Обеспечение бездефицитного баланса гумуса

2.3 Обеспечение бездефицитного баланса гумуса

Баланс гумуса представляет собой разницу между выходом гумуса из ПКО и минерализации гумуса. С падением содержания гумуса в почвах разных регионов страны он приобретает всё большую актуальность. Содержание и динамика гумуса в почвах зависят от почвенно-климатических условий, структура посевных площадей, интенсивности обработки почв, количества и качества применяемых удобрений и мелиорантов. Во всех почвенно-климатических зонах максимальные потери гумуса в результате эрозии и минерализации происходят в парующей почве, затем под пропашными культурами, ещё меньше под зерновыми культурами и минимальные под многолетними травами. Удобрения, повышая продуктивность культур, увеличивают и количество корневых и пожнивных остатков их, а следовательно, возврат органического вещества пожнивными остатками и с органическими удобрениями. Органические удобрения, непосредственно пополняя запасы органического вещества, способны при определённых дозах (насыщенности) на разных почвах поддерживать бездефицитный баланс гумуса.

Таблица 5 – Баланс гумуса в севообороте

Доза ОУ, т/севооборот = 59,32

Насыщенность ОУ, т/га = 7,41

Так как насыщенность ОУ больше среднерекомендуемой, то для дальнейших расчётов берутся среднерекомендуемые значения.

Навоз подстилочный

В зависимости от содержания влаги навоз подразделяют на три вида: твердый – подстилочный (влажность 75 – 80%), полужидкий (влажность до 90%) и жидкий (влажность свыше 90%).

Навоз является основным органическим удобрением. Он содержит все элементы питания, необходимые для растения: азот, фосфор, калий, кальций, магний, серу, а также микроэлементы – железо, бор, цинк, медь, молибден, марганец, кобальт (Дудина Н.Х.,1991). Под влиянием навоза и других органических удобрений улучшаются физико-химические свойства почвы, ее водный и воздушный режим, уменьшается вредное действие почвенной кислотности на рост растений и жизнедеятельность микроорганизмов. Важное значение имеют органические удобрения как источник СО₂ для растений. Кроме того, в навозе содержатся различные ростовые вещества (типа ауксина, гетероауксина, гиббереллина и т. п.), которые способствуют росту и развитию растений. При систематическом внесении органических удобрений улучшается плодородие почвы.

Органические удобрения создают условия для более эффективного использования растениями минеральных удобрений.

Навоз оказывает большое влияние на повышение урожаев сельскохозяйственных культур во всех зонах. В общем балансе вносимых в почву элементов питания на долю органических удобрений приходится около 35 – 40 %.

Таким образом, несмотря на непрерывно расширяющееся производство минеральных удобрений, навоз является важнейшим источником питательных веществ для растений. Д. Н. Прянишников писал: «Как бы ни было велико производство минеральных удобрений в стране, навоз никогда не потеряет своего значения как одно из главнейших удобрений в сельском хозяйстве».

Особенно велика роль навоза и других органических удобрений в районах Нечерноземной зоны. Почвы этой зоны бедны гумусом, содержат мало питательных веществ, доступных растениям. Без систематического применения органических удобрений на таких почвах, особенно песчаных и супесчаных, трудно получать высокие и устойчивые урожаи.

Состав навоза. Навоз представляет собой твердые и жидкие выделения животных, смешанные с подстилкой (Кореньков Д.А.,1982). Сухое вещество твердых выделений составляет примерно половину сухого вещества корма. Качество навоза зависит от состава корма, вида животных, способа накопления и хранения навоза. Средний химический состав навоза: N – 0,5 %, Р₂О₅ – 0,25%, К₂О – 0,6%.

Состав навоза сильно изменяется в зависимости от соотношения в нем твердых и жидких выделений животных. Основная масса калия находится в жидких выделениях. Фосфор содержится преимущественно в твердых выделениях, азот – в жидких и твердых. Изменяется состав навоза и в зависимости от качества корма. Чем богаче корм белком, тем больше в навозе азота; чем водянистее корм, тем больше в нем калия. Состав навоза зависит также от вида животных. Конский навоз богаче азотом и отчасти фосфором, чем навоз крупного рогатого скота и свиней.

Состав навоза сильно меняется в зависимости от количества и качества подстилки.

Для подстилки используют различные материалы: солому, торф, опилки и пр. По способности поглощать и удерживать жидкие выделения и газы первое место занимает моховой торф. Солома озимых и яровых хлебов – также хороший подстилочный материал. Для лучшего поглощения жидких выделений солому используют на подстилку в виде резки длиной 10 – 15 см. Правильное применение подстилки способствует получению большего количества хорошего навоза. При этом торфяной навоз будет более высокого качества, так как по содержанию азота торф превосходит солому.

 Так, в соломе в среднем содержится 0,5 – 0,6% N, а в разных торфах содержание азота колеблется от 0,8 до 2,25%.

