Экологические аспекты, применяемых удобрений на дерново-подзолистых почвах УР

Под влиянием органического  вещества навоза усиливаются микробиологические процессы в почве, в результате повышается растворимость, следовательно, и доступность  растениям элементов минерального питания. Например, нерастворимые фосфаты кальция, железа, алюминия и другие формы переходят в соединения, усвояемые растениями. Фосфор же, потребленный микроорганизмами и закрепленный в плазме при их отмирании, переходит в легкоусвояемые растениями соединения [Ягодин Б. А., 2002].

                           3.1.1 Бесподстилочный навоз

           Бесподстилочный навоз значительно активизирует размножение всех изучаемых групп микроорганизмов, с деятельностью которых связаны процессы трансформации органического вещества навоза и почвы. Увеличение численности микроорганизмов зависит от вносимой дозы бесподстилочного навоза. Численность аммонифицирующих бактерий увеличилась в 2,5…30 раз в среднем за вегетацию, нитрифицирующих – в 3…5 раз, динитрифицирующих – в 5…20 раз, грибов – в 2…6 раз, актиномицетов – в 2…7 раз. Однако ежегодное внесение высоких доз азота бесподстилочного навоза снижало численность аммонифиуцирующих, нитрифицирующих бактерий, что было связано повышенным содержанием аммиачного азота, составляющего в бесподстилочном навозе половину от общего содержания в нём азота.

Систематическое внесение возрастающих доз бесподстилочного навоза приводит к снижению биологической активности почвы. Причиной этого может быть изменение физико-химических свойств почвы, поскольку с бесподстилочным навозом вносится большое количество воды (особенно при внесении больших доз навоза), что приводит к переувлажнению почвы и созданию более анаэробных условий. Активнее размножаются денитрифицирующие бактерии.

Наиболее эффективно применение бесподстилочного навоза в дозах 200…300 кг/га азота, внесение более высоких доз бесподстилочного навоза следует считать нерациональным, поскольку урожай возделываемых культур при этих дозах не повышается, ухудшаются биологические свойства почвы [Минеев В.Г., 2005].

                         3.1.2 Внесение навозных стоков

             На животноводческих комплексах накапливаются не только большие количества жидкого бесподстилочного навоза, но также и большие объемы навозных стоков влажностью 97-98%. Их обычно используют в больших дозах для орошения кормовых культур [Минеев В.Г., 2005].

При внесении навозных стоков в почву содержание аммиачного азота  повышено, что вредит растениям, а  нитратный азот представлен практически  только азотом из почвы. В плодородной  почве спустя месяц после внесения стоков уровень нитратного азота  возрастает в 6-10 раз.

При внесении навозных стоков в почве с повышенным плодородием  мобилизация органического вещества идет более интеренсивно, чем в менее плодородной почве. Численность аммонифицирующих бактерий в плодородной почве выше в 3…5 раз, нитрифицирующих – в 3…7 раз, целлюлозоразрушающих – в 2…5 раз в среднем за вегетацию по сравнению с менее плодородной почвой.

Нужно сказать, что высокие  дозы навозных стоков могут отрицательно влиять на экологию – нитратный  азот теряется с промывными водами. Следовательно, навозные стоки нужно  применять под культуры, способные  активно использовать азот. Такими культурами могут быть многолетные злаковые культуры, которые и необходимо вводить в севообороты. На высокоплодородных почвах вследствие высокой биологической активности происходит усиленная мобилизация азота почвы, трансформация аммония в нитратную почву [Минеев В.Г., 2005].

Большие размеры вымывания  почвенного азота при внесении невысокой  дозы навозных стоков указывают на высокий уровень мобилизационных  процессов. Наибольшая биологическая  активность плодородных почв обуславливает  большее накопление в нем минеральных  форм азота и более высокие  потери азота нитратов с промывными водами.

Большие размеры содержания и вымывания азота коррелируют с повышенной численностью аммонифицирующих, нитрифицирующих бактерий, участвующих в трансформации органического вещества почвы и навозных стоков.

                                      3.2 Птичий помет

            Это ценное наиболее концентрированное быстродействующее органическое удобрение, содержащее в подстилочном виде 30-50%, а в подстилочном – около 10% аммиачного азота от общего содержания азота.

Подстилочный куриный  помет обладает достаточной сыпучестью, невысокой влажностью; применяется  как подстилочный навоз в дозах, рассчитанных по азоту [Минеев В. Г., 2005].

