СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
METHOD FOR INCREASING SOIL FERTILITY IN THE CULTIVATION OF AGRICULTURAL CROPS

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к переработке отходов птицеводческих предприятий в виде птичьего помета, и может быть использовано при получении готовых, безопасных гранулированных удобрений, содержащие все необходимые компоненты для эффективного улучшения почвы, условий роста и создания благоприятных условий для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов:
Исследования, проведенные в России и за рубежом, показали положительное влияние птичьего помета на показатели почвенного плодородия, способствует увеличению содержания гумуса в почве на 0,04-0,05%, так, например 1 т бесподстилочного помета повышает содержание гумуса в почве на 140 кг/га. В компосте в период созревания присутствуют и размножаются большое число групп микроорганизмов, которые сразу же после внесения приступают к разложению азотосодержащих, целлюлозосодержащих и других сложных органических веществ. Птичий помет способствует развитию и азотфиксирующих микроорганизмов, в частности азотобактера не менее на 4-8% по сравнению без него внесения. При этом следует отметить, установлено, что содержание элементов питания для растений в помете значительно варьирует в зависимости от вида птицы (куриный, индюшиный, утиный), вида помета (нативный и подстилочный), а также степени разложения птичьего помета. Кроме того, по составу сухого вещества птичьего помета наиболее концентрированном является перепревший индюшиный помет, далее по мере убывания концентрации идут куриный помет и, соответственно, утиный помет. Поэтому изучение в части исследования авторы изобретения ниже анализируют воздействие органических удобрений индюшиный помет, гранулированное его удобрение на повышение плодородие почвы, на факторы жизни растений на урожайность ячменя ярового и на сенажную смесь травостоя в условиях Московской области России, более конкретно, городской округ Егорьевск (северозападная сторона) вблизи поселка «Новый», т.е. участок, на котором проводятся испытания, принадлежит Егорьевской государственной сортоиспытательной станции.
Территория Егорьевского района расположена в центральной части Русской равнины, в средней части Мещерской низменности. Это Мещерская зандровая низменная равнина, район IV, слегка приподнятый мореный остров среди песков, с мелколиственными и сосновыми лесами на супесчаных и дерново-подзолистых почвах.
Современные птицефабрики кроме выпуска основной продукции в виде мяса птицы и яиц, являются источником поступления в природную среду огромного количества токсичных отходов, основным из которых является птичий помет, относящийся к опасным и подлежащий обязательной утилизации.
Лежащий помет выделяет ядовитые газы-сероводород, аммиак, метан; содержит опасные для человека нитраты, сульфиды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, антибиотики, пестициды, а также яйца гельминтов, кишечную палочку, сальмонеллу, споры вредоносных растений. Кроме того, помет является источником зловонных запахов, на которые слетаются стаи мух. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), помет и сточные воды птицеводческих предприятий могут быть фактором передачи более 100 возбудителей инфекционных и инвазионных болезней.
Одной из причин возникновения экологической опасности от накапливания помета является открытое хранение, поэтому при внесении птичьего помета на поле необходимо сразу проводить заделку его в почву из-за возможных также больших потерь азота, а это связано с влиянием птичьего помета на плодородие почвы и сроки его внесения.
При длительном хранении помета на грунтовых площадках происходит загрязнение почвы грунтовых и поверхностных вод. В поверхностном слое почвы таких площадей по высоте 0,4 м содержится до 4950 кг/га азота, в том числе 2500 кг/га нитратного, что в 17 раз выше по сравнению с незагрязненной почвой (Патент RU №2647918, C05F 3/00 от 21.03.2018). В описание отмечено в грунтовых водах на площадках хранения птичьего помета, где накапливаются атмосферные осадки, содержание (мл/л) нитратного азота превышает содержание его в дренажных водах с поля в 2 раза, аммиачного - в 8 раз, фосфора - в 11 раз, калия - в 10 раз. Эрозия почв, смыв удобрений органических отходов приводит к сильнейшему загрязнению рек и озер.
Утилизация помета происходит путем открытого складирования на полигонах хранения, переработки.
Переработка помета осуществляется такими методами, как компостирование, вермикомпостирование, термическое обезвреживание (гидролиз) и механическая сушка. Также применяют биоэнергетический способ, при котором вырабатывается биогаз.
На урожай куриный помет действует почти также как комплексное минеральные подкормки. Он обладает ярковыраженным последствием в течение 2-3 лет после внесения. Это объясняется тем, что полезные вещества из птичьего помета высвобождаются постепенно.
Известен способ вермикультивирования куриного помета, включающий смешение куриного помета с соломой, известью и водой с последующей ферментацией полученного субстрата, а затем его переработкой с использованием червей, причем в субстрат добавляют водный раствор поверхностно-активных веществ (Патент RU №2587549, C05F 3/00 от 20.06.2016.
