Краткая характеристика животноводческой отрасли хозяйства как источника органических удобрений

1.2 Краткая характеристика животноводческой отрасли хозяйства как источника органических удобрений

Для обогащения органическим веществом почвы используются органические удобрения: навоз, торф, зеленые удобрения, солома и т.д.

Таблица 5 – Поголовье скота и выход навоза

Вид скота	Кол-во голов	Годовой выход навоза, т				Общий выход в расчете на подстилочный
		подстилочный		бесподстилочный
		От одного животного в год	От всего поголовья	От всего поголовья	В пересчете на подстилочный
КРС: Взрослые Молодняк	750 450	4,5 2,5	3375 1125	5775 1890	3465 1134	6840 2259
Лошади: Взрослые Молодняк	20 15	2,5 1,5	50 22,5	105 39,4	63 24,6	113 47,1
Свиньи: Взрослые Молодняк	300 150	1,0 0,5	300 75	420 78,75	252 47	552 122
Овцы, козы	200	0,4	80	140	84	164
Птица (куры)	30000	6	180			180

Выход навоза всего 10277,1т

Потери при хранении, (15%) = 1541.6 т

Выход полуперепревшего навоза с учётом потерь (75%), =6651,6 т

Площадь пашни 24835 га. Насыщенность органическими удобрениями составит:6651,6/24835=0,27т, что свидетельствует о явной недостаточности органических удобрений.

Площадь одного поля в севообороте 190 га, севооборота двадцатидевятипольного 5510 га. Доза органических удобрений составит: 0,27*750/150=1,34 т/га.

Органические удобрения - это разной степени разложения органические вещества растительного, животного, растительно-животного и промышленно-бытового происхождения. Количественный и качественный состав органических удобрений зависят от их происхождения, условий накопления и хранения. Эти удобрения содержат обычно много влаги и различных питательных элементов, но в небольших количествах.

Органические удобрения - это и энергетический материал, и источник пищи для почвенных микроорганизмов, причём многие из них (навоз, компосты, фекалии с их участием и др.) сами очень богаты микрофлорой и, следовательно, обогащают почву и этим компонентом.

Среди органических удобрений (навоз, навозная жижа, птичий помёт, фекалии, торф, различные компосты, сидераты и т. д.) важнейшим является навоз.

Навоз

Это смесь твёрдых и жидких выделений различных животных с подстилкой (подстилочный) или без неё (бесподстилочный).

Состав подстилочного навоза зависит от количества и соотношения твёрдых и жидких выделений животных и подстилки, а они неодинаковы для различных видов животных и зависят от количества и качества кормов.

У лошадей, овец и крупного рогатого скота твёрдых выделений больше, а у свиней меньше, чем жидких. Твёрдые и жидкие выделения неравноценны по составу и удобрительной ценности: почти весь фосфор (более 95%) содержится в твёрдых, а от 50 до 75% азота и не менее 80-90% калия – в жидких выделениях. Твёрдые выделения очень богаты микроорганизмами, а жидкие в момент выделений их вообще не содержат, но перемешиваясь с твёрдыми, очень быстро обогащаются имеющимися в среде микроорганизмами.

По степени разложения различают: свежий, полуперепревший, перепревший навоз и перегной.

Свежий навоз – слаборазложившаяся масса, солома в которой ещё сохраняет первоначальный цвет и прочность.

Полуперепревший навоз теряет по сравнению со свежим 10-30% первоначальной массы и органического вещества. Солома в нём приобретает тёмно-коричневый цвет, теряет прочность и легко разрывается.

Перепревший навоз – однородная тёмная масса, содержащая 50% исходной массы и органического вещества, в которой не замечены даже отдельные элементы подстилочного материала.

Перегной – рыхлая землистая тёмная однородная масса, содержащая не более 25% массы и органического вещества исходного свежего навоза.

Без крайней необходимости не следует хранить навоз до перепревшего и тем более перегнойного состояния, так как это ведёт к громадным потерям органического вещества и азота.

