Category Archives: Агрохимия

Система удобрения

21.04.2019

Система удобрения — научно обоснованное применение удобрений и мелиорантов в севообороте, учитывающее биологические потребности культур при фактическом плодородии почвы и возможности агропредприятия, для получения максимальных урожаев с высоким качеством и одновременным регулированием окультуренности почв в конкретных природно-климатических условиях.

[toc]

Понятие системы удобрения

Удобрения в зависимости от видов, доз, сроков и способов внесения, их соотношений и почвенно-климатических условий оказывают неодинаковое действие и последействие. Наиболее полно они используются культурами в севооборотах при определенном чередовании, обусловленном структурой посевных площадей. Этим обуславливается необходимость перехода от удобрения отдельных культур к всесторонне обоснованным системам удобрения севооборота.

Схему системы удобрения севооборота или агроценоза разрабатывают и используют на полную ротацию севооборота на основании средней за 5-10 лет обеспеченности предприятий удобрениями и состояния плодородия почв полей севооборота с определением видов, доз, соотношений и общей потребности в кг/га действующих веществ, а также баланса питательных элементов.

Дозы и соотношения удобрений и мелиорантов схемы системы удобрения ежегодно корректируются в планах применения удобрения с учетом размещения культур и плодородия почв этих полей, погодных условий и обеспеченности удобрениями.

На основании годового плана составляют календарный план приобретения, накопления и применения удобрений с указанием количеств, видов на всю удобряемую площадь севооборота или всего хозяйства. Это позволяет определить площади складов и хранилищ для агрохимических средств, последовательность приобретения количеств и видов и, соответственно, более эффективно управлять материально-техническими ресурсами.

При реализации годовых планов применения удобрений, перед внесением удобрений, дозы перед посевом по результатам почвенной диагностике, а также при подкормка культур по результатам растительной диагностики, вновь корректируют.

Разработка системы удобрения, отвечающей природным и организационно-экономическим условиям требует квалифицированных знаний и практических навыков. Для составления плана применения удобрений необходимы следующие документы:

организационно-хозяйственный план, отражающий севообороты;
почвенные карты и агрохимические картограммы;
данные о фактической урожайности за последние 5 лет;
нормы применения органических и минеральных удобрений;
книга истории полей.

Для разработки системы удобрения также необходима информация о типе водного режима почвы, рельефе, подверженности почв водной и ветровой эрозии, развитии животноводства, возможностях для накопления и применения всех видов местных удобрений, финансовых ресурсах, технической оснащенности по внесению удобрений, наличии складов для хранения.

Цели и задачи системы удобрения

Цель системы удобрения — ежегодное обеспечение максимально возможной агрономической и экономической эффективности при условии минимизации негативного воздействия на окружающую среду при имеющихся природно-экономических ресурсах предприятия.

Задачи системы удобрения в агроценозе (хозяйстве) заключаются в:

повышении продуктивности возделываемых культур и улучшении качества продукции с ростом удобренности посевов до оптимальных уровней;
устранении различий в плодородии отдельных полей каждого севооборота при любой обеспеченности удобрениями и (или) повышение плодородия почв полей до оптимального уровня;
повышении отдачи от единицы внесенных удобрений прибавками урожаев культур, то есть повышение экономической эффективности удобрений при любой обеспеченности ими;
получении сертифицируемой продукции культур при постоянном контроле за изменением агрохимических показателей плодородия почв;
повышении производительности труда, организационно-хозяйственной и управленческой деятельности;
постоянном соблюдении требований охраны окружающей среды и санитарно-гигиенического законодательства.

Степень достижения цели и задач изменяется от биологических особенностей культур, почвенно-климатических и агротехнических условий, количества и качества применяемых удобрений.

Научная система удобрения

Научную систему удобрения можно разделить на:

Научно-организационную систему использования удобрений в хозяйстве.
Систему применения удобрений в севообороте, как звено научной системы земледелия.
Систему удобрения отдельных культур севооборота, основанную на применении оптимальных доз, форм, сроков и способов внесения удобрений.

Все эти составляющие взаимосвязаны.

Система удобрения в хозяйстве

Система удобрения в хозяйстве — комплекс агрономических и организационно-экономических мероприятий по рациональному применению минеральных и органических удобрений, а также химических мелиорантов для оптимизации плодородия почвы, повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, улучшения качества растениеводческой продукции, повышения производительности труда в сельском хозяйстве. Является важнейшим условием интенсификации сельскохозяйственного производства.

В систему удобрения в хозяйстве входят:

наличие складов для хранения минеральных удобрений с возможностью механизации технологических операций;
накопление и хранение органических удобрений;
организация транспортных средств для перевозки удобрений;
наличие комплекса машин по внесению минеральных и органических удобрений;
приемы химической мелиорации кислых и солонцовых почв.

Задачами системы удобрения в хозяйстве являются:

получение высоких и стабильных урожаев с хорошим качеством продукции;
воспроизводство плодородия почв;
реализация экологических функций удобрений в агроценозе;
повышение экономической эффективности удобрений и производительности труда;
снижение себестоимости продукции растениеводства;
получение максимальной прибыли.

Система удобрения представляет собой плановую организация комплекса мероприятий, связанных с применением удобрений.

Система удобрения в хозяйстве заключается в разработке и выполнении организационно-хозяйственных и экономических мероприятий, связанных с производством, заготовкой, приобретением, транспортировкой и хранением удобрений. Включает выявление ресурсов по производству местных удобрений, их заготовке, хранению, планирование мелиоративных мероприятий, определение потребности в промышленных минеральных удобрениях, организация их приобретения, хранения и внесения в почву. Следует предусмотреть возможность тукосмешения и внесения удобрения в заданных соотношениях питательных веществ с учетом плодородия почвы, требований культур и приянтой агротехники.

При планировании этих работ учитывается комплексная механизация технологических процессов по применению удобрений. Важным этапом разработки системы удобрения в хозяйстве является раскрытие местных удобрительных ресурсов, химических мелиорантов, разработка технологий рационального их применения, обеспечение материально-технической базы. Система должна базироваться на научно обоснованных специализированных севооборотах и стремиться обеспечить положительный или бездефицитный баланс питательных веществ и органического вещества в системе почва — растение.

Система удобрения в севообороте

Система удобрения в севообороте — распределение удобрений по севооборотам с учетом их специализации, местных почвенно-климатических условий, экономических и удобрительных ресурсов предприятия.

Под системой удобрения в севообороте понимается распределение органических и минеральных удобрений, мелиорантов по полям севооборота с учётом обеспечения максимального агрономического и экономического эффекта при условии воспроизводства плодородия почв, улучшения их агрохимических, агрофизических и биологических свойств.

В основе системы удобрения в севообороте лежит научно обоснованная система севооборотов в хозяйстве, прежде всего специализация севооборотов. Эффективность удобрений в севообороте при правильном чередовании культур выше, чем при монокультуре или нарушении чередования.

При разработке системы удобрения в севообороте учитывают систему почвозащитной обработки почвы, предшественников, характер пожнивных и корневых остатков, их влияние на агрохимические, агрофизические свойства, микробиологическую активность, отзывчивость отдельных культур на некоторых почвах на кальций, магний, серу, микроэлементы. Так, на песчаных почвах проявляется потребность в калийных и магниевых удобрениях, на нейтральных и карбонатных почвах — в марганцевых, на торфяно-болотных — в медных, на дерново-подзолистых, особенно известкованных, почвах — в азотных удобрениях.

Основным показателем использования удобрений в севообороте является количество каждого вида удобрений на 1 га площади севооборота.

Система удобрения отдельных культур

Система удобрения отдельных культур представляет собой план применения органических и минеральных удобрений, который предусматривает дозы, формы, сроки и способы внесения с учетом планируемого урожая, биологических потребностей культуры в питательных элементах, чередования культур в севообороте, особенностей агротехники, почвенно-климатических условий, агрохимических свойств почв, естественного плодородия, свойств удобрений, сочетания органических и минеральных удобрений, экономических условий.

Количество удобрений для каждой культуры рассчитывают с учетом хозяйственного выноса питательных веществ планируемым урожаем.

