Экологическое земледелие с основами агрохимии. Учебное пособие

Доказано что наиболее эффективно вносить микроудобрения в форме

комплексонов/хелатов. Перевод микроэлемента в доступную для растений биологически активную форму (комплексонат металлов) осуществляется с помощью специальных кислот – комплексообразователей. Наиболее перспективными с биологической точки зрения для создания комплексонов микроудобрений являются:

•этилендиамин-тетрауксусная кислота (ЭДТА);

•диэтилентриаминпентауксусная кислота (ДТПА);

•дигидроксибутилендиаминтетрауксусная кислота (ДБТА);

•этилен-диаминдиянтарная кислота (ЭДДЯ);

•оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ);

•нитрилотриметиленфосфоновая кислота (НТФ).

2.3 Органические удобрения

Органические удобрения – удобрения, состоящие из свежих или переработанных микроорганизмами органических остатков растений или животных.

Простыми словами – это элементы питания растительного или животного происхождения. В первую очередь такие удобрения улучшают качественные свойства почвы: гумусный состав, влагоемкость, снижение кислотности, повышение буферности, обогащение микрофлорой, и самое главное, активизирует и повышает содержание питательных элементов, необходимых для растений. Около 75 %

органических удобрений от внесенного количества минерализуется и участвует в питании растений, а 25 % гумифицируется и восполняет потери гумуса при возделывании сельскохозяйственных культур.

Наиболее распространёнными в использовании считаются: навоз, птичий помет, сапропель, торф, зеленые удобрения, компосты. Как правило, их не

41

транспортируют на далекие расстояния, а производят и используют местное, отсюда и их название «местные».

Значение органических удобрений для растений велико:

1.Содержат практически все необходимые для растений элементы питания.

2.Эффективность применения органических удобрений в активизации элементов питания почвы.

3.Источник углекислоты, насыщающей почвенные растворы. В большом ее количестве растения нуждаются в период интенсивного роста.

4.Источник питания для почвенных микроорганизмов.

5.Содержание в составе кальция и магния, что значительно снижает кислотность почвенного раствора и улучшают ее буферные свойства.

6.Увеличение содержания гумуса в почве [35 - 37].

2.3.1 Навоз

Представляет собой органическое удобрение, состоящее из экскрементов животных с подстилкой (подстилочный навоз) или без нее (безподстилочный навоз).

Наиболее ценное органическое удобрение, так как содержит практически все наиболее необходимые элементы питания.

Химический состав различных видов навоза:

- навоз крупно-рогатого скота: органическое вещество – 20,5 %, вода – 71 %,

минеральные вещества – общий азот 0,5 %, фосфор – 0,25 %, калий – 0,6 %, кальций

–0,4 %;

-навоз свиной: органическое вещество – 24 %, вода – 66 %, минеральные вещества – общий азот 0,6 %, фосфор – 0,4 %, калий – 0,6 %, кальций – 0,05 %;

-навоз конский: органическое вещество – 24%, вода – 70%, минеральные вещества – общий азот 0,6 %, фосфор – 0,3 %, калий – 0,5 %, кальций – 0,3 %;

42

-навоз овечий: органическое вещество – 30%, вода – 57%, минеральные вещества – общий азот 0,9 %, фосфор – 0,4 %, калий – 0,8 %, кальций – 0,3 %;

-птичий помет: органическое вещество – 24 %, вода – 70 %, минеральные вещества – общий азот 1,5 %, фосфор – 1,0 %, калий – 0,8 %, кальций – 1,2 %.

На величину коэффициента использованного азота из навоза влияет степень его разложения. В среднем из слаборазложившегося навоза растения усваивают 7,8 %,

полуперепревшего – 23,4, перепревшего – 17,5, а из перегноя – 4,8 % азота от общего его количества; из овечьего навоза – 30 %, конского – 20, коровьего – около 18,

свиного – около 10 %. Использование фосфора из навоза в первый год составляет 35

– 45 %, это выше по сравнению с минеральными удобрениями (15 – 35 %).

Коэффициент использования калия первой культурой из навоза и минеральных удобрений приблизительно одинаковый и составляет 50 – 70 % [28].

Внесение такого удобрение оказывает положительных эффект не только в первый год его внесения, но и в последующие несколько лет, что представлено в таблице (таблица 3).

