Влияние извести на свойства верхового торфа (сообщение 3) Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 622.331:636.086.7

ВЛИЯНИЕ ИЗВЕСТИ НА СВОЙСТВА ВЕРХОВОГО ТОРФА (СООБЩЕНИИЕ 3)

© Л.В. Касимова1, А.Н. Панов2, В.А. Сибагатов1

1 Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа СО Россельхозакадемии, ул. Гагарина, 3, а/я 1668, Томск, 634050 (Россия) Е-mail: sibniit@mail.tomsknet.ru

2Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, пр. Академический, 10/3, Томск, 634055 (Россия) E-mail: panov@imces.ru

Введение извести обеспечило нейтральную реакцию среды в кормовой добавке из верхового торфа. Хранение кормовой добавки сопровождалось минерализацией азот- и фосфорсодержащего органического вещества и повышением содержания аммонийного азота до 57%, подвижного фосфора до 32%. При трансформации органического вещества торфа накопление водорастворимого органического вещества достигало 21% относительно исходного торфа. Активизация азота и фосфора торфа была на низком уровне: 2-3% от валового их содержания.

Ключевые слова: верховой торф, известь, минерализация, трансформация, торфяная кормовая добавка, качественные показатели.

Введение

Существует определенный дефицит неорганических элементов в кормовых рационах сельскохозяйственных животных, в том числе кальция. Известно, что минеральные препараты кальция слабо усваиваются в организме, а значительная часть его транзитом выводится из пищеварительного канала, нарушая равновесие симбиотической микрофлоры. Поэтому возникает острая необходимость введения кальция в доступной для усвоения форме. Имеются сведения по использованию извести для переработки трудноперевариваемых кормов, например, соломы. Данная технология предусматривает пропаривание соломы в чане с последующей обработкой ее известковым молоком, что повышает перевариваемость соломы [1], обогащает ее кальцием. Существует также технология приготовления углеводно-протеинового корма из верхового торфа, заключающаяся в химической обработке торфа мочевиной совместно с известью (4% в пересчете на сухой торф) в сочетании с тепловой обработкой - обогревом острым паром [2]. В сообщении 1 приведены результаты исследований по влиянию разных доз мочевины на свойства и качественные показатели кормовой добавки из верхового торфа.

Данная работа посвящена изучению влияния 4% извести в пересчете на абсолютно сухое вещество на процессы минерализации и трансформации органического вещества верхового торфа, на качество полученной кормовой добавки при температуре 18-22 °С.

Экспериментальная часть

Эксперимент был проведен в СибНИИСХиТ СО Россельхозакадемии. Объектом исследования служил верховой сфагновый торф месторождения «Темное» Томского района Томской области. В верховой торф вносили 4% извести в пересчете на а.с.в. торфа. Масса исследуемых смесей - 5кг торфа с исходной влажностью 50%.

Схема опыта включала следующие варианты:

*Автор, с которым следует вести переписку.

1) верховой торф - контроль;

2) торф + 4% мочевины;

3) торф + 4% извести.

Свойства торфяной кормовой добавки изучали в динамике при хранении в течение пятнадцати суток. Образцы для анализа отбирали через каждые трое суток. Разложение мочевины и процессы минерализации азотсодержащего органического вещества отслеживали по изменению содержания N-NH4, которое определяли по ГОСТ 27894.0-88 - ГОСТ 27894.11-88 [3].

Процессы минерализации фосфорсодержащего органического вещества торфа характеризовали по накоплению подвижного фосфора (P2O5)), определенного по ГОСТ 27894.0-88 - ГОСТ 27894.11-88 [3].

Трансформацию органического вещества оценивали по изменению содержания водорастворимого органического вещества торфа (Св.р.), определяемого по методике Тюрина [4], водорастворимых гуминовых кислот - по методике [5], аминокислот - по методике [6]. Качество получаемых образцов активированного верхового торфа оценивали по общепринятым показателям: содержание протеина, жира, сахара, клетчатки, БЭВ и др. [7-9]. Определение каждого показателя проведено в трехкратной повторности, для статистической обработки результатов использована MS Excel.

Обсуждение результатов

Хранение кормовой добавки на основе верхового торфа с известью сопровождалось слабой минерализацией и трансформацией органического вещества торфа, что сказалось на накоплении подвижных форм элементов питания, водорастворимого органического вещества, качественных показателях.

Реакция среды. Внесение извести в верховой торф повысило значение рН с 3,2 до 7,3-7,5 в первые трое суток хранения. При дальнейших сроках хранения значение рН оставалось неизменным (рис. 1). Кормовая добавка из верхового торфа с известью имеет нейтральную реакцию среды, и ее применение может способствовать росту и развитию симбиотической микрофлоры рубца.

