CC BY
78
______________
УДК 631.41
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В КАЧЕСТВЕ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ
В.В. Ивенин, д.с.-х.н., Е.В. Михалев, к.с.-х.н., А.В. Ивенин, к.с.-х.н. Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, e-mail: mihey2113@mail.ru
Применение биологических отходов сельскохозяйственного производства в качестве органического удобрения в настоящее время представляет повышенный интерес для практиков. Показана эффективность компоста, приготовленного по технологии грибного компостирования (Гриком), а использование соломы в чистом виде в качестве удобрения не оправдано.
Ключевые слова: севооборот, солома, куриный помет, компост, деградация гумуса, корневые гнили.
APPLICATION OF BIOLOGICAL WASTES OF AGRICULTURE AS ORGANIC FERTILIZERS
V.V. Ivenin, E.V. Mikhalev, A.V. Ivenin
Biological waste application of agricultural production as organic fertilizer is of great importance for practical workers. It is shown that the compost made of on the mushroom compost technology is the most effective biological fertilizer. The use of straw as fertilizer is unreasonable.
Keywords: crop rotation, straw, chicken manure, compost, humus degeneration, root rottenness.
В последнее время многие хозяйства нашей страны перешли на упрощенный способ уборки зерновых культур, особенно озимых хлебов, когда вместо копнителя на комбайн стали устанавливать соломорезку. Логика сельхозпроизводителей была сведена к тому, что при существенной экономии средств на уборку можно одновременно проводить удобрение полей соломенной резкой с целью возврата в почву органического вещества. Это позволяет не только улучшать структуру почвы и повышать влагосодержание в пахотном слое, но и активизировать микробиологический потенциал почвы [1].
Органические удобрения существенно влияют на выносливость зерновых культур к неблагоприятным условиям окружающей среды, а также на возрастание фунгистазиса почвы (через снижение развития патогенов в почве) и, соответственно, на повышение устойчивости культурных растений к корневым гнилям, что особенно важно в системе севооборота. Последнее утверждение объясняется также и тем, что при правильном чередовании культур усиливаются микробиологические процессы в почве, улучшается усвоение питательных веществ и водный режим растений [2].
Внесение органических удобрений при нарушении регламента работ обусловливает ряд негативных моментов. Во-первых - это возрастание пестроты в содержании органического вещества в пахотном слое как по горизонтали, так и по вертикали, которая сохраняется продолжительное время. Это утверждение особенно справедливо к соломе ввиду ее малой способности к быстрой минерализации, в отличие, от бесподстилочного навоза [3]. Во-вторых, в комплексе мероприятий по защите зерновых культур от корневых гнилей важная роль должна принадлежать соблюдению ротации культур в севообороте. Усиленное развитие корневых гнилей будет всегда наблюдаться только в тех случаях, когда зерновые культуры возделывают по зерновым, или в режиме монокультуры. Внесение соломы в качестве органических удобрений приводит к эффекту «на-26 Агрохимический вестник • № 4 - 2011
рушения» севооборота, так как неразложившиеся и полуразложившиеся частицы соломы будут служить эффективным резерватором для фитопатогенных начал из царства грибов, в частности для корневых гнилей из класса Гифомицеты (отдел Дейтеромицеты). В-третьих, принято считать, что наиболее благоприятным соотношением углерода к азоту в органических удобрениях, обеспечивающим накопление гумуса в почве, должен быть уровень 20-25:1. Если отношение С^ в удобрении будет ниже 20 (а содержание азота находится при этом на уровне выше 2%), то часть азота при разложении органического материала высвобождается в минеральной форме и теряется. При разложении же органических веществ с более широким соотношением С:К (выше 25) и бедных азотом (меньше 1,8%) микроорганизмы используют не только весь содержащийся в них азот, но и извлекают минеральные соединения азота из почвы (из гумуса) и из внесенных в нее удобрений, переводя их в органическую форму [4].