Хранение навоза

В процессе хранения навоза в нём под действием микроорганизмов происходят различные изменения. Существует три способа хранения навоза: плотный (холодный), рыхлоплотный (горячепрессованный) и рыхлый(горячий)

Плотное (холодное) хранение. Это укладка навоза в навозохранилище или в полевые штабеля послойно шириной 5-6м и высотой 1м с немедленным уплотнением, сверху накрываем торфом, резаной соломой или почвой. В уплотнённом навозе температура зимой не поднимается выше 15-250С, а летом-30-350С, поэтому такой способ хранения называют холодным. Потери органического вещества и азота, а также количество стекающей навозной жижи при таком способе хранения минимальны.

Хранение навоза под скотом – другой вариант плотного хранения. Его применяют при беспривязном содержании животных в полевых загонах, на выгульных площадках и в животноводческих помещениях. При этом по всей площади настилают торф или солому слоем 30-50см; эта подстилка перемешивается с экскрементами животных и ими же уплотняется.

Рыхлоплотное (горячепресованное) хранение. Применяется, когда нужно быстро разложить сильносоломистый навоз, или с целью биотермического уничтожения семян сорняков и возбудителей желудочно-кишечных заболеваний, которыми чаще заражается свиной и овечий навоз. При таком способе хранения получается значительное количество жижи, полуперепревший навоз образуется через 1,5-2мес, а перепревший - через 4-5мес.

Рыхлое(горячее) хранение. Наблюдается только при отсутствии заботы об этом ценном удобрении. Кроме больших потерь азота и органического вещества плохое качество навоза при рыхлом хранении вызвано неравномерностью его разложения: в одних местах он сильно разлагается, в других- пересыхает и остаётся плохоразложившимся.

Применение навоза

Применение навоза начинают с распределения имеющихся ресурсов его в каждом хозяйстве по севооборотам и внесевооборотным участкам в следующем порядке: овощные, кормовые, полевые- с учётом специализации по наиболее ценным культурам и удалённости от животноводческих ферм, выгонов и площадок.

Наиболее качественное внесение и заделка навоза под любую культуру севооборота наблюдаются в чистых и занятых парах и после раноубираемых предшественников. Чем беднее почвы и выше планируемый урожай культур и продуктивность севооборота, тем эффективнее более высокие дозы органических удобрений, но увеличение доз навоза и других органических удобрений не может быть безграничным, так как чрезмерно большие дозы экономически убыточны и экологически опасны.

Применение навоза зависит от состава его и транспортных возможностей. При этом необходимо соблюдать следующее:

- навоз нельзя долго не использовать для удобрения, так как это приводит к переполнению хранилищ, загрязнению окружающей среды и распространению инфекций; применяют навоз на полях, где можно быстро заделать его в почву;

- осенью на малоёмких почвах его вносят с соломой или под озимые культуры для предотвращения вымывания питательных элементов; зимой избегают внесения на затопляемых весной площадях и склонах;

- при углублении пахотного горизонта навоз вносят на вывернутый слой под перепашку и дискование;

- в засушливых регионах навоз вносят под отвальную обработку, которкю чередуют с безотвальной;

Для удобрительных поливов вегетирующих растений навоз в период внесения разбавляют водой в 6-8раз, а во вневегетативный период- в 2-4раза.

Птичий помёт

Это ценное, наиболее концентрированное и быстродействующее среди других органических удобрений местное удобрение, содержащее в бесподстилочном виде 30-50%, а в подстилочном – около 10% аммиачного азота. За год от каждой птицы накапливается неодинаковое количество помёта: от курицы 6-7кг, от утки 7-9кг и от гуся 10-12кг.

Подстилочный куриный помёт. Обладает достаточной сыпучестью, невысокой влажностью; применяется как обычный навоз в дозах, расчитанных по азоту. При влажности 56% он содержит в среднем 1,6% N, 1,5% Р2О5 и 0,9% K2O.

Бесподстилочный куриный помёт. Это липкая, мажущаяся масса зловонного запаха с более высоким, чем в подстилочном помёте, количеством питательных элементов, содержит много семян сорняков, яиц и личинок гельминтов и мух и различных микроорганизмов, многие из которых – возбудители болезней. Все питательные элементы в птичьем помёте находятся в усвояемых для растений формах.

