СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СМЕСИ ТАБАЧНОЙ ПЫЛИ И ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА
METHOD FOR INCREASING SOIL FERTILITY USING A MIXTURE OF TOBACCO DUST AND POULTRY MANURE

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства, к средствам, применяемым для повышения плодородия почв, и может быть использовано на различных почвах при выращивании любой сельскохозяйственной культуры.
Процесс производства курительных изделий на табачных фабриках неизбежно связан с образованием больших объемов табачных отходов, из которых до 80% приходится на невозвратный отход - табачную пыль с содержанием минеральных примесей. Табачная пыль относится к 3 классу опасности (умеренно опасные) и ее утилизацию следует производить только на специальных полигонах. Однако, есть способы вовлечения табачной пыли в хозяйственный оборот, при которых она будет доводиться до состояния нетоксичного отхода. Предлагаются бесполигонные методы утилизации табачной пыли в качестве инсектицидного средства защиты сельскохозяйственных растений от сосущих вредителей, а также в качестве органического удобрения.
В птицеводстве существует проблема образования отходов - птичьего помета, который является серьезным источником загрязнения окружающей среды. Так, в среднем одна курица-несушка выделяет до 60 кг помета в год. Проблема утилизации и обеззараживания отходов птицефабрик актуальна. В настоящее время предложено множество вариантов по применению птичьего помета в качестве органического удобрения.
Возможность применения табачной пыли для улучшения плодородия почв рассматривается, прежде всего, с точки зрения содержания в ней ценных для растений питательных элементов: азота (1,84-2,3%), фосфора (0,24-0,37%) и калия (2,14-3,72%), при этом наличие в пыли токсикантов (свинец, кадмий, цинк и медь) при рекомендуемых нормах внесения не влияет на изменение баланса этих элементов в почве с учетом показателей ПДК и ОДК. Последние из перечисленных веществ являются необходимыми для нормальной жизнедеятельности живых организмов.
2
5
2
Применение отхода птицеводства в качестве удобрения также очевидно, так как в птичьем помете от взрослой птицы, при клеточном содержании в 1 т массы содержится, кг: органического вещества - 180; золы - 70; общего азота - 20; общего фосфора (РO) - 7; общего калия (КO) - 3.
Известен способ повышения плодородия почв с помощью удобрения из табачной пыли. Биоорганическое удобрение получается (заявка РФ №2012106987, опубл. 10.08.13, Бюл. № 25) путем биокомпостирования смеси из табачной пыли, черноземной почвы и торфа. Недостатком данного способа являются высокозатратные элементы: предварительное обустройство траншеи, смешивание компонентов смеси, загрузка и увлажнение смеси. Данный способ получения удобрения подходит только для использования в качестве субстрата в горшечной культуре, применения в защищенном грунте и не пригоден для использования на больших площадях под сельскохозяйственные культуры из-за больших материальных и трудовых затрат.
Известен способ внесения одновременно с посевом зерновых термически высушенного куриного помета - пудрета непосредственно в бороздки с нормой 120 - 360 кг/га, с целью повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Способ обеспечивает прибавку урожайности зерна за счет повышения общей и продуктивной кустистости яровой пшеницы, увеличения озерненности и массы зерна с одного колоса. Наиболее эффективная доза внесения 360 кг/га. (Милюткин В.А. Эффективность внесения органических удобрений (высушенный куриный помет пудрет) одновременно с посевом в рядок. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2014. - Вып. 2. - С. 26 - 29).
Дозы применения птичьего помета могут варьироваться в пределах от 10 до 20 т/га под различные сельскохозяйственные культуры, в том числе в виде удобрительного полива. (Теучеж А.А. Применение птичьего помета в качестве органического удобрения. Политематический сетевой электронный научный журнал кубанского государственного аграрного университета, 2017. - № 128 (04). - С. 1-18).
При использовании в качестве удобрения птичьего помета, для его обеззараживания, т.е. подавления патогенной микрофлоры и снижения класса опасности отхода, есть опыт его ферментирования микробиологическим препаратом «Байкал М1» (Волкова Е.Н. Получение нового органического удобрения из куриного помета методом биоферементирования // Экологические проблемы развития агроландшафтов и способы повышения их продуктивности: сб. ст. по матер. Междунар. науч. экол. конф. (27-29 марта 2018 г. ) / сост. Л.С. Новопольцева; под ред. И.С. Белюченко. - Краснодар: КубГАУ, - 2018. - С. 43-44).
