CC BY
19
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ПРОДУКЦИЯ
УДК 633.879
Влияние мелассной барды на почву и урожайность ярового ячменя
Effects of molasses bard application on soil and yield spring barley
Доцент B.H. Красин, доцент E.B. Пальчиков, доцент И.Н Мацнев., (Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра агрохимии, почвоведения и агроэкологии, тел. 8(47545)9-46-48 E-mail: [email protected]
ген. директор А.Т. Гриднева (АО «Биохим») тел. 8(47531)2-47-92 E-mail: [email protected]
Assistant Professor V.N. Krasin, Assistant Professor E.V. Palchikov, Assistant Professor I.N. Matsnev,
(Michurinsk State Agrarian University) chair of Agricultural Chemistry, Soil Science and Agro-ecology, tel. 8(47545)9-46-48 E-mail: [email protected]
The general director L.T. Gridneva (Joint stock company «Biochem») tel. 8(47531)2-47-92 E-mail: [email protected]
Реферат. Свежую барду относят к малоопасным отходам (IV группа опасности). По степени воздействия на окружающую среду и природу ее значительный выход предполагает строгий контроль по утилизации. В 2008 году было введено требование к производителям о полной переработке или утилизации барды. Невыполнение указанного требования является основанием для приостановления действия лицензии на производство этилового спирта в соответствии с законодательством Российской Федерации. Проблема полной переработки с получением сухого кормового продукта усложняется высокой энгергоемкостью сушки барды и отсутствием у предприятий в условиях экономического кризиса достаточного количества денежных средств для покупки и установления соответствующего оборудования. В связи со сложившимися условиями наиболее рациональный путь утилизации барды - это применение ее в качестве жидкого органического удобрения. Изучали влияние мелассной барды на почву и урожайность ярового ячменя на примере предприятия АО «Биохим».
Summary. As you know, fresh bard is classified as low-risk waste (hazard group IV). According to the degree of its impact on the environment and nature, its significant output implies strict control over disposal. In 2008 we introduced the requirement to the manufacturers on the floor-Noi processing or utilization of the stillage. Failure to comply with this requirement is the basis for the suspension of the license for the production of ethyl alcohol in accordance with the legislation of the Russian Federation. The problem of complete processing to obtain a dry feed product is complicated by the high energy consumption of drying bards and the lack of enterprises in the economic crisis of sufficient funds for the purchase and installation of appropriate equipment. In connection with the current conditions, the most rational way of utili zation of Barda is its use as a liquid organic fertilizer. Therefore, this article is devoted to the study of the influence of the introduction of the me-lass bard on the soil and the yield of spring barley on the example of the enterprise AO «Biochem».
Ключевые слова: ячмень, мелассная барда, почва, плодородие, урожайность.
Keywords: barley, molasses bard, soil, fertility, yield.
© Красин B.H., Пальчиков E.B., Мацнев И.Н., Гриднева Л.Т., 2018
Ежегодно в России в виде отходов спиртового производства образуется около 10 млн м3 барды, основная масса которой вследствие низкой востребованности поступает в открытые агроэкосистемы и представляет серьезную угрозу для окружающей среды [7,11]. Барда - это отхода, вызывающие загрязнение окружающей среды, но благодаря содержанию клетчатки, углеводов, белка и микроэлементов она является вторичным сырьевым ресурсом. По обобщенным литературным данным спиртовая барда содержит до 11,5 % сухого вещества, 0,3 % общего азота, 0,1 % фосфора, 0,08 % калия, 0,6 % золы, рН 5,3, в 10 м3 спиртовой барды содержится 30 кг азота, 10 кг фосфора, 8 кг калия [2,4,5].
Использование послеспиртовой барды для кормления животных малоэффективно из-за низкой питательной ценности и высоких транспортных расходов [3,6,7]. Кроме того, объем поголовья скота в области в настоящее время значительно ниже необходимого количества, чтобы были использованы продукты вторичной переработки спиртового производства. Проблема полной переработки с получением сухого кормового продукта усложняется высокой энгергоемкостью сушки барды и отсутствием у предприятий в условиях экономического кризиса достаточного количества денежных средств для покупки и установки соответствующего оборудования [1].
Поиск и использование нетрадиционных удобрений актуальны в настоящее время в связи с дороговизной минеральных удобрений и отсутствием применения органических удобрений на большей части территории Тамбовской области [8,9]. Однако к настоящему времени исследований в данном направлении проведено недостаточно, что определяет необходимость дальнейшего изучения использования барды на продуктивность, качество продукции сельскохозяйственных культур и агрохимическую характеристику почвы. При этом одним из ключевых моментов является определение оптимальных доз и сроков внесения отхода.