Сухой помёт. Это сыпучее органическое удобрение. Сухой помёт более транспортабелен, может храниться в сухом месте и при этом за 6мес в мешках и открытом штабеле теряет только 4-11% органического вещества и 3-8% азота. Применяют птичий помёт до посева культур в процессе вегетации их – в подкормки.

Солома

Излишки соломы в качестве удобрения обогащают почву и возделываемые на ней культуры органическим веществом и питательными элементами. Солома при влажности 16% содержит в среднем 0,5% N, 0,25% Р2О5, 1,0%K2O и 35-40% углерода, а также небольшие количества кальция, магния, серы и микроэлементов. По соломе, оставленной равномерно по полю после зерноуборочного комбайна, эффективно вносить полужидкий, жидкий навоз, навозные жижу и стоки или другие органические удобрения из расчёта 15-20кг/га азота и сразу заделывать лущильником или дисками на глубину 6-8см. При этом разложение её ускоряется и не сопровождается накоплением токсичных веществ.

При систематическом внесении соломы эффективность её возрастает, а недостаток азота проявляется только в первые годы. Солома улучшает физико-химические свойства почвы, предотвращает вымывание водорастворимых форм азота и других элементов, повышает биологическую активность почвы, доступность растениям питательных элементов почвы и удобрений.

Компосты

Компостирование – биотермический процесс минерализации и гумификации обычно двух органических компонентов, уменьшающих потери питательных элементов одних с одновременным ускорением разложения других и переводом в доступные для растений формы питательных элементов. При компостировании органических отходов происходит их биотермическое обеззараживание, компост нагревается до 600С, что убивает яйца и личинки мух и гельминтов, а также болезнетворные неспоровые микроорганизмы.

Торфонавозные компосты. Отношение навоза к торфу в компосте зависит от качества компонентов и обеспеченности ими – зимой 1:1, а летом 1:3.

Торфожижевые компосты. Их готовят с любым торфом кроме известкового. На каждую тонну проветренного торфа в зависимости от влажности берут 1-3т навозной жижи и 1,5-2,0% от массы компоста фосфоритной муки. Применяют в качестве основного удобрения под различные культуры в таких же дозах, как подстилочный навоз.

Торфофекальные компосты. Получают при компостировании фекальных масс с торфом. Это быстродействующее удобрение. По эффективности торфофекальные компосты нередко превосходят навоз при эквивалентных по питательным элементам дозах на 30-50%.

Торфоминеральные компосты. В качестве компонентов они могут содержать известь, золу, фосфоритную муку, жидкий аммиак и другте минеральные добавки.

Торфорастительные компосты. Получают при выращивании на торфяниках бобовых и других культур с последующей их запашкой. По эффективности они не уступают полупревшему навозу плотного хранения.

Зелёные удобрения

Свежая растительная масса, запахиваемая в почву для обогащения её и последующих культур органическим веществом и питательными элементами. В качестве сидератов чаще используют бобовые (люпин, донник, вика, и др.), реже – смеси бобовых со злаками или промежуточные небобовые культуры(горчица, сурепица, рапс и др.). Зелёные удобрения оказывают такое же многостороннее положительное действие на свойства почвы, урожай и качество сельскохозяйственных культур, как и хорошо приготовленный подстилочный навоз. В 1т сырой массы разных бобовых сидератов в среднем содержится 210кг сухого вещества; 4,5 N; 1,3 Р2О5;1,8 K2O. Темпы разложения зелёных удобрений зависят от гранулометрического состава и влажности почвы, фазы развития растений в момент запашки и глубины заделки их в почву. С увеличением глубины заделки, возраста сидератов в момент запашки, минерализация зелёных удобрений замедляется. Бобовые сидераты за счёт симбиоза с клубеньковыми бактериями способны полностью удовлетворять собственные потребности в азоте.

2. СИСТЕМА УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ

 

Система удобрений – это основанное на знаниях и свойств и взаимоотношений растений, почвы и удобрений, агрономически и экономически наиболее эффективное и экологически безопасное применение удобрений при любой обеспеченности ими хозяйства в каждом севообороте и внесевооборотном участке с учетом конкретных климатических и экономических условий.

Цель системы удобрений – ежегодно обеспечивать максимально возможную агрономическую и экономическую эффективность и экологическую безопасность природно-экономических ресурсов.