Таблица 3 – Коэффициенты использования элементов питания растениями из органических минеральных удобрений

43

Как уже было сказано выше в зависимости от наличия или отсутствия подстилки различают подстилочный и бесподстилочный навоз. Подстилочный навоз отличается наличием в составе помимо экскрементов остатков корма и подстилки. В

качестве подстилки используется солома, торф опилки, листья и т.д. Наиболее ценный навоз получается при использовании подстилки из торфа верховых болот и соломенной резки.

Подстилка в таком виде навоза выполняет поглощающую роль (жидкие составляющие экскрементов, аммиак), а также сохраняет азот и калий [2, 3, 35 - 37].

Бесподстилочный навоз – это смесь твердых и жидких выделений животных с технологической водой и остатками корма. Классифицируют его по проценту влажности:

-полужидкий – 82 – 92 %;

-жидкий – 92 – 96 %;

-навозные стоки – более 97 %.

Минерализация органического вещества бесподстилочного навоза происходит без доступа освобождённого кислорода, поэтому продуктами его разложения являются метан, сероводород, аммиак, меркаптан и другие вещества, что обуславливает неприятный запах.

В зависимости от степени разложения выделяют: свежий, полуперепревший,

перепревший навозы и перегной. Наибольшее содержание азота имеется в первых двух видах навоза, поэтому допускать перегнивания не советуют, так как происходят большие потери молекул азота.

Способы хранения навоза также разнообразны и подразделяются на: плотное,

рыхлое и рыхло-плотное хранение. Наилучшим считается плотное хранение, так как отсутствует доступ воздуха и сохраняется довольно постоянная температура в пределах от 20 до 30 °С. Анаэробные условия провоцируют гибель микроорганизмов

– возбудителей заболеваний кишечного тракта животных и потерю способности прорастать семян сорных растений. При таком способе хранения потери азота минимальны. Полуперепревший навоз образуется в течении 3 – 4 мес.

44

При рыхло-плотном навоз в готовом виде получаются в течение 1,5 – 2 мес. При рыхлом способе потери питательных веществ максимальны, что приводит к необходимости добавлять фосфоритную муку или порошковидный суперфосфат [39].

2.3.2 Птичий помёт

Птичий помет – удобрение, состоящее из экскрементов птицы в комплексе с кормовыми остатками. Имеет серо-зеленую окраску, структура комковатая и пористая.

Как и навоз, помет может быть бесподстилочным и подстилочным.

Бесподстилочный получают при содержании птицы в клетках, подстилочный – при наземном содержании. Наибольшую влажность имеет подстилочный помет, который используют как и обычный навоз. В качестве подстилки подходят наиболее влагоемкие материалы: солома, торф, опилки. У птиц меняют подстилку раз в два-

три месяца, у молодой птицы – раз в 4 – 5 месяцев. В среднем, в зависимости от видовой принадлежности животного, за год может накапливаться от 6 до 8 кг помета от одной особи птицы. Подстилочный помет по действию на растения практически приравнивается к минеральному удобрению. Бесподстилочный птичий навоз содержит больше азота и более влажный. Используется этот вид для приготовления компостов в сочетании с соломой или торфом.

Является наиболее концентрированным органическим удобрением,

содержащим больше сухого и питательного вещества в сравнении с навозом.

Химический состав птичьего помета, в зависимости от вида птицы и используемого корма, имеет различия. Так, например, наиболее богатым питательными элементами является помет куриный: органика – 350 кг/т, азот общий

– 16 %, фосфор – 15 %, калий – 8 %, кальций – 24 %, магний – 7 %, сера – 4 %.

При термической обработке (свыше 60°С) возможно улучшение физико-

химических свойств помета. Однако при этом происходят потери практически всего

45

аммиака, именно поэтому рекомендуют подвергать сушке свежий птичий навоз, в

таком случае потери составляют не более 10 %.

В данном удобрении отмечено минимальное содержание такого элемента как калий, для этого его восполняют калийными удобрениями.

Применяют как основное удобрение, а также в качестве подкормки (картофель,

кукуруза и др.) [23, 24, 35 - 37].

2.3.3 Торф

Торф – удобрение органического происхождения, представляющее собой отложения не полностью разложившихся остатков болотных растений, в связи с пониженным доступом кислорода и высоким уровнем влажности.

Классифицируют торф в зависимости от места и условий его образования на 3

группы:

- низинный – образуется в низинных участках ландшафта и в поймах рек.

