19. ОРГАНІЧНІ ДОБРИВА : Землеробство з основами грунтознавства і агрохімії : B-ko.com : Книги для студентів

19. ОРГАНІЧНІ ДОБРИВА

Органічні добрива (гній, торф,сапропель, компости, сеча, гноїв-ка, пташиний послід, сидеральні культури) сприяють підвищеннюврожаю та якості сільськогосподарських культур, родючості ґрунтів.

19.1. Гній

Основним органічним добривом є гній. Д. М. Прянишниковвважав, що гній є важливим джерелом азоту, фосфору і калію якза абсолютною їх кількістю в ньому, так і за вартістю, рівномір-ністю розподілу по території сільськогосподарського використан-ня. Із збільшенням застосування мінеральних добрив роль гноюу підвищенні родючості ґрунтів, особливо легкого гранулометрич-ного складу, значно зросте. Практика застосування добрив довеладоцільність сумісного застосування органічних і мінеральних доб-рив. Це пояснюється тим, що застосування самих лише мінераль-них добрив, особливо кислих і фізіологічно кислих у великих нор-мах, зумовлює погіршення властивостей ґрунтів, призводить дозниження врожайності та якості сільськогосподарської продукції.

Внесення органічних добрив та вапна було і є найбільш дію-чим заходом з усіх відомих для збереження і підвищення родю-чості ґрунтів. Систематичне застосування органічних добривпідвищує вміст поживних речовин, увібраних основ, поглинальнуздатність та буферність, вологоємкість, пористість і водопроник-ність ґрунту, збагачує його на мікрофлору, посилює біологічнуактивність. Застосування гною зменшує кислотність ґрунту, поліп-шує його фітосанітарний стан та підвищує біологічну активність.

Органічні речовини гною сприяють поліпшенню фізичнихвластивостей і структури ґрунту. Ґрунти глинистого грануломет-ричного складу при внесенні гною стають пухкішими, краще про-пускають воду і повітря та краще обробляються механізмами.Піщані ґрунти стають більш зв'язними, вологоємкість їх підви-щується.

Застосування гною в зернобуряковій сівозміні Миронівськоїдослідної станції збільшувало водостійкість агрегатів чорноземнихґрунтів — з 17,6 до 31%, капілярну вологоємкість — з 37,9 до40,2%, водопроникність — із 100 до 130%.

При розкладанні органічних речовин гною виділяється теп-лота, що позитивно позначається на інтенсивності біологічнихпроцесів. При цьому життєдіяльність мікроорганізмів та фер-ментів посилюється, в результаті вивільняється значна кількістьвуглекислого газу, мінеральних елементів живлення рослин імікроорганізмів. Отже, гній діє на ґрунт всебічно. Внесення орга-нічних добрив приводить до нагромадження в ґрунті органічноїречовини, гумусу, гумінових і фульвокислот.

Внесення органічних добрив — це найкращий спосіб збага-чення ґрунту на органічну речовину, яка здатна перетворюватисьна гумус, що значно підвищує родючість ґрунтів. Тому гній требарозглядати як джерело не тільки перегною, а й макро- та мікро-елементів, біологічно активних речовин.

Щорічне застосування 35 т/га гною, азоту N94 у складі міне-ральних добрив під озиму пшеницю, яку вирощували беззмінно(100 років) на важкосуглинистих ґрунтах Ротам стедської дослід-ної станції (Англія), зумовило збільшення вмісту гумусу при зас-тосуванні гною до 4,48%, мінеральних добрив — до 2,07% по-рівняно з 1,88% без застосування добрив. Урожайність озимоїпшениці при цьому відповідно становила 27,7, 24,1 і 13,3 ц/га.

При вирощуванні культур без добрив живлення їх азотомвідбувається за рахунок мінералізації гумусу, втрати якого дося-гають 0,9-1,5 т/га. Систематичне сумісне застосування органічнихі мінеральних добрив у сівозмінах сприяє нагромадженню гумусув ґрунті. Так, внесення гною та одинарної норми мінеральнихдобрив зумовило збільшення вмісту гумусу до 4,53% в лучно-чорноземних ґрунтах, а збільшення норми мінеральних добриву 1,5 рази з такою самою кількістю гною зумовило збільшеннявмісту гумусу до 5,31% порівняно з 4,29% без добрив. Із 1 тгною утворюється 35-50 кг гумусу. При цьому у ґрунті синтезу-ються гумінові і фульвокислоти, які мають підвищену обміннуздатність.

