2.3 Обеспечение бездефицитного баланса гумуса в почвах.

Возрастающее значение органического вещества почвы обуславливает особую актуальность моделирования(прогнозирования) баланса гумуса в различных севооборотах.

Исходными положениями при прогнозировании гумусового баланса в севообороте являются научно обоснованные статьи прихода и расхода связанного углерода пахотных почв.

Расходная часть гумусового баланса состоит из минерализации органического вещества почвы под различными культурами в условиях принятой технологии производства продукции и выноса продуктов разложения из корнеобитаемого слоя растениями, а также за счет вертикального и поверхностного стоков.

Приходная часть гумусового баланса складывается из поступления органического вещества с корневыми и пожнивными остатками полевых культур, с навозом и другими органическими удобрениями, семенами и посадочным материалом; связывание некоторого количества диоксида углевода атмосферы сине-зелеными водорослями. Гумусовый баланс почвы- это разница между приходной частью и расходной.

Для регулирования баланса органического вещества почвы важно знать критический и оптимальный уровни содержания гумуса. Критический(минимальный) уровень содержания органического вещества такой, ниже которого происходит быстрая деградация почв, сопровождающаяся резким снижением ее производительности и эффективности приемов земледелия. При оптимальном уровне содержания гумуса обеспечивается высокая эффективность применяемых факторов интенсификации земледелия.

Необходимо поддерживать бездефицитный баланс гумуса, так как это влияет на физические и физико - механические свойства почв, приводит к снижение затрат на их обработку на 20-25%,а также сокращаются сроки проведения полевых работ, в районах с эрозией и дефляцией восполнение потери почвы, ее органической части.

Независимо от размера хозяйства и форм собственности баланс гумуса должен быть в крайнем случае бездефицитным, а на почвах с низким содержанием органического вещества- положительным.

Бездефицитный баланс гумуса и оптимальное его содержание в почвах могут быть достигнуты при сочетании следующих условий: рациональная структура посевной площади с включением многолетних трав, внесение органических удобрений, эффективное использование пожнивных остатков, известкование кислых и гипсование засоленных почв, применение минеральных удобрений, использование двустороннего регулирования водного режима мелиорируемых почв, предотвращение эрозии почвы, оптимизация обработки почв. Количественные параметры этих приемов зависят от конкретных почвенно-климатических и хозяйственных условий.

Таблица 5 – Баланс гумуса в севообороте

№ поля	Культура	Урожайность т/га	Минерализация гумуса, т/га	Коэффициент выхода пожнивно-корневых остатков (ПКО)	Выход КПО, т/га	Коэффициент гумификации	Выход гумуса из ПКО, т/га	Баланс гумуса, т/га (±)
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Люпин кормовой на силос	31,0	0,8	0,15	4,65	0,18	0,84	0,04
2	Озимая рожь на зерно	2,4	0,8	1,2	2,88	0,15	0,43	-0,37
3	Картофель	19,0	1,2	0,1	1,9	0,12	0,23	-0,97
4	Кукуруза	22,0	1,2	0,1	2,2	0,12	0,26	-0,94
5	Озимая рожь	2,0	0,8	1,2	2,4	0,15	0,36	-0,44
6	Пшеница	2,2	0,8	1,0	2,2	0,15	0,33	-0,47
7	Овес	1,6	0,8	1,0	1,6	0,15	0,24	-0,56
За севооборот				Х	17,83	Х	2,69	3,71

Потери гумуса при минерализации зависят от выращиваемых культур.

Выход пожнивно - корневых остатков определяется по формуле:

Впко, т/га = У*Кпко, где

У- урожайность культуры, т/га;

Кпко- коэффицент выхода пожнивно - корневых остатков от урожайности основной продукции.

Выход гумуса из пожнивно- корневых остатков вычисляется по формуле:

Вг, т/га = Впко*Кг, где

Кг- коэффициент гумификации.

Баланс гумуса рассчитывается по разности между выходом его из пожнивно-корневых остатков и потерями при минерализации.

