CC BY
39
й01: 10.24411/0235-2451-2019-10305 УДК 631.86:635.21:631.4(571.13)
Влияние птичьего помета на продуктивность картофеля на лугово-черноземной почве южной лесостепи Омской области
И. А. БОБРЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой1
Н. В. ГОМАН, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент1
В. П. КОРМИН, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент1
А. Г. ШМИДТ, старший преподаватель1, начальник отдела2 (e-mail: [email protected])
Юмский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина, Институтская пл., 1, Омск, 644008, Российская Федерация 2Центр агрохимической службы «Омский», просп. Королева, 34, Омск, 644012, Российская Федерация
Резюме. Цель исследований - изучить влияние куриного помета на продуктивность картофеля на лугово-черноземной почве южной лесостепи Омской области. Исследования проводили на опытном поле Омского государственного аграрного университета в 2015-2017 гг. Сорт картофеля Хозяюшка. Содержание в слое почвы 0...20 см перед закладкой опыта N-N03- 2,28...7,20, P2O5- 122.174, K2O - 247. 325 мг/кг. При внесении 4.20 т/ га помета получены достоверные прибавки урожая клубней. Наиболее эффективной была норма 12 т/га, которая позволила сформировать урожайность клубней на уровне 32,1 т/га (прибавка - 9,9 т/га, или 44,9 %). Внесение помета существенно повышало содержание нитратного азота в слое почвы 0.20 см с очень низкого до очень высокого, подвижного фосфора - с повышенного до высокого. Обеспеченность подвижным калием изменялась незначительно. Применение возрастающих доз птичьего помета способствовало увеличению содержания сухого вещества в клубнях с 23,7 % до 26,1 %, крахмала - с 16,6 до 18,5 %. Концентрация нитратов в клубнях увеличивалась незначительно и во всех вариантах не превышала ПДК. Соотношение клубней к ботве с 1:1,06 в контроле увеличилось до 1:0,90 при применении 12 т/га помета, товарность - соответственно с 88 до 92 %. По результатам эксперимента определены окупаемость помета дополнительным урожаем клубней; коэффициенты действия помета на питательный режим почвы; затраты элементов питания на создание 1 т клубней; количество элементов питания, вносимых с 1 т помета; коэффициенты использования минеральных элементов из почвы и помета. Ключевые слова: картофель, эффективность, удобрения, помет, качество, почва.
Для цитирования: Влияние птичьего помета на продуктивность картофеля на лугово-черноземной почве южной лесостепи Омской области / И. А. Бобренко, Н. В. Гоман, В. П. Кормин и др. //Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 3. С. 23-25. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10305.
В Омской области большое развитие получила отрасль птицеводства. Ежегодно в хозяйствах всех категорий производят до 191 тыс. т мяса птицы и 795 млн шт. яиц. Наиболее крупные в области предприятия с поголовьем более 1 млн гол. - ЗАО «Иртышское» и АО «ПРОДО Птицефабрика Сибирская». Они оснащены оборудованием мирового уровня и способны удовлетворить спрос населения области на яйцо и куриное мясо практически в полном объеме. В то же время перевод птицеводства на промышленную основу сопровождается высокой концентрацией поголовья на ограниченных территориях, что приводит к возникновению проблемы утилизации значительного количества птичьего помета, который относят к разряду опасных отходов. Ежегодный выход птичьего
помета в сельскохозяйственных организациях Омской области достигает 500 тыс. т [1, 2].
Проблема использования птичьего помета часто решается неудовлетворительно. Между тем, он отличается высоким содержанием элементов минерального питания сельскохозяйственных культур и служит ценным органическим удобрением [3, 4, 5]. Утилизация помета путем применения его в качестве удобрения обеспечивает улучшение экологической обстановки, повышение плодородия почв и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур [6, 7].
Цель исследований - изучить влияние куриного помета на продуктивность картофеля на лугово-черноземной почве южной лесостепи Омской области.