Степень достижения указанных цели и задач системы удобрения существенно изменяется не только от биологических особенностей (природы) культур, но и от почвенно-климатических и агротехнических условий, а также от количества и качества применяемых удобрений и мелиорантов, т.е. от всего сложного комплекса факторов жизни и продуктивности возделываемых культур.

Особенности питания культур севооборота

Яровые культуры (пшеница, ячмень). Яровые зерновые в отличие от озимых имеют более сжатый период потребления питательных веществ. Две трети общего их количества усваивается растениями от начала выхода в трубку до цветения. Яровые хлеба слабее кустятся, чем озимые, имеют слаборазвитую коневую систему, что обуславливает сравнительно высокую потребность их в доступных питательных веществах для получения высоких урожаев.

Ячмень поглощает элементы питания за 30..35 дней, пшеница – за 48…55 дней.

Яровая пшеница и ячмень относятся к культурам, требующим высокого плодородия почв; нуждаются в достаточном количестве удобрений, высокие урожаи дают на почвах с реакцией среды нейтральной или близкой к нейтральной (рН 6,0…7,5). Ячмень хорошо произрастает и на слабокислых почвах (рН 5,5).

Пшеница и ячмень хорошо отзывчивы на минеральные удобрения; 1 ц полного минерального удобрения при правильном соотношении между азотом, фосфором и калием увеличивает урожайность зерна этих культур на 3…5ц/га. В системе удобрений яровых культур главную роль играет азот, без внесения которого фосфорные и калийные удобрения не увеличивают урожай зерна.

Основное удобрение вносят под вспашку зяби или весной (под перепашку или культивацию). Фосфорно-калийные удобрения можно вносить осенью, разгружая этим напряженный весенний период. Органические удобрения под яровые хлеба, как правило, не вносят, так как они хорошо используют последействие. Азотные удобрения целесообразнее вносить весной.

При подсеве под яровые зерновые культуры многолетних трав (клевер) дозы фосфорных и калийных удобрений под них и под травы суммируют и вносят (лучше локально) под основную обработку почвы покровной культуры. Такой способ запасного внесения удобрений значительно повышает их эффективность под многолетними травами в сравнении с внесением этих же доз под ними в подкормки.

Озимые культуры (Озимая пшеница) Озимые хлеба по сравнению с яровыми культурами имеют очень продолжительный период потребления питательных веществ, начинающийся осенью и закачивающийся на следующий год к фазе цветения. Озимая рожь обладает большим биологическим потенциалом и, как правило, лучше отзываются на внесение удобрений. Озимые культуры предъявляют повышенные требования с осени к фосфорно-калийному питанию, которое способствует более мощному развитию корневой системы, накоплению углеводов в растениях, следовательно повышается зимостойкость. При отрастание весной озимые нуждаются в усиленном азотном питание, особенно на переувлажнённых участках. Избыток азотного питания с осени приводит к изнеживанию растений, что является их гибелью или дальнейшим полеганием. При внесение под озимые навоза, а также при размещение их после бобовых на зеленый корм и на плодородных почвах азотные удобрения следует вносить только весной.

Озимая рожь менее требовательна к условиям произрастания, чем озимая пшеница. Более мощная корневая система её способна усваивать питательное вещество из труднодоступных соединений, она сильнее кустится, оптимальная реакция среды – рН 5…6.

Органические удобрения – важнейшая составная часть системы удобрения озимых, особенно при размещение их по чистым парам и рано убираемых занятым. Перед посевом озимых вносят минеральные удобрения из расчета в среднем по 40…90 кг/га. Минеральные удобрения вносят под различные приемы обработки почвы (вспашка, перепашка, дискование, культивация).

При возделывании озимых обязательным является внесение фосфорных удобрений в форме гранулированного суперфосфата в рядки. Внесение в рядки азотно-калийных удобрений нередко дает отрицательный эффект, так как в зоне корней создается повышенная концентрация почвенного раствора, что приводит к нарушению обмена веществ в проростках, уменьшению полевой всхожести семян. Ранневесенняя подкормка – обязательный и высокоэффективный прием в системе удобрения озимых, которые после зимовки значительно ослаблены и остро нуждаются в азоте. Действие подкормки азотом зависит от влажности почвы.