Цель исследований - изучить влияние однократного внесения мелассной после-спиртовой барды в дозе 180 т/га на агрохимические показатели лугово-черноземной выщелоченной почвы и урожайность ярового ячменя в условиях Рассказовского района Тамбовской области. В задачи исследований входило: определение содержания в почве подвижных соединений N, Р и К, обменной и гидролитической кислотности, суммы обменных оснований, содержания гумуса в начале вегетации и перед уборкой на контрольном участке и на участке внесения барды; оценка влияния внесения барды на урожайность ярового ячменя.
Исследования проводились в 2018 г. на территории землепользования АО «Биохим» Рассказовского района Тамбовской области. Послеспиртовая мелассная барда вносилась в дозе 180 т/га весной перед посевом культуры (рисунок).
Осадки, мм
40
30
20
10
-10
-20
2018
Температура,С 35
б I 7
■ осадки
—среднесуточная температура —минимальная температура —максимальная температура
Рисунок, Погодные условия периода вегетации
Участок исследований представляет собой пологоволнистый водораздел рек Лесной Тамбов и Керша, правых притоков реки Цны. Опытное поле расположено на западном пологом склоне, дренируемом балками и открытыми лощинами, угол наклона 1-3°. Почва - лугово-черноземная, выщелоченная, среднегумусная, средне-мощная, среднесуглинистая на покровном карбонатном суглинке.
Зима 2017-2018 гг., предшествующая проведенным исследованиям, характеризовалась как умеренная, с устойчивыми умеренно низкими температурами. Кратковременные оттепели наблюдались только в середине декабря и конце февраля. В целом количество выпавших за зиму осадков мало отличалось от нормы. Более суровым, холодным н малоснежным из зимних месяцев был январь, более снежным - февраль, особенно его первая декада. Однако большая часть осадков не проникла в глубокие слои почвы и накапливалась в понижениях рельефа, так как верхний горизонт не успел оттаять из-за резкого повышения температуры в первой декаде апреля. Поэтому к началу вегетационного периода в верхних горизонтах почвы ощущался избыток влаги, а в нижних - недостаток.
Весна 2018 г. была достаточно прохладной, среднесуточная температура достигала 10 °С только в третьей декаде апреля. Начало мая было несколько засушливым, что могло отрицательно сказаться на кущении. Однако в целом лето 2018 г. характеризовалось высокими температурами. Наибольшее количество осадков наблюдалось в середине июля. В целом по осадкам вегетационный период выдался засушливым, что внесло свой отрицательный вклад в реализацию биологического потенциала культуры.
Рассматривался только один вариант опыта - однократное внесение барды в дозе 180 т/га. Контролем послужил участок без внесения барды. Повторность опыта 4-кратная.
Комплекс исследований включал: учет продуктивности ярового ячменя. Он проводился на основе зачета урожая с малых площадок, размером 2x2 м в 4-кратной повторности; определение актуальной и обменной кислотности почвы по-тенциометрически по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483 и ГОСТ 26484); гидролитической кислотности - по Каппену в модификации ЦИНАО - ГОСТ 26212 (Практикум по агрохимии под ред. Минеева, 2001); суммы обменных оснований - по Каппену-Гильковицу;
степени насыщенности обменных оснований - расчетом; обменного калия и подвижного фосфора - по Чирикову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26206); нитратного азота - с гидразином в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26488) (Практикум по агрохимии под ред. Минеева, 2001); содержания гумуса в почве - по Тюрину в модификации Симакова с фенилантраниловой кислотой [10].
Агрохимические показатели почвы определяли дважды за сезон - в начале вегетации (21 мая) и перед уборкой (10 августа).
1. Влияние внесения барды на агрохимические показатели почвы. Проведенные агрохимические исследования показали, что однократное внесение послеспир-товой мелассной барды привело к изменению ряда агрохимических показателей.
Негативный эффект имело подкисление почвы. Уже в начале вегетации наблюдалось достоверное с 95 %-ным уровнем вероятности увеличение обменной кислотности на 0,6 единиц рН и гидролитической - на 1,1 моль/100 г почвы (табл. 1). Почва из разряда близких к нейтральным становится слабокислой. Соответственно снижаются сумма обменных оснований и степень насыщенности основаниями. Но из-за высокой буферности почвы эти изменения были незначительны и почвы как на контрольном, так и на опытном участке слабо нуждаются в известковании. Следует отметить, что карбонатный горизонт в лугово-черноземной почве находится на глубине 1 м, следовательно, летом при восходящем потоке почвенной влаги должна происходить нейтрализация органических кислот и сглаживание негативного влияния барды на почву. Лето 2018 г. было засушливым, что способствовало вертикальному перемещению гидрокарбонатов по капиллярам почвы к пахотному горизонту, поэтому в конце лета мы видим уменьшение значений рН солевой вытяжки как на контрольном участке, так и на участке с внесением барды. Таким образом, погодные условия лета 2018 г. нивелировали негативное воздействие барды на почву. Для предотвращения негативного влияния барды на почву необходимо сочетать внесение барды с известкованием.
