Бесподстилочный навоз

Значение

Бесподстилочный навоз — звено в круговороте питательных веществ в земледелии, так как в него переходят из кормов до 50-80% азота, 60-80% — фосфора, 80-95% — калия, до 90% — кальция, 60% органического вещества. В бесподстилочном навозе присутствуют и микроэлементы: 1 т навоза крупного рогатого скота с влажностью 92% содержит 2,8 г меди, 22 г — марганца, 12 г — цинка, 2,4 г — бора, в 1 т свиного навоза с влажностью 95% — 2,9 г меди, 12 г — марганца, 32 г — цинка, 0,11 г — молибдена.

Бесподстилочный навоз — источник органического вещества для воспроизводства почвенного гумуса. В среднем от одной головы скота в сутки поступает примерно 5 кг сухого вещества. В состав органического вещества кала входят целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, пентозаны и другие вещества. Отношение C:N в бесподстилочном навозе варьирует от 5:1 до 10:1.

По содержанию питательных веществ свиной навоз сопоставим с навозом крупного рогатого скота. В жидком навозе 50-70% азота находится в растворимой форме, которая усваивается растениями в первый год. Остальную часть составляет органически связанный белковый азот, который по мере минерализации позднее превращается в доступную для растений форму. Содержащийся в жидком навозе преимущественно органически связанный фосфор используется растениями лучше, чем фосфор минеральных удобрений. Калий в жидком навозе представлен растворимой формой.

Виды бесподстилочного навоза

В зависимости от содержания воды бесподстилочный навоз делят на:

• полужидкий — до 90% воды;
• жидкий — 90-93% воды;
• навозные стоки — более 93% воды.

Увеличение влажности навоза сопровождается увеличением объёмов. Так, увеличение влажности с 90 до 92% приводит к росту объёма на 25%, при увеличении до 94% — на 65-70%, при увеличении до 96% — в 2,5 раза. Повышение влажности приводит к серьезным экономическим и материально-техническим последствиям накопления, хранения, транспортировки и внесения этих объёмов.

Состав бесподстилочного навоза

Бесподстилочный навоз, получаемый при скармливании животным концентрированных кормов, отличается повышенным содержанием питательных элементов. В таблице приведены усреднённые данные о химическом составе не разбавленного бесподстилочного навоза. При уменьшении в рационах концентратов содержание азота и фосфора уменьшается, калия — увеличивается.

Таблица. Химический состав бесподстилочного навоза и помёта, %.

Содержание аммиачного азота в бесподстилочном навозе составляет 50-70% от общего. Поэтому первая удобряемая культура обеспечивается азотом в 2-3 раза лучше, чем эквивалентная по общему азоту доза подстилочного навоза. Свиной навоз иногда требуется дополнять калийными удобрениями в случае потребности в нём растений или при слабой обеспеченности почвы калием.

Фосфор и калий бесподстилочного навоза в эквивалентных дозах по действию на растения равноценны подстилочному навозу.

Содержание сухого вещества и питательных элементов в бесподстилочном навозе уменьшается пропорционально возрастающим объёмам при разбавлении водой. Потери азота при хранении в течение 3-4 месяцев, согласно данным ВНИИУА, составляют 10-12%.

Органическое вещество составляет 70-80% сухой массы бесподстилочного навоза, соотношение С:N уже, чем в подстилочном, поэтому он быстрее минерализуется и лучше обеспечивает первую удобряемую культуру азотом и другими элементами. По этой причине бесподстилочный навоз обладает коротким последействием и при эквивалентных по содержанию органического вещества количествах на 40% слабее, чем подстилочный, участвует в новообразовании гумуса.

Технологии применения бесподстилочного навоза

Технологические схемы использования бесподстилочного навоза:

• Прифермское навозохранилище — цистерна — полевое навозохранилище — цистерна-разбрасыватель — поле.
• Прифермское навозохранилище — трубопровод — полевое навозохранилище (гидрант) — цистерна-разбрасыватель — поле.
• Навозохранилище — трубопроводная сеть — дождевальная установка — цистерна разбрасыватель — поле.

Первая схема применяется при отсутствии трубопровода для перекачивания из прифермского хранилища в полевое. В этом случае его выгружают в цистерны-разбрасыватели, вывозят в поле и заполняют полевые навозохранилища для хранения до внесения. В период внесения навоз из прифермских и полевых хранилищ грузят в цистерны-разбрасыватели, вывозят в поле, разбрасывают по поверхности, а затем, как только возможно, заделывают в почву.