Недостатком известного способа является продолжительное время переработки.
Известен ускоренный способ микробиологической переработки птичьего помета, включающий внесение микробной культуры Pseudomonas sp.114, депонированной в ВКПМ под №В-5060 в птичий помет, перемешивание. Через 5 суток вносят микробную культуру Azotobacrer chroococcbm В 35, депонированную в ВКПМ под №В-6019, и вновь перемешивают. Титр вносимых микробных культур составляет для Pseudomonas sp.114-108 кл/мл и для Azotobacter chroococcum В 35-108 кл/мл. Объемное соотношение вносимых культур 2:1, соответственно из расчета 45 мл на 1 кг птичьего помета, при бесподстилочном содержании птицы. При подстилочном содержании птицы Pseudomonas sp.144 и Azotobacter chroococcum В 35, взятые в отношении 2:1, вносят в количестве 15 мл на 1 кг помета. Перед внесением микробных культур каждую из них разбавляют водой в соотношении 1:2, соответственно. Микробиологическую переработку птичьего помета осуществляют в течение 15 суток.
Предложенное решение требует затрат на поддержание положительных температур и делает их невозможными при проточной переработке больших промышленных объемов отходов.
Известен состав для получения органоминерального удобрения, включающий органические отходы и оксид кальция, при этом дополнительно содержит неорганический сорбент агрононит при следующем соотношении компонентов, % масс: оксид кальция 1,5-3,0; агрононит 1,5-3,0; органические отходы - остальное. (Патент RU №2609809 C05F 3/00 от 06.02.2017). Особенностью состава является то, что в качестве сорбента органоминеральное удобрение содержит оксид кальция и агрононит и органический отход смешивают с его элементами. При достижении влажности смеси значений 12-14% высушенная масса поступает в блок циклонов. Блок циклонов отделяет твердую фракцию от газообразной, затем получают сухой субстрат после сушки. Однако данный состав получения удобрений имеет длительный технологический цикл.
5
7
Известно комплексное удобрение на основе обработанного птичьего помета и глауконита, при этом оно содержит птичий помет, подвергнутый предварительной дезинфекции, и дополнительно ассоциацию бактериальных штаммов рода Bacillus: и т.д. при следующих соотношении ингридиентов: глауконит - 3-65 мас. %, ассоциация бактериальных штаммов - 10-10 живых клеток (КОЕ) в 1 г. Удобрения и дезинфинцированный птичий помет - остальное (Патент #2617345, C05F 11/08 от 24.04.2017). Оно является как комплексное влияние удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур. Однако данное комплексное удобрение требует много вносимых добавок, стоимость которых делает такой способ переработки экономически нерентабельным.
Известно органоминеральное удобрение, содержащее смесь куриного помета и минерального удобрения, при этом в качестве минерального удобрения включает карбанатно-глинисто-кремнисто-цеолитовую породу, предварительно измельченную и просушенную при температуре 100-200°С в течение 0,5-1,5 ч, и куриный помет влажностью 60-75%, при этомкарбанатно-глинисто-кремнисто-цеолитовая порода смешена с куриным пометом в соотношении, равном 1-3:1-2 (Патент RU №2351576, C05F 3/00 от 10.04.2009). Однако оно требует продолжительное время переработки.
Известен способ производства гранулированных органо-минеральных удобрений, включающий смешивание исходных компонентов, гранулирование и сушку, при этом навоз или куриный помет смешивают с тонкодисперсным мелом в соотношении 1,0:(0,6-1,5), гранулируют окатыванием в барабанном грануляторе, классифицируют на роликовом эрохоте и полученные гранулы сушат при 110-120°С (Патент RU №2108993, C05F 3/00, C05D 3/02 от 20.04.1998).
Изобретение позволяет сократить время проведения технологического цикла получения гранулированных органо-минеральных удобрений при одновременном повышении эксплуатационных свойств полученных гранул. Однако известное техническое решение способствовало только получения сухих гранул равномерной крупности и достаточной для внесения в почву прочности при сохранении в их составе комплекса питательных веществ, при этом оно не рассматривает изучение действия, характер и величину взаимодействия двух и более факторов доз органических удобрений, как индюшиный помет и его гранулированного удобрения, и влияние их на урожайность и повышение плодородия почвы при применении, а именно для ячменя ярового и сенажной травосмеси.