При отрицательном балансе гумуса в севообороте можно теоретически рассчитать, какое количество органических удобрений, внесенных в течении ротации севооборота, позволит свести баланс гумуса к нулю.

Доза органических удобрений на севооборот рассчитывается с учетом следующих данных. В среднем подстилочный навоз содержит22% сухого вещества, коэффициент гумификации которого равен 20%.То есть выход гумуса из 1т навоза составляет в среднем 44 кг(0,044т). Поэтому для определения дозы органических удобрений используют формулу:

Б

Д оза ОУ, т/севооборот = ,где

0,44

Б- баланс гумуса в севообороте, т/севооборот;

0,044- количество гумуса, образующееся из 1т навоза, т.

Далее следует рассчитать рекомендуемую насыщенность 1га органическими удобрениями.

доза ОУ

Н асыщенность =

количество полей

Баланс за севооборот фактически представляет собой баланс для количества гектаров, соответствующего числу полей в севообороте, так как для расчетов с каждого поля берем по одному гектару. Поэтому насыщенность определяется путем деления дозы органических удобрений на число полей в севообороте.

Мероприятия по накоплению, хранению и применению органических удобрений.

Органические удобрения - это разной степени разложения органические вещества растительного, животного, растительно - животного и промышленно-бытового происхождения, также это и энергетический материал, источник пищи для почвенных микроорганизмов. Кроме того, органические удобрения - важнейший фактор практического регулирования многих показателей плодородия почв: содержания органического вещества, подвижных форм азота ,фосфора, калия, кальция, алюминия, железа, других микро- и макроэлементов, кислотности, ЕКО, степени насыщенности основаниями, биологической активности, водно-воздушного режима. Среди органических удобрений важнейшим является навоз.

Навоз- это смесь твердых и жидких выделений различных животных с постилкой(подстилочный) или без нее(безподстилочный).У лошадей, овец и крупного рогатого скота твердых выделений больше, а у свиней меньше, чем жидких. Твердые и жидкие выделения неравноценны по составу и удобрительной ценности: почти весь фосфор(более 90%) содержится в твердых, а от 50 до 75%азота и менее 80-90%калия- в жидких выделениях.

В зависимости от способов накопления и хранения до внесения навоза в почву процессы минирализации(разложения) органических веществ его и размеры потерь азота(и других элементов) значительно различаются. Существует три способа хранения азота: плотный(холодный), рыхло-плотный(горячепрессованный) и рыхлый(горячий).

Плотное (холодное) хранение.

Это укладка навоза в навозохранилище или в полевые штабеля послойно шириной 5-6м и высотой 1м ( длина зависит от размеров хранилища и качества навоза) с немедленным уплотнением. На уплотненный слой укладывают и сразу же уплотняют последующие до тех пор, пока высота всех уплотненных слоев не достигнет 2,5-3,0 м. Уплотненный штабель сверху слоем 8-15см накрывают торфом, резаной соломой или почвой, а сбоку, вплотную к первому, укладывают также и уплотняют второй и тоже накрывают, затем следующий и т.д., пока не заполнится все навозохранилище.

В уплотненном навозе температура зимой не поднимается выше 15-25^оС, летом - 30-35^оС, поэтому такой способ хранения называют холодным. Все поры навоза при этом максимально насыщены диоксидом углерода и водой, что замедляет микробиологическую деятельность, препятствует распаду карбоната аммония на аммиак, воду и СО₂, а свободный аммиак связывается угольной и органическими кислотами. Поэтому потери органического вещества и азота, а также количества стекающей навозной жижи при таком способе хранения минимальны. Полуперепревший навоз зимой образуется через 3-4 мес., перепревший – через 7-8 мес. после закладки штабеля.

Добавление фосфоритной муки при хранении навоза – это способ эффективного применения наиболее дешевого фосфорного удобрения на нейтральных и близких к ним почвах, где одна фосфоритная мука неэффективна.

Применение навоза начинают с распределения имеющихся ресурсов его в каждом хозяйстве по севооборотам и внесевооборотным участкам: полевые – с учетом специализации по наиболее ценным культурам и удаленности от животноводческих ферм, выгонов и площадок.