Вторая схема при отсутствии трубопроводной сети и дождевальных установок более эффективна, чем первая. Транспортировка жидкого навоза из прифермского хранилища в полевые по трубам с последующим внесением цистернами-разбрасывателями позволяет снизить транспортные издержки, повысить производительность труда. В первой и второй схемах разбавление водой не предусмотрено.

Третью схему применяют при наличии трубопроводной сети и установок для дождевания. В период вегетации, когда необходим полив растений, навоз после хранения в неразбавленном виде, разбавляют водой в соотношении 1:8-10. Во вневегетационный период его разбавляют в соотношении 1:1-3. Работа по этой схеме не исключает использования цистерн-разбрасывателей для внесения неразбавленного навоза и при отсутствии оросительной системы.

Для крупных животноводческих комплексов промышленного типа наиболее целесообразно использование 3-й технологической схемы. При этом возможно применение как на неорошаемых, так и на орошаемых площадях. На орошаемых площадях их применяют обычно при внесении бесподстилочного навоза под вспашку или предпосевную обработку почвы.

Разбавление навоза водой производится в транспортном потоке трубопровода с установленными датчиками расхода навоза и воды. Степень разбавления навоза можно устанавливать автоматически.

При использовании навоза в качестве удобрения по 2-й и 3-й технологическим схемам строительство полевых навозохранилищ часто нецелесообразно. Вместо них устанавливают небольшие ёмкости полевых заправочных станций или гидранты для заправки цистерн-разбрасывателей или подачи в дождевальные установки.

Суммарный объём полевых и прифермских навозохранилищ должен обеспечивать хранение количеств навоза, накапливающихся за время, в течение которого его нельзя вывозить и вносить в почву, например, при осеннем и весеннем бездорожье, отсутствии свободных полей. Ёмкость хранилищ проектируется в зависимости от этого периода, поголовья скота и выхода навоза, как правило, не менее, чем за 2 месяца. 25-40% суммарной ёмкости должно приходится на прифермские навозохранилища, а 60-75% — на полевые, размещаемых по возможности в центре удобряемых площадей.

Продолжительность хранения в зависимости от почвенно-климатических и организационно-хозяйственных условий составляет от 2-3 месяцев в южных районах до 5-6 месяцев в северных. При хранении должно обеспечиваться соблюдение ветеринарно-санитарных правил, требований по защите окружающей среды и экономической целесообразности. Последнему способствует сокращение расхода воды на удаление навоза и уборку помещений, а также сроков его хранения.

При наличии трубопроводов хранение всей массы навоза возможно в прифермских хранилищах. В этом случае их соединяют трубопроводами с полевыми заправочными станциями или гидрантами. Подъездные пути к хранилищам должны иметь твердое покрытие, рассчитанное на передвижение автомобильного транспорта и тракторов массой 3-5 т. Вокруг навозохранилища должны быть оборудованы водосточные канавки.

Навозохранилища обносят изгородью и обсаживают деревьями, закрытые ёмкости должны вентилироваться, так как при хранении жидкого навоза накапливается значительное количество метана, сероводорода, углекислого газа, аммиака. Запрещается применять открытый огонь для освещения во избежание взрыва.

Жидкий навоз, получаемый на крупных животноводческих промышленных комплексах, перед использованием подвергают обеззараживанию. При отсутствии острозаразных заболеваний на мелких фермах жидкий навоз применяют без обеззараживания. Не допускается только дождевание или подкормка таким навозом овощных, плодовых и других культур, употребляемых в сыром виде без предварительной обработки. Не рекомендуется применение жидкого навоза дождеванием при сильном ветре в сторону населенных пунктов.

Накопление и хранение бесподстилочного навоза

Потери азота и органического вещества при хранении жидкого навоза в несколько раз меньше, чем при плотном хранении подстилочного. Однако для применения жидкого навоза требуются изменения в транспортировке, технологии хранения и внесения.

В зависимости от почвенно-климатических и организационно-хозяйственных условий жидкий навоз хранят 2-6 месяцев. При хранении он расслаивается на твёрдую и жидкую части с различными удобрительными свойствами. Для равномерного использования питательных веществ на удобряемой площади и более надёжной работы насосов цистерн-разбрасывателей и дождевальных установок расслоение предотвращают. Для этого его перемешивают в хранилищах специальными устройствами, добиваясь однородного состояния. Иногда фракции используют отдельно: жидкую — для полива через систему дождевальных установок, твёрдую — для приготовления компостов или внесения навозоразбрасывателем.