2
2
3
Следует привести также способ обработки куриного помета (Патент RU №2228319, C05F 3/00 от 10.05.2004), способ который включает термофильное сбраживание и последующее разделение сброженной массы на твердую и жидкую фракции центрифугированием. Перед термофильным сбраживанием в куриный помет вводят нагретый до температуры + 75+95°С рассол природного минерала бишофита сульфатного типа формулы MgCl 6НО. Плотность рассола 1,1-1,5 т/м. Норма расхода: 100-300 кг на 1 тонну навоза-сырца. Полученную массу гомогенизируют. В нее вводят ил перепревшего свиного навоза из отстойника свиноферм. Массовое соотношение помета и свиного навоза по сухому веществу 1:(2-4). Ингредиенты органического удобрения непрерывно перемешивают в течение 5-10 минут. После мезофильного сбраживания полученный продукт делят на два потока: 20-30% массы полуфабриката направляют на сбраживание свежего куриного помета. 70-80% оставшейся пульпы охлаждают до температуры окружающей среды без доступа атмосферного воздуха. Центрифугированием разделяют эту массу на твердый осадок и жидкую фракцию. В твердый осадок добавляют отходы первичной подработки лакричного сырья в виде измельченных нестандартных корней минерального сора, растительных примесей, старжни надземных побегов и карбанаша. Их перемешивают, частично подсушивают. Массу прессуют в гранулы с размерами 15-25 мм. Удобрения фасуют, жидкую фракцию рецеиркулируют.
К недостаткам данного способа переработки куриного помета относятся:
- сложность при его реализации, большинство птицефабрик расположено на значительном расстоянии от месторождений бишофита сульфатного типа и свинокомплексов, и транспортировка ингридиентов, включая перевозку, хранения илагистику будет очень затратна;
- низкая доля перерабатываемого помета птицы в сумме исходных ингридиентов т.к. производят первичное разбавление рассолом природного минерала бишофрита 100-300 кг на тонну помета-сырца, вторичное разбавление перепревшим илом свиного навоза в соотношении по сухому веществу 1:(2-4), третичное разбавление отходами первичной переработки лакричного сырья. При этом доля птичьего помета составит только 15-25% в смеси компонента, что учитывая масштабы образования птичьего помета на современных птицефабриках, создают значительные проблемы птичьего помета.
Известен способ получения биоудобрений (Патент RU №2539781, C05F 3/00, C05F 11/02, C05F 15/00, C05F 17/00, C05G 3/00 от 27.01.2013). По данному способу измельчают куриный помет и торф, взятые в соотношение 50:50, до гранулометрического состава не более 10 мм. Перемешивают измельченные компоненты и ощелачивают 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при 20-22°С в течение 24 часов. Вводят в полученное первичное биоудобрение пшеничные отруби в количестве 3% масс. И перемешивают. Проводят первую стадию биоконверсии смеси при 36-38°С в течение 96 часов. Затем проводят вторую стадию биоконверсии при 55-60°С в течение 24 часов. При этом через и каждые 24 часа смесь продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 минут.
В способе указывается, что отщелачивание проводится в целях гидролиза высокомолекулярных соединений (стр. 5, абзац 2, стр. 6 абзац 2). В результате было получено биоудобрение с содержанием гуминовых кислот 3,94% на сухое вещество, а доля птичьего помета в исходной смеси составила 50%.
Известен также поточный способ производства сбалансированных органо-минеральных биоактивных удобрений (WO2009023001 от 19.02,2009). Однако известный способ представляет собой непрерывный процесс компостирования компостной массы, и включает три этапа. Он длителен и энергозатратен, чтобы довести подсушивание до влажности 16-18%, гранулируют и фасуют.
Известен способ производства гранулированных органоминеральных удобрений из органических отходов и устройство для его осуществления, предлагающему подачу компонентов смеси, удаление механических примесей, перемешивание с добавлением минеральных компонентов, измельчение, обеззараживание, гомогенизацию и гранулирование и сушку. Причем измельчение, обеззараживание, гомогонизацию и гранулирование проводят одновременно на обогреваемых вальцах непрерывного действии с пропусканием перерабатываемой массы через формирующие кольца вальцов и резкой на гранулы, а сушку проводят в обогреваемой вакуумной сушилке непрерывного действия в вакуумно-импульсных режимах (Патент RU №2458027, C05F 3/00 от 10.08.2012).
Изобретение позволяет сократить время проведения технологического цикла получения гранулированных органоминеральных удобрений при одновременном повышении эксплуатационных свойств полученных гранул. Однако известное техническое решение обладает рядом недостатков:
- сложность при его реализации для обезвоживания помета и применение сложного оборудования на ленточном вакуумном фильтре, снабженным прижимными катками и другими импульсными воздействиями, а также большой процент вносимых в помет количества добавок и делают его экономически удорожанием;
- в качестве исходного сырья выбраны осадки сточных вод с добавлением гумата натрия и минеральных компонентов, при этом не рассматривается вопрос индюшиного помета и получение гранулированного из него удобрения с нормой внесения на повышение плодородия почвы и их качество с экономической и энергетической целесообразности, как многофакторного только органического удобрений при их применении.
