Органические удобрения из отходов животноводства

18.02.2013

Из всех видов органических удобрений первое место по значимости для сельского хозяйства занимают отходы животноводства, т.е. навоз. Его высокая эффективность доказана многовековой историей применения, а данные многочисленных исследований, выполненных за последние десятилетия, свидетельствуют о его разностороннем положительном влиянии на почву и ее плодородие. Прежде всего, навоз это полное удобрение, он содержит все питательные вещества, необходимые растениям (табл. 17).

Органические удобрения из отходов животноводства

При полном и рациональном использовании навоз возвращает почве большую часть элементов питания растений для их повторного и многократного использования. Из элементов питания, содержащихся в кормах, в составе навоза в почву возвращается 80-90 % азота, до 80 % фосфора, 95-99 % калия, 80-95 % кальция и около 50 % органического вещества. Поэтому чем богаче элементами питания корм животных, тем больше питательных веществ содержит навоз.
Наряду с обогащением почвы элементами питания внесение навоза улучшает сложение почв: легкие песчаные почвы под влиянием навоза становятся более связными, а тяжелые, глинистые - более рыхлыми, Внесение навоза повышает способность почвы удерживать влагу и увеличивает прогреваемость почвы, поскольку потемнение ее окраски за счет перегноя способствует поглощению тепла. С навозом в почву вносится большое количество живых микробных клеток, которые не только разлагают органическое вещество самого навоза, но и усиливают микробиологическую жизнь почвы. Кроме разнообразных микроорганизмов, навоз и его компосты содержат биологически активные вещества, необходимые для роста и развития растений. Систематическое применение навоза создает благоприятные условия для эффективного использования минеральных удобрений не только на слабогумусированных, кислых дерново-подзолистых почвах, но и на черноземах (табл. 18).