При изменении соотношения С^ в органических удобрениях от указанных выше значений (20-25:1) как в сторону его увеличения, так и в сторону его уменьшения, будет наблюдаться последовательное усиление процессов дегумификации почвы [2]. Усиление процесса минерализации при отклонении соотношения С^ от вышеуказанных оптимальных значений связано с использованием (разложением) микроорганизмами органического вещества в почве либо как источника азота (при широком соотношении С^), либо как источника углерода (при узком соотношении С^).
Внесение соломы в качестве удобрения вызывает усиление иммобилизации азота в почве. Это происходит из-за очень широкого отношения С^. К примеру, в соломе озимых культур это соотношение находится в пределах 75:1 (озимая пшеница) и 85:1 (озимая рожь), в результате чего почвенная микрофлора «забирает» недостающий для себя азот из гумуса, тем самым вызывая процесс его деградации. Суть процесса деградации гумуса заключается в том, что, после «изъятия» азота
из его структуры, он превращается в комплекс сложных полисахаридов, который в дальнейшем используется в пищевой цепочке почвенными микромицетами. Таким образом, будет параллельно происходить активная деструкция гумуса, и вместо ожидаемого его накопления, фактически получается его убыль и, как следствие, снижение урожайности сельскохозяйственных культур.
Внесение бесподстилочного навоза (куриного помета) оказывает незначительное положительное действие на восполнение убыли запасов гумуса в почве. Содержание азота в бесподстилочном курином помете составляет в среднем 2,2-4,4%, Отношение С^ в бесподстилочном курином помете довольно узкое: оно находится в пределах от 5:1 - до 10:1. Поэтому при избытке азота и одновременно при недостатке углерода микрофлора почвы после разложения легкодоступных источников углерода (органическое вещество навоза, корневых и пожнивных остатков и т.п.) начинает активно минерализовать углерод почвы путем его изъятия из структуры гумуса, что приводит к активизации разрушения гумуса. В результате количество вновь образованного гумуса из внесенного с бесподстилочным навозом в почву органического вещества едва ли будет покрывать убыль гумуса от его минерализации микрофлорой почвы.
В наших исследованиях основные показатели качества помета были следующими: N 4%, С^ = 6:1, W 65%.
Внесение в почву компостированного навоза (Гри-ком) снимает большинство проблем, связанных с внесением соломы в качестве удобрения, и способствует увеличению содержания органического вещества в почве и, как следствие, должно приводить к повышению содержания гумуса. Биологическая активность почвы при внесении компоста, по всей видимости, будет несколько ниже, чем при внесении «сырого» куриного помета. Однако, благодаря этому, в последующие годы почва будет содержать в себе больше органического вещества, и она не будет подвержена деградации. Кроме того, при компостировании уничтожаются многие возбудители болезней полевых культур, различные всевозможные инвазии, яйца гельминтов и семена сорняков, что способствует значительному сокращению их заболеваемости. На основании вышеизложенного мы пришли к выводу о необходимости исследований на предмет выявления более эффективного органического удобрения.
Цель работы - изучение внесения соломы, куриного помета и компоста на их основе в качестве органического удобрения. Для этого необходимо решить следующие задачи: 1. Изучить технологию приготовления компоста (Гриком). 2. Изучить влияние различных форм органических удобрений на биологическую активность почвы и поражение культуры корневыми гни-лями. 3. Изучить влияние внесения соломы и других форм органических удобрений на урожайность ярового ячменя (ячмень был выбран в качестве маркерной или маячной культуры, наиболее чутко реагирующей на наличие корневых гнилей в почве).
Почвы в опыте светло-серые лесные. По гранулометрическому составу они представляют средний суглинок. Глубина пахотного горизонта достигает в среднем 20-25 см, содержание гумуса - 2,0%, рНКС1 - 5,4, содержание
Р205 - 71,2 мг/кг почвы, K2O - 81,0 мг/кг почвы.