В процессе ее выполнения решали следующие задачи: изучить влияние куриного помета на урожайность и качество клубней картофеля, а также плодородие почвы; определить наиболее эффективные дозы куриного помета под картофель; установить агрохимические нормативы при возделывании картофеля.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на опытном поле ФГБОУ ВО Омский ГАУ в 2015-2017 гг. Изучаемые объекты: растения сорта картофеля Хозяюшка, лугово-черноземная маломощная малогумусовая тяжелосуглинистая почва, куриный подстилочный помет. Содержание в пахотном слое почвы перед закладкой опыта гумуса 4,20 %, N-NО3 - 2,28...7,20, Р205 - 122.174, К20 - 247.325 мг/кг, рН водной вытяжки - 6,7. По обеспеченности осадками вегетационные периоды 2016 и 2017 гг. были благоприятными, а 2015 г. характеризовался их дефицитом. По обеспеченности теплом все годы исследований были близкими к средне-многолетним значениям.
Расположение делянок на опытном участке систематическое. Повторность вариантов в опыте трёхкратная. Площадь делянок общая - 20 м2 (4 м х 5 м), учётная -16 м2. Агротехника - общепринятая для зоны. Предшественник - яровая пшеница по пару. Помет вносили в дозах 4, 8, 12, 16 и 20 т/га вручную вразброс осенью с заделкой отвальным плугом на глубину 20 см. Контролем служил вариант без применения удобрений.
Лабораторные исследования проводили на кафедре агрохимии и почвоведения ФГБОУ ВО Омский ГАУ и в Центре агрохимической службы «Омский». В почвенных пробах определяли содержание нитратного азота по Грандваль-Ляжу, подвижного фосфора и калия - из одной вытяжки по Чирикову (ГОСТ 26204-84). Сжигание растительных навесок проводили методом мокрого озоления по Пиневичу с последующим определением общего азота по Къельдалю, фосфора - по Дениже,
Таблица 1. Физико-химическая характеристика подстилочного куриного помета
Год Сухое вещество, % рНводн. Органическое вещество, % Содержание, %
N P2O5 K2O
2015 68,3 5,7 82,2 3,52 2,53 1,23
2016 65,2 6,3 82,4 4,07 2,14 1,12
2017 64,0 6,8 84,6 3,93 2,42 1,34
Таблица 2. Действие куриного помета на урожайность картофель при возделывании на лугово-черноземной почве
Вариант, Урожайность, т/га Прибавка
доза помета 2015 г. 2016 г. 2017 г. средняя т/га %
Контроль 4 т/га 24,4 29,6 24,2 29,4 18,7 22,2 22,2 26,9 4,7 21,2
8 т/га 31,8 32,6 24,4 29,6 7,4 33,4
12 т/га 16 т/га 20 т/га 33,0 32,0 36,4 36,8 36,2 26,8 28,4 30,2 32.1 32,4 33.2 9,9 10,2 11,0 44,9 46,0 48,9
НСР05 2,5 2,8 2,7 2,7 2,6 11,7
Каждая тонна помета при внесении обеспечивала увеличение в слое почвы 0.. .20 см содержания N-N03 на 1,37 мг/ кг (см. рисунок). Зная этот норматив можно рассчитывать дозу помета на плановый урожай или методом расчета доз
калия - на пламенном фотометре. Содержания сухого вещества в клубнях определяли весовым методом, крахмала - поляриметрическим, нитратов - с дисуль-фофеноловой кислотой.
Использовали полуперепревший куриный подстилочный соломистый помет ООО «Морозовская птицефабрика» Омской области с влажностью 31,7.36,0 %, близкой к нейтральной реакцией среды и содержанием в 1 т 35,2.40,7 кг общего азота, 21,4.25,3 кг фосфора и 11,2.12,3 кг калия (табл. 1).