Выход жидкого навоза от одной головы крупного рогатого скота составляет 55 кг в сутки, свиньи — 50 кг.

Количество бесподстилочного определяют разными методами: при стабильной структуре стада — по нормативам выхода экскрементов у различных видов животных:

• где (кал + моча) — количество экскрементов в сутки от одной головы скота, кг;
• Д — продолжительность стойлового периода, дни;
• Ч — численность поголовья;
• 1000 — пересчет в м³;
• (кал + моча + вода) — суточное количество экскрементов плюс количество воды по данной технологии, кг.

Другой метод расчёта основан на результатах анализов и данных балансовых опытов:

• где Г — годовой выход экскрементов, т;
• С — годовой расход сухого вещества рационов, т;
• П — годовые потери сухого вещества при кормлении, т;
• К — коэффициент переваримости кормов, % (для КРС 60%, свиней 70%);
• 10 — содержание сухого вещества в экскрементах, %.

Применяемые технологии, сооружения и технические средства уборки, обеззараживания, дезодорации, хранения, транспортировки и внесения бесподстилочного навоза в разных почвенно-климатических условиях влияют на состав, свойства и удобрительную ценность навоза, навозных стоков и продуктов их обработки. К факторам, влияющим на удобрительную ценность бесподстилочного навоза относятся: способы удаления, то есть разбавление водой, разделение на фракции, анаэробная и термическая обработки.

При хранении бесподстилочного навоза с влажностью выше 90% он расслаивается на три слоя:

• верхний, плавающий, содержит остатки кормов и часть твёрдых экскрементов, влажностью 78-84%, почти не содержит аммиачного азота;
• нижний — осевшие твёрдые частицы навоза, песка, ила влажностью 84-88% с небольшим количеством аммиачного азота;
• средний — осветленная жидкость, содержащая 88-94% воды, богатая аммиачным азотом.

Для качественных работ по погрузке, транспортировке и внесению необходима гомогенизация бесподстилочного навоза в хранилищах с помощью специальных устройств.

При подготовке к использованию для удобрительных поливов навоз разделяют на твёрдую и жидкую фракции с помощью естественного отстаивания или, реже, фильтрованием, процеживанием, декантацией, прессованием и сепарированием, еще реже — электрической и химической коагуляцией. При естественном отстаивании в жидкую фракцию попадает тем больше питательных веществ, чем больше разбавление навоза (стоков) водой. При влажности стоков 98%, согласно данным ВНИИУА, в отстоявшейся жидкой фракции содержится 71% общего и 78% аммиачного азота, 37% фосфора и 82% калия.

Термическая обработка — способ обеззараживания и дегельминтизации бесподстилочного навоза и помёта, основанный на свёртывании белков, в том числе бесспоровых микроорганизмов, яиц и зародышей гельминтов, при температуре выше 56 °С. Прогрев в течение суток при этой температуре практически не вызывает потерь азота, тогда как высушивание до постоянной массы при 105 °С приводит к потерям 50-75% общего и 95-99% аммиачного азота.

Анаэробная обработка — способ обеззараживания, дегельминтизации и дезодорации навоза с помощью метановых бактерий при температуре 30-32 °С (мезофильный режим) или 56-58 °С (термофильный режим). Термофильный режим предпочтительнее, так как за трое суток позволяет уничтожить яйца гельминтов, мух и возбудителей заразных болезней. По удобрительной ценности сброженный навоз не отличается от исходного, а получаемый при этом метан используется в качестве биотоплива.

Обработка формалином в расчёте 1-5 л на 1 т навоза обеззараживает, замедляет микробиологические процессы, снижает скорость минерализации, устраняет запах, снижает потери азота (в следствии образования уротропина — медленнодействующего азотного удобрения — от взаимодействия аммиака и формалин). Внесение такого навоза тормозит в течение трёх месяцев нитрификацию азота в почве и снижает возможные потери азота.