Для підтримання бездефіцитного балансу гумусу багато вченихвважає, що необхідно вносити на орних землях, на дерново —підзолистих ґрунтах — 12-15 т/га органічних добрив, на чорно-земах — 9-13 т/га.

Значення гною, за висловом Д. І. Менделєєва, підтвердже-не віками, тому що він діє швидко й ефективно, поліпшує фізичнівластивості ґрунтів, придатний для застосування в усіх сівозмі-нах є повним добривом за хімічним складом. Поступове вивіль-нення поживних речовин з гною не призводить до підвищенняконцентрації ґрунтового розчину, яке може негативно позначи-тись на рості і розвитку рослин, особливо на ґрунтах з незнач-ним вмістом органічних речовин. Органічна частина ґрунту ад-сорбує мінеральні поживні речовини і таким чином регулює їхзасвоєння. Великий позитивний вплив органічних добрив вияв-ляється не тільки в їх прямій дії, а й у післядії.

Склад гною. Гній поділяється на підстилковий (твердий) ібезпідстилковий (рідкий). Гній — це суміш екскрементів і сечі,перемішаних з підстилкою, що містить у собі всі речовини, не-обхідні для живлення рослин. Поживні речовини в гної містять-ся в такому співвідношенні, яке необхідне для рослин.

Склад гною залежить від виду тварин та їх віку, кількості і якостікормів та підстилки, способу зберігання гною тощо (табл. 30).

Таблиця 30

Склад свіжого гною (за В. А. Васильєвим, Н. В. Філіповою)

 

Гній на солом'яній підстилці

Гній на підстилці

 

 

 

 

 

з торфу

Склад гною

великоїрогатоїхудоби

коней

овець

свиней

великоїрогатоїхудоби

коней

Вода

77,3

71,3

64,6

72,4

77,5

67,0

Органічна речовина

20,3

25,4

31,8

25,0

-

-

Азот

 

 

 

 

 

 

загальний

0,45

0,58

0,83

0,45

0,60

0,80

білковий

0,28

0,35

-

-

0,38

0,68

аміачний

0,14

0,19

-

0,22

0,18

-

Фосфор (Р2О5)

0,23

0,28

0,23

0,19

0,22

0,25

Калій (К2О)

0,50

0,63

0,67

0,60

0,48

0,53

Вапно (СаО)

0,40

0,21

0,33

0,18

0,45

0,44

Магній (MgO)

0,11

0,14

0,18

0,09

-

-

Сірка (SO4)

0,06

0,07

0,15

0,08

-

-

Хлор (СІ)

0,10

0,04

0,17

0,17

-

-

Кремній (SiO2)

0,85

1,77

1,47

1,08

-

-

Залізо й алюміній

0,05

0,11

0,24

0,67

-

-

Для практичних розрахунків приймають такий склад гною:0,5% N, 0,25% Р2О5 і 0,6% К2О. Із загальної кількості азоту (0,5%)на легкозасвоюваний (аміачний, амонійний, нітратний) припадає0,1-0,2%. Фосфор у гної міститься у вигляді засвоюваних спо-лук. Близько 30% фосфору перебуває у водорозчинній формі.Калій також перебуває у легкодоступній формі, крім того, 70-75%його — у водорозчинній формі.

Із 30 т/га гною у ґрунт вноситься 150 кг азоту, 80 кг Р2О5180 кг К2О, 500 кг СаСО3 і MgCO3, 80 г мангану, 100 бору, 60 міді,12 молібдену, 60 кобальту, 10-15 г йоду. Поживні речовини з гноювивільняються поступово протягом усього періоду вегетації рос-лин, забезпечуючи їх життєві потреби.

Підстилковий гній. Для підстилки використовують матеріали,для яких властиві велика вологоємкість і поглинання рідин та газів,що містять значну частину азоту, фосфору, калію, кальцію (табл. 31).

Таблиця 31

Поглинальна здатність підстилки і її склад, %(за В. А. Васильєвим, Н. В. Філіповою)

 

100 частин під-

Склад підстилки

Підстилка

стилки погли-нає частин води

Вода

N

Р1О5

К20

СаО

Солома

 

 

 

 

 

 

пшениці

170-300

14,0

0,57

0,20

0,90

0,28

жита

300

14,3

0,45

0,26

1,00

0,29

Торфнизинний

500-700

60,0

0,90

0,05

0,04

1,00

верховий

1000-1500

50,0

0,60

0,04

0,05

0,15

Тирса

400-445

30,0

0,04

0,02

0,04

-

Основними видами підстилки є солома й торф. Інші воло-гоємкі матеріали (тирса, стружка тощо) використовують рідко.