Углубление специализации животноводства и его концентрация привели к коренным изменениям в технологии содержания животных, что в свою очередь вызвало изменения в качестве навоза. На смену традиционному подстилочному навозу пришел бесподстилочный, существенно отличающийся по физико-химическим и удобрительным свойствам. Доля подстилочного навоза на современном этапе развития животноводства резко сократилась, его получают в основном при выращивании молодняка крупного рогатого скота. В 1981 г. подстилочный навоз составил 14,9 %, а в 1982 г. - 17,5 % от общего количества органических удобрений, вывезенных на поля.
Ежегодный выход подстилочного навоза в стране в значительной степени ограничивается недостатком подстилочных материалов. В последние годы широко развивается переработка соломы и обогащение ее питательными веществами с последующим использованием в качестве корма для скота. В настоящее время на фуражные цели используется в 10 раз больше соломы, чем ее применяется в качестве подстилки; в 1979 г. на подстилку в животноводческих помещениях было использовано не более 8,9 млн.т. соломы, в 1980 г. - 7,1 млн. т. Из общего количества торфа, поставляемого сельскому хозяйству, на подстилку скоту также используется не более 8-10 %. В 1981 г. расход торфа на подстилку составил в целом по стране 7,9 млн. т, а в 1982 г. - 8,2 млн. т. Однако даже при наличии достаточного количества подстилочных материалов не все хозяйства используют их в необходимом количестве, поскольку работы, связанные с использованием подстилки и удалением подстилочного навоза из помещения, требуют высоких затрат ручного труда.
Химический состав подстилочного навоза может колебаться в широких пределах в зависимости от количества и состава кормов, качества и количества используемого подстилочного материала. В среднем он содержит около 0,5 % азота, до 0,2 % Р2О5 и до 0,6 % К2О, и эти показатели можно использовать при расчете необходимых норм внесения навоза. Преобладающая часть азота, содержащегося в навозе, присутствует в виде белковых соединений и до их разложения недоступна растениям. Доступность азота возрастает в течение вегетационного периода по мере разложения навоза в почве и слабая обеспеченность растений азотом в начале вегетации в дальнейшем сменяется более интенсивным азотным питанием. Аммиачный азот навоза легко подвижен и при неправильном хранении улетучивается. Фосфор, содержащийся в навозе, усваивается растениями значительно легче, чем азот; его усвоение уже в первый год действия достигает 55%. В легкоусвояемой форме находится большая часть калия. По данным ВИУА, в первый же год действия растения усваивают 67% калия из подстилочного навоза. Кроме основных элементов питания растений, подстилочный навоз содержит ряд микроэлементов, необходимых растениям, в том числе бор, марганец, кобальт, медь, цинк, молибден. По данным канадских ученых, в навозе в среднем содержится 20 мг/кг бора, 20,1 мг/кг марганца, 1,04 мг/кг кобальта, 15,6 мг/кг меди, 96,2 мг/кг цинка, 2,37 мг/кг молибдена.
Оценка навоза как удобрения только по приросту урожая первой культуры является далеко не полной, поскольку навоз - удобрение длительного действия. Накопленный агрохимией экспериментальный материал свидетельствует о том, что длительность действия подстилочного навоза на дерново-подзолистых почвах составляет 6-8 лет, а на черноземах - 11-18 лет, следовательно, его полная агрономическая оценка может быть дана только по суммарной прибавке урожая всех культур севооборота. Прибавка урожая от внесения навоза различна в разных севооборотах и возрастает по мере насыщения севооборота пропашными культурами. Подготовка навоза к использованию начинается с удаления его из животноводческого помещения. На мелких фермах оно осуществляется вручную, на более крупных - механизированным (скребковыми транспортерами) и полумеханизированным (с помощью подвесной дороги) способами. Затраты труда здесь достаточно высоки и составляют 4-6 человеко-часов на 1 голову крупного рогатого скота. Кроме того, скребковые транспортеры кругового действия, канатно-скребковые и штанговые транспортеры, обычно применяющиеся на фермах при подстилочном содержании скота, громоздки, ненадежны в работе и требуют применения подвижного транспорта, что приводит к потерям навоза и загрязнению территории.
На фермах используют следующие способы хранения навоза. Горячий способ хранения заключается в том, что навоз укладывают в штабеля слоями 50-70 см без уплотнения. По мере разогревания навоза добавляют следующий слой и т.д., пока штабель не достигнет высоты 2,5-3,0 м. Для уменьшения потерь органического вещества и азота штабель покрывают слоем почвы в 10-20 см. Температура в таком штабеле повышается до 60-65°С.
При холодном способе хранения навоза его помещают в навозохранилище или ежедневно вывозят в полевые штабеля и тут же уплотняют, а затем покрывают слоем почвы. При хранении навоза в уплотненном состоянии его температура не поднимается выше 30-40°С и обеспечивается максимальное сохранение азота и органического вещества. Особенно значительно снижаются потери азота у навоза, полученного с применением торфяной подстилки: с 25 % при горячем способе хранения, до 1 % при холодном.
В процессе хранения подстилочный навоз претерпевает существенные изменения: так, мочевина NH2CONH2 и гипуровая кислота C6H5CО-NH-СН2СООН содержащиеся в навозе, разлагаются, переходя в углекислый аммоний:

который при нагревании распадается на аммиак, диоксид углерода и воду:

Наряду с распадом азотсодержащих соединений при хранении навоза происходит метановое брожение, вызывающее распад клетчатки, крахмала, жирных кислот и углеводов. В аэробных условиях распад органических соединений происходит до углекислого газа и воды:

а в анаэробных условиях реакция протекает с образованием метана:

