CC BY
157
картофеля в засушливые годы (ГТК=1,23) с применением стандартного карбамида - 0,984, и карбамида с гуматсодержа-щими добавками - 0,997, во влажные годы (ГТК = от 1,63 до 2,05) - 0,650-0,847 и 0,780-0,889.
Аналогичные закономерности наблюдались и при внесении сульфата аммония с защитным покрытием, комплексных и калийных капсу-лированных удобрений.
Использование азотных, комплексных и калийных капсулированных удобрений в различные по степени увлажнения годы позволяло значительно снизить потери из удобрений и почвы
не только азота (на 21-35%), но и калия и других элементов питания растений (СаО, MgO, водорастворимого гумуса), уменьшить накопление вредных веществ (нитратного азота, SO4, Cl) и тем самым ограничить загрязнение водных, в том числе и питьевых источников.
В настоящее время в исследованиях Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси проводятся изыскания, направленные на получение нового поколения «умных» удобрений пролонгируемого/контролируемого срока действия с добавками микроэлементов и био-разлагаемых полимеров.
■ Summary. The article provides information on the development, use and effectiveness in foreign and domestic practice of environmentally friendly fertilizers of a new generation - 'smart fertilizers'. Currently this group includes the following: controlled release fertilizers and fertilizers of prolonged action, or slow-acting fertilizers which contain plant growth regulators of natural origin; fertilizers of microbiological origin and organomineral fertilizers. Issues on the development of compositions, industrial use and agrochemical evaluation of new forms of nitrogen-phosphorus-potassium, potash fertilizers of prolonged action (the first group of 'smart' fertilizers) and nitrogen fertilizers with plant growth regulators with humic acid (the second group of 'smart' fertilizers), were considered in the Republic of Belarus from 1983 to 2011. The effect of these fertilizers on the yield and quality of agricultural crops cultivated in field and research experiments has been shown.
■ Keywords: smart fertilizers; prolonged action; controlled release fertilizers; plant growth regulators; microbiological fertilizers; organic and mineral fertilizers; complex and potash encapsulated fertilizers; nitrogen fertilizers with humic acid; crop yield; product quality.
■ https://doi.org/10.29235/1818-9857-2020-5-28-32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Делатри К. Интеграция сервисов для «умных ферм» // Журнал агроменеджера. 2017. № 1. С. 40-41.
2. Эльдиева Т. М. Направления использования умных инноваций в сельском хозяйстве // Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. № 6. С. 46-49.
3. В Красноярском крае созданы «умные удобрения» // https://kras.mk.ru/ articles/2017/08/04/v-krasnoyarskom-krae-sozdany-umnye-udobreniya.html.
4. «Умные фермы» созданы в Костанайской области // https://profit.kz/news/49734/Umnie-fermi-sozdani-v-Kostanajskoj-oblasti/.
5. Умные удобрения сократят глобальное потепление // https://hightech.plus/2019/07/11/umnie-udobreniya-sokratyat-globalnoe-poteplenie.
6. Российские исследователи создали «умные» удобрения // https://www.vesti.ru/doc.html?id=2917178.
7. Пироговская Г. В. Медленнодействующие удобрения.- Минск, 2000.
8. httрs:// krasnoyarskmedia.ru/news/611325.
Статья поступила в редакцию 06.04.2020 г.
ГДМ» http://innosfera.by/2020/05/smart_fertilizers
Таисия Серая,
завлабораторией органического вещества почвы Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Аннотация. Дана характеристика основным видам органических удобрений, отмечена их роль для плодородия почвы и питания растений. Обозначены основные направления по повышению эффективности органических удобрений.
Ключевые слова: навоз КРС, свиные навозные стоки, птичий помет, гумус, азот, фосфор, калий, урожайность.
Органические удобрения оказывают многостороннее действие на агрономически важные функции почвы и позволяют повторно вовлечь в хозяйственно-биологический круговорот элементы минерального питания и углерод. В качестве органических удобрений применяют все виды навоза, птичий помет, торф, солому, сидераты, органический сапропель, осадки сточных вод, отходы пищевой промышленности и различные компосты. Первое место по значимости занимает навоз. Из элементов питания, содержащихся в кормах, в составе навоза в почву возвращается около 40-50% органического
вещества, столько же азота и 60-70% фосфора и калия от их исходного содержания в корме.
С одной стороны навоз - это побочный продукт животноводческой отрасли, требующий утилизации, с другой, это органическое удобрение, которое при правильном применении оказывает комплексное влияние на сельхозкультуры, способствуя увеличению их урожайности и улучшению качества продукции. В результате медленного высвобождения питательных веществ из подстилочного навоза и компостов в почве не создается их высоких концентраций, характерных для минеральных удобрений, и растения более равномерно обеспечены элементами питания на протяжении всей вегетации, что осо-
бенно важно для культур с продолжительным периодом роста.