Известно применение отходов табачного производства способом компостирования совместно с куриным пометом и биогумусом в дозах 50 т/га, 4 т/га и 10 т/га соответственно. Добавление органических отходов в почву улучшает ее биологические параметры (пористость, содержание доступной воды и др.). [Melis Cercioglu,  Okur, Sezai Delibacak, Ali Riza Ongun. Changes in physical conditions of a coarse textured soil by addition of organic wastes // Eurasian Journal of Soil Science. 2014. № 3. p. 7-12.].
Известен способ повышения плодородия почв с использованием табачной пыли (Патент РФ 2646053, опубл. 01.03.18, Бюл. № 7), включающий равномерное распределение по поверхности почвы отходов табачного производства в дозе 2-8 т/га совместно с раствором биодеструктора Стернифаг (в норме расхода 80 г совместно с водой в объеме 300 л и аммиачной селитрой или мочевиной в дозе 3 кг), для ускоренного разложения пыли в указанном диапазоне доз, и заделывание в почву с помощью дисков на глубину 5-10 см. Недостатком способа является ограниченная возможность приобретения препарата Стернифаг из-за низкой насыщенности им рынка. Способ взят за прототип.
Целью предлагаемого изобретения является использование смеси табачной пыли и птичьего помета в качестве органического удобрения для повышения плодородия почвы, ее оздоровления, увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и безопасной утилизации отходов табачного производства и птицеводства.
Техническим результатом применения способа является повышение плодородия почвы за счет увеличения содержания подвижных форм питательных элементов и биологической активности, оздоровления почвы за счет снижения в ней патогенных микромицетов, повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Технический результат достигается тем, что в способе повышения плодородия почв, включающем равномерное распределение по поверхности обрабатываемой почвы табачной пыли в дозе 2-8 т/га, равномерное нанесение на обработанную площадь раствора, для ускорения разложения табачной пыли в указанном диапазоне доз, согласно изобретению, в качестве раствора применяют смесь, приготовленную из птичьего помета, из расчета 3 т/га, предварительно ферментированного микробиологическим препаратом «Байкал М1», разведенного в воде объемом 10000-15000 л/га и заделка в почву с помощью дисков на глубину 5-10 см, за месяц до предполагаемого посева или посадки сельскохозяйственных культур.
Нанесение на рекомендуемую дозу табачной пыли раствора из птичьего помета, разведенного водой в установленной норме, позволяет ускорить разложение пыли, увеличив таким образом, содержание подвижных форм питательных элементов, биологическую активность почвы, проявляемую в виде повышения нитрифицирующей активности, целлюлозоразрующей способности, интенсивности дыхания, снижения плотности микопатогенной инфекции, и увеличить урожайность сельскохозяйственных культур.
Предварительная обработка птичьего помета микробиологическим препаратом «Байкал М1» и выдержка смеси 10-20 дней, в течение которых идет ферментация, обеззараживает смесь, подавляет патогенную микрофлору.
Способ осуществляют следующим образом. Предварительно готовят раствор птичьего помета. Дозу птичьего помета из расчета 3 т/га смешивают с микробиологическим препаратом «Байкал М1» в объеме 750 мл и выдерживают 10-20 дней в течение которых идет процесс его ферментации, затем смесь разводят в воде в количестве 10-15 т/га, тщательно перемешивая. За месяц до предполагаемого посева или высадки сельскохозяйственных культур, табачную пыль в дозах 2-8 т/га равномерно распределяют по поверхности почвы и обрабатывают приготовленным раствором птичьего помета, затем заделывалют в почву с помощью дисков на глубину 5-10 см.
4
3
2
5
2
С целью выявления эффективности способа определяли изменение количества подвижных форм питательных элементов в почве после внесения табачной пыли (ТП) в диапазоне доз 2,5 и 8 т/га совместно с птичьим пометом (ПП) в норме 3 т/га (таблица 1) в почвенных образцах, отобранных с глубины 0-20 см через 30 суток после обработки, после выпадения 100 мм осадков. Контролем в опыте являлась почва без обработки (чернозем выщелоченный с низким содержанием подвижных форм основных питательных элементов NH - 3,49 мг, NO - 8,78 мг, РO - 10,65 мг и КO - 14,6 мг на 100 г почвы). На вариантах с применением табачной пыли и птичьего помета за короткий период времени пыль полностью разложилась, об этом свидетельствует установление повышения содержания в почве аммиачной формы азота на 31 - 44%, нитратного на 27 - 88%, фосфора на 19 - 41%, калия на 53 - 79% (таблица 1). Причем лучшие результаты получены при увеличении доз табачного табачной пыли.