Технической задачей заявляемого технического решения является разработка способа быстрой, безопасной переработки индюшиного помета с использованием непосредственно на повышение плодородие почвы и жизни растений с получением высоких урожаев и его качества.
Техническим результатом заявляемого технического решения является его быстрое дезодирование и обеззараживание с поточной переработкой его в готовое удобрение из индюшиного помета, полученные гранулы, которых можно внесение при оптимальном в каждом отдельности виде в почву, создания гумуса и возможность получения в экономически оправданного урожая ячменя ярового или сенажной травосмеси на основе отходов птицефабрик (индюшиный помет, гранулирование удобрение на основе индюшиного помета), применяемых в качестве удобрений в виде композитных смесей, а также определение целлюлозоразлагающей активности дерново-подзолистой почвы после внесения индюшиного помета или гранулированных удобрений.
Технический результат достигается тем, что способ повышения плодородия почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, включающий подачу компонента сырья органического удобрения, перемешивание, гомонизацию, гранулирование, обеззараживание и сушку, при этом в качестве органического удобрения используют индюшиный помет с влажностью 51%, с доведением до влажности 14-16% и обеззараживанием при температуре нагрева 30°С в течение 30-35 минут, при этом для получения гранулированного удобрения используют установку ОГМ-1,5А, объединяющую одну общую технологическую линию, полученные гранулы длиной 18 мм и диаметром 6 мм вносят в почву в дозе от 28,5 до 57 кг/га, затем осуществляют высев семян ярового ячменя, которые перед посевом обрабатывают замачиванием в жидкофазном биопрепарате в течение 30 минут, с нормой высева  семян 325 кг/га и посевом на глубину 2,5 3,0 см, или смеси сенажного травостоя, естественно растущего на данном поле с нормой высева семян до 35 кг/га на глубину 2,5…3,0 см, а уборку осуществляют прямым комбайнированием.
Кроме того, перед внесением гранулированного удобрения осуществляют подготовку поля, включающую вспашку, заделку пожнивных остатков, рыхление пахотного слоя и культивацию с одновременным боронованием.
Кроме того, в качестве смеси сенажного травостоя используют состав:
- овсянина луговая 20%;
- кострец безостый 20%;
- тимофеевка луговая 20%;
- лядвенец рогатый 20%;
- клевер луговой 20%.
Производственные исследования проводились в полевых условиях на опытном поле сельскохозяйственного назначения, Московская область, городской округ Егорьевск (северо-западная сторона)) вблизи поселка Новый. Участок принадлежит Егорьевской государственной сортоиспытательной станции.
Территория Егорьевского района расположена в центральной части Русской равнины, в средней части Мещерской низменности. Мещерская задровая низменная равнина, район IV, Егорьевский слегка приподнятый остров среди песков, с мелколиственными и сосновыми лесами на супесчаных и дерново-подзолистых почвах.
Объектами исследований являлись индюшиный помет, перепревший с индейководческой фабрики в г. Егорьевск Московской области ООО «Егорьевская птицефабрика», а также его переработка в гранулированное удобрение. Дозы являлись расчетными соотношениями для почвенных условий участка (поля) с учетом изучаемой культуры под планируемую урожайность.
На птицефабрике напольное содержание птицы.
Подстилочный помет опилки, загрязненные индюшиным пометом складируются на бетонированных площадках (пометохранилище) 80,0×36,0 м в буртах, расположенных на территории птицефабрики.
3
Отход образуется при замене напольного покрытия в птичниках. В качестве подстилки используют древесные опилки и стружка. По данным предприятия среднегодовое количество используемых опилок соответствует 13600 м, норма образования помета составляет 5% от живой массы одной птицы в сутки.
3
Удельный вес древесных опилок равен 0,5 т/м, тогда масса помета в год составляет:
Масса помета = Поголовье × Масса 1 пт × Норма обр. за сутки × Дней в год, тогда имеем:
Масса помета = 20000 × 8 × 0,05 × 365 = 2920000 кг, или 2920 т/год.
Масса опилок, загрязненных индюшиным пометом - тонн в год составляет:
Масса = (кол-во используемых опилок в год × Удельный вес опилок) + Масса помета, тогда имеем:
Масса = (13600×0,5)+2920=9720 т/год.
Результаты химического анализа указанного «Удобрение органическое на основе отходов животноводства - помет подстилочный индюшиный» ГОСТ Р53117 - 2008, соответствует Сертификату №0116003, представлены в табл. 1.
Для получения гранулированных удобрений в качестве исходного сырья взят индюшиный помет подстилочный с индейководческой фабрики в городе Егорьевск Московской области, ООО «Егорьевская птицефабрика». По вещественному составу и свойствам он описан выше.
Сырье перерабатывается в безопасные гранулированное удобрение в технологической линии, включающей следующие устройства (представлена на фиг. 1, 2, 3).