Таблица. Вынос основных питательных элементов с урожаем, кг на 100 кг основной продукции (по В.А. Демину)

Культура	N	P	K
Пшеница озимая	3,5	1,2	2,6
Пшеница яровая	3,8	1,2	2,5
Рожь озимая	3,0	1,2	2,8
Кукуруза (зерно)	3,4	1,2	3,7
Кукуруза (зеленая масса)	0,25	0,12	0,5
Овес	3,0	1,3	2,9
Ячмень	2,7	1,1	2,4
Горох	3,0*	1,6	2,0
Лен-долгунец	8,0	4,0	7,0
Конопля	20,0	6,0	10,0
Сахарная свекла	0,6	0,2	0,8
Картофель	0,6	0,2	0,9
Клевер (сено)	3,1	0,6	0,2
Тимофеевка (сено)	1,6	0,7	2,4

*Азот, используемый из почвы и удобрений без азотфиксации

Согласно справочными данными, определяют количество NPK для получения планируемого урожая. На основе картограмм агрохимического обследования почв устанавливают количество питательных веществ, содержащемся в каждом поле севооборота. Так как растения могут использовать только определенную часть этих веществ, устанавливают количество питательных элементов, доступных растениям, с учетов коэффициентов их использования из почвы и соответственно уменьшают расчетную дозу NPK.

Удобрения не могут быть полностью использованы растениями, так как часть их усваивается микроорганизмами, вымывается или переходит в недоступную для растений форму. Кроме того, культуры могут по-разному усваивать одно и то же удобрение.

Таблица. Использование растениями NPK из навоза и минеральных удобрений, %¹Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. - М.: "Былина", 2000. - 555 с.

Показатели	N	P	K
Навоз
Общее содержание	0,5	0,25	0,6
Используется в первый год	20-25	25-30	50-60
Используется во второй год	15-20	10-15	10-15
Минеральные удобрения
Используется в первый год	50-70	15-20	50-60
Используется во второй год	0-5	10-15	10-20

С учетом всех перечисленных факторов вносят поправку в расчетную дозу, получая окончательное количество питательных веществ для каждой культуры, необходимое для получения планируемого урожая.

После определения доз азота, фосфора и калия для культур, данные сводят в таблицу по севообороту, в которой указываются способы и сроки внесения удобрений в килограммах действующего вещества или в пересчете на конкретные удобрения.

Системы удобрения в севообороте и отдельных культур взаимосвязаны между собой. Если на основе оптимизации питания растений макро- и микроэлементами разработана эффективная система удобрения, позволяющая реализовать потенциальную продуктивность культуры севооборота, то и севооборот в целом даст максимальную продуктивность.

Положения системы удобрения

Система удобрения в севообороте — это не простое суммирование удобрений отдельных культур, а сложное сочетание действия биологических, физиолого-биохимических факторов растений с физическими, физико-химическими и биологическими факторами почвы и воздействиями человека на условия роста и развития растений.

Общие основные положения научной системы удобрения:

1. Наибольшая эффективность удобрений проявляется при высокой культуре земледелия с применением комплекса агротехнических мероприятий и постоянным воспроизводством плодородия почв. Значение агротехники возрастает при использовании высоких доз удобрений. Высокими дозами удобрений нельзя компенсировать нарушения других составляющих научного земледелия.

2. Все культурные растения в процессе вегетации должны обеспечиваться оптимальным количеством и соотношением питательных элементов, что достигается внесением удобрений и мобилизацией питательных веществ почвы. Например, молодые растения имеют слаборазвитую корневую систему, поэтому чувствительны к недостатку питательных элементов, прежде всего фосфора, что в дальнейшем отрицательно сказывается на росте растений и формировании урожая.

В молодом возрасте растения чувствительны и к повышенной концентрации солей. Во второй половине вегетации при развитии корневой системы и вегетативной массы повышенная потребность растений в питательных элементах удовлетворяется за счет минеральных удобрений и мобилизации плодородия.

3. Правильное применение удобрений подразумевает и послойное размещение их в почве в зоне развития корневой системы. В разные периоды жизни растения потребляют различное количество питательных веществ и нуждаются в разной концентрации почвенного раствора. Например, фосфор суперфосфата, обычно перемещается по профилю почвы и закрепляется в местах его внесения. Возникает необходимость вносить удобрения в разные сроки и слои почвы: под вспашку (основное внесение), при посеве (припосевное) и во время вегетации (подкормки). Все эти приемы имеют значение при разработке системы удобрения культуры. Сочетание этих приемов позволяет создать оптимальные условия питания культур в соответствии с их потребностями.

4. Если в хозяйстве имеется несколько севооборотов, имеет значение правильное распределение удобрений с учетом их специализации. В первую очередь удобрениями обеспечиваются овощные севообороты, которые наиболее требовательны к обеспечению питательными веществами. К тому же, эти культуры хорошо окупают внесенные удобрения. Полевые севообороты с насыщением пропашными культурами, особенно техническими, также требовательны к условиям питания. В высоких дозах удобрений применяют в кормовых севооборотах, насыщенные кукурузой и кормовыми корнеплодами. В целом, общим принципом распределения удобрений по севооборотам, является удельный вес экономически выгодной культуры, которая прибавками урожая наиболее полно оплачивает единицу внесенного удобрения.

5. Органические и минеральные удобрения при систематическом применении примерно одинаково эффективны, за исключением отдельных условий.

Органические удобрения преимущественно вносят в севообороты, насыщенные высокопродуктивными кормовыми культурами, минеральные удобрения — в полевые севообороты, насыщенные прежде всего зерновыми культурами и размещенные на массивах, удаленных от животноводческих ферм. Учитывается также удобренность полей в предшествующие годы, прежде всего органическими удобрениями.

Чередование культур в севообороте позволяет эффективнее использовать последействие органических и минеральных удобрений. Например, навоз в первый год после внесения используется примерно наполовину, остальная часть — второй и третьей культурами. Последействие некоторых фосфорных удобрений длится 3-4 года, калийных — 2-3 года, азотных из-за подвижности и плохого закрепления в почве почти не проявляют последействия. Внесение извести или гипса сказывается на урожайности даже спустя 10-15 лет.

В севообороте навоз и минеральные удобрения стремятся использовать под парозанимающие культуры и пропашные, как наиболее требовательные, затем под озимые и яровые зерновые. Совместное применение органических и минеральных удобрений в севообороте повышает их эффективность.

6. Систематическое внесение фосфорных удобрений приводит к накоплению подвижных фосфатов в почве и повышению эффективности азотных удобрений. При недостатке азота последействие фосфорных удобрений снижается.

7. Научная система удобрения в севообороте предусматривает постоянный контроль за воспроизводством плодородия почвы, балансом питательных веществ и гумуса.

8. При разработке системы удобрения учитывают температурные условия и количество осадков, выпадающих за вегетационный период. При избыточном увлажнении часть питательных веществ вымывается, а повышенная температура приводит к усилению микробиологических процессов разложения органического вещества почвы.

Зональные и организационно-хозяйственные особенности систем удобрения

При разработке системы удобрения учитывают природные, агротехнические и организационно-хозяйственные условия, определяющие эффективность удобрений в конкретной зоне.

В лесостепной и степной части Центрально-Черноземной зоны выращивают много требовательных к питательным веществам культур (сахарная свекла, кукуруза, картофель, подсолнечник), однако в этой зоне лимитирующий урожай фактор — влага, поэтому применение агротехнических приемов, направленных на накопление и сохранение влаги позволят повысить эффективность удобрений. Согласно данным Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока (Саратов), эффективность навоза во влажные годы в 1,5 раза больше, чем в засушливые, за счет лучшего водного режима и медленного разложения навоза. В этой зоне имеет значение и глубина заделки удобрений: верхний слой почвы быстро пересыхает, поэтому внесенные питательные вещества становятся недоступными для растений.

Таблица. Система удобрений в зерносвекловичном севообороте (навоз в т, NPK в кг на 1 га)²Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. - М.: "Былина", 2000. - 555 с.