2.1 Планирование урожая сельскохозяйственных культур

По И.С. Шатилову, А.Ф. Чудновскому (1980), основные принципы программирования урожаев сводятся к оценке природных ресурсов почвенно-климатической зоны, в том числе обеспеченности теплом и влагой, фотосинтетической активности солнечной радиации, уровня плодородия почв и др.; к расчету степени воздействия управляемых факторов (удобрений, полива, мелиорации, агротехники и др.) и их потребности для реализации планируемых урожаев. Таким образом, программирование урожая – это получение планируемого урожая на основе учёта природных ресурсов, определяющих его уровень, разработка и высококачественная реализация комплекса взаимосвязанных мероприятии, которые обеспечивают получение необходимой продукции (Ерохин Ю.И. 1995). В этот комплекс входят приёмы накопления и рационального использования влаги, водной и химической мелиорации почв, агротехнические мероприятия, подбор сортов способствующие лучшему использованию атмосферных осадков, почвенного плодородия, борьбе с сорной растительностью, вредителями и болезнями.

Существует достаточно много методов расчёта возможного урожая (Каюмов М.К., 1989). Один из них основан на учёте обеспеченности растений влагой. По мнению Ю.И. Ерохина и А.Е. Кочергина (1982), этот метод наиболее целесообразен для зон недостаточного увлажнения. К таким территориям относится большая часть пахотных земель Челябинской области. Поэтому для полевых севооборотов определять урожай основной продукции по влагообеспеченности растений необходимо с учетом весенней продуктивной влаги в метровом слое W, осадков за вегетационный период культуры Р и её водопотребления ЕВ:

 

УW = 1000*(W+P)\ EB*S*(100-BC) (1)

где УW – урожай основной продукции при стандартной влажности т\га;

EB – водопотребление культуры, м3\т;

S – сумма частей основной и побочной продукции;

BC – стандартная влажность основной продукции.

Таблица 6 – Расчёт возможного уровня урожайности культур севооборота по влагообеспеченности растений

Севооборот	Вид основной продукции	Продук. влага W, мм	Осадки Р, мм	Водопотребление ЕВ, м3\т	Сумма составных частей продукции S	Станд. важность осн. продукции ВС,%	Уw, т\га
Пар	зерно	100-125	160 - 210	-	-	-	-
Оз. пш.				450-500	3,0	14	2,39
Яр. пш.				400-465	2,6	14	2,90
ячмень	зерно			435-500	2,5	14	2,78
Ячмень	зерно			435-500	2,5	14	2,78

Однако лимитировать урожай может не только влага, но и обеспеченность почвы элементами питания. Подвижные фракции азота, фосфора и калия, валовое содержание гумуса и азота, являясь показателями плодородия почвы, достаточно надёжно диагностируют возможный уровень урожайности сельскохозяйственных культур, так как находятся с ним в тесной корреляционной зависимости. Общий коэффициент множественной регрессии позволяет по содержанию в почве гумуса, азота легкогидролизуемого и коэффициента его минерализации, подвижного фосфора и обменного калия определить возможный уровень урожайности яровой пшеницы на конкретном поле в севообороте:

 

УП = (+Г + NЛГ*КМN + Р + К)КУ, (2)

где УП – возможный урожай зерна урожая пшеницы, т\га;

Г – содержание гумуса в пахотном слое почвы, %;

NЛГ – содержание легкогидролизуемого азота, мг\кг;

КMN – коэффициент минерализации азотистых соединений;

Р – содержание подвижного фосфора по Чирикову, мг\кг;

К – содержание обменного калия, мг\кг;

КУ – коэффициент увлажнения.