По степени разложения навоз подразделяют на три группы: свежий, полуперепревший и перепревший.
Свежий навоз отличается тем, что солома подстилки в нем почта не изменила цвета и прочности. Вносить его в почву не рекомендуется, поскольку при этом может произойти иммобилизация подвижных форм соединений азота микроорганизмами и растения в начале вегетации не получат достаточного количества азота. Кроме того, свежий навоз обычно содержит семена сорняков и вывозить его на поля в таком виде нецелесообразно, поскольку засоренность посевов является одним из факторов, снижающих урожаи. Иногда запас семян сорняков в пахотном слое почвы во много раз превышает количество семян культурных растений, высеваемых на той же площади, а при неправильной заготовке и применении подстилочного навоза количество семян сорных растений и их вредное воздействие могут возрастать. Повышению засоренности почвы способствует также неравномерное распределение подстилочного навоза по площади поля и внесение его в почву поздней весной.
Полуперепревший навоз, находившийся некоторое время в навозохранилище или буртах, теряет свой первоначальный цвет: солома в нем приобретает темно-коричневую окраску и становится хрупкой. Перепревший навоз в результате длительного хранения теряет до 50% веса и представляет собой однородную массу темно-коричневого цвета. Доводить навоз до этой стадии разложения не следует, так как он утрачивает часть первоначально содержавшихся органических веществ, в том числе - соединений азота. Наиболее целесообразно вносить подстилочный навоз в почву в полуперепревшем виде, когда он сохраняет свои основные питательные свойства. За время перепревания (2-3 месяца) значительная часть семян сорняков, находившихся в навозе, теряет всхожесть.
Снижению количества жизнеспособных семян сорняков способствует обработка штабелей (буртов) подстилочного навоза аммиаком, опрыскивание их гербицидами, а также систематическое уничтожение сорняков на площадках буртования и у скотных дворов.
Время и дозы внесения навоза под различные культуры определяются их биологическими особенностями, почвенно-климатическими условиями, а также экономическими соображениями. Под озимые культуры навоз рекомендуется вносить под основную вспашку или перепашку. Если в паровом поле производится углубление пахотного слоя, навоз вносят под перепашку, улучшая вывернутый горизонт. Под яровые культуры навоз следует также вносить осенью, под зяблевую вспашку, поскольку внесение его весной приводит к задержке посевной компании и, как следствие, к снижению урожая. Весеннее внесение навоза производится лишь при возделывании культур с поздними сроками посева (кукуруза и т.п.).
Немаловажное значение имеет выбор места внесения навоза в севообороте. В зернопаровых и зернопропашных севооборотах навоз, как правило, вносили под пар. С введением в севооборот многолетних трав основной удобряемой культурой стали предшествующие озимые, поскольку при такой структуре севооборота травы дают максимальный урожай.
Навоз следует вносить прежде всего под те культуры, которые лучше всего отзываются на него. К их числу относятся овощи, картофель, кормовые корнеплоды, сахарная свекла, озимые зерновые культуры, хлопчатник, конопля.
Обобщение данных, полученных в результате многолетней практической деятельности колхозов, совхозов и экспериментальных работ научно-исследовательских учреждений, позволяет рекомендовать средние дозы навоза для основных сельскохозяйственных культур: под овощи, картофель, кормовые корнеплоды, сахарную свеклу, коноплю и хлопчатник - от 25 до 40 т/га; под озимые культуры на дерново-подзолистых почвах - 20-25 т/га, а на черноземах и каштановых почвах - 10-15 т/га.
В практике сельского хозяйства навоз, как правило, вывозят на поля в зимнее время, поскольку его максимальное количество скапливается именно зимой, в стойловый период содержания скота, а автотранспорт и рабочая сила в это время загружены значительно меньше, чем летом.
Применение навоза целесообразно сочетать с внесением минеральных удобрений. В навозе элементы питания растений содержатся в определенном соотношении, причем это соотношение зависит от местных условий, особенностей почвы и связанного с ними состава кормовых культур. Если в почвах района наблюдается недостаток какого-либо элемента питания, кормовые культуры, а, следовательно, и навоз будут также обеднены этим элементом. Так в районах с черноземными почвами, бедными фосфором, навоз содержит малые количества соединений фосфора; при выпасе скота на пойменных лугах и торфяниках Нечерноземья, где почвы бедны калием, получаемой навоз сильно им обеднен.
Сочетание минеральных удобрений с навозом позволяет установить любое необходимое соотношение между элементами литания и изменять его по мере надобности на протяжении вегетации. На черноземах и каштановых почвах к навозу добавляют фосфорные удобрения, на дерново-подзолистых - азотные и калийные. На кислых почвах целесообразно внесение вместе с навозом известковых удобрений, которые существенно повышают эффективность навоза. Таким образом, органические и минеральные удобрения не исключают, а дополняют друг друга и, как правило, наибольший агрохимический и экономический эффект может быть достигнут при их совместном использовании.
Увеличение производства подстилочного навоза требует внедрения механизации при распределении и уборке подстилки. Механизация всех основных операций по получению подстилочного навоза может резко снизить трудоемкость и объем затрат на тонну производимого удобрения, что повысит целесообразность и масштабы его использования.