Результаты и обсуждение. Куриный помет положительно повлиял на продуктивность картофеля (табл. 2). Во всех вариантах получены достоверные прибавки урожая клубней. Наиболее эффективным было внесение 12 т/га птичьего помета, которое позволило сформировать урожайность клубней 32,1 т/га
Таблица 3. Действие помета на содержание подвижных форм элементов питания (мг/кг) в лугово-черноземной почве (0...20 см) под картофелем
Рисунок. Зависимость содержание нитратного азота в лугово-черноземной почве в фазе цветения картофеля от доз птичьего помета (среднее за 2015-2017 гг.).
N0з в
Вариант, доза помета Цветение Формирование и рост клубней Уборка
NNО3 Р2О5 к2о N-NО3 Р205 кр NNО3 Р205 К20
2015 г.
Контроль 2,3 109 348 2,0 108 342 1,1 106 340
4 т/га 21,6 125 352 15,2 120 344 4,6 115 342
8 т/га 30,8 138 350 22,1 124 350 5,3 128 345
12 т/га 37,1 154 361 27,8 148 342 6,2 140 348
16 т/га 40,2 158 365 29,4 152 346 6,8 144 345
2016 г.
Контроль 4,6 118 246 3,8 122 244 2,9 128 238
4 т/га 11,4 121 248 8,1 124 246 4,7 124 240
8 т/га 17,2 127 250 15,2 123 248 6,9 128 238
12 т/га 23,6 134 252 18,4 132 246 9,1 130 242
16 т/га 29,2 141 253 22,6 138 250 11,2 134 246
20 т/га 31,8 145 256 24,8 142 252 14,2 138 246
2017 г.
Контроль 8,4 178 255 6,5 172 250 4,8 168 248
4 т/га 13,6 183 259 10,4 177 253 5,3 170 249
8 т/га 18,1 189 263 13,8 179 255 6,7 172 248
12 т/га 23,8 194 266 16,6 181 257 7,0 177 252
16 т/га 27,4 199 271 20,4 184 259 8,2 175 253
20 т/га 32,6 205 278 23,8 187 259 9,3 181 255
НСР05 3,5 21 24 2,5 19 24 1,0 20 23
(прибавка составила 9,9 т/га, или 44,9 %). Наименьшая урожайность отмечена в варианте с внесением 4 т/га -26,9 т/га (прибавка 4,7 т/га, или 21,2 %). Увеличение доз помета до 16 и 20 т/га не обеспечивало дальнейшего достоверного повышения урожайности клубней.
Максимальная в опыте окупаемость 1 тонны помета отмечена в варианте с дозой 4 т/га (1,2 т клубней картофеля), минимальная - при внесении 20 т/га (0,6 т клубней).
Применение куриного помета увеличивало содержание нитратного азота и подвижного фосфора под картофелем в фазе цветения с очень низкого уровня в варианте без удобрений до очень высокого (табл. 3).
на основе учета оптимальных уровней содержания N почве [8]. К уборке картофеля концентрация N-N03 уменьшилась, но находилась еще на достаточно высоком уровне, особенно в вариантах с высокими дозами помета.
Обеспеченность почвы подвижным фосфором переходила с повышенного на высокий уровень при
дозах 12 т/га и больше, то есть его содержание в пахотном слое превышало 150 мг/кг. Каждая тонна помета обеспечивалаувеличение содержания подвижного фосфора в почве под картофелем на 1,99 мг/кг (у = 1,99х + 135 ,29; г = 0,87).
Содержание подвижного калия в почве находилось на очень высоком уровне, зависело в основном от предшествующей удобренности участка и при внесении помета изменялось незначительно (в 2015 г. - с 340 до 365 мг/кг, в 2016 г. - с 238 до 256 мг/кг, в 2017 г. - с 248 до 278 мг/кг). При внесении 1 т помета величина этого показателя возрастала на 3,80 мг/кг
Условия трансформации органического вещества по-Таблица 4. Влияние птичьего помета на структуру урожая и качество клубней картофеля (среднее 2015-2017 гг.)