Таблица 1
Влияние внесения послеспиртовой мелассной барды на агрохимические показатели лугово-черноземной почвы
Вариант опыта Р2О5 К20 N03" Гумус рНсол Нг* Э V, %
мг / 100 г почвы % моль /10( Э г почвы
21 мая 2018 г.
Контрольный участок 2,6+0,1 20,4±0,7 4,4±1,4 5,0±0,3 5,8+0,1 6,5±0,2 30,8+0,6 82,5+0,7
Участок с внесением барды (180 т/га) 2,6±0,1 32,7+3,0 12,1±0,5 6,3+0,4 5,2±0,2 5,4±0,6 32,9±0,3 81,7±1,1
10 августа 2018 г.
Контрольный участок 3,8±0,5 36,5±0,7 1,8±1,6 5,1+0,3 5,1±0,2 6,0+0,7 30,1±1,5 83,4+2,3
Участок с внесением барды (180 т/га) 2,6+0,1 37,6+6,0 1,6+1,5 6,0±0,4 5,0+0,2 6,1+0,8 31,1 + 1,6 81,3+3,3
*Нг - гидролитическая кислотность; Б - сумма обменных оснований; V - степень насыщенности основаниями.
Внесение барды в почву увеличило обеспеченность растений нитратным азотом. Его количество возросло в 4 раза. От исходного, повышенного по обеспеченности нитратным азотом на контроле, почвы переходят в разряд с очень высокой обеспеченностью. Превышения ПДК по содержанию нитратов в почве не наблюдалось. К концу вегетационного периода содержание нитратного азота на контрольном и опытном участке выравнивается до уровня повышенной обеспеченности. Это обусловлено интенсивным потреблением его растениями, а также ослаблением активности нитрификаторов из-за аномально высоких летних температур.
Лугово-черноземная почва опытного участка, как и большинство почв области, относится к разряду высокообеспеченных обменным калием. Внесение барды увеличило содержание подвижных соединений калия на 50 %. Причем к концу сезона наблюдается увеличение содержания его как на контрольном, так и на опытном участке. Это, по-видимому, обусловлено снижением уровня его потребления растениями, разложением запаханных пожнивных остатков или увеличением его подвижности вледствие увеличения кислотности почвы.
Наиболее плохо растения обеспечены подвижными соединениями фосфора. По этому элементу исследуемая лугово-черноземная почва имеет низкую обеспеченность. Внесение послеспиртовой барды в почву не отразилось на содержании этого элемента, что обусловлено исходно низкими запасами в барде его минеральных форм. Поэтому для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур необходимо сочетать внесение барды с внесением фосфорных удобрений.
Одним из главных показателей плодородия почвы является содержание гумуса. Даже однократное внесение барды увеличило содержание в пахотном горизонте органического вещества на 1,3 %. К концу вегетационного периода на опытном участке содержание органического вещества несколько уменьшилось, а на контрольном осталось на прежнем уровне. По-видимому, при внесении барды увеличивается наиболее подвижная легкоразлагаемая часть гумуса. Однако даже к концу вегетации содержание органического вещества на опытном участке с внесением барды было достоверно выше, чем на контроле.
2. Влияние внесения барды на урожайность ярового ячменя. Предпосевное внесение в почву мелассной барды улучшило азотное питание растений ячменя, что улучшило состояние растений в начале вегетации. На участке с внесением барды отмечена более высокая кустистость растений. Лучшее азотное питание на участке с внесением барды позволило сформировать более высокий урожай (табл. 2). Прибавка составила 7,4 ц/га, что составляет 22 %. Перед уборкой влажность зерна как в контрольном, так и в опытном варианте, была ниже 14 %, что соответствует техническим требованиям.
Таблица 2
Влияние внесения послеспиртовой мелассной барды на урожайность ярового ячменя
Вариант опыта Биологическая урожайность, ц/га Влажность %
Контрольный участок 34,5±2,9 13,2±0,5
Участок с внесением барды (180 т/га) 41,9±4,1 12,7+0,3
По итогам исследования можно сделать следующие выводы:
- внесение барды в дозе 180 т/га в почву привело к увеличению содержания нитратного азота в почве в 4 раза, обменного калия - на 50 % и гумуса - на 1,3 %;
- внесение барды в дозе 180 т/га привело к небольшому подкислению почвы. Поэтому необходимо предусмотреть мероприятия по известкованию почвы и контроль за реакцией почвы;
- для оптимизации содержания элементов питания в почве необходимо внесение фосфорных удобрений, так как внесение барды никак не влияет на содержание в почве доступного растениям фосфора;
- внесение барды в дозе 180 т/га повышает урожайность ярового ячменя на 8 ц/га или на 23 % (на контрольном участке биологическая урожайность составила 34,5+2,9 ц/га, на участке с внесением барды - 41,9+4,1 ц/га).
