Органічні добрива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Органічні добрива. Гній. Гноївка

1.1 Органічні добрива. Загальні положення

Відтворення родючості ґрунтів, створення позитивного або бездефіцитного балансу поживних речовин для рослин і гумусу в ґрунті - найважливіші завдання в умовах інтенсивного землеробства. Ці завдання можна успішно вирішувати при систематичному науково обґрунтованому застосуванні органічних і мінеральних добрив у сівозміні. Тому значення органічних добрив у землеробстві ніколи не знизиться навіть при повному забезпеченні сільського господарства мінеральними добривами.

Домогтися розширеного відтворення родючості ґрунтів і систематичного зростання продуктивності землеробства можна при використанні органічних добрив: гною, гноївки, сечі, різних видів компостів, пташиного посліду, зеленого добрива, сапропелю, органічних відходів виробництва та комунальних стоків, соломи й ін. Світовий досвід землеробства показує, що чим вище культура землеробства, тим більше приділяється уваги нагромадженню, правильному зберіганню й використанню органічних добрив.

Застосування органічних добрив поліпшує властивості ґрунту, а саме:

- забезпечує рослини макро- і мікроелементами живлення;

- збагачує ґрунт органічними речовинами, ферментами, вітамінами та іншими біологічно активними речовинами, які стимулюють розвиток рослин і ґрунтової мікрофлори;

- збагачує ґрунт корисними мікроорганізми, які активують діяльність нітрофікуючих та азотфіксуючих бактерій;

- поліпшує фізичні властивості ґрунту? його структуру, водний та повітряний режим тощо;

- під час розкладання органічних речовин приґрунтовий шар повітря збагачується вуглекислим газом, що посилює ефективність фотосинтезу.

1.2 Сучасне запровадження органічних добрив в Україні

Дослідженнями фахівців ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії УААН ім. О.Н. Соколовського» встановлено в 80 роки ХХ століття, що для забезпечення бездефіцитного балансу гумусу при структурі посівних площ, яка була в ті роки, в ґрунт необхідно вносити в середньому на гектар сівозмінної площі не менше 10,5 тонни органічних добрив (у зоні Полісся ? по 9-10, Лісостепу ? 11-13 тонни). Починаючи з 90-х років норми внесення добрив різко скоротилися, а отже й ступінь забезпечення ґрунтів елементами живлення значно знизився. Поряд із зменшенням вмісту поживних елементів та запасів гумусу в осушуваних ґрунтах спостерігається порушення природних процесів та прояви деградаційних процесів, що не могло не позначитися на врожайності сільськогосподарських культур на осушуваних ґрунтах. Як свідчать статистичні дані, зниження потенційної родючості в 1995-2004 рр. призвели до різкого зниження врожайності практично всіх сільськогосподарських культур.

Порівняно із 1985 р. середня врожайність практично усіх сільськогосподарських культур у 2004 р. знизилась в середньому на 35-65%.Така ситуація з використанням органічних добрив в регіоні пов'язана з кількома причинами. По-перше, сильно скоротилася чисельність домашніх тварин. Занепад великих тваринницьких господарств та ставка на приватний сектор (в основному на фермерські та підсобні селянські господарства) щодо забезпечення населення м'ясом призвели до швидкого скорочення поголів'я худоби. Величина органічних добрив скоротилися в десятки разів, а поголів'я ВРХ та свиней, головних продуцентів органічних добрив, лише в 2-4 рази. Це пов'язано з тим, що сталося не тільки зменшення кількості тварин, а пройшло розосередження великих стад в невеличкі угруповання, по кілька голів або кілька десятків тварин на кожному сільському подвір'ї.

Збирання гною по подвір'ям в достатній кількості для внесення в ґрунт на конкретне поле в такому випадку є досить витратною процедурою, яка часто унеможливлює використання такого важливого добривного ресурсу як гній.

1.3 Гній

Із всіх видів органічних добрив особливе місце належить гною. Він призводить комплексну та багатобічну дію на ґрунт. Це важливе джерело азоту, зольних макроелементів і мікроелементів. Гній поповнює запас рухомих поживних елементів у ґрунті й поліпшує круговорот макро- і мікроелементів у системі „ґрунт-рослина”. Значна частина поживних речовин, використаних рослинами із ґрунту та із внесених у ґрунт мінеральних добрив, з кормами й підстилкою входить в склад харчування домашніх тварин, переходить у гній, з яким потім повертається в ґрунт. Тому повне й систематичне внесення органічних добрив, що накопичують від тваринництва, поліпшує баланс поживних речовин у землеробстві й сприяє підвищенню врожаю і його якості.

Головні складові частини свіжого підстилкового гною - в основному тверді й рідкі екскременти тварин і підстилка. В екскременти надходить приблизно 40-50% органічної речовини, стільки ж азоту та 60-70% фосфору й калію від вихідного вмісту їх у кормі. Рідкі екскременти жуйних тварин містять багато азоту й калію, а фосфор більше перебуває в складі калу.