Древесные опилки – менее ценный вид подстилки. Они поглощают значительно меньше жидкости, чем торф; в них мало азота, а
главное много клетчатки, и она медленно разлагается в почве.
Такой навоз можно применять только в овощеводстве закрытого
грунта с последующим (через год-два) использованием его в качестве удобрения на полях.

Суточная норма подстилки для крупного рогатого скота — от 4 до 6 кг, лошади — 3 – 4, свиней 2 – 3, для овцы— 0,1 – 1 кг.

Выход навоза. Количество навоза зависит от вида животных, количества и качества кормов, применяемой подстилки, а также от продолжительности стойлового периода.

Количество навоза (Н), получаемого в хозяйстве, можно подсчитать по формуле:

Н = (0,5*К + П)*4,

где К — сухое вещество корма; П — количество подстилки; 4 — коэффициент (масса сырого навоза примерно в 4 раза больше, чем масса сухого вещества корма; в навозе 75% воды).

Общее количество навоза, получаемого в хозяйстве, можно подсчитать, также пользуясь примерными данными о выходе навоза на одну голову скота в год с учетом потерь при работе и на пастбище. Принято считать, что при продолжительности стойлового периода 220 – 240 дней от крупного рогатого скота можно получить 8 – 10 т, от молодняка до двух лет — 4 – 5, от лошадей — 6 – 7, от свиней — 1,5 – 2, от овец — 0,8 – 0,9 т навоза на одну голову.

Для определения количества навоза в штабелях необходимо объем штабеля (в м³) умножить на массу 1 м³ навоза. Масса 1м³ навоза без уплотнения (свежего) — 300 – 400кг, в уплотненном состоянии — 700, полуперепревшего — 800 и сильноразложившегося — 900 кг.

Количество и качество навоза зависят от способа хранения.

При рыхлой укладке навоз через 3 – 4 мес. может потерять 0,3 – 0,2 сухого вещества, при плотной укладке потери уменьшаются до 0,11 – 0,1.

Способы хранения. Применяются несколько способов хранения навоза: рыхлая укладка, рыхло-плотная и плотная укладка (холодный способ).

Установлено, что наиболее рациональным способом является плотное (или холодное) хранение навоза (Дудина Н.Х.,1991). При этом способе навоз после удаления из животноводческого помещения укладывают (вблизи фермы или на поле) в большие уплотненные штабеля шириной не менее 5 – 6 м и высотой в уплотненном состоянии до 2 – 2,5.

Оптимальная масса штабеля для хранения в зимнее время на поле
100 – 200 т (при массе менее 100 т штабель сильнее промерзает, а
более 200 т существенно снижается производительность навозоразбрасывателей). При хранении навоза в уплотненных штабелях из него меньше теряется азота и органического вещества. При хранении навоза в нем происходят различные изменения, вызываемые микроорганизмами. Прежде всего, разрушаются мочевина и другие азотистые органические вещества, содержащиеся в жидких выделениях животных. Мочевина превращается в углекислый аммоний с последующим образованием аммиака, углекислоты и воды:

CO(NH₂)₂ + 2Н₂О = (NH₄)₂CO₃;

(NH₄)₂CO₃ = 2NH₃+CO₂ + H₂O.

Медленнее (но также в конечном итоге с образованием аммиака) разрушаются и другие азотные соединения: гиппуровая и мочевая кислоты.

Азотистые соединения твердых выделений и подстилки, главным образом белок, также разлагаются с образованием аммиака, но очень медленно, потому что при большом количестве углеродистых соединений образующийся аммиак полностью используется микроорганизмами.

Аммиак — очень нестойкое соединение. Если не создать условий для его поглощения торфом, землей, минеральными добавками, то из навоза будет теряться большое количество азота. Поэтому во всех районах страны подстилочный навоз надо хранить в уплотненном состоянии, как в навозохранилищах, так и на поле. Для сокращения потерь азота штабеля навоза следует покрывать небольшим слоем торфа или дерновой земли (5 – 10 см), но количество земли или торфа при этом не должно превышать 20% массы навоза. При таком хранении даже в жаркую погоду в навозе полностью сохраняется аммиачный азот, так как он находится в поглощенном состоянии.

Совершенно недопустимо хранение навоза в мелких кучах. При таком хранении улетучивается почти весь аммиачный азот, а другие питательные вещества вымываются талыми водами и дождями. Навоз в мелких кучах промерзает, не разлагается, семена сорняков в нем не теряют всхожести. Почва под кучами долго не оттаивает, что задерживает своевременную обработку ее весной. Удобрительное действие такого навоза очень низкое.

Потери азота при хранении навоза уменьшаются при компостировании его с фосфорными удобрениями. Для этого особенно целесообразно использовать фосфоритную муку. Под влиянием угольной кислоты и органических кислот, образующихся при разложении навоза, фосфоритная мука превращается в более доступные для растений формы — двухзамещенный и однозамещенный фосфат кальция:

Са₃(РО₄)₂ + 2Н₂СО₃ = 2CaHРО₄ + Са(НСО₃)₂

или Са₃(РО₄)₂ + 2Н₂СО₃= Ca(H₃РО₄)₃ + 2Са(НСО₃)₂.