На фиг 1 представлено гранулирование на базе гранулятора ОГМ-1,5А, предназначенного для гранулирования кормов, древесных из опилок и прочих древесных отходов, соломы, отходов сахарного производства, шелухи подсолнечника и гречихи, птичьего помета и других видов биомассы.
Пресс-гранулятор ОГМ-1,5А представляет собой комплекс составных частей, которые выполняют определенные самостоятельные функции и объединены в общую технологическую линию (фиг. 1):
1 - пресс-редуктор; 2 - шнековый транспортер; 3 - бункер; 4 - охладитель-сортировка; 5 -циклон с вентилятором; 6 - нория; 7 - система ввода воды; 8 - электрошкаф; 9 - рама редуктора; 10 - смеситель; 11 - дозатор.
Принцип работы.
Подготовленное к гранулированию сырье влажностью 51% через отделитель ферримагнитных примесей 15 выводится в пресс 1. В камере прессования сырье затягивается между вращающимися матрицей 16 и роллерами 17 (фиг. 3), и продавливается в радиальные отверстия матриц, где под действием большого давления происходит формирование гранул.
На фиг. 2 приведена схема технологическая, которая включает: 2 - транспортер шнековый; 12 - циклон; 13 - вентилятор; 3 - бункер; 14 - дозатор; 15 - отделитель ферримагнитных примесей; 1 - пресс; 6 - нория; 4 - охладитель-сортировка.
На фиг. 3 приведена схема принципа работы пресса: 16 - матрица; 17 - роллеры; 18 - треугольная лопатка; 19 - прямоугольная лопатка; 20 - нож-обламыватель.
Выдавленные из отверстий гранулы наталкиваются на неподвижный нож-обламыватель 20 и обламываются. Поворотом ножа на оси можно регулировать длину обламываемых гранул длиной 18 мм и диаметром 6 мм. Обломанные гранулы падают вниз и через рукав кожуха выводятся из пресса. Лопатки, подающие материалы под роллеры, выполнены следующими устройствами: одна треугольная 18 подает под роллер только половину слоя продукта, а вторая - прямоугольная 19 подает под второй роллер весь оставшийся продукт, поэтому при разборке пресса необходимо сохранить расположение лопаток и роллеров.
Гранулы, выходящие из прессов, имеют высокую температуру и непрочные, поэтому они транспортируются норией 6 в охладительную колонку 4. Здесь через слой гранул вентилятором 13 всасывается воздух, который охлаждает гранулы и одновременно отсасывает часть не сгранулированного сырья в циклон 12. В прессе охлаждения влажность гранул уменьшается за счет испарения влаги, и в гранулах происходит физико-химические изменения. В результате они приобретают необходимую твердость, влажность 14-16% и температуру нагрева 30°С в процессе 30-35 минут.
Из охлажденной колонки, по мере ее наполнения, гранулы поступают на сортировку, где происходит отделение кондиционных гранул от крошки. Гранулы выводятся через выгрузную горловину, а крошка отсасывается в циклон 12 и далее направляется с сырьем на повторное прессование.
После термического воздействия и полного уничтожения патогенной микрофлоры сырье переходит из четвертой категории «Малоопасные» в пятую категорию «Практически не опасные» для человека и окружающей среды с удалением посторонних включений.
Таким образом, происходит образование гранул длиной 18 мм и диаметром 6 мм, т.е. нужного диаметра, поступающие в пресс.
2
Конечным продуктом являются гранулированные органические удобрения на основе индюшиного помета, длиной 18 мм и диаметром 2 мм, влажность 14-16%, насыпной плотностью чистого помета для двух дозировок (ДВ), т.е. 15 т/га и 30 т/га, с учетом количество питательных веществ затем в гранулированном удобрении их содержание в чистом помете, с рассчитанной нормой внесения при дозе 15 т/га и 30 т/га помета, тогда в переводе на гранулированные удобрения в виде дозировок составят для производственного испытания предлагаемого способа по площади делянки (S) 38,1 м или (0,0038 га):
делянка
делянка
НВГ=S × ДВ/2, тогда получим:
НВГ=0,0038 га × 15 т/га/2 = 0,0285 т=28,5 кг.
НВГ=0,0038 га × 30 т/га/2=0,057 т=57 кг.
Указанные результаты гранулированного удобрения на основе индюшиного помета представлены в табл. 3.
Результаты химического анализа указанного индюшиного помета в опытах использовали с учетом вариантов и повторности: 2 вариант 28,5 кг гранул × 4; 3 вариант 28,5 кг гранул × 4; 6 вариант 57 кг гранул х 4; 4 вариант 57 кг помет × 4; 5 вариант 114 кг помет × 4. Итого а) внесение гранулированного удобрения - 456 кг; б) индюшиного помета - 684 кг.