В Республике Беларусь 198 животноводческих комплексов, в том числе 78 по откорму крупного рогатого скота (КРС) и 120 свинокомплексов. Птицеводческая отрасль представлена 103 предприятиями. В 2019 г. общая численность поголовья КРС в сельскохозяйственных организациях составляла 4242 тыс. голов, свиней - 2480 тыс., птиц -46,3 млн. В год они образуют около 50 млн т условного навоза.
В зависимости от способа содержания животных и системы удаления навоза из помещений образуется подстилочный (~27 млн т) и бесподстилочный навоз. Первый (влажность ~75%) получают при содержании скота на под-
Гродненская 30,2 15,5 29,3 75,0 27 51 27 30
Минская 44,1 22,7 42,8 109,6 32 48 35 36
Могилевская 20,0 10,3 19,4 49,6 31 53 33 35
Республика Беларусь 170,5 87,7 165,6 423,8 31 50 32 34
Таблица 1. Поступление элементов питания в почву с органическими удобрениями в 2019 г.
Внесено с органическими удобрениями
Область тыс. тонн % от общего количества
N P2O5 NРK N P2O5 NРK
Брестская 37,9 19,5 36,9 94,3 37 56 33 38
Витебская 15,6 8,0 15,2 38,8 30 50 34 34
Гомельская 22,7 11,7 22,1 56,4 27 43 28 30
стилке. Отечественные предприятия выпускают оборудование и комплексы машин для удаления, хранения, погрузки и внесения подстилочного навоза, и при условии обеспеченности хозяйств необходимыми машинами под полную потребность и правильной организации труда применять данный вид навоза можно с высокой эффективностью.
Бесподстилочный навоз представляет собой подвижную смесь кала, мочи, остатков корма и воды. По содержанию влаги его разделяют на полужидкий (влажность до 92%), жидкий (92-97%) и навозные стоки (влажность более 97%). Первый образуется при содержании скота с применением подстилки не более 1 кг на одну корову в сутки и ежедневной уборке навоза из животноводческих помещений. В зимне-стойловый период его накапливается около 8 млн т. В связи с отсутствием специальных сельхозмашин в почву вносить его можно только в виде компостов с влаговпитывающими материалами (торфом, соломой, опилками и др.). Жидкий навоз получают при содержании животных без подстилки, как правило, на решетчатых полах с ежеднев-
ным или периодическим (через 3-4 суток) удалением. Использование гидравлических систем уборки экскрементов животных на крупных комплексах приводит к образованию огромных объемов жидкого навоза. Наукой и практикой доказано, что при соблюдении рекомендуемых доз и технологии его внесения это высокоэффективное удобрение, улучшающее плодородие почв и продуктивность культур.
Максимальные объемы применения органических удобрений в республике были достигнуты в 1986-1990 гг., когда в среднем на 1 га пашни вносилось 14,4 т навоза и компо-стов, а 37% составлял торф. За последние 10 лет (2010-2019 гг.) отечественные сельскохозяйственные организации использовали на 314,3 млн т органики меньше. Таким образом, ежегодное поступление органического вещества с навозом и компостами в расчете на 1 га пашни сократилось на 0,8 т, элементов питания (ОТК) - на 35 кг. В общем балансе элементов питания, внесенных в почву в 2019 г., на долю органических удобрений в среднем по республике приходится 31% азота, 50% фосфора и 32% калия. По областям эти показатели значительно варьируются (табл. 1).
Не все органические удобрения оказывают одинаковое влияние на плодородие почвы. Наиболее благоприятен для нее подстилочный навоз, подстилочный птичий помет и ком-посты. Жидкий навоз, навозные стоки и органические удобрения, получаемые на выходе биогазовых установок, по воспроизводству гумуса близки к минеральным удобрениям.
Химический состав и удобрительная ценность навоза зависят от вида животных, кормов, вида и количества подстилки, способа хранения навоза и т.д. Например, птичий помет существенно превосходит навоз крупного рогатого скота и свиней по содержанию азота и фосфора. При скармливании концентрированных комбикормов в нем содержится больше питательных элементов, чем при кормлении грубыми кормами. Поскольку отклонения по химическому составу навоза бывают довольно значительными, желательно определять его химический состав перед внесением под культуру.
Удобрительная ценность органических удобрений зависит от концентрации элементов питания в 1 т навоза и их доступности для растений. По содержанию ОТК основные виды навоза распределяются следующим образом: птичий подстилочный помет (39 кг/т) > птичий помет полужидкий (21 кг/т) > подстилочный навоз КРС (13,1 кг/т) > полужидкий навоз КРС (11,5 кг/т) > птичий
помет жидкий (6,5 кг/т) > жидкий навоз КРС (5,3 кг/т) > свиные навозные стоки (3,0 кг/т).