Якість гною залежить від умов і тривалості зберігання. Ніж довше зберігається гній, тим вище відносний зміст у ньому азоту, фосфору, калію за рахунок розкладання органічної речовини. Хімічний склад й удобрювальна цінність гною залежать також від виду тварин, кормів, виду та кількості підстилки, способу зберігання гною тощо. Наприклад, кінський й овечий гній по вмісту поживних речовин істотно перевершує гній великої рогатої худоби й свиней. При згодовуванні концентрованих комбікормів у гної більше втримується поживних елементів, чим при годівлі грубими кормами. Гній на торф'яній підстилці більше містить азоту ніж на солом'яній. Оскільки відхилення по хімічному складі гною бувають досить значними, для правильного визначення норми гною бажано перед внесенням визначити його хімічний склад. Якщо такої можливості, то користуються довідковими даними. Для внесення в ґрунт кращим є підстилковий напівперепрілий гній. При визначенні норм гною під запланований урожай у сівозміні або під конкретну культуру для розрахунку балансу поживних речовин у землеробстві користуються усередненими даними вмісту в напівперепрілому підстилковому гної: N - 0,5%, Р₂О₅ - 0,25 і К₂О - 0,6%, або з однією тонною такого гною вноситься в ґрунт 5 кг азоту, 2,5 кг Р₂О₅ і 6 кг К₂О.

У невеликій кількості поживні речовини в гної перебувають у легко засвоєній формі, більшою же частиною вони стають доступними після розкладання гною. Доступність рослинам азоту, фосфору й калію гною залежить від багатьох факторів. У перший рік рослини засвоюють головним чином аміачний азот. Уважається, що в перший рік рослини можуть засвоювати в середньому 20-30% азоту від загального вмісту в гної. Це залежить не тільки від вмісту в ньому аміачної форми азоту, але й від наявності вуглеводів у гної тощо. При великій кількості розчинних вуглеводів мікрофлора поглинає азот, і він менше засвоюється рослинами. Гній, внесений під ранній зяб, сильно розкладається й краще засвоюється рослинами, чим гній, внесений навесні під ярові культури.

Під впливом органічної речовини гною підсилюються мікробіологічні процеси в ґрунті, у результаті підвищується розчинність, а отже, і доступність рослинам елементів мінерального живлення. Наприклад, нерозчинні фосфати кальцію, заліза, алюмінію й інші форми переходять у сполуки, які засвоюються рослинами. Фосфор, який був спожитий мікроорганізмами при їхньому відмиранні, переходить у легкозасвоювані рослинами сполуки. Гній є важливим джерелом мікроелементів.

1.4 Накопичення та зберігання гною

Кількість гною, яка накопичується в господарстві, залежить від поголів'я худоби, тривалості стійлового періоду, кількості підстилки, якості кормів. Низький вихід гною в господарствах часто пов'язано з тим, що мало застосовують підстилки худобі, погано організовані збір і зберігання гною.

Якість гною залежить і від способу його зберігання. Розкладання гною відбувається під дією мікроорганізмів. Під дією уреази, вироблюваної уробактеріями, сечовина дуже швидко перетворюється у вуглекислий амоній:

CO(NH₂)₂ + 2H₂O = (NH₄)₂CO₃.

Останній швидко розпадається:

(NH₄)₂CO₃ = 2NH₃ + О₂ + Н₂О.

Азотисті сполуки сечі при розкладанні перетворюються в газоподібний аміак, який є головним джерелом втрат азоту з гною. Частина азоту імобілізується мікрофлорою ґрунту. Чим більш соломистий гній, тим більше в ньому міститься легкорозчинні без азотисті речовини, тим більше кількість азоту буде закріплено в білкову форму тіла бактерій. До без азотистих сполук, які легко розкладаються, відносяться цукри, крохмаль, органічні кислоти, кількість їх у гної залежить від корму й виду тварин.

У процесі зберігання відбувається розкладання гною. Залежно від строків зберігання, умов, ступеня розкладання органічних компонентів гною він здобуває відповідний зовнішній вигляд і консистенцію.

За строками зберігання розрізняють чотири стадії розкладання гною, приготовленого на солом'яній підстилці: свіжий, напівперепрілий, перепрілий і перегній.

Свіжий, слабо розкладений гній - це коли солома незначно змінює колір і міцність.

Напівперепрілий гній - солома здобуває темно-коричневий колір, не міцна і легко розривається. У цій стадії розкладання гній втрачає 10-30% первісної ваги й таку ж кількість сухої органічної речовини.

Перепрілий гній являє собою однорідну масу. Солома розклалася настільки, що не можна виявити окремі соломини. При такому ступені розкладання гній втрачає близько 50% ваги та сухої органічної речовини.

Перегній це пухка темна маса. У цій стадії розкладання гній втрачає до 75% ваги й сухої органічної речовини.

Не слід доводити гній до перепрілого стану або перегною: при тривалому його розкладанні кількість органічної речовини зменшується в 2-3 рази, а процентний вміст азоту й фосфору в ньому підвищується в меншій мірі.

Для одержання гною гарної якості його треба правильно зберігати. Існуює пухкий, або гарячий, спосіб зберігання (коли гній не ущільнюється), і холодний, або щільний, спосіб зберігання (коли вилучений із тваринницького приміщення гній відразу ущільнюється).

Щільний або холодний спосіб зберігання гною є кращим з погляду зберігання в ньому поживних речовин. У цьому випадку зберігається досить постійна температура - 15-35°С. Втрати азоту порівняно невеликі, тому що гній увесь час перебуває в щільному й вологому стані. У такий гній доступ повітря обмежений, а вільні від води пори зайняті вуглекислотою, що сповільнює мікробіологічну діяльність. Аміак зв'язується також з органічними кислотами й добре зберігається в гної.