Вариант, доза помета Соотношение клубней и ботвы Товарность, % Содержание
сухого вещества, % крах-мала, % нитратов, мг/кг
Контроль 1:1,06 88 23,7 16,6 62
4т/га 1:1,05 89 25,2 17,8 73
8 т/га 1:0,99 90 25,9 18,5 73
12 т/га 1:0,90 92 25,6 18,2 67
16 т/га 1:0,89 93 26,1 18,5 72
20 т/га 1:0,92 90 24,7 17,2 69
НСР05 - 8 2,3 1,8 11
Таблица 5. Нормативные показатели минерального питания при возделывании картофеля на лугово-черноземной почве
Показатель
N
PO
2 5
К2О
Коэффициент использования эле- 0,89 0,16 0,40 ментов из почвы
Затраты элементов питания на соз- 4,25 1,85 9,80 дание единицы продукции, кг/т Количество элементов питания в 370 230 120 10 т куриного помета, кг
Коэффициент использования эле- 35 40 90 ментов из куриного помета
Коэффициент интенсивности 1,37 1,99 3,80
действия 1 т куриного помета на содержание элементов питания в почве, мг/кг
Азот текущей нитрификации 98,5 - -
(1Чт), кг/га
Окупаемость 1 т удобрения урожа- 0,80
ем, т
мета в почве в течение вегетации определяют не только величину, но и качество урожая.
Так, его применение в возрастающих дозах способствовало увеличению содержания в клубнях картофеля сухого вещества с 23,7 % в контроле до 26,1 % при дозе помета 16 т/га, а крахмала - с 16,6 до 18,5 %. Концентрация нитратов также увеличивалась, но незначительно и не превышала ПДК (табл. 4). Соотношение клубней к ботве возрастало с 1:1,06 в контроле до 1:0,90 при применении 12 т/га помета, а товарность - с 88 до 92 % соответственно.
Дозы удобрения устанавливаются с учетом результатов агрохимического обследования почв. Для проведения таких расчетов можно использовать нормативные агрохимические показатели, установленные в наших опытах: окупаемость помета дополнительным урожаем клубней; коэффициенты действия помета на содержание подвижных форм основных элементов питания в почве; величину текущей нитрификации; затраты элементов питания на создание 1 т клубней; количество элементов питания, вносимых с 1 т помета; коэффициенты использования элементов из почвы и помета (табл. 5).
Выводы. Исследования на лугово-черноземных почвах южной лесостепи Омской области показали высокую отзывчивость картофеля на применение птичьего подстилочного помета. Оптимальным было внесение 12 т/га, которое обеспечило формирование урожайности клубней 32,1 т/га, что на 9,9 т/га, или на 44,9 %, превышало величину этого показателя в контрольном варианте. Применение помета в дозах от 4 до 20 т/га сопровождалось увеличением содержания нитратного азота в почве с очень низкого до очень высокого уровня, а подвижного фосфора - с повышенного до высокого. На содержание обменного калия в почве помет не оказывал существенного влияния.
Внесение птичьего помета в возрастающих дозах способствовало увеличению в клубнях картофеля содержания сухого вещества с 23,7 до 26,1 %, а крахмала - с 16,6 до 18,5 %. В эксперименте определены агрохимические нормативные показатели для расчета баланса элементов питания и расчета доз удобрений.
Литература.
1. Экологические основы применения птичьего помета: рекомендации / В. М. Красницкий и др. Омск: ЛИТЕРА, 2014. 44 с.
2. Беззубцев А. В., Шмидт А. Г. Использование птичьего помета в земледелии Омской области // Достижение науки и техники АПК. 2013. № 10. С. 17-19.
3. Marchenko V. I., Sidelnikov D. A., Gritsai D. I., Gerasimov E. V., Shvetsov I. I. Ways to intensify the process of anaerobic digestion of poultry manure in a bioreactor // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. Т. 7. № 3. С. 1913-1918.