Вихід гною значною мірою залежить від виду тварин, їхньогостійлового періоду, застосування підстилки. Так, від 1 головивеликої рогатої худоби за 220-240 діб стійлового періоду нагро-маджується 9-10 т гною, за 200-180 діб — 6-8 т. За ці періодивихід гною від однієї свині становить відповідно 2,2 і 1,5 т.Збільшення використання соломи, торфу на підстилку дає змогупідвищити виробництво гною та продуктивність тварин (табл. 32).

Таблиця 32Вплив кількості підстилки на вихід гною(за І. П. Мамченко)

 

Вихід гною

Втрати гною за3 міс. збері-гання, %

Підстилка

на одну коровуза добу, кг

за 200 дібстійлового пе-ріоду, т

Солома житня

2

6,8

44

те саме

4

8,2

31

те саме

6

9,4

12

Торф

 

 

 

низинний

6

10,4

13

верховий

20

12,2

3

На підстилку використовують подрібнену солому, а такожторф з вологістю до 50% і ступенем розкладання не більш як 25%.

Зберігання, виробництво, застосування. Підстилковий (твер-дий) гній із ферм транспортують у гноєсховища або на місцемайбутнього внесення, де його зберігають у буртах. Для збері-гання гною і збільшення виробництва органічних добрив при ви-користанні соломи, торфу та відходів господарства повинні матигноєсховища наземні або заглиблені (котлованні).

Транспортування підстилкового гною безпосередньо з фер-ми до поля для буртування має деякі недоліки, наприклад нера-ціональне використання транспорту.

Зберігання гною у невкритих гноєсховищах, пухких буртахпризводить до значних втрат поживних речовин. Втрати орга-нічної речовини й азоту протягом 4 міс. відповідно досягають 40і 30-44%. Особливо великі втрати поживних речовин спостері-гаються з малих куп гною.

Для зберігання і виготовлення гною використовують два спо-соби: холодний (щільний) і гаряче-пресований (пухкий спосіб збе-рігання з наступним ущільненням). При щільному способі збе-рігання гній укладають щільно в гноєсховищах або буртах (до2,5-3 м висоти), вкривають зверху соломою, торфом або 5-10-сантиметровим шаром ґрунту. Доцільно в період зберігання гноюзволожувати його гноївкою, сечею та стоками тваринницьких ком-плексів. Для боротьби з бур'янами застосовують гербіциди. Загаряче-пресованого способу зберігання гній складають пошарово(пухко) з наступним ущільненням. Поверхню гноєсховища (бур-ту) вкривають соломою, торфом або шаром ґрунту. У дослідахпри холодному зберіганні гною протягом 4 міс. Утворилося 170 лгноївки, при гаряче-пресованому — 450 л. Отже, при зберіганнігною на дно гноєсховища (бурту) треба класти шар соломи аботорфу. Гарячий період зберігання гною (при 55-60°С) сприяє знеш-кодженню насіння бур'янів і збудників хвороб. Через 3-4 міс.зберігання у буртах втрачається 15-25% органічної речовини.У масі гною видно бурі рештки соломи, що легко руйнуються. Та-кий гній називається напівперепрілим. Після 6-8 міс. зберіганнявтрачається половина органічної речовини. Гній перетворюєть-ся на однорідну масу. Такий гній називається перепрілим.

Підстилковий гній використовують за двома технологіями: пря-моточною (ферма — поле) або перевалочною (ферма — бурт —поле).

Гній з буртів навантажують на гноєрозкидачі, за допомогоюяких його розподіляють по поверхні поля. Використання перева-лочної технології застосування гною призводить до значних втратпоживних речовин та забруднення навколишнього середовища.Гній потрібно заробляти у ґрунт одразу після розподілу його поповерхні.

Краще гній вносити під зяблеву оранку. Весняне внесеннягною менш ефективне. У районах надмірного зволоження гнійвносять навесні при переорюванні зябу. Заробляння гною дис-ковими боронами сприяє більш інтенсивній його мінералізації,значним втратам газоподібного азоту.

Норми внесення підстилкового гною залежать від ґрунтово-кліматичних умов, окультурення поля, сівозміни, біологічних особ-ливостей культури, насичення сівозміни добривами.