Севооборот	Основное удобрение				Припосевное удобрение			Подкормка
	навоз	N	P	K	N	P	K	N	P	K
Занятый пар	-	20-30	60-80	40-60	10	10	-	-	-	-
Озимые	20-30	-	40-60	30-50	-	10	-	60	30	20
Сахарная свекла	-	60-80	80-100	80-100	15	15	-	20	30	30
Яровые зерновые + клевер	-	40-60	60-90	60-90	-	10	-	-	-	-
Клевер 1-го года пользования	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Озимые	-	-	40-60	60-80	-	10	-	60	30	20
Сахарная свекла	20-30	60-80	60-80	60-80	15	15	-	20	30	30
Кукуруза на зерно	-	60-80	60-80	60-80	-	20	-	30	40	30
Яровые зерновые	-	40-60	60-90	60-90	-	10	-	-	-	-

В Центрально-Черноземной зоне эффективными фосфорные удобрения, калийные — дают небольшую прибавку урожая, а на солонцеватых почвах и солонцах вовсе неэффективны.

В степных районах распространено орошаемое земледелие, система удобрения которого отличается более высокими дозами минеральных удобрений, чем в богарном. Согласно данным опытов, проведенных в Самарской области, при поливе и действии удобрений содержание белка в зерне озимой пшеницы увеличивается на 2,8%, яровой — на 1,8%.

Высокие дозы удобрений вносят под хлопчатник, как наиболее ценную техническую культуру орошаемого земледелия. Под него вносят более 0,8-1 т минеральных удобрений на 1 га. За вегетационный период хлопчатник несколько раз подкармливают, расходуя 25-30% от общего количества удобрений. Высокие дозы удобрений применяют также под овощные культуры.

При разработке системы удобрения учитывают кислотность почв, при необходимости, предусматривают известкование. Как правило, известь вносят в паровом поле и под пропашные культуры.

Способы внесения удобрений

В производстве применяют несколько способов внесения удобрений:

допосевное, или основное;
предпосевное;
припосевное;
послепосевное, или подкормки.

Допосевное, или основное, внесение удобрений обеспечивает растения питательными веществами в течение всего вегетационного периода. Эти удобрения используются растениями, когда их корневая система хорошо разовьется. Основное удобрение вносят на достаточную глубину во влажный слой почвы, чаще всего под вспашку и в больших количествах.

В различных зонах страны основное удобрение вносят в сроки, оптимальные для данного региона. Если глубоку вспашку проводят осенью, а весной — поверхностные обработки, то основное удобрение заделывают осенью. Там, где, кроме зяблевой обработки, применяют весеннюю перепашку, минеральные удобрения, за исключением фосфорных, целесообразно вносить весной.

Предпосевное и припосевное удобрение проводят перед посевом или одновременно с ним. Эти удобрения обеспечивают молодые, развивающиеся растения питательными веществами в первые фазы роста. Дозы таких удобрений небольшие. Заделывают их в почву во время предпосевной культивации или немного глубже в рядки или лунки при посадке растений. Эти приемы внесения оказываются наиболее эффективными, однако при иссушении верхнего слоя почвы в районах недостаточного увлажнения действие такого удобрения снижается.

Послепосевное удобрение, или подкормки, обеспечивают растения питательными веществами в определенные фазы роста и развития, когда возникает наибольшая потребность в определенных элементах питания. Весной, после схода снега, озимые культуры нуждаются в подкормке прежде всего азотными удобрениями, в меньшей степени — фосфорными и калийными. Для культур сплошного сева удобрения равномерно распределяют по полю. Подкормки пропашных культур проводят во время междурядных обработок культиваторами-растениепитателями.

Различные способы внесения дополняют друг друга, поэтому правильное их сочетание повышает эффективность удобрений.

Нормы внесения удобрений

Определение научно обоснованных оптимальных доз и соотношений удобрений под культурами, учитывающих биологические особенности и чередование культур, почвенно-климатические и организационно-экономические условия, является важной частью систем агрохимических исследований и практики применения удобрений, мелиорантов, средств защиты и регуляторов роста растений.

На практике система удобрения в агроценозе состоит из этапов:

долгосрочная (минимум на ротацию севооборота) общая схема оптимальных доз и соотношений удобрений, разработанная с учетом плодородия почв агроценоза;
годовой план использования удобрений — коррекция доз общей схемы с учетом фактического размещения культур по полям, различий в плодородии полей, метеоусловий и организационно-экономических факторов конкретного года и распределение скорректированных доз по способам и срокам внесения с указанием конкретных оптимальных форм удобрений;
календарный план приобретения и применения удобрений, составленный с указанием объемов конкретных удобрений на всю удобряемую площадь;
коррекция доз годового плана при реализации по результатам почвенной и растительной диагностики питания растений.

Все перечисленные этапы системы удобрения связаны между собой, причем каждый последующий является логическим продолжением предыдущего.

Литература

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.

Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Регуляторы роста растений

18.04.2019

Регуляторы роста растений, или гормоны растений, фитогормоны (греч. hormon — побуждающий, вызывающий), — низкомолекулярные органические соединения, которые участвуют во взаимодействии клеток, тканей и органов. Необходимы в небольших количествах для инициирования и регуляции физиологических и морфологических процессов онтогенеза растений.

[toc]

Гормоны растений

Гормоны являются посредниками в физиологических процессах, преобразуют специфические сигналы окружающей среды в биохимическую информацию. Гормоны, образующиеся в растениях, называют эндогенными, применяемые человеком для обработки растений — экзогенными.

Потребность растения в гормонах составляет 10-13⋅10^-5 моль/л, в большинстве случаев синтезируются в достаточных количествах самим растением. Синтезируются в отдельных частях растения, но распространяются по всему организму. Под их действием происходит регулирование обмена веществ. Гормоны проявляют физиологическое действие на:

ферменты и ферментные системы;
обмен белков, липидов, нуклеиновых кислот;
информационные и транспортные рибонуклеиновые кислоты;
дезоксирибонуклеиновую кислоту.

Эффект действия гормонов в одних случаях сводится к временному изменению интенсивности биохимических реакций, в других — проявляется в устойчивом отклонении процессов, в-третьих — в морфологических изменениях, затрагивающих соматическую сферу организма, в-четвёртых — в наследственных морфологических изменениях.

К числу наиболее активным и изученным соединениям гормонального действия растительного происхождения относятся ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота и этилен.

В отличие от животных в растениях отсутствуют железы, секретирующие гормоны.

Действие гормонов на обмен веществ растительного организма специфично: гиббереллины участвуют в транскрипции, то есть переносе информации о нуклеотидной последовательности ДНК на информационную РНК при синтеза белков, цитокинины — в трансляции, то есть процессе перевода последовательности нуклеотидов информационной РНК в последовательность аминокислот синтезируемого полипептида, ауксины — в изменении проницаемости мембран, абсцизины ингибируют ионный транспорт и связанные с ним процессы роста клеток, этилен выступает в качестве “разрешающего” фактора роста, контролирует баланс в системе стимуляторы-ингибиторы.

Ауксины

Ауксины, или соединения индолилуксусной кислоты (ИУК), образуются в зонах с высокой меристематической активностью: в апексах стеблей, в формирующихся семенах, откуда они перемещаются в базипетальном направлении, попадая в боковые побеги и листья.

Ауксины инициируют деление клеток и влияют на скорость их растяжения, регулируют формирование проводящих пучков, обусловливают явления фото- и геотропизма растений, связанные с несимметричностью их распределения. Активация растяжения клеток происходит при стимулировании ауксином секреции протонов в клеточную стенку. Возникающая при этом повышенная концентрация ионов водорода приводит к более активному ферментативному расщеплению поперечных связей, соединяющих между собой целлюлозные микрофибриллы.

Другими свойствами ауксинов являются способность вызывать партенокарпию, задерживать опадание листьев и завязей, активировать корнеобразование у черенков. Ткани, обогащенные ауксином, обладают аттрагирующим действием, то есть способны притягивать питательные вещества. Ауксин обеспечивает корреляционное взаимодействие между органами растущего растения.

Гиббереллины

Гиббереллиновые кислоты (GA) представляют собой класс растительных гормонов и тетрациклических дитерпеноидов, участвующих в росте и развитии растений, включая прорастание семян, рост корней, удлинение стебля, разрастание листьев и цветочную индукцию, развитие пыльников, рост семян и околоплодника (Weiss et al., 2007).