При розкладанні гною відбуваються втрати не тільки азоту, але й фосфору. Це спостерігається головним чином при пухкому зберіганні гною. При цьому кількість водорозчинної фосфорної кислоти збільшується з 7 до 25- 30%, а розчинної в 0,05н. НС1 - з 30 до 80-85% від загального змісту в гної. Фосфор, що входить до складу органічних сполук, при розкладанні гною переходить у мінеральну форму. При анаеробному розкладанні гною в ґрунті може утворюватися фосфорний водень РН₃ і відбуватися часткова втрата фосфору.

Калій у гної при зберіганні майже не втрачається. Наприклад, при пухкому зберіганні у водорозчинному стані його втримувалося 85%, при щільному - 93% від первісного вмісту його у вихідному гної. При розкладанні гною в ґрунті калій незначно споживається мікроорганізмами та залишається в сполуках, доступних рослинам, а кальцій і магній зв'язуються кислотами, що утворяться в процесі діяльності мікроорганізмів.

Значно скоротити втрати органічної речовини та азоту при зберіганні з можна шляхом додавання до нього 2-3% по масі простого порошкоподібного суперфосфату або прокомпостирувати його з фосфоритним борошном, який беруть із розрахунку 3-5% до маси гною. У цьому випадку фосфор фосфоритного борошна частково переходить у форму, доступну для харчування рослин, а отже, ефективність гною підвищується. У цьому прийомі її можна використати не тільки на кислих дерново-підзолистих ґрунтах, але й на чорноземах. Додавати фосфоритне борошно до гною краще безпосередньо на скотарні. Для цього розсипають її в зазначеній кількості, потім гній вивозять у гноєсховище або прямо в поле й укладають у великі штабелі. Фосфоритне борошно ретельно перемішується із гноєм, і виходить гарний компост, при зберіганні якого значно скорочуються втрати азоту.

1.5 Безпідстилковий гній

На тваринницьких промислових комплексах у великій кількості одержуються рідкий гній. Традиційна технологія утримання тварин на солом'яній підстилці вимагає значних витрат праці на збирання соломи з полів, транспортування до ферм, видалення із приміщень у складі гною, вивезення в поле та його розкидання. Більші витрати на застосування підстилки твариною стали стримувати ріст продуктивності праці на великих фермах. Тому в практику проектування й будівництва великих тваринницьких комплексів і ферм промислового типу широко впроваджується технологія безпідстилкового утримання худоби.

Вихід рідкого гною від одної голови великої рогатої худоби становить 55 кг у добу, свині - 50 кг. За вмістом поживних речовин свинячий гній не менш цінний, ніж гній великої рогатої худоби. У рідкому гною 50-70% азоту перебуває в розчинній формі, а тому добре засвоюється рослинами в перший рік. Іншу частину становить органічно зв'язаний (білковий) азот, який перетворюється в доступну для рослин форму через деякий час. В рідкому гної міститься головним чином органічно зв'язаний фосфор, який використається рослинами краще, ніж фосфор мінеральних добрив. Калій у рідкому гної представлений винятково розчинною формою й легко засвоюється рослинами.

Безпідстилковий гній - дуже коштовне добриво, і його потрібно використати максимально. Втрати поживних речовин при зберіганні рідкого гною в кілька разів менше, ніж при щільному зберіганні підстилкового гною. Залежно від ґрунтово-кліматичних й організаційно-господарських умов рідкий гній зберігають 2-6 місяців. При зберіганні він розшаровується на тверду й рідку частини, які мають різну удобрювальну цінність. Гній перемішують у сховищах за допомогою спеціальних пристроїв, домагаючись його однорідного стану. Іноді фракції безпідстилкового гною використають окремо: рідку, зібрану при розшаруванні в спеціальні ємності, використають на полив через систему дощувальних установок, а тверду для приготування компостів або вносять, як звичайний підстилковий гній.

1.6 Гноївка

Гноївка - коштовне швидкодіюче добриво, насамперед, азотно-калійне добриво. Залежно від виду тварин і часу зберігання кількість азоту в гноївці може коливатися від 0,02 до 0,8%, а калію - від 0,05 до 1%. Основні азотисті хімічні речовини гноївки - сечовина, сечова й гіпурова кислоти, які під впливом уробактерій швидко перетворюються у вуглекислий амоній, що легко розпадається на вуглекислоту й аміак. Наприклад, сечова кислота через ряд азотистих сполук перетворюється в сечовину, а остання під впливом уробактерій переходить у вуглекислий амоній:

CO(NH₂)₂ + H₂O =(NH₄)₂CO₃.

Аміак, що виділяється при розпаді вуглекислого амонію, є основним джерелом втрат азоту із гноївки. Важлива умова зменшення втрат азоту із гноївки - використання достатньої кількості підстилки, додавання суперфосфату.

За стійловий період (220-240 днів) від кожної корови або 10-12 теляти збирають приблизно 2 т гноївки. При зберіганні гною загальна кількість гноївки становить 10-5% від ваги свіжого гною. Використати гноївку практично можна цілий рік: для приготування компостів, підживлення озимих культур та просапних культур, внесення під зяблеву оранку.