В качестве органических удобрений в опыте применяли следующие биологические отходы: солома (резка) и свежий бесподстилочный куриный помет, а также компост на основе соломы и куриного помета, произведенный по грибной технологии (Гриком).
Для исследований была предложена следующая схема: 1 - контроль (без удобрения); 2 - солома, 4 т/га; 3 - куриный помет, 10 т/га; 4 - компоста (Гриком), 20 т/га. Варианты 2 и 4 объединены тем, что в обоих случаях на 1 га вносили условно одинаковое количество соломы - по 4 т (на основе 1 т соломы мы можем получать до 4-5 т компоста). Варианты 3 и 4 объединены тем, что в обоих случаях мы вносим примерно одинаковое количество азота в расчете на 1 га: в среднем по 120-130 кг/га.
Метод исследования - полевой (площадь учетной делянки 100 м2). Размещение вариантов в опыте - систематическое (в один ярус). Всего было установлено три повторности по четыре варианта в каждой. Предшественник - картофель. Органические удобрения вносили осенью под зяблевую вспашку.
Компост производили по технологии «грибного» компостирования (основные компоненты компоста: солома зерновых культур, куриный помет и вода, соотношение которых составляет 1:2:4,5) [5]. Чтобы существенно снизить потери питательных элементов в период компостирования, в компостируемую массу в обязательном порядке следует вносить оструктуриватели, в частности, гипс. Основные показатели качества правильно приготовленного компоста должны быть следующими: N 1,8-2,0%, C:N = 17-19:1, pHH2O 7,8-8,5 (8,0), W 70-75% (72%).
При внесении органических удобрений значительно активизируется микробиологическая деятельность в почве. Существенную роль в этом играют целлюлозо-разлагающие микроорганизмы: они осуществляют разложение растительных остатков, основную часть которых составляет клетчатка (целлюлоза). В процессе жизнедеятельности аэробных целлюлозоразрушающих микроорганизмов выделяется слизь, которая способствует оструктуриванию почвы. Углерод клетчатки в виде различных соединений участвует в создании гумуса, а выделяющийся при этом углекислый газ участвует в фотосинтезе органического вещества в растениях. Активность в почве целлюлозоразлагающих микроорганизмов зависит от наличия в ней доступных форм азота, фосфора и других элементов.
Степень разложения льняной ткани допустимо отождествлять с интенсивностью микробиологических процессов вообще. Поэтому в качестве индикатора биологической активности почвы в опыте была использована степень разложения льняного полотна по методике А.С. Воробьева [6].
При учете корневых гнилей подсчет пораженных растений проводили в два приема: в фазе кущения -начало трубкования и в фазе колошения (перед уборкой). Исходя из результатов, определяли процент больных и здоровых растений. За больные принимали все растения, нижние междоузлия которых имели специфическую бурую окраску (от светло-коричневых тонов до темно окрашенных).
Агрохимический вестник • № 4 - 2011 27
Результаты исследований 2009 г.
Варианты Степень разложения В ыживаемость Количество больных Урожай Прибавка урожая
опыта льняного полотна, растений, растений в пробе, % ячменя,
% % фаза кущения фаза колошения т/га т/га %
Контроль 6,9 54,4 8,8 52,0 1,9 - -
Солома, 4 т 7,3 51,1 10,5 62,0 1,7 -0,2 -10,5
Помет, 10 т 7,1 84,1 8,6 29,3 3,8 +1,9 +100,0
Компост, 20 т 10,4 91,6 8,3 20,7 4,5 +2,6 +136,8
НСР05 0,96 8,89 0,26
Из данных, представленных в таблице, видно, что биологическая активность почвы увеличивается при внесении компоста (до 10,4%). При внесении свежего куриного помета практически не отмечается увеличения биологической активности почвы (до 7,1%). При внесении соломенной резки интенсивность разложения льняной ткани также практически была на уровне контроля (7,3%).