В пределах каждого агроциноза устанавливают дозы и место внесения навоза учетом ряда факторов: неодинаковой отзывчивости культур на это удобрение и длительности его действия, организационно-технических возможностей для качественного внесения и заделки удобрения в почву, максимально возможной экономической эффективности и экологической безопасности. В полевых севооборотах навоз традиционно применяют также под картофель и озимые зерновые. Наиболее качественное внесение и заделка навоза под любую культуру севооборота наблюдается в чистых и занятых парах и после раноубираемых предшественников. Дозы навоза зависят от количества и качества его, способов внесения, биологических особенностей возделываемых культур и возможных уровней продуктивности последних. Но при это они должны быть экономически выгодными и экологически безопасными. Минимальные дозы навоза на бедных (слабо окультуренных) почвах при допосевном (основном) внесении сплошным методом с немедленной заделкой на глубину обработки почвы в зонах достаточного (и избыточного) увлажнения 20 т/га.

С увеличением доз навоза возрастают прибавки урожаев не только первой, но и последующих на этом поле культур (последействие). Поэтому оценку действия любой дозы навоза следует учитывать за все годы достоверного воздействия его на все культуры севооборота. Во всех почвенно –климатических зонах с увеличением доз навоза последействие его проявляется более значительно, чем прямое действии. Следует помнить, что чем беднее почвы и выше планируемый урожай культур и продуктивность севооборота, тем эффективнее более высокие дозы органических удобрений.

Требования к степени разложения навоза в момент его внесения в почву зависят от почвенно-климатических условий и биологических особенностей удобряемых им культур. В засушливых районах чаще вносят перепревший навоз, в Нечерноземье- полуперепревший, а при осеннем внесении здесь эффективен и свежий навоз. Эффективность навоза под первой культурой очень сильно снижается с увеличением времени между внесением и заделкой его в почву, так как разбросанный и не заделанный в течении 10-20 ч навоз теряет содержащийся в нем аммиачный азот.

Глубина заделки навоза в почву при допосевном внесении колеблется от 15 до 30 см в зависимости от почвенно-климатических условий и степени его разложения. При мелкой заделке во влажной почве разложение навоза ускоряется, при глубокой- замедляется. На тяжелых по гранулометрическому составу почвах требуется относительно мелкая заделка навоза, на легких- более глубокая.

Длительность последействия в пределах каждой почвенно-климатической зоны зависит при прочих равных условиях от гранулометрического состава почвы. На тяжелосуглинистых и глинистых разностях суммарное действие навоза в севообороте 10-12,иногда 16 лет.

Наивысший эффект наблюдается обычно под всеми культурами и на всех почвах при сочетании навоза с минеральными удобрениями

Определение фактического выхода органических удобрений от имеющегося поголовья скота в хозяйстве. Количество голов скота рассчитывается по формуле:

Количество голов =П * S ,где

100

П- поголовье скота на 100 га сельскохозяйственных угодий;

S-площадь сельскохозяйственных угодий, га.

Таблица 6 – Накопление органических удобрений в хозяйстве, т

Вид скота	Количество голов	Примерная норма выхода навоза от 1 головы	Выход навоза	Выход навозной жижи
Лошади	43	7	301	45
КРС	912	9	8208	1231
Овцы	1083	0,8	886	130
Всего органических удобрений			9375	1406

Нормы выхода навоза от одной головы за стойловый период берем в учебных пособиях, справочниках по удобрения. Выход навозной жижи составляет 15% от выхода навоза.

С учетом рекомендуемой насыщенности 1 га рассчитывают потребность в органических удобрениях и их баланс. При отрицательном балансе гумуса в севообороте следует взять ранее рассчитанную рекомендуемую насыщенность, при положительном – среднерекомендуемую: для полевых севооборотов - 3-6 т/га. В данной курсовой работе положительная насыщенность органическими удобрениями, поэтому мы берем среднерекомендуемую насыщенность 3 т/га.