2. Торф. Пташиний послід

2.1 Торф

За способами утворення торф поділяють на „верховий”, „перехідний” та „низинний”. Верховий торф утворюється на верхових болотах і складається з залишків сфагнових мохів, пухівки, багульників. Верховий торф визначається низькою попільністю, високою теплотворністю, високою вологоємністю, підвищеною кислотністю та низьким ступенем розкладання. Низинні й перехідні торфи утворюються, відповідно, на низинних і перехідних болотах і складаються з перепрілих залишків деревної та трав'яної рослинності.

Види і властивості торфу різноманітні і нерівноцінні по якості, тому і способи використання його на добриво неоднакові. Ступінь розкладання торфу визначається за вмістом гуміфікованих речовин: слаборозкладені - 5-25%, середньорозкладені - 25-40 та сильнорозкладені - більш 40%.

Для підстилки кращим є верховий сфагновий торф зі ступенем розкладання нижче 25% і зольністю менш 10%. Можна використовувати осоковий низинний торф зі ступенем розкладання менш 20%. Торф багатий азотом, але бідний фосфором і дуже бідний калієм. Азот, що утримується в торфі, знаходиться в органічних сполуках, а тому дуже погано засвоюються рослинами. Тому застосування торфу в чистому виді неефективно. Витрати на видобуток і застосування як органічне добриво торфу в чистому виді, як правило, не окупаються збільшенням врожаю. Сирий торф містить 80-90% води. З одною тонною такого торфу вноситься лише 100-200 кг сухої речовини. Крім цього сирий торф не можна внести якісно і рівномірно розподілити по полю. Занадто сухий торф також застосовувати недоцільно. Він володіє високою поглинальною здатністю. Торф із вологістю 35-40% поглинає вологу з ґрунтового шару. Це викликає висушування ґрунту, і рослини мають недолік ґрунтової вологи. У сухому орному шарі торф розкладається дуже повільно.

2.2 Компости з торфу

Щоб підвищити приступність азоту торфу для рослин, його компостують з біологічно активними компонентами (найчастіше, це гній та гноївка), а також використовують його для підстилки худобі.

Компости закладають круглими буртами (діаметр унизу 3-4 м, угорі-1-2, висота до 1,5 м) або штабелями (ширина 1,5-2 м, висота близько 1 м). При компостуванні торфу із гноєм усувається зайва кислотність торфу, створюються умови для розвитку біологічних процесів, прискорюється розкладання торфу, завдяки чому збільшується кількість рухомого, доступного рослинам азоту. Мікробіологічні процеси та нагромадження поживних речовин у компості протікають більш швидко, якщо під час компостування в штабелі піднімається температура до 60-65°С, тому (на відміну від приготування гною) штабеля торфо-гноєвих компостів ущільнювати не рекомендується. Позитивна сторона компостування торфу із гноєм визначається ще й тим, що торф, який відрізняючись високою поглинальною здатністю, повністю втримує аміак, що у великій кількості губиться із гною при зберіганні та внесенні в ґрунт.

Торфо-гноєві компости готують звичайно в полі, на місці їхнього застосування, рідше - біля тваринницьких приміщень. На вагову частину гною в зимовий час беруть 1 частина торфу; а весною та літом - 1-2 частини. Для приготування таких компостів придатні всі види торфу: верхові, перехідні і низинні, вологість яких не перевищує 60%.

У торфо-гноєвий компост рекомендується додавати фосфоритне борошно (2-3% від маси компостів), а якщо компост готується для внесення на легких ґрунтах, то рекомендується додавати й послідійну сіль у кількості 0,5% від маси компосту, однак при умові ретельного перемішування мінеральних добрив у компості й рівномірному розкиданні компосту по полю.

2.3 Пташиний послід

Курячий послід за своїми поживними якостями перевершує гній, а по швидкості дії не уступає мінеральним добривам. Послід гусаків та більш водянистий і по вмісту живильних речовин наближається до звичайного гною. За рік від 100 курей можна зібрати 6-8 ц посліду, від качок - 8-9 і від гусаків - 10-12 ц. Вміст поживних речовин у посліді залежить від виду птахів і кормів. Послід містить також і мікроелементи. Так, в 100 г його сухої речовини втримується 15-38 мг марганцю, 12-39 - цинку, 1-1,2 - кобальти, 1-2,5 - міді й 300-400 мг заліза. Значна частина елементів живлення в пташиному посліді перебуває у водорозчинній формі.

Послід відрізняється підвищеною липкістю, а тому його важко вносити в ґрунт за існуючою технікою. Через наявність суспензій у в посліді, його розчини погано вносяться й дощувальними установками. Радіус транспортування рідкого посліду за економічними міркуваннями обмежений до 5 км, тому на добриво більш доцільно застосовувати підстилковий послід, компости з пташиного посліду, а в окремих випадках - сухий послід.

При виробництві підстилкового посліду використають різні органічні матеріали: торф, здрібнену полову або стружку. Вологість торфу не повинна перевищувати 50%, інших видів підстилки - 30%. Підстилка сприяє консервації живильних речовин посліду й скороченню їхніх втрат. Вологість підстилкового пташиного посліду коливається від 30 до 50%. Найбільш високої якості добриво одержують на основі торфу й соломи, які використовують як підстилку.