Состав: осоково-травянистая и древесная растительность (требовательная к питанию)

в сочетании с зеленым мхом. Питание – грунтовые воды. Мощность обменного поглощения 147 – 230 мг-экв. Является нормальнозольным (от 8 до 12 %) или высокозольным видом торфа (свыше 12 % золы). Содержание серы – 1,5 %, магния –

0,2 – 0,4 %, фосфора – до 0,3 %, калия – от 0,03до 0,1 %. Менее богат органикой, чем верховой, но с большей степенью его разложения;

- верховой – образуется на возвышенных участках. Состав: сфагновые мхи в сочетании с растениями не притязательными к минеральным питательным веществам

(древесные и хвойные виды) и лишайниками. Питание – атмосферные осадки.

Мощность обменного поглощения – 125 – 152 мг-кв. Относится к сильнокислым и нормальнозольным видам торфа, с содержание золы до 5 %. Содержание серы около

0,5 %;

46

- переходный (промежуточный) – занимает промежуточное положение между верховым и низинным торфом. Состав: преобладание осоково-сфагновых и камышово-гипновых растений. Питание – воды поверхностного стока и суходолов.

Емкость поглощения имеет значения близкие к таковым у верхового торфа. Как и верховой относится к группе нормальнозольных, однако содержание зола чуть выше и составляет 5 – 10 %.

Еще одно видовое деление торфяного удобрения – по ботаническому составу.

Здесь идет подразделение по проценту видов, преобладающим в его составе (осока,

камыш, остатки сфагновых мхов и др.). Данный критерий определяет его агрономическую характеристику и возможную пригодность для целей сельского хозяйства.

По степени разложения выделяют:

- слаборазложившийся – в составе от 5 до 25 % гумифицированных веществ;

-среднеразложившийся – содержит от 26 до 40 % гумифицированных веществ;

-сильноразложившийся – более 41 % гумифицированных веществ.

Применение: слаборазложившийся торф – на подстилку для скота (хорошо поглощает воду, степень разложения до 20 – 25 %, зольность около 11 – 15 %,

влажность не более 50 %), среднеразложившийся возможно использовать при компостировании, торф сильного разложения – для изготовления питательных смесей. Низинный и переходный торф используется для изготовления торфяных горшков (при нейтральной либо слабокислой реакции, зольностью до 15 % и

степенью разложения равной 35 – 40 %). Используют все виды торфа для мульчирования грядок с посадками растений.

Торфяное удобрение содержит большое количество питательных элементов,

однако большая часть находится в недоступной форме и требует минерализации под биологическим воздействием (например при компостировании) [23, 24, 35 – 37]

Химический состав торфа (нормальнозольный при 60 % влажности):

1. Торф верховой: рН вводной вытяжки – 3,0 – 4,5, рН солевой вытяжки – 2,5 –

3,3; органическое вещество – 94 – 97 %; зола – 5 %; N – 0,8 – 1,5 %; К2О – 0,1%; СаО

– 0,3 %.

47

2. Торф переходный: рН вводной вытяжки – 5,0, рН солевой вытяжки – 3,5 –

4,2; органическое вещество – 90–94 %; зола – 7-10 %; N – 2,0-2,5 %; К2О – 0,1-0,12 %;

СаО – 0,5 – 1,9 %.

3.Торф низинный: рН вводной вытяжки – 5,5 –7,0, рН солевой вытяжки – 4,7

–5,7; органическое вещество – 90 %; зола – 10 – 12 %; N – 2,5 – 3,4 %; К2О – 0,12–0,2

%; СаО – 3,0 – 6,0 %.

Количество азота, доступного для питания растений не превышает 0,02 – 0,10

% (аммонийный и нитратный). Все остальное его количество также доступно только после минерализации. Нейтральная реакция торфа обеспечивается большим содержанием кальция, кислая – железом и алюминием. Кислый торф малопригоден для использования в качестве удобрения, как и торф с высокой зольностью (много глины и песка в составе).

2.3.4 Солома

Солома – удобрение, состоящее из листьев и стеблей сельскохозяйственных зерновых культур. Это побочная продукция после обмолота урожая. Представляют собой источник органического вещества, которое способно улучшить содержание гумуса в почве.

В зависимости от культуры, возраста растения и почвенно-климатических особенностей меняется и химический состав соломы. Основные составные органические элементы данного удобрения – это целлюлоза, гемецеллюлоза и лигнин. Эти соединения довольно стабильны и возможно их полное использование растениями только после предварительной минерализации микроорганизмами.

Помимо этих элементов солома содержит сахара, белок, воск, золу.