Однако на дерново-подзолистых почвах влияние органических удобрений на урожайность в основном определяется содержанием в них азота и, в первую очередь, его аммонийной формы. Так, в подстилочном навозе его доля составляет 20-30%, в жидком - 50-70%,
в свиных навозных стоках -до 90% от общего содержания в удобрении. Эта форма азота хорошо усваивается растениями в первый год, а органически связанная часть этого элемента становится доступной по мере минерализации органического вещества. В связи с этим жидкие удобрения по влиянию на урожайность более эффективны в год внесения, а для твердых
Область Потребность для бездефицитного баланса гумуса Накопление органических удобрений (в пересчете на условный навоз) Баланс органических удобрений,
млн т т/га всего, млн т т/га в том числе млн т
за счет навоза и компостов за счет соломы млн т
Брестская 10,7 15,5 11,3 16,2 8,9 2,4 +0,6
Витебская 6,5 8,3 8,1 10,4 6,9 1,2 +1,6
Гомельская 14,7 18,3 8,7 10,7 7,4 1,3 -6
Гродненская 8,9 12,4 10,2 14 8 2,2 +1,3
Минская 13,5 11,7 15,8 13,5 12,9 2,9 +2,3
Могилевская 7,6 10,4 7,2 9,7 6,2 1 -0,4
Республика 62 12,5 61,3 12,2 50,3 11 -0,7
Беларусь
Таблица2. Потребность в органических удобрениях для бездефицитного баланса гумуса и возможные объемы их заготовки
форм характерно пролонгированное влияние на сельхозкультуры в течение 3 лет и более.
Из жидкого навоза фосфор используется растениями лучше, чем из минеральных удобрений, калий представлен растворимой формой и тоже легко усваивается. Потери азота и органического вещества при хранении жидкого навоза в несколько раз меньше, чем при плотном хранении подстилочного. Для обеззараживания жидкого навоза его следует выдерживать 6 месяцев. При этом он расслаивается на твердую и жидкую части, которые имеют различную удобрительную ценность. Для равномерного внесения жидкого навоза по полю, а также для более надежной работы насосов цистерн-разбрасывателей его следует перемешивать в хранилищах с помощью специальных устройств.
В свежем курином помете обычно нет аммиачных форм азота, но при хранении в кучах он сильно разогревается и вследствие превращения мочевой кислоты в аммиачные соединения азот улетучивается. Его потери за 1,5-2 месяца хранения могут достигать 30-60%. Этого можно избежать, если свежий помет компостировать с торфом, соломой или опилками. Куриный помет по своим качествам превосходит навоз, а по быстроте действия не уступает минеральным удобрениям.
Потребность в органических удобрениях для поддержания бездефицитного баланса гумуса определяется на основании соотношения между пропашными культурами и многолетними травами: чем последних меньше на 1 га пропашных, тем выше должны быть дозы органических удобрений. В сред-
нем по республике меньше всего многолетних трав приходилось на 1 га пропашных культур в 2012 г.- 0,5 га. Начиная с 2013 г. наметилась обратная тенденция: в 2018 г. этот показатель составил 0,9 га, однако в 2019 г. опять произошло снижение до 0,7 га. С учетом структуры посевных площадей в 2019 г. уточнена потребность в органических удобрениях для бездефицитного баланса гумуса (табл. 2)
Анализ показывает, что урожайность при всех видах и дозах внесения органических удобрений в производственных условиях значительно ниже, чем в стационарных опытах. Это говорит о том, что имеется большой резерв повышения их эффективности. Дозы внесения органических удобрений должны планироваться с учетом выполнения следующих задач: увеличение урожайности сельхозкультур и улучшение качества растениеводческой продукции; сохранение и повышение плодородия почв; рост эффективности использования удобрений; предотвращение загрязнения окружающей среды.
Среди основных направлений по повышению эффективности применения органических удобрений можно выделить следующие. Следует правильно заготавливать и хранить навоз, солому, органические отходы производства и компосты, обеспечивая их обеззараживание, потерю всхожести семян сорных растений и сохраняя благоприятные физические свойства органической массы при небольших потерях летучих форм азота. Вносить органические удобрения целесообразно в летне-осенний период, так как внесение в период посева яро-
вых культур создает большое напряжение в весенне-полевых работах, отрицательно сказывается на качестве распределения по полю и заделке удобрений, приводит к переуплотнению почвы и затягиванию сроков сева. Важно равномерно распределять органику по полю, соблюдая дозы, поскольку от этого зависят урожайность и качество продукции. Превышение доз приводит к накоплению нитратов в урожае, увеличению пестроты почвенного плодородия и загрязнению окружающей среды. Твердые виды органических удобрений наиболее эффективны при внесении под пропашные и озимые зерновые культуры. Жидкие органические удобрения применяют под вспашку или культивацию осенью, под культивацию весной, а также для подкормок многолетних трав. Жидкий навоз следует вносить под культуры, усваивающие большое количество элементов питания уже с самого начала вегетации: кукурузу (200-250 т/ га), однолетние травы (80-100 т/ га), для подкормки многолетних трав (80-100 т/га). При условии равномерного распределения по полю жидкий навоз дает хорошие результаты на яровых зерновых культурах в дозах 40-60 т/га.
Гораздо больший эффект от органических удобрений можно получить, распределяя их по большей площади с применением научно обоснованных доз, нежели при внесении их значительных объемов на ограниченных территориях. При равномерном распределении и своевременной заделке органических удобрений можно заметно снизить дозу минеральных удобрений.