Гранулированное удобрение вносили вручную поделяночно, взвешивая норму внесения на каждую делянку на весах.
Таким образом, подготовленные гранулированные удобрения могут быть использованы для повышения плодородия почвы с посевом ячменя ярового сорта «Нур», а также для сенажной травосмеси, обеспечивающих соответствие зональным агрохимическим требованиям данной территории.
В частности, участок производственного испытания находился в залежном состоянии, агротехнические мероприятия на участке не проводились с 2014 года (6 лет). По описанию почвенной карты: почва участка дерново-подзолистая, почвообразующая порода: супеси и пески, подстилаемые суглинками и глинами валунными и галечниковыми.
Результаты исследований почвы приведены в табл. 4
Участок для полевого опыт исследований по рельефу ровный, почвенные условия однородные типичны для района, в котором проводили и получали результаты производственного испытания гранулированного удобрения из индюшиного помета, а также и применение самого отдельно помета.
В табл. 5 представлены результаты исследований, сведенные в объединенную таблицу: почва, помет, удобрение.
Сравнительный анализ основных показателей индюшиного помета и гранулированного удобрения показал: увеличение подвижного фосфора на 16%, общего азота на 20%, сумма поглощенных оснований, моль/100 г на 19%.
В качестве объекта исследований были выбраны: ячмень яровой сорт «Нур» и сенажная травосмесь.
Сорт «Нур» - ячмень яровой включен в Госреестр по Центральному и Средневолжскому регионам в 2002 году. Рекомендован для возделывания в Московской области и Республики Татарстан. Растение среднерослое. Зерновка крупная. Масса 1000 зерен 39-47 г. Средняя урожайность в регионах допуска 34,2 ц/га, на уровне стандартных сортов. Максимальная урожайность 81 ц/га получена была в Республике Татарстан в 2001 году. Средневегетационный период 70-93 дня. Устойчивость к полеганию. Засухоустойчивость средняя. Включен в список ценных по качеству сортов. Содержание белка 10,2-15,2%.
Яровой ячмень - основная зернофуражная культура, из-за недостатка объемов производства которой в регионах с развитым животноводством на кормовые цели, вынуждены использовать продовольственные культуры.
В связи с этим необходим поиск новых элементов технологии выращивания ячменя на фуражные и семенные цели.
Отсюда, основная задача опыта - сравнительная оценка воздействия органических удобрений (индюшиный помет, гранулирование удобрение на основе индюшиного помета и обработка семян перед посевом раствором жидкофазного биопрепарата (ЖФБ). Кроме того, в цели исследований входило - определение целлюлозоразлагающей активности дерново-подзолистой почвы после внесения индюшиного помета, гранулированных удобрений на основе индюшиного помета и ЖФБ.
Исследования также проводили в 2020 году на базе полевого опыта Егорьевском районе Московской области.
Повторность вариантов в опытах 4-х кратная.
В целом это связано с влиянием на урожайность и повышение плодородия почвы, а также характер и величину их взаимодействия при их применении (индюшиный помет и гранулированное удобрение, предпосевная обработка ЖФБ).
Следует отметить, что для одного из вариантов, в качестве объекта исследований, был выбран яровой ячмень сорт «Нур», второй вариант включал сенажную травосмесь в составе:
- овсянина луговая 20%;
- кострец безостный 20%;
- тимофеевка луговая 20%;
- лядвенец рогатый 20%; клевер луговой 20%.
Как уже отмечалось выше, замачивание осуществляли в жидкофазном биопрепарате (ЖФБ) только для ячменя.
2
2
5
Во ВНИИМ разработана ферментационно-экстракционная технология получения различных жидкофазных биосредств, в том числе, жидкофазного биопрепарата (ЖФБ) для растениеводства и земледелия. Производство ЖФБ включает стадию ферментации торфонавозной смеси с получением раствором с последующей фильтрацией. Количество микроорганизмов (аммонифицирующих, аминокислотсинтезирующих и др.) в свежем биопрепарате достигает n 109-n1012 КОЕ/мл, что позволяет отнести его к микробным биопрепаратам. В нем отсутствует патогенная микрофлора и паразиты. В составе ЖФБ содержание общего азота составляет 0,2-0,5 г/л, подвижных форм калия (КО) - 9,5 г/л, фосфора (РО) - 10 г/л. Также, в его состав входят микроэлементы (медь, цинк, марганец, железо) и различные метаболиты микроорганизмов (сахара, ферменты, аминокислота триптофан) (Рабинович, et al., 2009, 2015)/
2
Опытный участок в полевых условиях разбит на делянки размерами 6×6,35, площадью 38,1 м, прямоугольной формы (расположение ярусное) (фиг. 4). Защитная полоса 1,6 м. Между каждой делянкой (по методике в опытах с удобрениями ширину боковой защитной полосы устанавливают 0,5-1,5 м). Условные точки каждой делянки закрепляли деревянными колышками. Все полевые опыты на опытном поле выполнялись одновременно.