Состав органических соединений в соломе разных видов культур растений (от сухого вещества):

48

1. Ячмень: гемицеллюлоза – 30 %, целлюлоза – 45 %, лигнин – 8 %, протеин сырой – 3,5 %, декстрины – 1,5 %, зола – 5,5 %; N – 0,5 %; К2О – 1,6 %; Р2О – 0,3 %,

С:N – 165;

2. Овес: гемицеллюлоза – 15 %, целлюлоза – 40 %, лигнин – 11,1 %, протеин сырой – 4,5 %, декстрины – 2,1 %, зола – 5,0 %; N – 0,74 %; К2О – 1,9 %; Р2О – 0,4 %,

С:N – 109;

3.Рис: гемицеллюлоза – 25 %, целлюлоза – 35 %, лигнин – 7 %, протеин сырой

–3,0 %, декстрины – 0,7 %, зола – 5,5 %;

4.Пшеница: гемицеллюлоза – 35 %, целлюлоза – 40 %, лигнин – 10,5 %, протеин сырой – 3,0 %, декстрины – 0,8 %, зола – 3,5 %; N – 0,7 %; К2О – 0,9 %; Р2О – 0,12 %,

С:N – 70.

Зависит от основной культуры и длина соломы, которая может варьировать в пределах от 30 до 190 см. Отличается солома и по жесткости. Наиболее мягкой является солома ячменя и овса, которая вполне пригодна и на корм скоту.

При разложении соломы образуются такие продукты как: СО2, Н2О, N

(аммонийный), Р (соли ортофосфорной кислоты), К (обменный). Разложение во многом зависит от типа почвы, в которой вносится солома как удобрение, так как от почвы зависит состав микрооорганизмов, населяющих ее. Более быстрое разложение характерно для черноземов и бурых лесных почв; медленнее разлагается солома в подзолистой почве [39].

При внесении соломы в первый год возможна обратная реакция воздействия на растения – снижения урожайности. Связано это с тем, что целлюлозоразлагающие бактерии, которые являются основными перерабатывающими солому организмами,

потребляют большое количество азота, и он в меньшей степени поглощается растением. При этом, чем больше соотношение углерода к азоту в соломе, тем больше азота поглощается бактериями. Именно поэтому в комплексе с соломой эффективно внесение азота в виде минеральных или иным органических удобрений.

Велика роль соломы в гумусообразовании. Происходит это за счет содержания большого количества клетчатки в составе.

49

Используют солому непосредственно как само удобрения, как подстилка для получения подстилочного навоза, при компостировании, для мульчирования (борьба с эрозией почв и с сорняками). При использовании как удобрение солому предварительно измельчают и заделывают в почву на глубину от 8 до 10 см.

Наиболее эффективный и экономически выгодным является использование соломы на удобрения без ее отчуждения из агроценоза. Так используют соломы горчицы и рапса и других крестоцветных. Рекомендовано на удобрение использовать солому и некоторых зерновых культур, так как пшеница, рожь, тритикале и др. [35 - 37].

2.3.5 Сапропель

Сапропель – удобрения, представляющие собой донные отложения, состоящие из отмерших остатков животного и растительного происхождения в комплексе с минеральными компонентами. Зольность таких удобрений не больше 85 %.

Содержание органического вещества варьирует в пределах от 15 до 80 %. рН сапропеля по ГОСТу не менее 5. Богата сапропель как органическим веществом, таки биологически активными веществами, макро- (Ca, P, S др.) и микроэлементами.

Добывают сапропель специальными устройствами – землеснарядами.

Подвергают обязательному промораживанию и высушивания до 20 % влажности.

Агрохимический состав различных видов сапропели:

1.Сапропель органический: влажность – 9,5 %; рН – 3,5 – 8,5 %; N – 3,0 %; Р2О5

–0,2 %; СаО – 2,2 %; Al2O3 – 2,0 %; Fe2O3 – 0,2 %;

2.Органо-глинистый сапропель: влажность – 90 %; рН – 3,1 – 8,0 %; N – 2,1 %;

Р2О5 – 0,25 %; СаО – 2,5 %; Al2O3 – 3,5 %; Fe2O3 – 0,3 %;

3. Органо-известковый сапропель: влажность – 85 %; рН – 6,0 – 8,0 %; N – 2,0

%; Р2О5 – 0,45 %; СаО – 17,5 %; Al2O3 – 2,0 %; Fe2O3 – 0,5 %;

50