ЛИТЕРАТУРА
1. Габуев, А.Б. О правовом режиме отходов спиртового производства [Текст] /
A.Б. Габуев // Бизнес в законе- 2009,- № 3. - С. 14-17.
2. Гурин, А.Г. Влияние фильтрата спиртовой барды на урожай и качество зерна ярового ячменя на черноземе выщелоченном [Текст] / А.Г. Гурин, С.В. Резвяко-ва // Вестник АПК Ставроплья,- 2014,- № 1 (13).- С. 23-27.
3. Леднев, В.П. Переработка барды: опыт, реальность, перспективы [Текст] /
B.П. Леднев// Ликероводочное производство и виноделие.- 2008.- № 7 (103). - С. 8-11.
4. Лисицкая, М.П. Брожение вокруг барды [Текст] / М.П. Лисицкая // Ликеро-водочное производство и виноделие,- 2008,- № 1 (97). - С. 15-17.
5. Милюков, П.А. Барда - проблема и решения [Текст] /П.А. Милюков // Винтэк,- 2006,- № 2,- С. 6-8.
6. Ненайденко, Г.Н. Примерные рекомендации по использованию послеспирто-вой барды в качестве органического удобрения [Текст] / Г.Н. Ненайденко,- Иваново, 2007. - 48 с.
7. Ненайденко, Г.Н. Послеспиртовая барда в качестве органического удобрения [Текст] / Г.Н. Ненайденко, О.С. Журба, В.Д. Шереверов // Ликероводочное производство и виноделие,- 2008,- № 7 (103).- С. 12-15.
8. Пальчиков, Е.В. Влияние паров и парозанимающих культур на плодородие выщелоченного чернозёма и формирование урожая озимой пшеницы [Текст]: авто-реф. дис. ...канд. с.-х. наук/ Пальчиков Е.В.- Мичуринск, 2004,- 22 с.
9. Пальчиков, Е.В. Сидерат как дополнительный источник органики [Текст] / Е.В. Пальчиков, С.А. Волков // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета.- 2011.- № 2,- С. 127-129.
10. Практикум по агрохимии [Текст] / под ред. Минеева,- М.: Изд-во МГУ, 2001,- 689 с.
11. Степанцова, A.B. Влияние послеспиртовой мелассной барды на почву, урожайность и качество яровой пшеницы в условиях Рассказовского района Тамбовской области [Текст] / A.B. Степанцова, В.Н. Красин, И.Н. Мацнев // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания,-2016,-№ 1.-С. 14-21.
REFERENCES
1. Gabuev A.B. On legal regime of alcohol production waste // Business-in-law. 2009, №3 - pp. 14-17.
2. Gurin A.G., Rezvyakova S.V. - Influence of filtrate of alcohol bards on the yield and grain quality of spring barley on leached Chernozem / / Vestnik APK Stavropolya. 2014, №1 (13) - pp. 23-27.
3. Lednev V.P. - Processing of bards: experience, reality, prospects // alcoholic Beverage production and winemakin. 2008, №7 (103) - pp. 8-11.
4. Lisitskaya M.P. Fermentation around Barda // alcoholic Beverage production and winemaking. 2008, No. 1 (97) - pp. 15-17.
5. Milyukov P.A. bard-problem and solutions. 2006, No 2 - pp. 6-8.
6. Nenaidenko G.N. - The approximate recommendations for the use of DDGS as an organic fertilizer. Ivanovo, 2007. - 48c.
7. Nenaidenko G.N., Zhurba O.S., Serverov V.D. Distillery grains as organic fertilizer ray // Alcoholic beverage production and winemaking. 2008, No 7 (103) - pp. 1215.
8. Palchikov E.V. influence of vapors and steam-intensive crops on the fertility of leached Chernozem and the formation of winter wheat yield: dis abstract. ... kand. agricultural Sciences. Michur. state University, Michurinsk, 2004. - 22c.
9. Palchikov E.V., Volkov S.A. Green manure as an additional source of organic matter // Journal Vestnik Michgau, No 2, Part 1, 2011 - pp. 127-129.
10. Workshop on agricultural chemistry (edited by Mineev). MSU publishing house, 2001. - 689c.
11. Stepantsova L.V., Krasin V.N., Matsnev, I.N., Krasina T.V., Gridneva L.T. Melasses Influence of distillery vinasse on the soil, yield and quality of spring wheat in the conditions of Re-ovskogo region Tambov region / / Journal of Technology for food and processing industry of AIC-healthy food, 2016, No 1 - p. 14-21.