Схема многофакторного опыта представлена в табл. 6
Описание предлагаемой технологии
Пример 1. Производственные исследования были проведены 22 мая 2020 года. Погодные условия - переменная облачность, температура воздуха +10°С.
Ячмень яровой сор «Нур». Протокол испытания представлен в табл. 7.
Подготовка почвы и агротехника возделывания в полевых условиях общепринятая в Московской области (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований /Б.А. Доспехов. 5-е изд. М.: Колос, 1985. - С. 35).
Вспашка трактором МТЗ 82.1, плуг марка ПЛН 3-35. Плуг лемешный навесной 3-х корпусный с шириной захвата 35 см с глубиной вспашки 22 см. Проводили полную заделку поживных остатков, рыхление пахотного слоя на заданную глубину и получение выровненной поверхности с допустимым отклонением на выровненных участках ±1 см. Культивацию проводили трактором МТЗ 82.1, культиватор паровой скорости КПС-4, предназначенный для сплошной предпосевной обработки почвы и паров с одновременным боронованием. Сеялка типа СН-16. Ширина захвата - 1,75 м. Ширина междурядий - 12,5 см, глубина заделки семян - 2,5-3,0 см.
Полевые работы представлены на фиг. 5.
Пример 2. Расчет нормы высева семян устанавливали по весу (масса 1000 штук семян) и количеству, высеваемых на одном гектаре.
Весовая норма высева (НВВ) определяли по формуле:
НВВ = М × К, где М - масса 100 семян; К - число миллионов чистых и всхожих семян, высеваемых на 1 га в заданной зоне области. Предпосевную обработку семян ячменя замачивали в жидкофазном биопрепарате (ЖФБ) на 30 мин.
Норма высева ячменя 325 кг/га с глубиной заделки 2,5…3,0 см Весовая норма семян, рассчитана со 100%-ной всхожестью, высеваемых на 1 га, однако исходя из реальности семенного материала, он имел посевную годность ниже 100%. Поэтому в норму высева вносили поправку с учетом фактической посевной годности (ПГ), и рассчитывали по формуле:
ПГ=(Чистота × Всхожесть)/100.
Чистота семян составила 99,28%, всхожесть семян составила 75%. Масса 1000 семян равна 46,6 г.
Расчет поправки на фактическую посевную годность: НВ=46,4 × 5,5 × 100/78,44=325 кг/га
2
Общая площадь опытного поля под посев ячменя ярового и под травосмеси составила (с учетом защитных полос) - 1577,6 м.
Пример 3. Расчет нормы высева сенажной травосмеси рекомендована производителем 35 кг/га. Из полученной нормы высева определяли весовую норму травосмеси:
Пример 4. Внесение удобрений, помета, заделка их в почву, посев ячменя и травосмеси по отдельности, проводили на опытном участке в один день 22.05.2020 г.
2
В полевом опыте использовали нормы внесения помета (НВП) в двух вариантах дозирования (ДВ): - 15 т/га и 30 т/га. Площадь делянки составила (S) 38,1 м (0,0038 га), тогда получим:
Указанные внесения непосредственно для варианта использования индюшиного помета (НВП) представлены в табл. 8
Итого внесение индюшиного помета составило - 684 кг.
Индюшиный помет вносили вручную поделяночно, взвешивая норму внесения на каждую делянку на весах.
На фиг. 6 представлены полевые работы внесения в почву помета и гранулированного удобрения трактором МТЗ 82.1.
На фиг. 7 представлены полевые работы для рядового посева семян ячменя и травосмеси при ширине захвата 1,65 м, согласно норме высева.
Для наблюдения за посевами использовали количественные и глазомерные методы учета.
2
2
Под численностью понимают число растений (стеблей), приходящиеся на единицу площади (1 м). Учетная (пробная) использовали рамку квадратной формы, изготовленную из деревянных брусков. Площадь рамки равна 1,0 м.
На фиг. 8 приведено выращивание ячменя (фаза кущения) учетный линейный ряд на 1 м (в рамке 5 рядков).
2
Согласно программы исследований также приведено изучение влияния органического удобрения (табл. 9). Площадь листа растения (см) на 1 растение определяли, как R=2ху/3, где R - площадь листа; x - длина листа; у - ширина листа.
В табл. 10 представлены результаты развития ячменя в фазе молочно-восковой спелости.