Втрати азоту із пташиного посліду можна запобігти додаванням до нього суперфосфату в кількості 6-10% від ваги сирого посліду. Суперфосфат додається до посліду тільки після видалення його із пташника. Отримане з посліду й суперфосфату концентроване добриво вносять під просапні культури (картопля, овочі) по 4-5 т/га, під зернові - 2-2,5 т/га.

2.4 Сухий пташиний послід

Свіжий безпідстилковий послід, який ще не містить амонійного азоту, можна піддати швидкому сушінню на сушильних установках. З 1 т сирого посліду виходить 300-350 кг гранульованого або порошкоподібного концентрованого органічного добрива вологістю 15-20%. При вологості 20% воно містить: N - 4,5%, P₂О₅ - 3,7, К₂О - 1,8, СаО - 4,5, Mg - 1,6%. Термічно висушений послід є в значній мірі знезараженим і біологічно малоактивним матеріалом, але придатним для тривалого зберігання. Однак сушіння посліду вимагає більших енергетичних витрат і може застосовуватися лише на тих птахофабриках, які розташовані поблизу міст або зон відпочинку, де не можливо утилізувати його іншим способом.

2.5 Компости з пташиного посліду

У свіжому курячому посліді, як правило, немає летючих форм азоту, але при зберіганні в буртах він сильно розігрівається й внаслідок перетворення сечової кислоти в аміачні сполуки азот все ж втрачається. Втрати азоту при такому зберіганні за 1,5-2 місяця можуть досягати 30-60% від загального його вмісту в вихідному субстраті. Ці втрати можна усунути, якщо свіжий послід компостувати з торфом, перегноєм, соломою, або навіть із ґрунтом.

Компостування посліду є ефективним прийомом його утилізації, збільшення виходу добрив на його основі, та захисту навколишнього середовища від забруднення. Найпоширеніші компости з пташиного посліду - торф'яні. Для одержання високоякісного компосту, збалансованого за елементами живлення, для зменшення втрат азоту та збільшення біологічної активності рекомендується на 1 т компостної маси додавати 10-20 кг порошкоподібного суперфосфату або 20-30 кг фосфоритного борошна. Можна використати фосфогіпс у кількості 5-10% від маси загального компосту. Для швидкого й оптимального протікання процесів у компостах суміш повинна задовольняти наступним вимогам: вологість 65-70%, відношення С:N від 20:1 до 30:1, рН 6-8.

Добрива з пташиного посліду доцільно використати, в першу чергу, під просапні, потім під озимі культури та однорічні трави як основне добриво та при підживленні.

3. Солома. Сидерати

Солома може бути важливим джерелом органічної речовини для ґрунту. Для цих цілей вона широко використовується в закордонній і вітчизняній землеробській практиці, у господарствах, що спеціалізуються на виробництві зерна і забезпечують гарну кормову базу для тваринництва. Наукові передумови використання соломи на органічне добриво наступні.

3.1 Хімічний склад соломи

Солома ? джерело поживних елементів. Хімічний склад соломи досить широко змінюється в залежності від ґрунтових і погодних умов. У середньому вона містить 0,5% азоту, 0,25 - фосфору (P₂О₅), 0,8 - калій (К₂О) і 35-40% вуглецю у формі різних органічних сполук. У соломі знаходяться деякі кількості сірки, кальцію, магнію, різних мікроелементів (бор, мідь, марганець, молібден, цинк, кобальт тощо).

При середніх врожаях зернових (20-30 ц/га) у ґрунт із соломою буде повернуто 10-15 кг азоту, 5-8 ? фосфору (P₂О₅), 18-24 кг калій (К₂О), а також відповідна кількість мікроелементів.

3.2 Вплив соломи на мікроорганічну діяльність

Солома ? активний енергетичний матеріал не тільки для утворення гумусу ґрунту і підвищення мікробіологічної активності ґрунту. За хімічним складом солома зернових культур характеризується досить високою кількістю безазотистих речовин (целюлози, геміцелюлози, лігніну) з низьким вмістом азоту і мінеральних елементів. Широке відношення С:N у соломі (70- 80) дуже впливає на процес розкладання її в ґрунті.

Специфіка розкладання соломи полягає в наступному. Солома поставляє мікрофлорі ґрунту легкодоступне джерело вуглецю. Мікроорганізми, які розкладають солому мають порівняно високу потребу в азоті. З огляду на невелику кількість його в соломі, мікроорганізми споживають мінеральний азот із ґрунту, тобто йде процес іммобілізації азоту. Якщо азоту ґрунту обмежена кількість, то гальмуються процеси розкладання соломи. Установлено, що для нормального протікання процесів розкладання соломи відношення С:N повинно бути 20-30:1. Більш вузьке співвідношення цих елементів приводить до мінералізації азотистих з'єднань, а більш широке ? підсилює процеси іммобілізації азоту.

Ефективність удобрення соломою помітно зростає при додатковому внесенні азоту. Порівняльна оцінка удобрення соломою з компенсацією азоту і гноєм показує їхню близьку ефективність. Важливо при цьому, щоб із внесеною соломою й азотом досягалося співвідношення С:N, рівне 20:1.

Лабораторні дослідження показують, що при компостуванні соломи в аеробних умовах вихід гумусу складає 7,9%, а при додаванні до соломи мінерального азоту - 8,5% від загальної маси соломи. Найбільше інтенсивно гумус утворюється в перші 4 місяці компостування, у період розкладання целюлози і геміцелюлози. Причому гумус накопичується в максимальній кількості в період найвищої чисельності мікроорганізмів, що вказує на причетність їх до утворення гумусу.