Динамика аммонийного азота. При хранении исследуемой смеси наблюдалось накопление аммонийного азота за счет минерализации азотсодержащего органического вещества торфа. Максимальное его содержание (1306 мг/кг сырого торфа) найдено через 12 суток хранения и достигало 57% к исходному торфу (табл. 1).

Важным показателем процесса минерализации азот- и фосфорсодержащего органического вещества является степень активации азота и фосфора торфа, определенная как накопление соответствующего элемента и выраженная в процентах от его валового содержания в исходном торфе.

Длительность хранения, сутки

Рис. 1. Влияние извести на реакцию среды верхового торфа при хранении

Таблица 1. Динамика содержания аммонийного азота в смеси верхового торфа с 4% извести

Содержание аммонийного азота (N-NH4)

Длительность хранения, сутки Смесь: торф+4% мочевины Смесь: верховой торф+4% извести

мг/кг сырой массы мг/кг сырой массы % к исходному торфу % от смеси: торф+ 4% мочевины

Торф исходный 833±27,56 833±27,5б 100 -

3 8653±277* 749±107 90 8,7

6 14920±291* 759±32,8* 91 5,1

9 13323±711* 558±59,32* 67 4,2

12 14273±624* 130б±144* 157 9,2

15 10997±795* 988±92,3* 119 9,0

’Различия с контролем достоверны

В таблице 2 приведены расчетные данные по оценке активизации азота торфа в исследуемой смеси через 15 суток хранения. Полученные результаты показали, что активизация азота торфа не превышала 2% от его валового содержания в исходном торфе.

Динамика подвижного фосфора. Изменение содержания подвижного фосфора в смеси верхового торфа с известью показано в таблице 3.

Введение извести усилило процесс минерализации фосфорсодержащего органического вещества торфа, что сопровождалось повышением содержания подвижного фосфора до 32% к содержанию его в исходном торфе. Максимальное накопление фосфора наблюдалось через 6 суток хранения исследуемой смеси.

В таблице 2 приведены расчеты по оценке активации фосфора торфа. Следует отметить, что в смеси верхового торфа с известью активизация фосфора торфа была очень низкой и не превышала 3% от его валового содержания в исходном торфе.

Динамика водорастворимого органического вещества в торфе. Трансформация органического вещества (ОВ) торфа оценивалась по накоплению водорастворимого органического вещества (Св.р.). В таблице 4 показано изменение содержания Св. р. в смеси верхового торфа с 4% извести. Хранение смеси верхового торфа с известью сопровождалось повышением содержания Св.р. до 21% к содержанию его в исходном торфе. Максимальное накопление Св. р. отмечено через 12 суток хранения.

Таблица 2. Расчетные данные по оценке активизации азота и фосфора торфа в смеси верхового торфа с 4% извести

Вариант опыта Найдено максимальное содержание аммонийного азота, % на а.с.в. Активация азота торфа Найдено максимальное содержание подвижного фосфора,% на а.с.в. Активация фосфора торфа

мг/100г а.с.в. % от валового содержания азота в торфе мг/100 г а.с.в. % от валового содержания фосфора в торфе

Верховой торф 0,14 - - 0,020 - -

исходный

Верховой торф 0,16 0,02 2 0,023 0,003 3

+ 4% извести

Примечание: содержание валового азота в исходном торфе 0,9%, фос

юра 0,1% на а.с.в.

Таблица 3. Динамика содержания подвижного фосфора в смеси верхового торфа с 4% извести

Содержание подвижного фосфора (Р2О5)

Длительность компостирова- Смесь: торф+ 4% мочевины Смесь: верховой торф+4% извести

ния, сутки мг/кг сырой массы мг/кг сырой массы % к исходному торфу % от смеси: торф+ 4% мочевины

Торф исходный 117±21,7 117±21,7 100

3 249±7,30* 135±35,3 115 54

6 284±9,15* 155±11,07* 132 55

9 256±12,53* 105±18,04 89 41

12 312±5,23* 133±23,5 113 43

15 234±11,55* 146±9,3* 124 62

Примечание: *различия с контролем достоверны.

Таблица 4. Динамика содержания водорастворимого органического вещества в смеси верхового торфа с 4% извести

Длительность Содержание водорастворимых органических веществ (Св.р.)

хранения, сутки Смесь: торф+4% мо- Смесь: верховой торф+4% извести

чевины

мг/кг сырой массы мг/кг сырой массы % к исходному торфу % к смеси: торф+

4% мочевины

Торф исходный 1607±175 1607±175 100 -

3 3898±735* 1720±288 107 44

6 7923±84* 1604±156 102 20

9 6762±720* 1616±141 101 24

12 7901±458* 1947±111* 121 25

15 8431±750* 1803±101* 112 21

Примечание: *различия с контролем достоверны.

