.
Для проведения мониторинга по использованию свиных стоков, сохранению и повышению плодородия почв, росту урожайности сельскохозяйственных культур необходимо:
№ 2 (92) 2020
Владимирский Земледелец,!)
- выделить на картографической основе масштаба не менее 1:10 000 закрепленные на местности земельные участки, отведенные для использования свиных стоков в качестве органических удобрений (с приложением договора между владельцем комплекса и хозяином земли);
- провести детальное крупномасштабное почвенно-агрохимическое обследование с составлением почвенной карты и нанесением фиксированных реперных точек по закладке почвенных разрезов и отбора образцов почв с целью выполнения лабораторно-аналитических работ, получения исходных показателей свойств почв, определения их уровня плодородия. Реперные точки на местности должны иметь жесткую географическую привязку, используя приборы GPS (WGS) или Глонасс;
- определить параметры основных признаков и свойств почв земельных участков, отводимых под внесение свиных стоков: гранулометрический состав, мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, элементов питания (подвижного фосфора, обменного калия и гидролизуемого азота), сумму поглощённых оснований, в т.ч. кальция, магния и натрия, обменную и гидролитическую кислотность, солевой состав водной вытяжки почв, содержание тяжёлых металлов, структурно-агрегатный состав и плотность;
- иметь севообороты со структурой посевных площадей и планируемой урожайностью культур, агротехнологические карты их возделывания и системы удобрений;
- проводить регулярный контроль за качеством химического, микробиологического и паразитологического состава свиных стоков, вносимых в почву.
И, как результат проведённых мониторинговых работ, дается заключение о пригодности использования свиных стоков в почву в качестве органических удобрений.
Выводы.
1. При соблюдении научно обоснованных норм внесения свиных стоков в почву в качестве органических удобрений увеличивается содержание гумуса, элементов питания, улучшаются физико-химические свойства чернозема, что способствует повышению его плодородия и росту урожайности сельскохозяйственных культур.
2. При нарушении научно обоснованных режимов внесения свиных стоков в почву (поверхностное
внесение, превышение концентрации солей, повышенное содержание натрия, тяжелых металлов, высокая щелочность раствора и др.) проявляются деградационные процессы - эрозия почвы, её переуплотнение, выщелачивание, слитизация, переувлажнение, засоление, осолонцевание и, как результат, снижение роста продуктивности сельскохозяйственных культур, ухудшение
экологических условий окружающей среды.
3. Недопустимо внесение свиных стоков на карбонатных и солонцеватых черноземах, имеющих щелочную реакцию почвенной среды (рН больше 7 ед.). Наиболее целесообразно вносить стоки на черноземах типичных, обыкновенных с нейтральной или близко к нейтральной реакцией почвенной среды.
4. Основными мероприятиями по предотвращению негативных процессов от внесения в почву свиных стоков являются эффективно функционирующая система очистных сооружений, соблюдение научно-обоснованных режимов внесения стоков в почву, строгое выполнение агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур, организация постоянно действующего мониторинга по контролю за изменением плодородия почв, урожайности культур, качеством продукции и охраной окружающей среды.
5. На землях, отводимых для использования свиных стоков в качестве органических удобрений, необходимо выращивать культуры, продукция которых идет на корм скоту и технические цели. Это кормовая и сахарная свекла, пшеница, ячмень, многолетние травы, кукуруза на силос и зерно, горох.
Приняты севообороты с чередованием культур: горох, озимая пшеница, кукуруза на зерно, ячмень; другой севооборот - многолетние травы двух или трех лет пользования, озимая пшеница, кормовая или сахарная свекла, кукуруза на зерно или силос, ячмень с подсевом многолетних трав.
Рекомендуемые одноразовые дозы внесения свиных стоков по данным наших полевых экспериментальных наблюдений колеблются под культуры сплошного посева в пределах 30-50 м3/га, пропашные культуры (кормовая свекла, кукуруза) — 80-100м3/га.
Литература.
1. Соловиченко В.Д., Тютюнов С.И. Почвенный покров Белгородской области и его рациональное использование. Белгород: Отчий край, 2013.372 с.
2. Тютюнов С.И., Соловиченко В.Д., Навольнева Е.В. Использование свиных стоков в качестве органических удобрений // Международный научно-исследовательский журнал. Екатеринбург. 2015. №10. С. 76-79.
3. Навольнева Е.В., Никитин В.В. Свиные стоки - ценное органическое удобрение: Научно-производственное пособие. Белгород.Отчийкрай, 2017.24 с.
4. Мерзлая Г.Е., Володарская Н.И. Охрана окружающей среды при использовании бесподстилочного навоза //Химизация сельского хозяйства. 1991. №1. С. 47-51.
5. Лукин С.В. Агроэкологическое состояние и продуктивность почв Белгородской области. Белгород: Отчий край, 2011.30 с.
6. Постановление Правительства Белгородской области №221-пп от 11 ноября 2005г. «Об областной программе «Развитие свиноводства в Белгородской области». Белгород, 2005.38 с.
7. Уваров Г.И. Деградационные процессы почв Белгородской области и мероприятия по их устранению. Белгород.Отчий край, 2008. 80 с.
ВлаЭимгрсШ ЗемлеШеЩ)
№ 2 (92) 2020
8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Колос, 1979. 416 с.
INNOVATIVE SOLUTIONS TO USE PIG EFFLUENT AS ORGANIC FERTILIZER
S.I. TYUTYUNOV, V.D. SOLOVICHENKO
Belgorod Federal Agrarian Research Center, ul. Oktyabrskaya 58, Belgorod, 308001, Russian Federation.