3.3 Вплив соломи на властивості ґрунтів

Застосування соломи як добрива поліпшує фізико-хімічні властивості ґрунту, зменшує втрати азоту, підвищують приступність фосфатів та біологічну активність ґрунту, у результаті чого поліпшуються умови живлення рослин. Позитивна дія соломи на родючість ґрунту і врожай сільськогосподарських культур можлива при наявності необхідних умов для її розкладання. Так, швидкість мікробного розкладання соломи залежить від наявності в ґрунті джерел живлення для мікроорганізмів, їхньої чисельності, видового складу й активності, типу ґрунту, її окультуреності, температури, вологості, аерації й ін. Наприклад, розкладання соломи підсилюється при внесенні різних джерел азоту, додатковому внесенні фосфору на ґрунтах, бідних фосфором, внесенні таких мікроелементів, як марганець, молібден, бор, мідь тощо.

Відзначено також, що інтенсивність розкладання клітковини зростає від дерново-підзолистих ґрунтів до сірих лісових та чорноземів. Оптимальна температура розкладання клітковини 28-30°С та вологість ґрунту 60-70% від повної її вологоємності. Інтенсивність розкладання соломи у верхньому шарі ґрунту буде помітно вище при гарній аерації ґрунтів, а також при великій чисельності та різноманіття видового складу мікроорганізмів. Внесення соломи в ґрунт також підсилює азотфіксуючу та ферментативну активність ґрунту.

3.4 Технології удобрення соломою

Інколи спостерігається, що в перший рік внесення соломи врожай злакових культур знижується. Це пов'язано з наявністю в соломі токсичних сполук, які з'являються у процесі її розкладання, а також погіршенням умов азотного живлення рослин при закріпленні ґрунтового азоту мікроорганізмами в зв'язку із широким відношенням у соломі С:N.

Особливе значення удобрення соломою має для бобових культур, які фіксують молекулярний азот атмосфери. Спостерігається більш високий ефект від соломи при обробці насіння бобових нітрогеном, а тому на площах, удобрених соломою, бажано розміщати, в першу чергу, бобові або просапні культури. Завчасно внесена в ґрунт солома стимулює азотфікуючу здатність бобових і істотно підвищують їх врожай. Живлення азотом просапних культур забезпечується внаслідок мобілізації азоту ґрунту при міжрядкових обробках ґрунту.

Непоганий ефект спостерігається при комбінації удобрення соломою та зеленим добривом. При цьому можуть бути використані різні види зеленого добрива: самостійні посіви, пожнивні або поукісні культури. Особливо позитивна дія відзначається при використанні на зелене добриво бобових культур тому, що солома робить позитивний вплив на ріст і розвиток бобових та фіксацію ними азоту з атмосфери. Якщо в якості пожнивного зеленого добрива використовується не бобова культура, то виникає необхідність у внесенні додаткових мінеральних азотних добрив. В усіх випадках високий позитивний ефект від комбінації «соломи як добриво»-«сидерат» буде спостерігатися при високому врожаї культур, які висіваються на зелене добриво.

Усе це свідчить про необхідність широкого використання на добриво надлишків соломи як важливого джерело для збільшення вмісту гумусу в ґрунті, так і ефективного засобу підвищення родючості.

3.5 Зелене добриво. Наукові передумови їх застосування

Зелене добриво (сидерати) - це сільськогосподарські культури, які вирощуються на зелену масу для заорювання в ґрунт як органічне добриво. Це один з ефективних способів підвищення родючості ґрунтів. Основні наукові передумови застосування зеленого добрива полягають у наступному:

· зелене добриво ? найважливіше джерело гумусу й азоту в ґрунтах (особливо для малородючих - піщаних, карбонатних, еродованих, дерново-підзолистих), при заорювання високих врожаїв зеленої маси сидератів в 35-40 т/га в ґрунт попадає 150-200 кг азоту, що рівноцінно 30-40 т гною;

· зелене добриво змінює фракційний склад гумусу, зокрема, в дерново-підзолистому ґрунту зелена маса люпину збільшила вміст гумінових кислот на 20-30%, у той же час як абсолютний і відносний вміст фульвокислот зменшувалося;

· зелене добриво поліпшує агрохімічні, фізико-хімічні і фізичні властивості ґрунту (підвищують величину рН в кислих ґрунтах, зростає сума поглинених основ, знижуються величина гідролітичної кислотності та рухомого алюмінію);

Функції зеленого добрива:

· підвищення вмісту гумусу і поліпшення агрохімічних і агрофізичних властивостей ґрунту під впливом сидерації, в свою чергу, приводить до посилення біологічної активності ґрунту, ґрунтове і приґрунтове повітря збагачується вуглекислим газом, а це поліпшує повітряне живлення рослин;

· заорювання рослин посилює діяльність ґрунтової мікрофлори, що в свою чергу посилює процеси нітрифікації;

· зелене добриво виконує і важливу фітосанітарну роль, зокрема, заорана рослинна маса багаторічного люпину позитивно впливає на захворювання картоплі паршою, що дуже важливо при вирощуванні насінної картоплі.

