CC BY
29
контролем. Богатый на органическое ве- Однако и здесь в пересчете на 1 га зерна было собрано на щество и основные элементы питания для 10% больше, чем в варианте с внесением только калийных растений состав ОСВ на четвертый год удобрений (фон).
после внесения способствовал прибавке Таким образом, получены экспериментальные данные урожайности. Установлено, что для разработки экологически безопасных доз применения наибольшая прибавка получена в вариан- осадков сточных вод. При внесении ОСВ увеличивалась тах, где вносили более высокие (40 т/га) урожайность особенно в вариантах с ОСВ-1 и ОСВ-2 из дозы как ОСВ-1, так и ОСВ-2. Среди всех расчета 30 и 40 т/га на фоне калийных удобрений. Улуч-вариантов, где вносили осадки, наимень- шились агрохимические и микробиологические показатели шая урожайность яровой пшеницы полу- почвы, содержание тяжелых металлов в почве и зерне чена при внесении ОСВ-1 в дозе 30 т/га. яровой пшеницы находилось в пределахПДК
Литература
1. Захаренко А.В. Использование органических бытовых и промышленных отходов в современном земледелии / Экологические и технологические вопросы производства и использования органических и органоминеральных удобрений на основе осадков городских сточных вод и твердых бытовых отходов. - Владимир, 2004. - С. 3-6.
2. Ишкаев Т.Х., Алиев Ш.А., Яппаров И.А. Агроэкологические аспекты комплексного использования местных сырьевых ресурсов и нетрадиционных агроруд в сельском хозяйстве. - Казань, 2007. - 230с.
3. Болышева Т.Н., Валитова А.Р., Кижапкин П.П., Касатиков В.А. Результаты утилизации осадков сточных вод во Владимирской области // Агрохимический вестник, 2006, № 1. - С. 28-29.
4. Касатиков В.А., Касатикова С.М., Шабардина Н.П. Влияние периодического применения ОГСВ на некоторые агрогеохимические свойства полевого агроценоза / Использование органических удобрений и биоресурсов в современном земледелии. - Владимир, 2002. - С. 363-368.
5. Газизов Р.Р., Хисамутдинов Н.Ш., Алиев Ш.А., Гизатуллин Р.Х. Влияние осадков сточных вод на агрохимические показатели почвы, урожайность и качество зерна ярового рапса в условиях Республики Татарстан/ Ма-тер.докладов участников 8-ой конф. «Анапа-2014» - Москва-Анапа, 2014. - С. 70-73.
6. Завьялова Н.С., Косолапова А.И., Митрофанова Е.М. - Агроэкологические аспекты применения нетрадиционных видов органических удобрений // Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 2006, № 8. - С. 101-105.
7. Касатиков В.А., Черников В.А., Раскатов В.А., Болышева Т.Н. Агроэкологические и технологические аспекты использования осадков городских сточных вод в качестве удобрения / Экологические и технологические вопросы производства использования органических и органоминеральных удобрений на основе осадков городских сточных вод и твердых бытовых отходов. - Владимир, 2004. - С. 29-39.
8. Касатиков В.А. Использование осадков городских сточных вод // Агрохимический вестник, 2013, № 4. - С. 44-46.
УДК 631.895+631.452(470.11)
ВЛИЯНИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ И АГРОРЕСУРСНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ДЕРНОВЫХ ПОЧВ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ*
Т.Б. Лагутина, к.с.-х.н., Л.А. Попова, к.э.н., Л.Н. Шалагинова
Архангельский НИИ сельского хозяйства, e-mail: [email protected]
Нетрадиционные органические удобрения приготовлены из отходов лесопромышленного комплекса (древесная кора, лигнин) и животноводства (навоз крупного рогатого скота и птичий помет). Основной способ получения удобрения - биотермическое компостирование при тщательном перемешивании компонентов смеси. Изучено их влияние на гумусное состояние, кислотность, водно-физические и агрохимические свойства почвы, урожайность сельскохозяйственных культур и агроресурсный потенциал. Установлено, что внесение удобрений способствует увеличению содержания гумуса на 0,15-0,27%, подвижного фосфора на 69-78 мг/кг почвы, обменного калия на 39-70 мг/кг почвы, а также снижению плотности пахотного слоя с 1,311,36 до 1,26-1,27 т/м3. Органические удобрения, как в действии, так и последействии, способствовали оптимизации водно-воздушного режима, агрохимических показателей и повышению урожайности сельскохозяйственных культур, что сказалось на увеличении агроресурсного потенциала почвы на 31-32% в среднем за год.
Ключевые слова: аллювиальные почвы, плодородие почвы, гумус, органическое вещество, древесная кора, лигнин, органические удобрения, сложные компосты, Архангельская область.