Применение бесподстилочного навоза

Применение бесподстилочного навоза зависит от состава и транспортных возможностей. При этом:

• навоз нельзя долго хранить, так как это приводит к переполнению хранилищ, загрязнению окружающей среды, распространению инфекций и инвазий;
• дозы определяют, исходя из содержания питательных веществ для получения планируемых урожаев с одновременным регулированием баланс органического веществ почв;
• вносят на поля, где возможна быстрая заделка в почву;
• осенью на малоёмких почвах (песчаные, супесчаные, легкосуглинистые) навоз вносят с соломой (торфом) или под озимые (вставочные, промежуточные) культуры для предотвращения вымывания питательных веществ;
• избегают внесения зимой на затопляемых весной площадях и склонах;
• при углублении пахотного горизонта навоз вносят на вывернутый слой под перепашку и дискование;
• в засушливых регионах навоз вносят под отвальную обработку, чередующуюся с безотвальной;
• минимальные дозы при сплошном внесении гомогенизированного навоза под пропашные культуры составляют 25 т/га, под зерновые — 15 т/га;
• меньшие дозы недостаточно эффективны, их сложно равномерно вносить.

В севооборотах для животноводческих комплексов промышленного типа, в которых накапливается достаточное количество бесподстилочного навоза, это удобрение вносится в основном приёме и при подкормке многолетних трав.

За счёт допосевного внесения в зависимости от вида и продуктивности растений целесообразно удовлетворять до 50-80% потребности культур в азоте.

Для удобрительных поливов вегетирующих растений навоз перед внесением разбавляют водой в 6-8 раз, во вневегетативный период — в 2-4 раза. Дренажные воды с орошаемых разбавленным навозом площадей для предотвращения загрязнений водных источников направляют на повторное орошение.

Для предотвращения загрязнения поверхностных и грунтовых вод сочетают внесение навоза с измельченной соломой, а также с помощью промежуточных и вставочных посевов культур — содержать их постоянно занятыми растениями, перехватывающими подвижные формы питательных элементов навоза и почвы.

Дозы бесподстилочного навоза определяют в зависимости от потребностей культур в азоте с учётом его содержания в удобрении. Дозы азота для разных культур в зависимости от продуктивности составляют от 120 до 360 кг/га. Бесподстилочный навоз применяется до посева (осенью, зимой или весной) и в подкормки под пропашные, кормовые и другие культуры, за исключением овощных.

Допосевное внесение бесподстилочного навоза в почву проводят по оросительно-осушительным магистралям и установкам или цистернами-разбрасывателями типа РЖТ-8, РЖТ-16, с последующей заделкой плугом или тяжёлыми дисковыми боронами.

На пастбищах жидкий навоз по санитарным требованиям вносят не позднее чем за 30 дней до начала выпаса животных, а лучше поздней осенью. При поверхностном улучшении лугов бесподстилочный навоз вносят до обработки тяжёлой дисковой бороной или фрезой. По санитарно-гигиеническим нормам применять бесподстилочный навоз под овощные культуры не допускается.

Усвоение растениями азота, фосфора и калия в год внесения бесподстилочного навоза возрастает в 2 раза при заделке его в почву по сравнению с разбрасыванием по поверхности без заделки, и почти не отличается от полуперепревшего подстилочного навоза плотного хранения.

Дозы и сроки внесения бесподстилочного навоза

Дозу бесподстилочного навоза устанавливают на основе потребности культуры в азоте и его содержании в навозе, так как азот оказывает наибольшее влияние на урожай. В условиях орошения дозу могут быть повышенные. Дозы следует рассчитывать с учётом типа почвы, гранулометрического состава, сроков внесения, а также предшественников, расстояния транспортировки и реакции культур на высокие дозы удобрений.

Таблица. Примерные дозы, сроки внесения и способы заделки бесподстилочного навоза крупного рогатого скота при содержании азота 0,4%.

Бесподстилочный навоз вносят преимущественно на поля севооборота, где его можно запахивать. При использовании в подкормку по многолетним травам наиболее высокие прибавки урожая достигаются при сочетании навоза и минеральных азотных удобрений. Бесподстилочный навоз вносят, в первую очередь, под пропашные культуры и многолетние злаковые травы, отличающиеся длительным вегетационным периодом и большим потреблением питательных веществ.

Среднегодовая доза вносимого навоза, без опасения ухудшить качество урожая и корма, может быть рекомендована эквивалентной не более 200 кг азота на 1 га. В орошаемом земледелии — не более 300 кг азота на 1 га.

Литература

• Минеев В. Г., Сычёв В. Г., Гамзиков Г. П. и др. Агрохимия. Учебник. / Под ред. Минеева В. Г. М.: Изд-во ВНИИА им. Д. Н. Прянишникова. 2017
• Ягодин Б. А., Жуков Ю. П., Кобзаренко В. И. Агрохимия. / Под ред. Б. А. Ягодина М.: Колос. 2002
• Евтефеев Ю. В., Казанцев Г. М. Основы агрономии: учебное пособие. М.: ФОРУМ. 2013