3.6 Сидератні культури

В якості сидератних культур найчастіше використовуються бобові культури: багаторічний і однолітній люпини, сарадела, буркун, озима і ярова вика, горох, пелюшка, чина, сочевиця, еспарцет, конюшина, люцерна тощо. З небобових культур певний інтерес представляють гірчиця, гречка, озимий і яровий рапс, озиме жито, фацелія тощо. Удобрювальна дія зеленої маси бобових культур по своїй силі не уступає гноєві.

Зелене добриво може висіватися, як :

- самостійна культура в сівозміні, особливо це становить великий інтерес на не окультурених, бідних органічною речовиною ґрунтах з низькою родючістю (сидератний пар, зайнятий пар);

- проміжна, якщо сидерат висівають між зняттям врожаю однієї культури і посівом іншої (пожнивні посіви, а також осінні і підзимові під запашку навесні);

- отавне, коли використовують для запашки після відростання рано скошених бобових культур.

В умовах інтенсивного землеробства Полісся важливою проміжною культурою є сидеральний багаторічний люпин. Він росте на самих бідних не окультурених ґрунтах. Тому при нестачі в господарстві гною та інших органічних добрив, багаторічний люпин може з успіхом застосовуватися як сидеральна культура, істотно підвищуючи родючість ґрунту.

Збільшення врожаю зерна жита від люпинового зеленого добрива складає на піщаних ґрунтах 4,2 ц/га, на супіщаних - 4,7, на суглинних - 7,7 ц/га (середнє з 36 дослідів). Висока ефективність зеленого добрива позначається і на інших культурах, навіть на легких ґрунтах його післядія відзначається на протязі кількох років.

добриво торф грунт солома

4. Сапропель, відходи виробництва, комунальні відходи, біогумус

4.1 Сапропель

У результаті складних фізичних, хімічних та біологічних процесів залишки рослинних і тваринних організмів, які відмирають у прісноводних озерах (ставках, водоймищах і т.п.) створюють сапропелі. Верхні шари покладів сильно перезволожені, і саме в них протікає процес утворення у результаті складних хіміко-біологічних процесів сапропелю з відмерлого планктону. В процесі стовщення шару сапропелю біологічні процеси в ньому слабшають, і відбувається сильне ущільнення. У літній період відкладаються шари переважно з органічною речовиною, у зимовий - шари з більш мінералізованими субстратами. Великі скупчення сапропелевих покладів у водоймі приводять до передчасного його старіння, тобто до евтрофії (до процесу, у результаті якого у водоймі утвориться надлишок неорганічних поживних речовин, що викликає розвиток ціанобактерій і мікроорганізмів, які споживають кисень, який розчинений у воді). Тому, добуваючи сапропель, одержують не тільки органічне добриво, а і поліпшують екологічний стан прісноводних водойм.

В Україні розвідані 274 родовища сапропелю із загальними запасами більш ніж 97 млн. тонн. Основні його ресурси зосереджені у водоймах Полісся, зокрема, Волинської області. Середня продуктивність місцевих озер становить більше 1 тис. т/га. В останні роки в цьому регіоні розроблялося до 8 родовищ, із середнім обсягом видобутку близько 200 тис. т/рік.

У природному заляганні сапропелі мають желеподібний вигляд та чорне, коричневе, сіре, сіро-жовте фарбування, що свідчить про присутність у сапропелі певних органічних і неорганічних складових. Звичайно сапропелі не мають запаху, лише деякі його різновиди смердять сірководнем. Сапропель має колоїдну структуру і являє собою однорідну желеподібну масу вологістю від 60 до 97 %, зі змістом органічної речовини 12-80 % і зольністю 19-88 %, в розрахунку на суху масу. Найцінніші сапропелі, це низько зольні сапропелі. По ступені зольності сапропелі підрозділяють на: мало зольні (до 30 % золи), середньо зольні (30-50 %), підвищено-зольні (50-70 %) і високо зольні (70-85 %). Сапропель ні поклади із зольністю більше 85 % називаються мулом. До складу органічної маси сапропелів входять гумінові кислоти (11-43%), фульвокислоти(2-24%), залишок, який не гідролізується(5-23%), геміцелюлоза (10-53 %), целюлоза (0,5-6 %), бітуми (6-17 %) і водорозчинні речовини (2-14 %). Крім наявності органічної речовини сапропелі збагачені кальцієм, калієм, фосфором, залізом, азотом, мікроелементами й фізіологічно активними речовинами

Сапропель добувають за допомогою екскаваторів або гідро механізованим способом з використанням землесосних снарядів. Одержують сапропелеві добрива із прісноводних відкладень у спеціальних відстійниках, де подана насосами маса відстоюється, а потім улітку її фрезерують та складують після просушування в штабелі.

Сапропель як добриво застосовують у кількості 30-40 т/га під зернові культури та 50-100 т/га - під просапні. Найбільше ефективно гранулювання сапропелів з торфом і мінеральними добривами. Карбонатні сапропелі (зі вмістом СаСО₃ не менш 20%) застосовуються як добавки до мінеральних добрив і для вапнування ґрунтів. Прискорене окультурення земель за допомогою намиву великої кількості сапропелю дозволяє протягом тривалого часу (10-15 років і більше) одержувати стабільні врожаї сільськогосподарських культур.