Гиббереллины — фитогормоны, производные флуоренового ряда. Стимулируют деление и растяжение клеток апикальных и интеркалярных меристем. Под действием гиббереллинов удлиняются листья, цветки и соцветия. Гиббереллины усиливают рост стеблей сильнее, чем ауксины. В то же время гиббереллины практически не влияют на рост корней. Участвуют в процессах прорастания семян и перехода длиннодневных растений к цветению. Способствуют образованию партенокарпических плодов.

Гиббереллины способны смещать пол растений в мужскую сторону. Влияние на метаболизм растения связано с их участием в нуклеиновом обмене: под их действием индуцируется синтез матричных РНК, которые кодируют образование гидролитических ферментов, прежде всего амилаз.

Гиббереллины синтезируются в основном в листьях и оттуда перемещаются вверх и вниз по стеблю.

Цитокинины

Цитокинины — фитогормоны, производные пуринов, стимулируют цитогенез, прорастание семян, способствуют дифференциации почек. Обладают способностью задерживать процессы старения растительных организмов и поддерживать нормальный обмен веществ у пожелтевших листьев, вызывать их вторичное позеленение.

Цитокинины участвуют в мобилизации-притягивании питательных веществ к местам локализации: плодам, семенам, клубням. Освобождают боковые почки от апикального доминирования, вызываемого ауксином, стимулируют их рост. На молекулярном уровне цитокинины в комплексе со специфическим белковым рецептором увеличивают активность РНК-полимеразы и матричную активность хроматина, при этом повышается количество полирибосом и синтез белков. Цитокинины участвуют в синтезе фермента нитратредуктазы и транспорте ионов Н⁺, K⁺, Са²⁺.

Образуются в корнях, откуда передвигаются вверх по стеблю в акропетальном направлении.

Абсцизины

Абсцизины — естественные ингибиторы терпеноидной природы. Задерживают рост в фазе деления и растяжения клеток, не проявляют токсического действия даже в высоких концентрациях. Индуцируют наступление состояния покоя у растений, ускоряют опадание листьев и плодов (абсцизия), тормозят рост колеоптилей, задерживают прорастание семян.

Сдерживая избыточный рост стебля, абсцизины направляют метаболиты на формирование фотосинтетического аппарата, то есть координируют ростовой процесс. Участвуют в механизмах стресса, регулируя устьичные движения.

Абсцизовая кислота быстро накапливается в тканях при действии на растения неблагоприятных факторов внешней среды, прежде всего при водном дефиците, вызывая закрытие устьиц, снижая транспирацию и сокращая энергетические затраты. На молекулярном уровне абсцизины ингибируют синтез ДНК, РНК и белков. Могут снижать функциональную активность Н⁺-помпы.

Абсцизовая кислота синтезируются в листьях, транспортируются вверх и вниз по стеблю. Кроме того, образуется в корневом чехлике.

Этилен

Этилен — специфический гормон, синтезируется во всех органах растения из метионина. Вносит вклад в регуляцию роста и развития растений. Участвует в поддержании апикального изгиба у выращенных в темноте проростков, вызывает эпинастию, то есть быстрый рост верхней стороны органа, в результате которого лист или лепесток изгибается книзу. По этой причине его используют для ускорения раскрывания цветков. Опускание листьев под действием этилена сокращает транспирацию.

Этилен отвечает за контролируемое ауксином подавление роста латеральных почек, обнаруживающих апикальное доминирование. Тормозит деление клеток и удлинение проростков, изменяет направление роста клеток с продольного на поперечное, уменьшая длину и утолщая стебель. Способствуя старению тканей, этилен ускоряет опадание листьев, увядание цветков и ускоряет созревание плодов.

В большинстве случаев увеличивает период покоя семян и клубней, способствует смещению пола растений в женскую сторону, играет роль медиатора гормонального комплекса в процессах корреляционных взаимодействий в растении. Тормозит полярный транспорт ауксина и способствует образованию его конъюгатов. Этилен регулирует реакцию стресса в растениях. На молекулярном уровне повышает проницаемость клеточных мембран и скорость синтеза белка.

Брассиностероиды

Брассиностероиды — гормоны, поддерживающие работу иммунной системы растения, прежде всего в стрессовых ситуациях. Стероиды, также как гиббереллины и абсцизовая кислота, входят в класс терпеноидов.

Брассиностероиды содержатся в каждой растительной клетке, однако их естественный уровень в изменившейся экологической ситуации оказывается недостаточным для поддержания иммунитета и нормального развития в течение всей вегетации.

Препараты - стимуляторы роста растений

Гумат натрия

Основная статья: Органические удобрения: Гуматы

Кампозан М

Кампозан М применяется для предотвращения полегания льна-долгунца, озимой ржи, ячменя озимого.

Розалин

Розалин используют на хлопчатнике для предотвращения опадения коробочек и повышения урожая хлопка-сырца.

Фоспинол

Фоспинол увеличивает урожай картофеля на 15-20%, уменьшает поражаемость грибными и вирусными болезнями, улучшает лежкоспособность клубней.

Тур

Тур, или хлормекват хлорид, и хлорхолинхлорид применяют в посевах зерновых культур, прежде всего озимых. Препятствует полеганию высокоурожайных хлебов за счет утолщения соломины, упрочения механических тканей и уменьшения длины стебля.

Иммуноцитофит

Иммуноцитофит — смесь полиненасыщенных жирных кислот с высоким содержанием архидоновой кислоты. Применяется на зерновых, зернобобовых, корне- и клубнеплодных, овощных, технических и плодовых культурах в качестве многоцелевого стимулятора защитных реакций, роста и развития растений.

Стимулирует естественный иммунитет к болезням, таким как фитофтороз, различные виды парши, черная ножка, мучнистая роса, гнили, бактериозы. Ускоряет прорастание семян, созревание плодов, образование пробкового слоя на клубнях и корнеплодах; увеличивает размеры цветков, зеленую массу и кустистость; обеспечивает повышение урожая на 20-30%, снижает потери урожая при хранении.

Применение регуляторов роста растений

Для эффективного применения регуляторов роста растений необходимо соблюдать условия:

положительный эффект может достигаться только в случае, если в растении или в отдельных органах не хватает эндогенных фитогормонов;
клетки, ткани и органы должны быть восприимчивы к фитогормонам;
действие всех регуляторов роста зависит от концентрации, передозировка приводит к ингибирующему эффекту;
оптимальное обеспечение растений водой и питательными веществами.

Регуляторы роста не заменяют питание растений. По мнению М.Х. Чайлахана (1976), они повышают “аппетит” и поэтому стимулируют ростовые процессы.

Регуляторы роста растений используют для:

стимулирования укоренения черенков;
получения партенокарпических (бессемянных) плодов;
повышения производства бессемянных сортов винограда;
прореживания цветков и завязей плодовых культур;
уничтожения сорной растительности;
торможения удлинения стебля;
регуляции покоя;
ускорения созревания плодов.

Из регуляторов роста ауксиновой природы получили применение в сельском хозяйстве 1-нафтилуксусная кислота (1-НУК), индометил-3-масляная кислота (ИМК), 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д), 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота (2,4,5-Т), 2-нафтоксиуксусная кислота (2-НОУК), 4-хлорфеноксиуксусная кислота (4Х), гидразид малеиновая кислота (ГМК), 2-метил-4-хлорфеноуксусная кислота (2М 4Х) и 2,4-дихлорфеноксимасляная кислота (2,4-ДМ). 1-НУК и ИМК успешно применяются в садоводстве для укоренения черенков, повышения приживаемости саженцев и восстановления корневой системы у пересаженных кустарников и деревьев.

Практическое применение имеют гиббереллины. Опрыскивание виноградных растений во время цветения водным раствором, содержащим 30-35 г/га гибберелловой кислоты, повышает урожайность бессемянных (кишмишных) сортов на 10-15%. Применяется также при выращивании цитрусовых.

Цитокинины нашли применение в культуре ткани. Они являются фактором, необходимым для получения культуры дедифференцированной каллусной ткани, а также для индукции затем органогенеза и соматического эмбриогенеза. Цитокинин необходим также для поддержания функциональной активности изолированных тканей и органов.