Abstract. In Belgorod region, there are many livestock enterprises, complexes, where million tons of livestock waste, including pig effluent, is accumulated. This article highlights the innovative solution to the problem. Pig effluent is a valuable organic fertilizer containing 0.25-0.35% nitrogen, 0.12-0.14% phosphorus, 0.14-0.24% potassium. The paper presents the results on soil and agrochemical survey where the soil is treated with pig effluent, specifies the conditions to preserve soil fertility, boost crop yield and to protect the environment. In terms of efficient agriculture, apply of pig effluent could contribute to better soil fertility. In enterprises under research, the fertilizer is used within the soil annually in the amount of 100-150 m3/ha. Black-earth soil treated with pig effluent has a weakly alkaline reaction of the soil medium with pH 6.4-7.9, low hydrolytic acidity of the soil - 0.73-1.29 mg-eq/100g. Humus content rises to 6.05-6.54% compared to nearby arable land. Black-earth soil transforms from low- to medium-humic soil. Total absorbed bases are relatively high and vary between 30.1 and 34.8 and more mg-eq/100g. The most valuable characteristic of pig effluent is high calcium content (20.6-27.1 mg-eq/100g), which is a major factor of valuable lumpy-grained soil structuring. It also reduces soil acidity. Crop yield, including corn as grain is 13.4-16.4 t/ha, corn as silage - up to 124 t/ha. It is developed elements of agrotechnological regulation to apply pig effluent as organic fertilizer.
Keywords: pig effluent, organic fertilizer, soil fertility, chemical composition, crop yield, crop rotation, monitoring.
Author details: S.I. Tyutyunov, Doctor of Sciences (agriculture), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, chief executive; V.D. Solovichenko, Doctor of Sciences (agriculture), senior research fellow, (e-mail: zemledel2006@yandex.ru).
For citation: Tyutyunov S.I., Solovichenko V.D. Innovative solutions to use pig effluent as organic fertilizer // Vladimir agricolist. 2020. №2. P. 4-10. D0I:10.24411/2225-2584-2020-10111.
D0I:10.24411/2225-2584-2020-10112 УДК 631.95:628.381.1
ВЛИЯНИЕ АГРОХИМИКАТА НА ОСНОВЕ ОСАДКА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ РАЙГРАСА
ОДНОЛЕТНЕГО
В.А. КАСАТИКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, (e-mail: kasv47@yandex.ru)
Н.П. ШАБАРДИНА, старший научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский
институт органических удобрений и торфа - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»
ул. Прянишникова, д. 2, п. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл., 601390, Российская Федерация
Резюме. Целью данных исследований являлось изучение действия агрохимиката на основе осадка сточных вод на урожайность и макроэлементный состав райграса однолетнего и агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы. Исследования проводились на базе Всероссийского НИИ органических удобрений и торфа в полевом опыте на дерново - подзолистой супесчаной почве. Площадь делянки опыта 10 м2. Агрохимикат - органическое удобрение «БИОКОМПОСТ В», получен при термофильно-мезофильном компостировании субстрата на основе смеси осадка сточных вод, активного ила ОСК МУП «Владимирводоканал» г. Владимир и органо-содержащего наполнителя (опилки, стружка). Испытывалась доза биокомпоста - 30 и 60 т/га. Степень влияния органического удобрения на аммиачный и нитратный режим почвы зависела от его дозы и была пропорциональна ее величине. Произошло увеличение суммы поглощенных оснований и емкости катионного обмена, наиболее выраженное при внесении агрохимиката в доза 60 т/га. Их значения выросли соответственно с 8,93 до 9,60 мг-экв/100 г почвы. По действию органического удобрения «БИОКОМПОСТ В» с высоким содержанием P2O5 наблюдался повышенный рост значений этого элемента в слое 0-20 см. В наименьшей степени положительное влияние агрохимиката выражено в изменении калийного режима почвы. Действие ОСВ и
№ 2 (92) 2020
агрохимиката «БИОКОМПОСТ В» повышает урожайность райграса однолетнего соответственно на 28 и 39-80% при максимальных значениях в варианте с дозой агрохимиката 60 т/га. Характер изменения агрохимических свойств дерново - подзолистой супесчаной почвы и макроэлементного состава райграса однолетнего определяется дозой агрохимиката.
Ключевые слова: агрохимикат, осадок сточных вод, урожайность, райграс однолетний.
Для цитирования: Касатиков В.А., Шабардина Н.П. Влияние агрохимиката на основе осадка городских сточных вод на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность райграса однолетнего // Владимирский земледелец. 2020. №2. С. 10-13. 001:10.24411/2225-2584-202010112.
Осадки сточных вод (ОСВ) и бытовые органические отходы являются одним из основных отходов производственной деятельности человека. Использование осадка городских сточных вод на удобрение в составе компоста - один из приемов его утилизации [1, 2].
Разработка научно обоснованных экологически безопасных приемов использования ОСВ в хозяйственном обороте, внедрение и совершенствование технологии по их переработке способствуют сокращению объемов накопленных и вновь образованных отходов. В отечественном земледелии используется не более 7-10% ОСВ в качестве удобрений [3], что связано с недостаточным внедрением современных технологий получения ОСВ, а также агрохимикатов на их основе. В странах ЕС использование ОСВ в сельскохозяйственном производстве составляет около 40 % [4].
Внесение ОСВ и компостов на их основе проявляется
5м(ЬшрсШ Земледелии)