4.2 Міське сміття

До міського сміття відносять різні кухонні відходи, папір, ганчір'я, бруд, пил, золу. По вмісту поживних речовин та удобрювальних якостей міське сміття наближається до гною. Однак швидкість розкладання його в ґрунті залежить від співвідношення компонентів, що перебувають у ньому. Так, міське сміття з більшою кількістю кухонних відходів і пилу розкладається швидше. Таке сміття можна використати на добриво безпосередньо без компостування. Сміття, у якому багато паперу, ганчір'я, обпилювань, розкладається повільніше і його краще попередньо прокомпостирувати. У міському смітті розраховуючи на суху речовину втримується в середньому 0,6- 0,7 % N, 0,5-0, 6 % Р₂О₅ й 0,6-0,8 % К₂О.

В овочівництві сміття використається як біопаливо в парниках. Тут він стає однорідним, розсипчастим й органічним добривам, що добре розклалися, що потім застосовують під будь-яку культуру. Норми некомпостованого сміття такі ж, як і гною (20-60 т/га). Після компостування або пропущення сміття через парники дозу зменшують до 20 т/га.

4.3 Біогумус

Біогумус - концентроване натуральне органічне добриво, що містить весь комплекс поживних речовин і мікроелементів необхідних рослинам. У біогумусе утримуються всі необхідні для розвитку рослин ферменти, ґрунтові антибіотики, вітаміни, гормони росту і гумінові речовини. Біогумус не містить патогенну мікрофлору, яйця гельмінтів, насінь бур'янів і важкі метали. Біогумус (вермикомпост) являє собою екскременти дощових хробаків - копроліти. Зовні він схожий на чорнозем, без неприємних запахів. Виробництво добрив біогумусу (вермитехнологія) є елементом екологічно чистого сільськогосподарського виробництва.

Копроліт у порівнянні з використанням традиційних органічних добрив ефективніше в 5-10 разів. Підвищують врожайність кукурудзи й інших зернових культур на 30-40%, картоплі й овочів до 70%, тобто при внесенні в ґрунт біогумуса в кількості від 3 до 10 тонн на один гектар площі, у залежності від типу і родючості ґрунтів. Дуже важливо, що при використанні біогумуса поліпшується якість продукції - кількість білка в зерні, цукру в коренеплодах, крохмалю в бульбах, вітамінів в овочах, фруктах і ягодах збільшується на 15- 45%. Продукція виходить екологічно чиста у відношенні змісту нітратів, хлорних з'єднань і інших шкідливих речовин. Копроліт вноситься як локально при посадці і посіві культур, а також і поверхово врозкид з наступним закладенням (боронуванням, культивацією).

4.4 Дефекат

Дефекат ? побічний продукт цукробурякового виробництва; вапняне добриво. Сухий дефекат містить 60-75% CaCO₃, 10-15% органічних речовин, 0,2-0,7% N, 0,2-0,9% P₂O₅, 0,3-1% K₂O, мікроелементи. Внесення дефекату не тільки підвищує врожайність сільськогосподарських культур (цукрового буряка - 20-40 ц/га, озимої пшениці - 5-6 ц/га, багаторічних трав - до 10 ц/га), але і на 0,2-0,4% підвищує вміст цукру в цукровому буряку.

4.5 Осад і мули стічних вод з міст та підприємств

Осад і мули стічних вод являють собою специфічний вид відходів, які утворяться в результаті, як господарсько-побутовий, так і виробничої діяльності людини в умовах міської агломерації. На очисних спорудах міст та промислових підприємств утворяться опади, що у залежності від характеру виробництва і технологічних процесів можуть значно відрізнятися по хімічному складу, вологості, кількості сухої речовини, по кольорі і запахові, співвідношенню органічних і мінеральних компонентів і за іншими показниками.

Основну частину сухої речовини осаду з первинних відстійників (у середньому 60-75%) і активного мулу (у середньому 70-75%) складають органічні речовини. Органічна частина активного мулу в основному складається з речовин білкового походження (до 50%) при вмісті жирів і вуглеводів відповідно до 30 і 10%. У сирому осаді з первинних відстійників білків приблизно в 2 рази менше, а вуглеводів у 2,5-3 рази більше, ніж в активному мулі.

Осад і мул стічних вод являють собою бактеріологічну й епідеміологічну небезпеку. У них маються всі основні форми бактеріальних організмів: коки, палички, спірили, а також віруси. З патогенних мікроорганізмів зустрічаються збудники шлунково-кишкових і інших захворювань, велике число яєць гельмінтів.

Екологічна й економічна доцільність використання в якості нетрадиційних органічних добрив комунальних мулів доведена комплексними дослідженнями вітчизняних і закордонних авторів. Але основними проблемами при цьому є:

§ гельмітне забруднення мулів і, відповідно, опадів комунальних стічних вод (КСВ);

§ надходження важких металів у сільськогосподарську продукцію з ґрунтів, удобрених КСВ;

§ дисбаланс поживних речовин (N, P, К, гумусу в КСВ).

Проблема дегельмінтації і знезаражування мулу у процесі підготовки осадів КСВ для внесення як органо-мінерального добриво повинна вирішуватися компостуванням протягом щонайменше 3-х років. Більш складним аспектом при використанні КСВ є нагромадження важких металів (ВМ) у сільськогосподарській продукції.

Размещено на Allbest.ru