Этилен используется в качестве стимулятора созревания плодов и овощей.

Ретарданты

Ретарданты — синтетические вещества, тормозящие синтез гиббереллинов, подавляющие рост стебля и вегетативных побегов, придающие растению устойчивость к полеганию.

Ретарданты избирательно тормозят рост стебля, не оказывают при этом отрицательного действия на физиолого-биохимические процессы. Действие основано на торможении деления клеток срединной и подверхушечной зон меристемы конуса нарастания, образующих стебель. На верхушечную зону меристемы, из которой развиваются листья и генеративные органы, ретарданты не оказывают влияния. Эти регуляторы тормозят рост клеток стебля в длину и усиливают их деление в поперечном направлении, за счет чего стебель становится более коротким и толстым. Одновременно усиливается развитие механических тканей: утолщаются клеточные стенки, увеличивается число сосудистоволокнистых пучков. Одновременно ретарданты способствуют росту корней, увеличивают площадь ассимиляционной поверхности листьев и содержания пластидных пигментов, повышают устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды.

В настоящее время изучено более тысячи химических соединений с ретардантными свойствами. Большинство относятся к четырем группам веществ:

четвертичным ониевые соединения;
производным гидразина;
производные триазола;
этиленпродуцирующие.

Среди ретардантов на основе четвертичных ониевых солей распространены хлорхолинхлорид (ССС), морфол и пике. Характерный ретардантный эффект этих препаратов обусловлен их способностью прерывать биосинтез гиббереллинов. Их введение блокирует образование геранилгеранилпирофосфата и последующую его циклизацию в энткаурен, который является промежуточным звеном в синтезе гиббереллинов.

Производные триазола блокируют биосинтез гиббереллинов, препятствуя окислению энткаурена в кауреновую кислоту.

Этиленпродуцирующие препараты не прерывают биосинтез гиббереллина, их действие связано с антигиббереллиновым эффектом, который проявляется при образовании гормон-рецепторного комплекса или на последующих этапах реализации гормональной активности гиббереллинов.

Механизм действия производных гидразина также не связан с ингибированием синтеза гиббереллинов, а обусловлен подавлением их гормональной активности.

Из всех известных ретардантов наибольшее практическое значение имеет хлорхолинхлорид (ССС), более известный под названием Тур. Этот ретардант дает хорошие результаты в посевах зерновых культур. Для повышения устойчивости к полеганию хлорхолинхлорид вносят в период кущения — начала трубкования в расчете 3-12 кг/га. Не снижает качество зерна, увеличивает урожай, уменьшает экономические затраты на уборку.

Ретарданты показывают высокую эффективность и на посевах риса.

Таблица. Урожайность риса сорта Краснодарский 86 при применении ретардантов (Шеуджен А.Х., 2005)

Ретардант	Высота растения, см	Длина метелки, см	Полегаемость, балл	Урожайность зерна, ц/га
Контроль	118,5	17,1	2	52,6
ССС, 10 г/га	112,3	17,3	4	56,9
Ориз, 30 кг/га	100,5	16,9	5	59,0
Сумадик, 30 кг/га	98,3	17,0	5	60,8

Литература

Микробиологические и бактериальные удобрения

18.04.2019

Микробиологические и бактериальные удобрения — препараты, содержащие высокоактивные микроорганизмы, улучшающие условия питания сельскохозяйственных культур.

[toc]

Уровень потенциального и эффективного плодородия почвы обусловливается интенсивностью и направленностью микробиологических процессов, которые регулируются численностью микроорганизмов.

Микробиологические и бактериальные препараты содержат специфические штаммы микроорганизмов, под действием которых в почве активизируются процессы превращений соединений, содержащие питательные вещества.

Широкое распространение получили препараты, содержащие штаммы азотфиксирующих бактерий. Интерес к микробиологической фиксации атмосферного азота обусловлен ролью этого процесса в азотном балансе и его перспективностью как источника азота для обеспечения растущих нужд сельского хозяйства. При этом аргументами выступают его безвредность для человека и окружающей среды при относительно малых затратах энергии на активизацию азотфиксирующих микроорганизмов.

Согласно полевым исследования отечественных и зарубежных ученых, если сельскохозяйственные культуры 10-20% своей потребности в азоте будут покрывать за счет азотфиксации, то приём инокуляции внесет значительный вклад в азотный баланс.

Препаративные формы микробных удобрений бывают: жидкие, гранулированные, гелеобразные, сыпучие.

Страны производители бактериальных удобрений и объёмы производства:

США — 20 млн га/порций ежегодно;
Канада — 2,5 млн га/порций ежегодно;
Австрия — 6-9 млн га/порций ежегодно;
Бразилия — 4-6 млн га/порций ежегодно;
Индия — 2-4 млн га/порций ежегодно;
Аргентина — 2-3 млн га/порций ежегодно;
Уругвай — 1-2 млн га/порций ежегодно;
Россия — 0,3 млн га/порций ежегодно.

Предпосевная обработка семян бактериальными удобрениями может проводиться с применением прилипателя, так и без него. В качестве прилипателя используется 2,0%-й водный раствор NaKМЦ.

Бактериальные удобрения хранят в сухих помещениях, защищенных от осадков и прямых солнечных лучей, температура хранения от 0 до + 4 °С. Срок годности зависит от вида и формы бактериальных удобрений.

В мировой практике внимание уделяется роли почвенной биоты в улучшении фосфорного питания растений.

Нитрагин

Нитрагин — бактериальный препарат, содержит активные расы клубеньковых бактерий — Bacterium radicicola, которые живут на корнях бобовых культур и усваивают атмосферный азот, используя поступающие к корням углеводы. Каждой бобовой культуре соответствуют специфичные для нее клубеньковые бактерии. Поэтому в зависимости от культуры нитрагин должен содержать специфичные, высоко активные и вирулентные штаммы клубеньковых бактерий

По специфичности выделяются группы бактерий: 1-я — для клевера; 2-я — для гороха, вики, чины, чечевицы, конских бобов; 3-я — для люцерны, донника и пажитника; 4-я — для люпина, сераделлы; 5-я — для сои; 6-я — для фасоли; 7-я — для маша; 8-я — для арахиса и коровьего гороха; 9-я — для нута; 10-я — для эспарцета.

Инокуляция — прививка клубеньковых бактерий бобовым культурам. Проводят путем обработки препаратом семян бобовых растений. При прорастании клубеньковые бактерии попадают в корни растений.

Ризобактерин

Ризобактерин и его усовершенствованная форма Ризобактерин-С — препарат, разработанный на основе ассоциативного диазотрофа. Титр — 2-2,5 млрд жизнеспособных клеток/мл. Способствует фиксации атмосферного азота, биосинтез пероксиуксусной кислоты, подавлению жизнедеятельности корневых патогенов. Форма — жидкая. Предназначен для предпосевной обработки семян зерновых культур (200 мл/га) для повышения урожайности, качества продукции и интенсификации биологической азотфиксации.

В основу препарата входят азотфиксирующие микроорганизмы (Klebsiella planticola 5), отличающиеся высокой колонизирующей способностью, ростостимуляцией, антимикробным действием.

Усвоение азота атмосферы позволяет уменьшить рекомендуемые дозы азотных удобрений под зерновые культуры на 15-30 кг/га. Прибавка урожая в среднем составляет: ячмень — 5-6 ц/га, озимая рожь — 6 ц/га, яровая и озимая пшеница — 3,5-4,5 ц/га.

Замена минерального азота удобрения на биологический не означает продуктивного его использования, так как метаболизм растений зависит также от других элементов питания, в частности, фосфора. При его недостатке азот не включается в состав белков и нуклеиновых кислот, накапливается в виде нитритов и нитратов, ухудшая качество продукции.

Ризоторфин

Ризоторфин содержит клубеньковые бактерии рода Rhizobium, которые живут на корнях бобовых растений и обеспечивают симбиотическую фиксацию азота воздуха. Применяют только под бобовые культуры. Из накапливаемых этими культурами 100-300 кг азота на 1 га в год, 1/3 потребляется растениями из почвы, 2/3 усваивают клубеньковые бактерии из воздуха.