Таблица 7 – Расчёт возможного уровня урожайности культур севооборота по показателям плодородия почвы

Севооборот	Вид основной продукции	Показатели плодородия						Урожай диагностической культуры, т\га		Содержание условных единиц	Урожай культуры (УП), т\га
		Г, %	NЛГ мг\кг	Р2О5 мг\кг	К2О мг\кг	КMN	КУ	Яровая пшеница	овёс
Пар	Зерно   Зерно	3,67	89	64	108		0,65
Оз. пш.						1,0		2,14	2,56	1,20	2,13
Яр. пш.						0,289		1,8	2,16	1,20	1,8
Ячмень						0,263		1,8	2,16	1,21	1,8
Ячмень						0,263		1,8	2,16	1,21	1,8

По плодородию почвы я получил урожай яровой пшеницы – 1,8; ячменя – 1,8; озимой пшеницы – 2,13 т/га.

Урожай сельскохозяйственных культур лимитирует в большинстве случаев недостаток элементов питания. Многолетние исследования и практический опыт показывают, что естественное плодородие черноземных почв обеспечивает получение 1,4 – 1,6 т/га зерновых единиц, тогда как ресурсы влаги в лесостепной зоне позволяют получить 2,6 – 3,0 т/га и более. Поэтому, улучшая режим питания растений путем применения удобрений, можем получить прибавку урожайности 1,2 – 2,0 т/га зерновых единиц. Однако предельный норматив отдачи удобрений за счет их действия в год внесения значительно меньше. Реальная планируемая урожайность (Уп) не должна превышать суммы урожайности исходной (Уо), которая обеспечивается плодородием почвы, и нормативом прибавки урожая (ΔУ) возделываемой сельскохозяйственной культуры.

У не может быть больше, чем Уw:

1) если Уw больше Уп, то Уо = Уп;

2) если Уw меньше Уп, то Уо ==Уw;

У = ΔУ + Уо ≤ Уw;

Таблица 8 – Планирование урожайности культур севооборота, т\га

севооборот	Вид основной продукции	Уровень урожайности		Базовая урожайность (УО)	Планируемая прибавка от действия минер. удобрений (∆У)	Планируемая урожайность (У)
		По влагообеспеченности растений (УW)	По плодородию почвы (УП)
Пар	Зерно
Оз. пш.		2,23	2,13	2,13	0,50	2,53
Яр. пш.		2,906	1,8	1,8	0,30	2,10
Ячмень		2,78	1,8	1,8	0,85	2,65
Ячмень		2,78	1,8	1,8	0,85	2,65

  2.2 Баланс органического вещества в севообороте и определение потребности в органических удобрениях

Одна из важнейших целей системы удобрения – это сохранение и повышение плодородия почв на каждом поле севооборота, создание условий для высокой урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности севооборота в целом. Условием этого является бездефицитный баланс гумуса, который достигается путем применения органических удобрений (навоза, компостов, сомы, сидератов и др.), сочетание в севообороте многолетних трав и однолетних культур.

Определение потребности в органических удобрениях проводится балансовым методом на основе расчёта количества органических остатков, поступающих в почву при выращивании и уборке культур севооборота, их гумификации и потерь гумуса в пахотном горизонте. Баланс гумуса определяется для поля за ротацию севооборота.

Таблица 9 – Расчёт потребности в органических удобрениях на основе баланса гумуса в пахотном слом почвы за ротацию севооборота

Культуры	Урожайность основной продукции У, т\га	Расход гумуса				Пополнение гумуса за счёт растительных остатков			Баланс гумуса БГ, т\га
		Содержание гумуса в почве СГ, %	Запас гумуса в пахотном слое МГ, т\га	Коэффициент минерализации КМГ	Потери гумуса ПГ, т\га	Количество растительных остатков, УРО, т\га	Коэффициент гумификации КГ	Пополнение гумуса РГ, т\га
Пар		3,67	135,6	0,033	4,47		0,15	0	-4,47
Оз. пш.	2,53			0,012	1,6	6,57		0,98	-0,62
Яр. пш.	2,10			0,012	1,6	2,94		0,44	-1,16
Ячмень	2,65			0,012	1,6	2,91		0,43	-1,17
Ячмень	2,65			0,012	1,6	2,91		0,43	-1,17
									-8,59

Таким образом, баланс гумуса, как в целом по севообороту, так и по отдельным полям данного севооборота, отрицательный. Это указывает на то что растения потребляют большое количество питательных элементов и снижают плодородие почвы. Поэтому необходимо дополнительное внесение органических удобрений (солома, торф, сидераты) в больших количествах.