Одновременно происходит связывание аммиака фосфорной кислотой с образованием фосфорно-аммонийной соли — аммофоса:

Н₃РО₄ + NH₃ → NH₄H₂PO₄

При добавлении фосфоритной муки к навозу потери уменьшаются в несколько раз, ценность навоза возрастает. Потери азота из навоза при его хранении без фосфоритной муки составляют около 20%, а при хранении с фосфоритной мукой — только 2 – 3%. Обычно рекомендуется добавлять фосфоритную муку к навозу в количестве 2 – 5% его массы. При этом необходимо, чтобы фосфоритная мука равномерно распределялась в массе навоза. Фосфоритную муку можно добавлять к навозу на скотных дворах или при укладке штабеля на поле. Чем дольше взаимодействие фосфорных удобрений c навозом, чем лучше они перемешаны, тем выше эффективность того приема.

При рыхлом хранении навоза в процессе его разложения происходят потери не только азота, но и фосфора. При плотном хранении в течение четырех месяцев потерь почти нет. Калий при хранении навоза почти не теряется.

Из безазотистых веществ в навозе содержится довольно много клетчатки (30 – 36%) и пентозанов (14 – 16%) в пересчете на сухое вещество. При разложении навоза значительное количество органического вещества, в том числе клетчатка, и пентозаны разрушаются. В аэробных условиях клетчатка распадается на углекислоту и воду:

С₆Н₁₂О₅ + 6О₂ = 6С0₂ + 5Н₂О

При анаэробном разложении клетчатки (без доступа кислорода воздуха) обрадуются CО₂ и СН₄ (метан):

С₆Н₁₂О₅ + Н₂О = 3СН₄ + 3СО₂

В результате выделения СО₂, NH₃, Н₂О масса навоза при хранении уменьшается.

По степени разложения различают навоз свежий, слаборазложившийся (солома в нем почти сохраняет цвет и прочность), полуперепревший (солома темно-коричневого цвета, легко разрывается) и перепревший навоз, представляющий собой однородную мажущуюся массу; перегной — рыхлая землистая масса.

Не следует доводить навоз до перепревшего состояния или перегноя. При длительном разложении навоза количество органического вещества уменьшается в 2—3 раза.

Таблица 6 – Накопление органических удобрений в хозяйстве

Таблица 7 – Баланс органических удобрений

Таблица 8 – Приготовление компостов

Торфяные компосты. Торф целесообразно компостировать с биологически активными органическими удобрениями: навозом, жижей, фекалиями, зеленым удобрением и др. Торф можно компостировать также с минеральными удобрениями (Попова С.И.,1981).

Торфонавозные компосты следует готовить на поле, на месте их применения, около животноводческих помещений или в навозохранилище. Соотношение между навозом и торфом зависит от их качества и времени года. Так, в зимний период соотношение между ними может составлять 1 : 1, а летом — 1:2 или 1 :3. Наиболее эффективны торфонавозные компосты при узком соотношении торфа и навоза (1 : 1).

Для компостирования с навозом пригодны все виды торфа, влажность которых не превышает 60 %.

При укладке в штабеля торфонавозного компоста уплотнять его не рекомендуется. Рыхлая укладка такого компоста ускоряет разложение органических веществ при почти полном отсутствии потерь аммиачного азота навоза (он поглощается торфом). Внутри штабеля быстрее устанавливается необходимая для микробиологических процессов разложения температура (до 60—65 °С).

Торфонавозные компосты можно заготавливать различными способами.

1. Послойный способ пригоден для любого времени. В навозохранилище или на площадке в поле разгружают торф и бульдозером разравнивают его слоем толщиной до 50 см. Затем укладывают навоз. Торф и навоз поочередно укладывают в штабель шириной 3 – 4 м, высотой 2 м и произвольной длины. Толщина слоев торфа и навоза зависит от соотношения их в компосте. При соотношении 1 : 1 она примерно одинакова. Штабель завершают слоем торфа.

2.  Очаговый способ больше подходит для зимнего компостирования. На торфяную подушку разгружают навоз кучами в 2 ряда в шахматном порядке с небольшими расстояниями между отдельными кучами (1 м одна от другой). В промежутки между кучами засыпают торф, а затем при помощи бульдозера укладывают массу в бурты.

3.  Площадочный способ. Этот способ состоит в том, что в летнее время на торфяную подушку слоем 25 – 30 см сгружают не обходимое количество навоза, сразу же его разравнивают. Затем 2 – 3-кратным дискованием тяжелой дисковой бороной перемешивают навоз с торфом, и смесь сгребают бульдозером в штабеля для компостирования.