INFLUENCE OF NON-TRADITIONAL ORGANIC FERTILIZERS ON SOIL FERTILITY AND AGRORESOURCE POTENTIAL OF ALLUVIAL SOILS IN ARKHANGELSK REGION
PhD. T.B. Lagutina, PhD. L.A. Popova, L.N. Shalaginova
Arkhangelsk Scientific-Research Institute for Agriculture, e-mail: arhniish @mail.ru
Non-traditional organic fertilizers made from waste isopropyl-industrial complex (bark, lignin) and livestock (cattle manure and poultry manure). The main method ofproducing fertilizer - bio-thermal compo-when insuring a thorough mixing of the mixture components. Studied their effect on the state of humus, acidity, water-physical and agro-chemical soil properties, crop yields and agri-resource potential. It was found that application of fertilizer increases the content of humus on 0.15-0.27%, mobile phosphorus on 69-78 mg/kg soil, exchange potassium by 39-70 mg/kg of soil, and to reduce the density of the arable layer with 1.31-1.36 to 1.26-1.27 t/m3. Organic fertilizers, both in action and the aftereffect of contributed to the optimization of water-air regime, agrochemical parameters and yield of agricultural crops, which affected the increase of agri-resource potential of the soil at 31-32% in an average year.
Keywords: alluvial soils, soil fertility, humus, organic matter, bark, lignin, organic fertilizers, complex composts, Arkhangelsk region.
Основным условием сохранения и повышения плодородия почвы служит обогащение ее органическим веществом, создаваемым как в самих агро-ценозах, так и за счет применения органических удобрений [1]. В связи с резким сокращением поголовья скота в Архангельской области и прекращением разработки торфяных месторождений запасы навоза и торфяных компостов недостаточны для внесения их в научно обоснованных дозах. Недостающий объем органических удобрений можно восполнить за счет использования нетрадиционных органических удобрений (НОУ), состоящих из древесной коры, лигнина, навоза крупного рогатого скота и куриного помета.
Технологии производства и технические условия на НОУ разработаны на Архангельской опытно-мелиоративной станции. Для приготовления НОУ количество и состав компонентов подбирали из расчета оптимального соотношения между углеродистыми и азотсодержащими составляющими с учетом сочетаемости и взаимозаменяемости их свойств, а также содержания в сырье токсикантов [2, 3].
Древесная кора, входящая в состав НОУ, характеризуется преобладающим углеродистым составом органического вещества со значительным содержанием легкоразлагаемых энергетических соединений в лубяной части и резистентных соединений в корковой части, что обусловливает длительное сохранение в почве измельченных частиц коры и способствует улучшению ее водно-физических свойств.
Лигнин представляет собой твердый осадок, образующийся после обработки древесины серной кислотой в процессе гидролизного производства. Это сыпучий материал темно-бурого цвета с величиной частиц 0,3-0,8 см, имеющий низкую объемную массу, высокую скважность и аэрируемость. Лигнин характеризуется низким содержанием элементов питания (Ы 0,04-0,15%; P2О5 0,01-0,02; К2О 0,02-0,04% от
*Работа выполнена по гранту РГНФ № 15-12-29003.
а.с.м.) и кислой реакцией среды (рН 2,3-2,6), но предпосылкой для применения его в качестве мелиоранта служит высокое содержание органического вещества (до 98%). Гидролизный лигнин, обладающий повышенной сорбционной способностью по отношению к элементам питания, обусловливает длительность последействия компоста [4].
Отходы животноводства и птицеводства ценны как источник элементов питания, особенно азота для обеспечения оптимального соотношения С:Ы = 25:30 в компостируемой массе. В сложные компо-сты эти компоненты привносят основное количество легкоразлагаемых веществ, разнообразие микрофлоры, обеспечивающей биотермический процесс и трансформацию химического состава компостируемой массы. Следует также учесть взаимную нейтрализацию кислой реакции гидролизного лигнина химическими соединениями с выраженной щелочной реакцией (мочевина, аммиак) в составе навоза и куриного помета. Минеральные удобрения добавляют из расчета 1,3% азота и 0,3-0,5% фосфора в действующем веществе на а.с.м. коры и лигнина.
Обязательное условие приготовления компостов - тщательное перемешивание компонентов, что способствует быстрейшему насыщению частиц отходов элементами питания, содержащимися в навозе и помете. Смешивание проводили смесителем-навеской СН-2 на трактор ДТ-75 или разбрасывателями органических удобрений типа ПРТ-10. Компостирование смеси протекало очень интенсивно, температура поднималась до 50°С и выше. Во избежание потерь органического вещества длительность термофильной стадии не должна превышать четырех недель. Для созревания компоста необходима более низкая температура, поэтому бурт уплотняли [5].
Нетрадиционные органические удобрения-мелиоранты тесно связаны с ферментативными процессами разложения и синтеза гумусовых веще-
ств, приближены по своему биохимическому составу к гумусу как специфическому почвенному-компоненту и способствуют восстановлению нарушенного плодородия почв [6].