Бесподстилочный помет – липкая мажущаяся масса с более высоким, чем в подстилочном помете, содержанием питательных элементов, однако содержит много семян сорняков, яиц и личинок гельминтов и мух и различных микроорганизмов, многие из которых – возбудители болезней. Для его обеззараживания, сохранения питательных элементов, улучшения физико-механических свойств применяют быструю термическую просушку при 600-800°С. При такой сушке влажность его снижается до 20%, потери азота не превышают 5%, масса уменьшается, а концентрация питательных веществ возрастает примерно в 3 раза по сравнению с исходной [Ягодин Б. А., 2002].

   По действию и последействию на урожайность различных культур все виды помета птиц при внесении в эквивалентных с минеральными удобрениями дозах не уступают последним, а под культурами, чувствительными к повышенной концентрации почвенного раствора и положительно реагирующими на улучшение воздушного питания углекислотой, нередко превосходят минеральные удобрения [http://www.agrocounsel.ru/soloma-kak-udobreniya].

Куриный помет по своим  удобрительным качествам превосходит  навоз, а по быстроте действия не уступает минеральным удобрениям. Помет гусей  и уток более водянист и по содержанию питательных веществ приближается к обычному навозу [http://www.agrocounsel.ru/soloma-kak-udobreniya].

В свежем курином помете, как правило, нет летучих форм азота, но при хранении в кучах  он сильно разогревается и вследствие энергичного превращения мочевой  кислоты в аммиачные соединения азот теряется. Потери азота при  таком хранении за 1,5-2 месяца могут  достигать 30—60% от общего его содержания в помете. Эти потери можно устранить, если свежий помет компостировать с  торфом, перегноем, соломой, опилками, дерниной и даже с почвогрунтом [Минеев В. Г., 2005].

Компостирование помета является эффективным приемом его утилизации, увеличения выхода удобрений на его  основе и защиты окружающей среды  от загрязнения. Наиболее распространены торфопометные компосты. Для получения высококачественного компоста, сбалансированного по элементам питания, уменьшения потерь азота, увеличения биологической активности рекомендуется на 1 т компостной массы добавлять 10-20 кг порошковидного суперфосфата или 20-30кг фосфоритной муки. Можно использовать фосфогипс в количестве 5-10% от массы общего компоста. Добавление в компосты 1,5-2% хлористого калия предохраняет бурты зимой от промерзания.

             Пометные удобрения целесообразно использовать в первую очередь под пропашные, затем под озимые и травы в качестве основного удобрения и в подкормки. В районах достаточного увлажнения помет и его компосты можно заделывать дисковыми орудиями и культиваторами, на песчаных и супесчаных почвах.более.эффективно.запахивание.компостов [http://agronomiy.ru/ispolzovanie_solomi_na_udobrenie.html].

            Пометные компосты по эффективности не уступают подстилочному навозу, а в отдельных случаях его превосходят.

                                        3.3 Солома.

Излишки соломы в качестве удобрения обогащают почву и  возделываемые на ней культуры органическим веществом и питательными элементами. Солома при влажности 16% содержит в  среднем 0,5% N, 0,25 P2O5, 1,0% K2O и 35-40% углерода, а также небольшие количества кальция, магния, серы и микроэлементов. Соотношение C:N в соломе очень широкое (60-100), поэтому разлагающие органическое вещество микроорганизмы нуждаются в дополнительном питании азотом, который перехватывают у растений из почвы и удобрений. Для предотвращения этого при запашке нужно дополнительно вносить 0,5% азота от ее массы в виде минеральных или органических удобрений. Запашка соломы с добавлением азота более эффективна осенью , так как образующиеся при её разложении вредные для растений фенольные соединения за осенне-зимне-весенний период более полно вымываются из корнеобитаемого слоя почвы [Мишустин Е. Н., 1987].

При систематическом внесении соломы эффективность ее возрастает, а недостаток азота появляется только в первые годы. В последующие годы азота высвобождается больше, чем закрепляется, поэтому последействие соломы нередко наблюдается и без дополнительного внесения других азотных удобрений [Ягодин Б. А., 2002].

 Солома улучшает физико-химические свойства почвы, предотвращает вымывание водорастворимых форм азота и других элементов, повышает биологическую активность почвы, доступность растениям питательных элементов почвы и удобрений [http://agronomiy.ru/ptichiy_pomet.html].

             Солома – активный энергетический материал для образования гумуса почвы и повышения микробиологической активности почвы.