Известно 11 видов бактерий Rhizobium (по Л.М. Доросинскому). Каждый вид инфицирует один или несколько видов бобовых культур, поэтому ризоторфин готовят для определенной бобовой культуры.

Выпускают в полиэтиленовых пакетах, масса бактерий рассчитана на одну, две или пять гектарных порций.

Препаратом обрабатывают (инокулируют) семена перед посевом. Ризоторфин повышает урожайность бобовых на 10-15%, в хозяйствах, выращивающих их впервые, — на 50-100%.

Ризоторфин получают на основе стерилизованного торфа. Выпускается в полиэтиленовых пакетах, расфасованных в расчете на 1, 2 или 5 гектарных порций с указанием под какую культуру предназначен препарат и штамм бактерий. Срок годности — 6 месяцев. Хранится в темном сухом помещении отдельно от пестицидов при температуре 3-15°С. При отрицательных температурах, а также выше 15°С, часть клубеньковых бактерий погибает, причем перегрев более опасен. Если при транспортировке или хранении ризоторфин подвергался замораживанию, его выдерживают при температуре 13-15°С в течение 7-10 суток.

Азобактерин

Азотобактерин – бактериальный препарат, содержащий культуру азотобактера — Azotobacter chroococcum — микроорганизма, свободноживущего в почве со способностью усваивать атмосферный азот.

Азотобактерин выделяет витамины и ростовые вещества, обладает фунгистатическим действием, то есть препятствует развитию грибов, предохраняя растения от заражения.

Азотобактерин применяется при выращивании любых сельскохозяйственных культур. В качестве удобрений изготовляется два вида азотобактерина: перегнойно-почвенный, или торфяной, и агаровый.

Фосфобактерин

Фосфобактерин — препарат, содержащий спороносную бактерию Bacillus megaterium var. phospaticum способную минерализовать фосфор органических соединений.

Выпускается в сухом и жидком виде. Сухой фосфобактерин содержит споры бактерий в смеси с каолином. На 1 га расходуется 250 г порошковидного фосфобактерина.

Фитостимофос

Фитостимофос — фосфатмобилизующие микроорганизмы, живая культура и ростостимулирующие метаболиты микроорганизмов Agrobacterium-radiobacter. Титр препарата — 6-10 млрд жизнеспособных клеток на 1 мл. Ростстимулирующий биопрепарат, осуществляет микробиологическую трансформацию нерастворимых фосфатов почвы и удобрений в доступную для растений форму.

Бактерии препарата способны колонизировать корни бобовых и небобовых культур, образуя ассоциации. Фитостимофос предназначен для микробиологической фосфатмобилизации и повышения урожайности озимых и яровых зерновых культур, кукурузы, зернобобовых и овощных культур. Форма препарата — жидкая. Норма расхода — 200 мл/га.

Препарат повышает подвижность труднорастворимых фосфатов почвы и удобрения на 10-20%, позволяет снизить на 15-30% рекомендуемые дозы фосфорных удобрений, увеличивает урожайность в среднем на 20%: прибавка урожая кормовых корнеплодов — 100-250 ц/га, сахарной свеклы — 90-95 ц/га, овощных культур — 60-70 ц/га, зернобобовых — 2,5-3,5 ц/га.

Комплексное применение бактериальных удобрений

В ряде стран успешно применяют совместную инокуляцию семян культур препаратами азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий. Это позволяет одновременно улучшить азотное и фосфорное питание растений, сократить дозы минеральных удобрений.

Ризобактерин + Фитостимофос — синергические бинарные препараты на основе диазотрофных и фосфатмобилизующих микробов-интродуцентов. Форма препарата — жидкая.

Препараты “силикатных” бактерий

Препараты “силикатных” бактерий — бактериальный препарат в основу которых входят спорообразующая культура — Bacillus mucilaginosus siliceus. Силикатные бактерии способны разрушать алюмосиликаты, делая доступным для растений почвенный калий. Разрушение алюмосиликатов происходит под действием кислот, выделяемых микроорганизмами. “Силикатные” бактерии хорошо размножаются в условиях достаточной влажности, аэрации и близкой к нейтральной реакции среды. Кислые почвы не благоприятны для их жизнедеятельности.

Препарат используют путем обработки семян. В качестве бактериального удобрения приготавливают сухой споровый и агаровый препараты.

Грибковые удобрения

Везикулярно-арбускулярная микориза (ВАМ)

Везикулярно-арбускулярная микориза (ВАМ), эктомикориза и эндомикориза — почвенная микрофлора, образующая симбиотические ассоциации с высшими растениями. Улучшает рост растений при недостатке доступного фосфора за счет улучшения фосфорное питание растений. При симбиозе высшего растения с грибами микориза гриба обеспечивает растение водой и растворенными минеральными солями, грибы используют углеводы и органические соединения, синтезируемые высшим растением. Биологическое значение микоризы заключается и в увеличении поглощающей поверхности корней растения за счет мицелия гриба.

Из естественных и рекультивированных почв выделены культуры эндомикоризных грибов.

Везикулярно-арбускулярная микориза — ассоциация, в которой Zygomycete fungi в клетках корня высшего растения образуют арбускулы, гифы, везикулы.

Доказано их положительное действие на урожай овса, ячменя, сои, вики и поступление в растения фосфора при выращивании на почве с низким содержанием подвижного фосфора. Микоризация семян клевера белого, высеваемого в злаковый травостой, повышает урожай сена на 17% (при контроле — 17,8 ц/га), и была эквивалентна действию суперфосфата в дозе 90 кг/га. При этом в составе травостоя увеличивалась доля клевера. Инокуляция лука заметно проявилось на поливных землях: урожайность увеличилась на 97%.

Эффективно совместная инокуляции клевера и других бобовых микоризой и клубеньковыми бактериями: первая способствует фосфорному питанию растений, вторые — азотному питанию. Так, в Уэльсе клевер, инокулированный микоризой и клубеньковыми бактериями, дал урожай с содержание сухого вещества в 3 раза выше, образование побегов увеличилось в 2 раза, в 5 раз увеличилось образование клубеньков ризобиума.

Литература

Растениеводство/П.П. Вавилов, В.В. Гриценко, В.С. Кузнецов и др.; Под ред. П.П. Вавилова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986. — 512 с.: ил. — (Учебник и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).

Вермикомпост

17.04.2019

Вермикомпост, или биогумус, вермикультура, — продукт переработки навоза или органических отходов дождевыми червями. Содержит макро- и микроэлементы, регуляторы роста растений (ауксин, гиббереллин), ферменты (фосфатазы, каталазы), обладает биологической активностью.

В процессе образования вермикомпоста уменьшается число патогенных микроорганизмов (сальмонелл) и вирусов. Черви питаются всеми органическими веществами, которые на 20-25% состоят из целлюлозы, например, соломой, картоном, бумагой, опилками. Вермикультура за рубежом рассматривается как элемент экологически чистого сельскохозяйственного производства, находит государственную поддержку в виде льготного финансирования и освобождения вермихозяйств от ряда налогов.

[toc]

Метод вермикультивирования способствует решению проблем накопления и переработки животноводческих отходов:

компостирование жидкого навоза (ФРГ, Италия);
переработка на удобрение бытовых и промышленных отходов, например, городского мусора, осадков сточных вод (США, Италия, Нидерланды);
переработка на компост отходов промышленности (Япония);
переработка жировых отход (Франция, г. Тулуза).

В вермикультуре используется навозный червь Euseniasoetieda, так называемый красный гибридный калифорнийский червь, выведенный в конце 40-х годов XX века в США. Отличается большой скоростью роста, плодовитостью, продолжительностью жизни.

В пищеварительном тракте червя органические остатки подвергаются глубоким изменениям: разлагаются до простых соединений, обогащаются кальцием, магнием, нитратами, фосфором; происходит образования гуминовых кислот; многие минеральные соединения превращаются в доступную для растений форму. Под действием выделяемого в пищеводе кальцита нейтрализуются содержащихся в субстрате кислоты. Прошедшие через кишечник червей органические остатки и земля выбрасываются в виде экскрементов, которые и представляют собой вермикомпост (биогумус). За сутки взрослый червь пропускает через кишечник количество пищи равное весу собственного тела. Около 40% этого количества расходуется на жизнедеятельность и 60% выделяется в виде копролитов. Биогумус характеризуется большой водопрочностью и образует компоненты почвы, определяющие её структуру.