Цель исследований - изучить влияние нетрадиционных органических удобрений на изменение основных показателей плодородия почвы и повышение ее агроресурсного потенциала.
Объекты и методы исследований. Мелиорированные аллювиальные низкоплодородные почвы дельты реки Северная Двина по гранулометрическому составу почвы среднесуглинистые. Содержание подвижных форм фосфора 93 мг/кг почвы, обменного калия - 73 мг/кг почвы, исходное содержание гумуса 1,87%, рИка 5,7.
В полевом опыте изучали влияние внесения НОУ и навоза КРС на изменение кислотности, содержание гумуса, агрохимических, водно-физических свойств почвы, а также урожайности сельскохозяйственных культур.
Агроресурсный потенциал (АРП), по интерпретации П.А. Суханова [7], - это общая интегральная продуктивность в зерновых единицах сельскохозяйственных угодий (земель), с присущими им почвами, которая может быть получена в конкретных природно-климатических условиях. Расчет АРП проводили с использованием коэффициентов перевода урожайности в зерновые единицы [8].
Результаты. Применение НОУ оказало положительное влияние на содержание и запасы гумуса в почве. Так, от внесения НОУ 100 т/га содержание гумуса увеличилось по сравнению с контролем на 0,150,27% и было близким к действию навоза (табл. 1).
Положительное влияние последействия НОУ сохранялось в течение 3 и более лет в зависимости от вида удобрения. Если при использовании навоза и ЛПКНУ содержание гумуса по сравнению с контролем практически сгладилось на четвертый год последействия, то при внесении ЛКМНУ - на третий. На 4-й год исследований запасы гумуса на контроле составили 60,0 т/га, при внесении навоза и ЛПКНУ -63,5 т/га, от применения ЛКМНУ - 61,0 т/га.
Величина рН пахотного слоя почвы возросла при внесении 100 т/га навоза и ЛПКНУ на 0,1-0,3 единицы и оставалась в пределах 5,8-6,0. Степень насыщенности основаниями увеличилась на 14-22%.
Содержание валового азота в пахотных почвах опытного участка колебалось в сравнительно небольших пределах от 0,10 до 0,15%. В условиях Севера с низкими температурами содержание доступных форм азота невелико. При внесении 100 т/га НОУ и навоза содержание нитратного азота увеличилось до 18,0-19,6 мг/кг, аммонийного - до 0,5-2,0 мг/кг почвы.
Внесение НОУ повысило содержание подвижного фосфора на 69-78 мг/кг, применение навоза - на 47 мг/кг почвы. Влияние сложных компостов на содержание Р2О5 наблюдалось и в последействии при возделывании однолетних и многолетних трав (табл. 2).
Обменный калий в контроле не превышал 73 мг/кг почвы. От применения НОУ его содержание в пахотном слое увеличилась до 112-143 мг/кг почвы, от навоза - до 178 мг/кг почвы. За весь период наблюдений наибольшее содержание обменного калия отмечено в варианте с навозом КРС. Применение НОУ в меньшей степени сказалось на калийном режиме.
Плотность пахотного слоя на опытном участке за четыре года наблюдений колебалась в контроле в пределах 1,31-1,36 т/м3 в зависимости от возделываемых культур.
При внесении НОУ 100 т/га плотность пахотного слоя почвы снизилась на 0,05-0,09 т/м3 и составила 1,26-1,27 т/м3, что соответствует оптимальным значениям для исследуемых почв. Повысилась пороз-ность почвы на 9-10%, а количество дней с оптимальной влажностью в годы с избыточным количеством осадков увеличилось на 8-12, в сухие годы - на 6-15 дней.
Применение НОУ на аллювиальной почве способствовало значительному улучшению ее плодородия и обусловило повышение урожайности сельскохозяйственных культур не только в год внесения, но и в последействии. Прибавка урожайности однолетних трав достигала 46-51% и практически не уступала навозу КРС (табл. 3).
2. Влияние НОУ на содержание подвижного фосфора и калия, мг/кг почвы
1. Содержание гумуса в пахотном слое
аллювиальной дерновой почвы, %
Вариант Содержание гумуса, %
действие последействие удобрений
1 год 2 год 3 год
Контроль - без удобрений 1,87 1,86 1,87 1,86
Навоз, 100 т/га 2,15 2,14 2,12 2,00
ЛПКНУ, 100 т/га 2,14 2,10 2,08 2,00
ЛКМНУ, 100 т/га 2,02 1,99 1,96 1,92
Вариант Действие Последействие
удобрений удобрений
1 год 2 год 3 год
Контроль - без 93 91 94 90
удобрений 73 70 105 92
Навоз, 100 т/га 140 129 108 92
178 157 138 127
ЛПКНУ, 100 171 160 132 126
т/га 112 108 124 109
ЛКМНУ, 100 162 141 124 118
т/га 143 98 122 108
Примечание: числитель - Р2О5; знаменатель - К2О.