Качественные показатели кормовой добавки из верхового торфа. Известный углеводно-протеиновый корм, полученный в результате термохимической обработки верхового торфа при введении 4% мочевины (в пересчете на сухой торф) содержит 25-30% сухих веществ, 19,0-24,6% «сырой клетчатки», 15,7-20,7% «сырого» протеина, 2,7-3,8% «сырого» жира на сухое вещество [2].

В таблице 5 и на рисунке 2 приведены качественные показатели исследованных кормовых добавок из верхового торфа через 15 суток хранения.

Введение извести в верховой торф повысило содержание сырого жира в 2 раза, сахара в 2,2 раза, крахмала в 2,5 раза, БЭВ - на 12 %, снизило содержание сырого протеина на 24%, клетчатки на 40%, азота аминокислот в 4 раза, влажность продукта 12,5% относительно аналогичных показателей в исходном верховом торфе.

Исследованный состав кормовой добавки с известью по содержанию клетчатки не уступал известному углеводно-протеиновому корму, отличался более высоким содержанием сухих веществ (на 25-50%), но пониженным содержанием сырого протеина (в 3,5-4,6 раза), сырого жира, что обусловлено низкотемпературными условиями получения кормовой добавки: 18-22 °С.

Сопоставление данных по максимальному накоплению аммонийного азота, подвижного фосфора, водорастворимого органического вещества, в том числе гуминовых кислот, в вариантах смесей верхового торфа с 4% мочевины и верхового торфа с 4% извести показало, что введение извести в торф снизило интенсивность протекания процессов минерализации азот- и фосфорсодержащего органического вещества, трансформации органического вещества торфа до водорастворимого органического вещества, разрушения гуми-нового комплекса до водорастворимых гуминовых кислот. Содержание аммонийного азота составляло 9,2%, фосфора 62%, водорастворимого органического вещества 44%, водорастворимых гуминовых кислот 6% от аналогичных показателей в смеси верхового торфа с 4% мочевины (табл. 1, 3, 4).

Таблица 5. Качественные показатели кормовой добавки состава: верховой торф + 4% извести

Состав смеси Сухое вещество, % Содержание валового азота, % на а. с. в. Содержание водорастворимых гуми-новых кислот, % в экстракте Ы-аминокислот, мг/кг

Торф исходный 50,0 0,90 0,023 130,7

Торф + 4% мочевины 54,6 2,28 0,29 166,5

Торф+4% извести 37,5 0,88 0,019 31,2

<и

1 £ ГО 5 * £ £р <0

ф

ч

о

о

извести мочевины

Варианты опыта

к

с;

<и

н

го

СО

ГО

О

X

го

*

ф

о

О

извести

мочевины

И сахар □ крахмал ц сырой жир

Варианты опыта

И клетчатка в С общий □ БЭВ @ сырой протеин

Рис. 2. Качественные показатели кормовых добавок из верхового торфа Выводы

Введение извести обеспечило нейтральную реакцию среды в кормовой добавке из верхового торфа. Минерализация азотсодержащего органического вещества торфа сопровождалась повышением содержания аммонийного азота на 57% к показателю в исходном торфе или до 1306 мг/кг сырой массы.

Минерализация фосфорсодержащего органического вещества торфа обеспечила повышение содержания подвижного фосфора на 32% к показателю в исходном торфе или до 155 мг/кг сырой массы.

При трансформации органического вещества торфа накопление водорастворимого органического вещества достигало 1950 мг/кг сырой массы или до 21% относительно содержания его в исходном торфе. Активизация азота и фосфора торфа была на низком уровне: 2-3% от валового их содержания. Качественные показатели кормовой добавки из верхового торфа с 4% извести: рН=7,3-7,5, 37,5% сухого вещества, 31,2 мг/кг азота аминокислот, 4,5% сырого протеина, 2,6% сырого жира, 20,1% клетчатки, 3,0% крахмала, 1,1% сахара, 31,2% БЭВ, 0,9% валового азота.

Список литературы

1. Боярский Л.Г., Дзарданов В. Д. Производство и использование кормов в промышленном животноводстве. М., 1980. 157 с.

2. Рекомендации по приготовлению углеводно-протеинового корма из торфа и его использование в рационах крупного рогатого скота. Л., 1981. 10 с.

3. ГОСТ 27894.0-88 - ГОСТ 27894.11-88. Торф и продукты его переработки для сельского хозяйства. Методы анализа.

4. Аринушкина Д.Е. Руководство по химическому анализу почв. М., 1970. 350 с.

5. Технический анализ торфа. М., 1992. С. 358-365.

6. Руководство по анализам кормов. М., 1982.

7. ГОСТ 26176-91. Корма, комбикорма. Методы определения растворимых и легкогидролизуемых углеводов.

8. ГОСТ Р50466-93. Корма. Комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения азота и сырого протеина.

9. ГОСТ 10846-91. Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка.

Поступило в редакцию 7 апреля 2008 г.

После переработки 2 июля 2008 г.