             Солома содержит около 15% воды и примерно на 80% состоит из органического вещества. Целлюлоза, пентозаны, гемицеллюлоза и лигнин (до 80%) является энергетическим материалом для микроорганизмов почвы, а продукты их деструкции – строительным материалом для лабильного гумуса.

            В среднем количество гемицеллюлозы в составе растительных остатков составляет 15-20%, лигнина - 15-22%. За 20-30% лигнина процесс расщепления целлюлозы значительно замедляется. Солома в почве превращается: в ней сначала разлагаются простые углеводы, гемицеллюлоза, белковые соединения, а затем целлюлоза и лигнин. Химический состав соломы значительно изменяется в зависимости от свойств почвы и погодных условий. В среднем солома содержит 0,5% азота, 0,25 - фосфорного ангидрида, 0,8 - окиси калия и 35-40% органического углерода, 25 г бора, 15 - меди, 150-марганца, 2 - молибдена, 200 - цинка и 0, 5 г кобальта [http://agronomiy.ru/zelenoe_udobrenie_siderati.html].

           Целлюлозоразлагающие микроорганизмы испытывают сравнительно высокую потребность в азоте. Учитывая небольшое количество его в соломе, микроорганизмы потребляют минеральный азот из почвы, т.е. идет процесс иммобилизации азота. Если азота почвы ограниченное количество, то тормозятся процессы разложения соломы. Установлено, что для нормального протекания процессов разложения соломы отношение C:N должно быть 20…30. Более узкое соотношение этих элементов приводит к минерализации азотистых соединений, а более широкое – усиливает процессы иммобилизации азота. В связи с широким соотношением в соломе С:N – 70…80, после ее разложения микроорганизмы потребляют минеральный азот [Мишустин Е. Н., 1987].

При компостировании соломы в аэробных условиях выход гумуса составил 7,9%, а при добавлении к  соломе минерального азота - 8,5% от общей  массы соломы. Наиболее интенсивно гумус образуется в первые 4 месяца компостирования, в период разложения целлюлозы и гемицеллюлозы. Причем гумус накапливается в максимальном количестве в период самой высокой численности микроорганизмов, что указывает на причастность их к образованию гумуса.

Применение соломы для  удобрения улучшает физико-химические свойства почвы, уменьшает потери азота, повышает доступность фосфатов и  биологическую активность почвы, в  результате чего улучшаются условия  питания растений. Положительное  действие соломы на плодородие почвы  и урожай сельскохозяйственных культур возможно при наличии необходимых условий для ее разложения. Так, скорость микробного разложения соломы зависит от наличия в почве источников питания для микроорганизмов, их численности, видового состава и активности, типа почвы, ее окультуренности, температуры, влажности, аэрации и др. Например, разложение соломы усиливается при внесении различных источников азота, дополнительном внесении фосфора на почвах, бедных фосфором, внесении таких микроэлементов, как марганец, молибден, бор, медь и другие.

Отмечено также, что интенсивность  разложения клетчатки возрастает от дерново-подзолистых почв к серым  лесным и черноземам. Оптимальная  температура разложения клетчатки 28-30°С и влажность почвы 60—70% от полной ее влагоемкости. Интенсивность разложения соломы в верхнем слое почвы заметно выше, что объясняется хорошей аэрацией почвы, а также большой численностью и разнообразием видового состава микроорганизмов.

Особое значение удобрение  соломой имеет для бобовых  культур, фиксирующих молекулярный азот атмосферы. Поэтому на площадях, удобренных соломой, желательно размещать  в первую очередь бобовые или пропашные культуры [Емцев В. Т., 2005].

Заблаговременно внесенная  в почву солома стимулирует азотфиксирующую  способность бобовых и существенно  повышает их урожай. Питание азотом пропашных культур обеспечивается вследствие мобилизации азота почвы  при ее междурядных обработках.

Некоторые продукты разложения соломы токсичны для растений. Особенно много вредных соединений накапливается  при анаэробном разложении соломы. В аэробных условиях и в почвах с высокой биологической активностью  токсичные соединения разлагаются  быстрее.

Азот минеральных удобрений  снижает депрессирующее действие соломы на зерновые культуры. Иммобилизованный в присутствии соломы азот минеральных удобрений характеризуется большей подвижностью, меньшей устойчивостью к кислотному гидролизу и минерализуется интенсивнее, чем азот, иммобилизованный без соломы, особенно азот гумуса. В последействии соломы усиливаются процессы мобилизации азота в почве, повышается использование растениями как иммобилизованного азота удобрений, так и азота почвы, что и определяет положительное ее действие на урожай последующих культур.