Биологическая активность это один из основных показателей плодородия почвы и чувствительный агрономический и экологический индикатор изменения почвенной среды под воздействием различных агроприемов. Один из основных процессов, происходящих при этом в почве, это накопление нитратного азота, т.е. нитрификационная способность. При внесении в почву табачной пыли и птичьего помета за месяц во влажных условиях создает благоприятные условия для деятельности бактерий, усваивающих минеральные формы азота, при этом процесс нитрификации в почве проходит на 120 - 250% интенсивнее в сравнении с контролем.
Целлюлоза основной компонент всех растительных остатков, в том числе и табачных и она играет важную роль в почвенных процессах и формировании ее положительных свойств. Разрушение целлюлозы происходит за счет жизнедеятельности целлюлозных микроорганизмов. При внесении табачной пыли в почву совместно с пометом отмечено повышение активности целлюлозоразрушающих микроорганизмов на 314 - 421% во всех вариантах опыта.
2
2
2
2
Жизненно важный процесс, происходящий в почве - это продуцирование углекислоты или «дыхание». При этом из атмосферы в почву поступает кислород и в результате сложного окислительного распада органических веществ выделяется углекислый газ, являющейся важным источником снабжения растений углеродом. Опытами установлено, что количество продуцированной СO из почвы повышается на всех вариантах опыта, где вносили смесь отходов. Если в исходной почве это количество составило 11,5 мг СO/ 100 г. почвы, то в опыте с отходами наибольшее количество СO выявлено в варианте, где применяли табачную пыль ТП в дозе 8 т/га, здесь интенсивность дыхания составила 38,9 мг СO/ 100 г. почвы, т.е. в опыте значение «дыхания» превышало данные контрольного варианта в пределах 178 - 238% в зависимости от применяемой дозы.
Биологическая активность почвы зависит не только от численности обитающих в ней живых микроорганизмов, но и от их видового состава. В ходе проведенных экспериментов установлено влияние смеси ТП и ПП на микологический состав почвы. Так, на контроле выявлено наибольшее разнообразие видового состава микромицетов. Встречаются грибы родов Penicillium, Rhizopus, Mucor, Alternaria в количестве от 2,2 до 4,0 КОЕ на 1 г абсолютно сухой почвы (таблица 2).
В вариантах, где в почву вносили табачную пыль (ТП) совместно с птичьим пометом (ПП), колонии патогенных микромицетов отсутствовали. На данном опыте продемонстрирована возможность оздоровления почвы от микопатогенной инфекции посредством внесения табачной пыли совместно с птичьим пометом.
Для установления влияния ТП, примененной в качестве органического удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур были высажены томаты сорта Дар Заволжья. В результате установлено, что на контрольном варианте урожайность томатов за период вегетации составила в среднем 36,0 т/га, растения достигли высоты около 40 см (таблица 3).
На вариантах, где применяли табачную пыль совместно с птичьим пометом, урожайность составила 52,9 - 59,5 т/га, прибавка достигла 46,9 - 65,3%, высота растений приблизилась к отметке 65-70 см. Также на вариантах с табачной пылью отмечено снижение численности актуального вредителя томатов - незары зеленой.
Применение установленных доз табачной пыли в пределах 2-8 т/га совместно с раствором птичьего помета в дозе 3 т/га позволяет повысить плодородие почвы за счет увеличения содержания аммиачной формы азота на 31 - 44%, нитратной на 27 - 88%, доступного фосфора на 19 - 41%, калия на 53 - 79%, интенсивность процесса нитрификации на 120 - 250%, активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов на 314 - 421%, продуцирование углекислоты почвой на 178 - 238%, снизить количество микопатогенной инфекции, увеличить урожайность томатов на 46,9 - 65,3% и снизить численность фитофагов. При этом решается проблема безопасной утилизации табачной пыли и птичьего помета.