3. Урожайность сельскохозяйственных культур (сухая
Вариант Действие Последействие удобрений
1 год 2 год 3 год
ур°- жай-ность, т/га прибавка, % урож айнос ть, т/га приб авка, % урож айнос ть, т/га приб авка, % урожайн ость, т/га прибав ка, %
Однолетние травы Многолетние травы, т зерн. ед.
Контроль - без удобрений 2,71 2,77 3,21 1,85
Навоз, 100 т/га 4,20 55 4,00 44 4,22 32 2,14 16
ЛПКНУ, 100 т/га 3,95 46 3,85 39 4,07 27 2,13 15
ЛКМНУ, 100 т/га 4,10 51 3,82 38 4,01 25 1,99 8
НСР05 0,43 0,51 0,52 0,26
4. Агроресурсный потенциал аллювиальных почв в зависимости от вносимых органических удобрений
Вариант АРП за 4 Увеличение Окупаемость 1 т
года, т/га АРП, % (в НОУ урожаем,
зерн. ед. среднем за год) кг зерн. ед.
Контроль - без удобрений 5,25 - -
Навоз, 100 т/га 7,20 37 -
ЛПКНУ, 100 т/га 6,93 32 16,8
ЛКМНУ, 100 т/га 6,88 31 16,3
Повышение плодородия почвы и, в конечном счете, продуктивности сельскохозяйственных культур является важным условием увеличения ее агроресурсного потенциала. Установлено, что при внесении ЛКМНУ и ЛПКНУ 100 т/га за четыре года АРП составил 6,88 и 6,93 т зерн. ед. Прибавка урожая от 1 т компоста со-
ставила 16,3-16,8 кг зерн. ед. В среднем за год НОУ способствовали увеличению АРП на 31-32% и незначительно уступали навозу КРС (табл.
4).
Полученные нами результаты подтверждаются данными исследований ВНИИОУ: в зависимости от типа почвы и доз удобрений в полевом севообороте 1 т торфонавозного компоста окупается 30 кг зерн. ед. Наибольшая оплата 1 т компоста урожаем достигается на дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах Нечерноземной зоны, значительно снижаясь на серых лесных и черноземах [9].
Таким образом, нетрадиционные органические удобрения (ЛПКНУ и ЛКМНУ) показали высокую эффективность не только в год внесения, но и в последействии. Агроресурсный потенциал почвы повысился с 5,25 до 6,88-6,93 т/га зерн. ед. Урожайность
сельскохозяйственных культур возросла на 46-51% в год внесения удобрений, на 39-38% - в первый год последействия, на 27-25% - во второй и на 15-8% - в третий.
Литература
1. Ковалев Н.Г., Барановский И.Н. Органические удобрения в XXI веке (биоконверсия органического сырья): Монография. - Тверь: ЧуДо, 2006. - 304 с.
2. Кононов О.Д., Лагутина Т.Б. Лигнокороминеральнонавозные удобрения (ЛКМНУ): Технические условия. ТУ10РФ 2-01-96. - Архангельск, 1996.
3. Кононов О.Д., Лагутина Т.Б. Удобрения из отходов лесопредприятий // Химия в сельском хозяйстве, 1996, № 6. - С. 14-37.
4. Якименко О.С. Влияние гидролизного лигнина и компоста на его основе на некоторые свойства подзолистой почвы юга Коми АССР: Автореф. дисс. к.б.н. - М.: МГУ им. Ломоносова, 1991. - 17 с.
5. Варфоломеев Л.А. Агроэкологические условия получения и применения органических удобрений на основе древесных отходов / Сборник статей «Научное обеспечение и проблемы развития агропромышленного комплекса Архангельской области». - Архангельск, 2001. - С. 36-41.
6. Варфоломеев Л.А., Шапошникова Л.В., Бенедиктова А.И. Влияние древесной коры и коровьих компостов на гумусное и агроэкологическое состояние почвы / Сб. статей «Почвенные исследования на Европейском Севере». -Архангельск, 1996. - С. 181-190.
7. Суханов П.А. Научные основы оценки и управления агроресурсным потенциалом региона (на примере Ленинградской области): Автореф. дисс. д.с.-х.н. - СПб., 2013. - 54 с.
8. Приказ МСХ РФ от 11 января 2013 г. № 6 «Об утверждении коэффициентов перевода в зерновые единицы сельскохозяйственных культур» // Российская газета, № 39 (от 22.02.2013).
9. Анисимова Т.Ю. Результаты исследований применения торфа и компостов на его основе // Агрохимический вестник, 2013, № 4. - С. 16-20.