Таблица 7 – Баланс органических удобрений

Севооборот	Площадь севооборота, га	Рекомендуемая насыщенность органическими удобрениями, т/га	Требуется органических удобрений согласно насыщенности, т	Наличие органических удобрений в хозяйстве, т	Недостающее количество органических удобрений, т
Полевой	1800	3	5400	x	x
Кормовой	360	8,0	5040
мой	560	15	8400
итого			18840	10781	8051

Если наличие органических удобрений не соответствует рекомендуемой насыщенности, то недостаток следует компенсировать применением торфа. Так как применять торф в чистом виде нецелесообразно, необходимо предварительно компостировать его с имеющимися органическими удобрениями. Общее количество торфа, используемое для компостирования, должно соответствовать недостающему количеству органических удобрений.

Таблица 8 – Приготовление компостов

Вид компоста	Соотношение компостируемых материалов	Компостируемый материал				Всего
		навоз	торф	навозная жижа	РФ
Торфо-жижевый	1:5		7030	1406	126	8562
Торфо-навозный	1:2	514	1029	-	23	1566
Всего компостов						10128

Компостирование- биотермический процесс минерализации и гумификации обычно двух органических компонентов(иногда с добавками минеральных),уменьшающий потери питательных элементов одних(навоз, его жижа и стоки и т.д.) с одновременным ускорением разложения других(торф,солома,опилки) и переводом в доступные для растений формы питательных элементов их(фосфоритная мука).

Торфонавозные компосты готовят вблизи животноводческих помещений, в навозохранилищах или полевых штабелях. Отношение торфа к навозу в компосте зависит от качества компонентов и обеспеченности ими- зимой это обычно 1:1, а летом 3:1.Для компостирования пригодны любые торфы с влажностью до 60%.

Послойное компостирование возможно в любое время года; при этом торф слоем до 50 см разравнивают на подготовленных местах шириной 4-5м и длинной в зависимости от возможностей. Затем покрывают его слоем навоза, который вновь покрывают торфом ,затем вновь навозом и т.д. Слои торфа и навоза чередуют, пока высота штабеля не достигнет 2м.Толщина слоев зависит от принятого соотношения компонентов; завершают укладку слоем торфа.

Очаговое компостирование прдпочтительнее зимой, когда навоз по подготовленному(50-60см)слою торфа размещают непрерывным или прерывистым слоем 70-80 см и шириной на 0,1-1,5м меньше нижележащего торфа. Зимой штабель очагового компоста закладывают за 1-2 дня, обычно во время оттепелей, тогда температура внутри него не опускается ниже 25-30^оС.

При послойном и очаговом компостировании для улучшения качества торфа с навозом к массе компонентов добавляют 1,5-3,0%(15-30 кг/т) фосфоритной муки, при этом получают торфонавозно - фосфоритные компосты, которые по эффективности при содержании навоза 30-50% не уступают хорошему навозу. Фосфоритной мукой пересыпают каждый слой навоза и торфа.

Иногда при компостировании навоза с торфом вместе с фосфоритной мукой на 1 т торфа добавляют 5-6кг калийных удобрений и в зависимости от кислотности нужную дозу известковых удобрений, причем фосфоритную муку в этом случае добавляют к навозу, а калийные и известковые удобрения- к торфу.

Торфожижевые компосты готовят с любым торфом, кроме известкового, зимой в навозохранилищах или рядом с животноводческими помещениями, а летом в полевых штабелях или на осушенных торфяниках. На каждую тонну проветренного торфа в зависимости от влажности берут 1-3т жижи и1,5-2,0% от массы компоста фосфоритной муки. Торф укладывают в два смежных вала с корытообразным углублением между ними, в которое сливают навозную жижу. После поглощения жижи торфом массу сгребают бульдозером в штабеля, которые покрывают торфом, а при достижении температуры 60^оС уплотняют. В зависимости от свойств компонентов компоста и времени года массу выдерживают в течении 1-4 мес., затем применяют в качестве основного удобрения под различные культуры в таких же дозах, как подстилочный навоз. Торфожиже - фосфоритные компосты по эффективности не уступают хорошо приготовленному навозу.

Вносят торфонавозные и торфожижевые компосты в тех же дозах, что и навоз, машиной РОУ-6.