Красный калифорнийский червь перерабатывает почти все виды органических отходов: навоз, птичий помет, отходы плодоовощных баз, перерабатывающих и целлюлозно-бумажных комбинатов, отходы пивоварения, мясокомбинатов, осадки очистных станций, бытовой мусор.

Таблица. Химический состав биогумуса, % (Шеуджен и др., 2004)

Показатель	Содержание	Показатель	Содержание
Гумус	25-30	Магний	0,6-1,5
Азот	1,5-3,0	Железо	0,6-1,3
Фосфор	1,8-4,0	Медь	0,03-0,04
Калий	1,5-3,0	Марганец	0,06-0,09
Кальций	4,5-7,0	Цинк	0,08-0,09

Для получения качественного компоста субстрат должен пройти процесс ферментации, в результате которого увеличивается температура, что приводит к гибели семян сорных растений и патогенной микрофлоры.

В различных странах мира разработаны нормативные требования к составу вермикомпоста (биогумуса). На экскременты червей в биогумусе должно приходиться не менее 70% сухого вещества. Существенных различий в требованиях к составу биогумуса как в России, так и других странах не отмечается.

Таблица. Требования к составу биогумуса¹Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.

Показатели	Россия (прейскурант 708201)	ФРГ (ГОСТ)	Польша (ГОСТ)	АТП "Горецкое" (опыты)
Содержание органического вещества, %	40-45	40-45	40-60	43-60
Отношение C/N	15	15		15
Содержание доступного азота, %	не менее 1,5	не менее 1,5	1,5-3,0	1,8-2,0
Содержание P₂O₅, %	1,2	1,2	1,8-4,0	1,8-3,0
Содержание K₂O, %	0,5	0,5	1,5-3,0	0,75
Гумус, %	не менее 15,0	-	-	20,0
Влажность, %	50,0	40-60	40-60	50-60
рН	6,5-7,5	6,5-7,5	6,8-7,2	7,0-7,1

Вермикомпост благодаря высокому содержанию питательных веществ, агрономически полезных групп микроорганизмов и биологически активных веществ положительно влияет на рост и развитие растении и почвенную биоту. Если 1 г навоза содержит 150-350 млн колоний бактерий, то вермикомпост — 100-200 млрд. Биогумус характеризуется нейтральной реакций среды, pH обычно находится в интервале 6,8-7,2.

Средние дозы вермикомпоста для внесения в почву составляют 3-5 т/га.

Урожайность зерновых культур в первый год после внесения биогумуса повышается на 6-10 ц/га, клубней картофеля — на 50-60 ц/га. Биогумус может применяться в овощеводстве открытого и защищенного грунта.

Биогумус по многим показателям превосходит компосты, обладает лучшими физическими свойствами — более высокой водоудерживающей способностью, содержит больше доступных для растений питательных веществ, прежде всего азота, что объясняется большей численностью в копролитах червей азотфиксирующих бактерий. Особую ценность биогумусу придают гуминовые кислоты, содержание которых составляет от 5,6 до 17,6% на сухое вещество.

В зарубежных странах биогумус применяется преимущественно в качестве питательного субстрата для выращивании рассады овощей и декоративных растений. Из-за высокой стоимости производства применение под полевые культуры ограничено.

По отзывчивости на биогумус выделяют несколько групп растений:

Овощные культуры, клубнеплоды, корнеплоды характеризуются высокой отзывчивостью — прибавки урожая составляют 35-40%;
Зерновые культуры хорошо реагируют — прирост до 25%;
Зернобобовые культуры реагирует удовлетворительно — прибавка до 15%;
Масличные культуры реагируют мало.

Лиетарура

Гуматы

17.04.2019

Гуматы, или удобрения на основе гуминовых кислот, — группа естественных, высокомолекулярных регуляторов роста растений, представляют собой соединения на основе гуминовых кислот. Не токсичны, не канцерогенны, не вызывают мутаций, не обладают эмбриологической активностью. Остаточные количества гуматов в растениях не обнаруживаются, так как легко и быстро включаются в метаболизм растений.

[toc]

При использовании гуминовых кислот в качестве регуляторов роста растений физиологической активностью обладают не сами гуминовые кислоты, а их соли одновалентных щелочных металлов (натрия и калия) и аммония. Это связано с тем, что гуминовые кислоты не растворимы в воде, поэтому не поглощаются растениями, тогда как соли одновалентных щелочных металлов и аммония хорошо растворимы в воде и доступны для растений.

Гуминовые кислоты оказывают разностороннее действие: активируют биоэнергетические процессы, стимулируют обмен веществ и синтетические процессы, улучшают проникновения питательных веществ через плазмалемму, усиливают ферментативные системы, повышают адаптационные свойства растительного организма. В зависимости от внешних условий, могут отличаться стойкостью и активностью, благодаря чему могут использоваться как удобрение и как стимуляторы роста растений.

Причиной физиологической активности гуминовых кислот считается их действие на биоэнергетическую систему растительного организма (Христева Л.А., 1973). Повышение энергетических запасов организма способствует синтезу белка, за счет чего повышается устойчивость растений в экстремальным условиях и фотосинтетическая способность.

Способность гуминовых кислот к комплексообразованию и сорбционная активность позволяют их использовать для связывания тяжелых металлов в нерастворимые соединения на загрязненных почвах.

Гуминовые кислоты по-разному взаимодействуют с катионами металлов: ионы кальция образуют солеобразные гуматы кальция, в которых наблюдается ионная форма карбоксильных групп. Ион цинка замещают водород карбоксильных групп. Медь замещает водород как карбоксильных, так и фенольных групп. Во всех случаях происходит переосаждение гуминовых кислот в виде нерастворимых или малорастворимых солей металлов или комплексов.

Гуматы участвуют в структурообразовании почвы: на легких происходит агрегатирование, на тяжелых они препятствуют образованию корок и трещин, улучшается аэрацию, водоудерживающая и водопропускная способности.

Использование гуматов в земледелии способствует:

увеличению урожайности зерновых, овощных и кормовых культур;
повышению всхожести и энергии прорастания семян;
усилению корнеобразование и обмена веществ у растений, поглощения элементов минерального питания, увеличению сопротивляемости растений болезням, заморозкам и засухе.

Применяются гуматы натрия, калия и аммония. Гуматы натрия и калия получают путем насыщения гидроксидами калия или натрия. Гумат аммония получают обработкой сырья раствором аммиака.

Для полива применяется 5%-й раствор гумата разбавленный в соотношении 1:1000, для обработки семян — 1:500, при обработке клубней и семян зерновых культур — 1:250. Опрыскивание растений в период вегетации проводят 2-4 раза.

К растворам солей гуминовых кислот можно добавлять микроэлементы, органические кислоты, биологически активные вещества, аминокислоты, витамины, которые используются прорастающими семенами, растениями и обитающими в почве микроорганизмами. Выпускается более 60 препаратов, объединенных в группу «Удобрения на основе гуминовых кислот».

Различный химический состав препаратов расширяет спектр их применения. Они могут использоваться для предпосевной обработки семян, опрыскивания вегетирующих растений. Производственные испытания этих препаратов в различных почвенно-климатических условиях показали их положительное влияние на урожай всех сельскохозяйственных культур. Наиболее отзывчивыми оказались овощные, плодовые и кормовые культуры. Применение удобрений на основе гуминовых кислот целесообразно совмещать с предпосевной подготовкой семян и опрыскивании посевов средствами защиты растений. Совместное применение с пестицидами имеет также преимущество в том, что они снимают стрессовое воздействие, оказываемое ядохимикатами на культурные растения.

Литература

Зеленые удобрения (сидераты)

17.04.2019

Зеленые удобрения — свежая растительная масса, запахиваемая в почву для обогащения её органическим веществом и питательными элементами.

Сидераты — растения, выращиваемые в качестве зеленого удобрения.

Сидерация — прием обогащения почв зелеными удобрениями.