Результаты исследований по засоренности опытного участка и его оценка засоренности использовали показатели обилия масса живых растений (сырая масса) сорняков в посевах. Наименьший процент засоренности в варианте с применением гранулированного удобрения в дозировке 15 т/га Г15 по отношению к ячменю. Масса всех надземных органов растений выражается в граммах на единицу площади (1 м) табл. 11.
Степень распределения сорняков при глазомерной оценке оценивалась по пятибалльной шкале: 1 балл до 1%; 2 балла 1-5%; 3 балла 5,25%; 4 бала 25-50%; более 50% площади занято сорной растительности.
Исследования были проведены также целлюлозоразлагающей активности почв с определением по методике (Е.Н. Мишустина), методом аппликации.
Приведенные примеры применения индюшиного помета и гранулированных удобрений для биологической активности почвы определялись по показателям целлюлозоразлагающей активнеости почвы. Для ее оценки использовали аппликационный метод по определению численности разрушающих целлюлозу микроорганизмов.
В задачу исследований дополнительно входило определение целлюлозоразлагающей активности дерново-подзолистой почвы после внесения индюшиного помета, градуированных удобрений на основе индюшиного помета и ЖФБ.
Исследования проводили 2 2020 году на базе полевого опыта Егорьевского района Московской области. Четырехкратная повторяемость.
Использовали мешочки из хлопчатобумажной ткани, в которые помещали подготовленное стекло. Стекла размером (7,5×12,5 см) стерилизовали спиртом, полотна хлопчатобумажной ткани, подвергали стерилизации с помощью утюга, нагретого до 200°С.
Закладку проводили вертикально в пахотном слое почвы 0-15 см, после чего закрепляли на месте капроновой ниткой красного цвета. Время закладки опыта 14.06.2020 год, фаза - кущение ячменя (фиг. 9).
Для определения степени разложения полотна через 100 дней (20.09.2020) их осторожно извлекали, тщательно очищали от корневых волосков и почвы, высушивали до воздушно-сухого состояния и взвешивали.
При оценке целлюлозоразлагающей активности почв использовали шкалу, предложенная Д.Г. Звягинцевым (Звягинцев Д.Г. Основные принципы функционирования комплекса почвенных микробов //Сборник науч. Трудов (проблемы почвоведения). М.: Наука, 1986. С. 97-102).
По убыли в массе рассчитывали интенсивность процесса разрушения клетчатки. Для определения целлюлозоразлагающей активности по потере массы (в процентах) использовали формулу:
1
2
1
1
2
(m-m)/m×100, где m - исходная масса ткани; m - остаточная масса ткани. По разнице в весе определяли количество распавшейся клетчатки (в %).
Для подтверждения результатов исследований расчетом и экспериментальным путем данные приводятся в табл. 12.
В табл. 13 представлены результаты испытания - злаковое сено ячмень (дата сбора 19.07.2020).
В табл. 14 представлены результаты испытаний почвенных образцов (дата отбора 21.10.2020, после проведения полевого опыта(с объединенными пробами по вариантам глубины отбора 0-15 см. Протокол испытания 16.11.2020. Мещерский научно-технический центр. Экоаналитическая лаборатория.
Таким образом, полевые испытания применения на вновь вводимых в сельскохозяйственный оборот, в частности, гранулированного органического удобрения, показали существенно на влияние интенсивность микробиологических процессов в почве и эффективность его применения.
15
30
30
30
Сравнительный анализ основных показателей индюшиного помета и гранулированного удобрения показал: увеличение подвижного фосфора на 16%, общего азота на 20%, сумма поглощенных оснований, моль/100 г на 19%. При этом, из таблицы 11 видно: вариант 2 гранулированное удобрение в дозировке 15 т/га (Г) дало прибавку по весу по отношению к контролю 51%, а по отношению к помету в аналогичной дозировке П дало 28%. По варианту 6 гранулированное удобрение в дозировке 30 т/га (Г) сравнительная прибавка по весу по отношению к контролю составила 35%, по отношению к помету в аналогичной дозировке, вариант 5, П дало 52%. При этом, полученные предлагаемым способом с применением гранулированного удобрения в дозе 15 т/га, обеспечивают прирост урожая сельскохозяйственных культур, в частности, ячменя ярового сорта «Нур» на 48,5% выше по сравнению с урожаем, выращенным без применения данного удобрения.
Кроме того, в вариантах применения гранулированного удобрения разложение ткани было от 84 до 98%, а в вариантах с применением только оптимальных доз чистого помета оно составило от 68 до 70%.
При этом отмечено, при влажности гранул не более 14-16% обеспечивается их стабильность при длительном хранении.
Получаемое удобрение из индюшиного помета удобно для упаковки, складирования, транспортировки, и внесения в почву способно пополнять запасы гумуса в почве, соответствуют требованиям современного «органического» земледелия, воссоздает потенциальное плодородие почв и обеспечивает санитарно-токсикологически чистой продукции растениеводства.