Выживаемость растений при внесении «активных» видов органических удобрений увеличивается как по помету, так и по компосту. Однако при внесении компоста отмечается значительное увеличение выживаемости растений - до 91,6% против 84,1% (по помету). В контроле выживаемость составила 54%, а в варианте с внесением соломенной резки - 51%, что можно объяснить общим снижением фунгистазиса почвы.
При внесении куриного помета количество больных растений несколько снижалось в сравнении с контролем (с 8,8 до 8,6%). При внесении компоста также происходит снижение пораженности (до 8,3%), а при внесении соломенной резки происходит увеличение степени поражения растений до 10,5%. Это можно объяснить тем, что при внесении органических удобрений в «активной форме» (когда отношение С:Ы в биоудобрениях находится в пре-
ческой активности почвы и, соответственно, идет возрастание ее фунгистазиса. Это суждение подтверждается также и картиной поражения растений перед уборкой. Так, в контроле общее число больных растений уже составило 52%, а в варианте с внесением соломы и того выше - 62%. В вариантах же с куриным пометом и компостом число больных растений составило всего 29,3 и 20,7%.
Анализируя данные урожайности, можно отметить, что ее показатели будут возрастать: как по помету (до 3,8 т/га), так и по компосту (до 4,5 т/га), что соответственно на 100 и 136% выше, чем в контроле (1,9 т/га). Отрицательный эффект был получен в варианте от внесения соломы (-10,5%).
Таким образом, применение соломы в чистом виде в качестве удобрения не оправдано. Лучшим по всем показателям был вариант с внесением компоста, приготовленного по схеме «Гриком». Эффект от использования компоста будет также обусловлен еще и тем, что на основе 1т соломы и 2т птичьего помета можно приготовить до 5т высококачественного компоста. Это позволит насытить поля севооборота органическими удобрениями в значительно большей степени (более чем в 4-5 раз).
делах 10-20:1), происходит повышение микробиологи-
Литература
1. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации - Л.: Наука, 1980. - 288 с.
2. Ефремов В.Ф. Соотношение С:Ы как вектор трансформации гумуса в почве при внесении удобрений // Плодородие. 2005, № 3. - С. 15-17.
3. Богомолова Ю.А., Полякова Н.В. Эффективность использования соломы в качестве удобрения на светло-серой лесной почве // Земледелие и его ресурсное обеспечение в современных условиях. Материалы научно-практической конференции. - Нижний Новгород: НГСХА, 2010. - С. 86-89.
4. Смирнов П.М. Вопросы агрохимии азота (в исследованиях с 15Ы). - М.: Изд-во ТСХА, 1982. - 74 с.
5. Михалев Е.В. Технология выращивания шампиньона: Учебное пособие по изучению курса «Основы грибоводства» для студентов агрономических специальностей. - Н. Новгород: тип. НГСХА, 2005. - 194 с.
6. Воробьев А.С. Земледелие. - М.: Агропромиздат, 1991. - 527 с.
ИНФОРМАЦИОННОЕ СООБЩЕНИЕ
Администрация Сельского поселения Шарканского района Удмуртской Республики объявляет открытие публичных слушаний по обсуждению отчета государственной экологической экспертизы (проекта технической документации) агрохимиката Известняковая мука местная (ОАО «Агрохим», Удмуртская Республика, Шарканский район, с. Шаркан) для применения в качестве известкового удобрения на кислых почвах под различные сельскохозяйственные культуры в условиях сельскохозяйственного производства и личных подсобных хозяйств. Просим простых граждан, а также общественные организации принять участие в публичном обсуждении оценки воздействия агрохимиката на окружающую среду.
Слушание состоится «22» августа 2011 г. в 14 часов по адресу: Удмуртская Республика, Шарканский район, с. Шаркан, ул. Советская 1а. Здание Администрации.
28 Агрохимический вестник • № 4 - 2011