Оптимальними нормами гною (т/га) є: на Поліссі і в Лісосте-пу під просапні культури — 30-50, під озимі — 20-30, у Степу —відповідно 30-40 і 20-35, при зрошенні — до 60.

Під цукрові буряки, картоплю, кукурудзу, овочеві культуризастосовують більші норми гною, ніж під зернові. Найбільша оп-лата одиниці гною на Поліссі (табл. 33).

Найбільший приріст урожаю від внесення гною отримуютьпри застосуванні його під картоплю, овочеві культури, коренепло-ди, коноплі. Добре оплачується застосування гною зерновими

Таблиця 33

Оплата органічних добрив додатковим приростомурожаю сільськогосподарських культур(зернові одиниці, О. О. Бацула та ін.)

Зона

Пряма дія

З урахуванням після-дії у сівозміні

Полісся

0,69

1,23

Лісостеп

0,44

0,75

Степ

0,26

0,55

культурами та багаторічними травами. Післядія гною на ґрунтахпіщаного і супіщаного гранулометричного складу триває 3-4роки, суглинистого — 6-8 років і більше.

Безпідстилковий гній. При застосуванні на фермах гідроз-миву отримують безпідстилковий гній. Це суміш твердих і рідкихвиділень тварин, розбавлених водою. До його складу входятьзалишки кормів, невелика кількість підстилки. Надлишкове вико-ристання для гідрозмиву води приводить до утворення тварин-ницьких стоків.

Залежно від вмісту води безпідстилковий гній поділяють нанапіврідкий (вологи не менш як 92%), рідкий (вологи 92-97%) істоки (вологи понад 97%). У рідкому гної із вмістом 6-8% сухоїречовини 0,25-0,34% загального азоту, в тому числі 0,13-0,15%NH3, фосфору — 0,11-0,15%, калію — 0,27-0,35%.

У безпідстилковому гної від 50 до 70% азоту міститься у роз-чинній формі. Фосфор органічних сполук гною засвоюється рос-линами краще, ніж фосфор мінеральних добрив. Калій перебу-ває в розчинній формі. Наведені дані свідчать про те, що вмістзагального азоту, фосфору і калію у безпідстилковому гної удвічіменший, ніж у підстилковому.

Рідкий гній і стоки тваринницьких комплексів, крім азоту,фосфору і калію, містять значну кількість інших елементів жив-лення (табл. 34).

Застосування надлишку води для видалення гною з фермзбільшує затрати на його гомогенізацію, зберігання і внесення.На свинокомплексах, що вирощують 108000 голів свиней за рік,нагромаджується до 1 млн м3 тваринницьких стоків. Без під-стилковий гній видаляють з допомогою механічних засобів та

Таблиця 34

Вміст елементів живлення у рідкому гної свиней, мг/л

(УкрНДІГІМ)

Елемент живлення

Рідка фракція

Тверда фракція

Залізо

16,2

9,5

Манган

1,6

1,9

Нікель

0,05

0,01

Молібден

0,01

-

Цинк

-

0,19

Мідь

0,16

1,00

гідравлічних систем (самотічна безперервної дії, самотічна пе-ріодичної дії).

При механічній системі використовують бульдозери, підби-рачі, конвеєри. Гній зберігається у прифермських і польових гноє-сховищах. Прифермські сховища поділяють на карантинні таосновні. У карантинному гноєсховищі відбувається знезаражен-ня гною, яке триває 3-4 доби. Якщо за цей час знезараженнягною не відбулося, то проводять хімічне його знезараження.Основне гноєсховище вміщує 1-6-місячний вихід тваринницькихстоків. Прифермські гноєсховища бувають відкритого та закри-того типу, польові — відкритого. Із прифермських гноєсховищстоки транспортують у польові.

Стоки і рідкий гній доцільно поділяти на тверду і рідку фракції.Вологість твердої фракції гною — до 75%. Зберігають твердуфракцію гною пухко у буртах, як і підстилковий гній. Процеси ро-зігрівання відбуваються повільніше. Рідку фракцію гною (стоки)зберігають у польових сховищах.

Зберігання, виробництво, застосування. Втрати азоту та ор-ганічної речовини при безпідстилковому утриманні тварин, пра-вильному видаленні, зберіганні і використанні рідкого та на-піврідкого гною менші порівняно з втратами підстилкового гною.