4. Fierro J., Martínez J. E., Rosas J. G., Blanco D., Gómez X. Anaerobic co-digestion of poultry manure and sewage sludge under solid-phase configuration // Environmental Progress and Sustainable Energy. 2014. Т. 33. № 3. С. 866-872.
5. Zhang W., Lang Q., Pan Z., Jiang Y., Liebetrau J., Nelles M., Dong H., Dong R. Performance evaluation of a novel anaerobic digestion operation process for treating high-solids content chicken manure: effect of reduction of the hydraulic retention time at a constant organic loading rate // Waste Manage. 2017. Т. 64. С. 340-347.
6. Бобренко И. А., Кормин В. П., Гоман Н. В. Эффективность применения органического удобрения на основе куриного помета под капусту белокочанную // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2017. № 4 (28). С. 13-19.
7. Овцов Л. П., Михеев В. А., Лысенко В. П. Опыт безопасного использования органических отходов животноводства и птицеводства. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. 60 с.
Influence of Poultry Droppings on Potato Productivity on Meadow-Chernozem Soil of the Southern Forest-Steppe of the Omsk Region
I. A. Bobrenko1, N. V. Goman1, V. P. Kormin1, A. G. Schmidt1' 2
1P. A. Stolypin Omsk State Agrarian University, Institutskaya pl., 1, Omsk, 644008, Russian Federation 2Center of Agrochemical Service «Omsky», prosp. Koroleva, 34, Omsk, 644012, Russian Federation
Abstract. The aim of the research was to study the influence of chicken droppings on potato productivity on meadow-chernozem soil of the southern forest-steppe of the Omsk region. The study was carried out in the experimental field of Omsk State Agrarian University in 2015-2017. We tested potato 'Khozyayushka'. Before planting in the soil layer of 0-20 cm the content of nitrogen (N-NO3) was 2.28-7.20 mg/kg, the content of phosphorus (P2O5) was 122-174 mg/kg, the content of potassium was 247-325 mg/kg. Application of 4-20 t/ha of droppings caused a significant increase in tuber yield. The dose of 12 t/ha was the most effective, for this dose the yield of tubers was 32.1 t/ha (the increase was 9.9 t/ha or 44.9%). Droppings application significantly increased the content of nitrate nitrogen in the layer of 0-20 cm - from very low to very high; the content of mobile phosphorus increased from the increased to the high level. The content of exchange potassium in the soil changed insignificantly. The use of increasing doses of poultry droppings contributed to an increase in the content of dry matter in the tubers from 23.7% to 26.1%, of starch - from 16.6% to 18.5%. The concentration of nitrates in tubers increased insignificantly, and in all variants it did not exceed maximum permissible concentration. The ratio of tuber weight to tops weight increased from 1:1.06 in the control to 1:0.90 in the variant with the dose of 12 t/ha, the marketability increased from 88% to 92%, respectively. As a result, we determined the payback of the droppings with an additional yield of tubers; coefficients of droppings action on the soil nutrient regime; the cost of nutrients for the creation of 1 ton of tubers; the amount of nutrients introduced with 1 ton of droppings; the coefficients of utilization of elements from the soil and droppings. Keywords: potato; efficiency; fertilizer; droppings; quality; soil.
Author Details: I. A. Bobrenko, D. Sc. (Agr.), head of department; N. V. Goman, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof.; V. P. Kormin, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof.; A. G. Schmidt, senior lecturer, department manager. (e-mail: [email protected]).
For citation: Bobrenko I. A., Goman N. V., Kormin V. P., Schmidt A. G. Influence of Poultry Droppings on Potato Productivity on Meadow-Chernozem Soil of the Southern Forest-Steppe of the Omsk Region. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2019. Vol. 33. No. 3. Pp. 23-25 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10305.