Очищають і знезаражують рідкий гній трьома способами:1) природне біологічне очищення при тривалому витримуванністоків у відстійниках-накопичувачах з наступним очищенням таутилізацією на полях зрошення; 2) штучне біологічне очищення;3) виготовлення компостів.

При вирощуванні 108000 голів свиней за рік у процесі гідроз-миву безпідстилкового гною щодоби мають 5-5,5 тис. м3 стоків,які після механічного та біологічного очищення поділяють на твер-ду фракцію, стічну воду і надлишкове активний мул. Склад стоківскладний (табл. 35).

Таблиця 35

Хімічний склад відходів тваринницьких комплексів(І. І. Омельченко)

Інгредієнти

Рідкий гній, г/л

Гнойові стоки, мг/л(механічне очищення)

Стічні води,мг (біологіч-не очищен-ня)

великоїрогатоїхудоби

свиней

великоїрогатоїхудоби

свиней

рН

6,9-7,2

6,5-8,2

8,4-8,6

6,7-7,2

7,6-8,2

НСІ

0,4-4,4

0,28-4,2

600-2410

2257-3240

823-1891

СІ-

0,1-0,5

0,2-0,6

58-610

218-412

234-355

SO2-

0,1-0,4

0,09-0,4

45-115

73-360

68-321

Ca|+

0,3-0,6

0,2-0,5

56-420

60-240

73-200

Mg2+

0,07-0,4

0,06-0,2

37-214

84-124

66-108

Na+

0,3-0,6

0,15-0,6

71-510

100-440

184-375

К+

0,1-0,4

0,17-0,7

145-617

81-360

50-282

Р2О5

0,3-0,6

0,07-0,4

118-322

25-185

26-138

NO-

сл. - 0,08

сл. - 0,06

2,5-24,5

-

Сліди - 2,6

NH4

0,7-1,1

0,6-0,9

324-820

225-570

57-306

Азот загаль-ний

0,9-1,5

0,9-1,2

335-980

233-607

64-560

Сухий зали-шок

3,4-7,7

2,1-5,5

1680-4840

3021-5724

1479-2576

Мінеральнийзалишок

2,2-4,2

2,5-3,5

1215-4350

1662-3610

1316-2198

Надлишково активний мул вносять під кормові і технічні(300 м3/га) та під зернові культури (100-150 м3/га). Безпідстилко-вий гній вносять насамперед під просапні та кормові культури.

Тверду фракцію безпідстилкового гною вносять тими сами-ми машинами, що й підстилковий. Рідкі фракції вносять мобіль-ними машинами і поливною технікою (табл. 36).

Коефіцієнт використання прямої дії та післядії азоту без-підстилкового гною становить 30-50%, фосфору — 60-50% Р2О5,калію 60-70% К2О.

Таблиця 36

Норми внесення безпідстилкового гною, т/га(О. О. Бацула та ін.)

Культура

Рідкий гній

Рідка фракція гною

Зернові ярі

40-60

200-250

Озима пшениця

40-60

200-250

Картопля

60-80

300-400

Цукрові буряки

80-100

500-600

Однорічні трави

60-80

300-400

Пасовища

100-120

600-800

Неправильне зберігання та застосування безпідстилковогогною призводить до забруднення навколишнього середовища,підґрунтових вод і водойм. Безпідстилковий гній використовуютьдля основного і передпосівного удобрення, підживлення, удоб-рювальних поливів.

Норму внесення (м3/га) визначають з урахуванням мінімаль-ного вмісту азоту або фосфору чи калію за формулою

Н = А/ N • К • 10,де А — винос азоту культурою, кг/га;

N — вміст азоту в стоках, %;

К — коефіцієнт використання елемента живлення (для N == 0,6... 0,7; Р2О5 = 0,6; К2О = 0,6).

Для перерахунку різних видів органічних добрив на умовніодиниці використовують коефіцієнти: для підстилкового гною,твердої фракції безпідстилкового гною, компостів на основі гною,осаду стічних вод з вологістю до 76% — 1,0; для безпідстилко-вого напіврідкого гною з вологістю до 76-92% — 0,5; для без-підстилкового рідкого гною з вологістю 93-97% — 0,2; для стоківгною з вологістю 93-97% — 0,2; для стоків гною з вологістюпонад 97% — 0,1; для сухого пташиного посліду з вологість до20% — 7,0; для напіврідкого пташиного посліду з вологістю 76-92% — 1,4.