Зеленые удобрения оказывают на свойства почвы, урожай и качество сельскохозяйственных культур такое же действие, как и подстилочный навоз.

[toc]

Научные основы применения зеленых удобрений

1. Зелёное удобрение — источник органического вещества и азота в почве. При запашке зеленой массы сидератов 35-40 т/га в почву попадает 150-200 кг азота, что равноценно 30-40 т навоза. Коэффициент использования азота зеленого удобрения в первый год в 2 раза выше, чем коэффициент навоза. Бобовые сидераты обогащают пахотный слой доступным фосфором, калием и другими элементами. Например, на легких почвах в Вуберне (Великобритания) ежегодное запахивание сидератов на протяжении 7 лет увеличило содержание органического вещества на 10%, на Ротамстедской опытной станции применение зеленого удобрения в течение 30 лет накопило органического вещества в почве 35 т/га. В Баварии (Германия) применение зеленого удобрения на суглинистой почве в течение 25 лет повысило содержание гумуса с 2,2-2,3% до 2,8%, тогда как при внесение только минеральных удобрений снизило содержание гумуса до 1,9%.

Зеленое удобрение влияет на фракционный состав гумуса. Например, в длительных опытах на дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почве зеленая масса люпина повысила содержание гуминовых кислот на 20-30%, абсолютное и относительное содержание фульвокислот уменьшалось. В условиях Средней Азии на типичных сероземах промежуточные культуры на зеленое удобрение вместе с посевами люцерны в хлопково-люцерновых севооборотах улучшили баланс гумуса, способствовали мобилизации и накоплению доступного для растений фосфора из малорастворимых фосфатов.

2. Зелёное удобрение улучшает агрохимические, физико-химические и физические свойства почвы: нейтрализуется избыточная кислотность почв, повышается сумма поглощенных оснований, снижаются гидролитическая кислотность и содержание подвижного алюминия, повышается связность песчаных и супесчаных почв.

На серой лесной среднесуглинистой почве Северного Зауралья запашка сидератов снижает объемный вес почвы 10-сантиметрового слоя на 0,07-0,11 г/см³, в слое 10-20 см — на 0,06-0,12 г/см³. Согласно данным Донского зонального НИИСХ, по снижению объемного веса сидераты эквивалентны 20-30 т навоза на 1 га. В Дагестане зеленые удобрения при террасировании склонов за 4 года в среднем уменьшили объемный вес в слое 40 см на 9,5%, содержание гумуса в пахотном слое повысилось на 0,54-0,71%.

3. За счет повышение содержания гумуса и улучшение агрохимических и агрофизических свойств почвы усиливается биологическая активность почв, почвенный и надпочвенный воздух обогащается углекислым газом, улучшается воздушное питание растений, активизируется деятельность почвенной микрофлоры. Количество микроорганизмов в 30-сантиметровом слое от запашки сидератов увеличивается в 1,5-2 раза по сравнению с контролем, при сочетании с минеральными удобрениями — в 2-3 раза.

Запашка пожнивной гречихи на зеленое удобрение на дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой слабоокультуренной почве Московской области с массой 200-300 ц/га повысила биологическую активность почвы, увеличила содержание нитратного азота в результате интенсивной минерализации органического вещества.

Положительный эффект от посева под зиму рапса, горчицы, ржи, ячменя, вики туркменской получен в условиях Узбекистана. Посеянные в сентябре-октябре, к началу апреля они накапливают свыше 25-40 т/га надземной зеленой массы, запашка такого количества органической массы улучшает свойства почвы, активизирует микробиологическую активность, повышается содержание нитратов, сапрофитных микроорганизмов и актиномицетов. Все это способствует улучшению фитосанитарного состояния почвы, в том числе борьбе с вилтом, поэтому рекомендованы зимние посевы промежуточных культур в растущий хлопчатник, в первую очередь на зараженных вилтом полях.

По данным полевых опытов Тимирязевской сельскохозяйственной академии, применение зеленых удобрений в чистом виде и в сочетании с соломой приводит к изменению видового состава спорообразующих бактерий: растет доля бацилл, использующих минеральный азот почвы, что является показателем интенсивного разложения органического материала.

4. Зелёное удобрение — звено интенсивного земледелия, выполняющее функцию защиты окружающей среды от загрязнения. С развитием химизации земледелия, увеличением применения минеральных удобрений возрастают потери биогенных элементов в результате смыва с поверхности, миграции в глубокие слои почвы, усиления денитрификации. Причем, чем больше пашня не занята растительностью, тем больше эти потери. Промежуточные сидераты, прежде всего многолетний люпин, вегетирующий осенью и весной между культурами севооборота, предотвращают потери питательных элементов, защищают от процессов водной и ветровой эрозии, являясь таким образом элементами почвозащитной системы земледелия.

Пожнивные посевы применяются в орошаемых районах Средней Азии, во влажных субтропиках побережья Кавказа и Закавказье.

5. Зелёное удобрение выполняет фитосанитарную роль. Например, запаханная растительная масса многолетнего люпина уменьшает поражение клубней картофеля паршой, что особенно важно при выращивании семенного картофеля. В опытах НИИ земледелия и животноводства западных районов Украины на участках, на которых запахивали люпин в годы с большим количеством осадков, доля пораженных клубней составляла 1-2%, тогда как на участках без люпина — 7-8%.

Большой вред сельскохозяйственным культурам наносят фитопатогенные грибы, вызывающие корневые гнили. Носителями инфекции корневых гнилей являются растительные остатки и семена. Чем быстрее происходит разложение органических остатков в почве, тем быстрее гриб выводится из состояния покоя, а почва освобождается от инфекции. Пожнивные сидераты способствуют увеличению количества актиномицетов, которые являются антагонистами возбудителя корневой гнили, а также сапрофитной микрофлоры, ускоряющей минерализацию растительных остатков.

Систематическое научно обоснованное использование зелёного удобрения в комплексе с другими агротехническими приемами способствует повышению рентабельности сельскохозяйственного производства. Особенно высокая эффективность от зеленых удобрений отмечается на легких песчаных почвах с плохими агрохимическими, физико-химическими, биологическими и водными свойствами. В районах Центральной Нечерноземной зоны на долю легких почв приходится около 20% пашни, в отдельных областях, например, Брянской и Владимирской — до 50-60%.

Химический состав

Согласно данным различных источников, 1 т сырой массы бобовых сидератов в среднем содержит:

в люпине — 210 кг сухого вещества; 4,5 кг N; 1,3 кг Р₂O₅; 1,8 кг К₂O; 5,0 кг СаО;
в доннике — 220 кг сухого вещества; 7,7 кг N; 0,5 кг Р₂O₅; 2,0 кг К₂O; 10,0 кг СаО;
в сераделле — 210 кг сухого вещества; 6,2 кг N; 2,2 кг Р₂O₅; 5,5 кг К₂O;
в эспарцете — 200 кг сухого вещества; 6,2 кг N; 1,2 кг P₂O₅; 3,2 кг K₂O.

По сравнению с химическим составом смешанного навоза плотного хранения, 1 т которого содержит 5 кг N, 2,5 кг Р₂O₅ и 6 кг К₂O, бобовые сидераты богаче азотом, беднее фосфором и калием. Смеси бобовых со злаками, а также небобовые сидераты, беднее также азотом.

Процессы разложения зеленых удобрений в почве протекают быстрее, чем других органических удобрений, содержащих медленно разлагающиеся вещества.

Применение сидератов

Различают самостоятельные и уплотненные (смешанные) посевы сидератов.

При самостоятельных посевах поле занимается бобовыми растениями с весны весь вегетационный период. Оно может запахиваться как под озимые, так и под яровые посевы. Зелёное удобрение занимает самостоятельное поле севооборота.

Практика отечественного земледелия показывает, что по мере окультуривания почв и введения специализированных севооборотов, целесообразно вводить промежуточное зеленое удобрение, не нарушая чередования культур в севооборотах. Применение сидеральных паров (самостоятельного зеленого удобрения) больше подходит на неокультуренных, бедных органическим веществом почвах. Поэтому практика использования чистых паров в Нечернозёмной зоне не является агротехническим прогрессивным приемом. В этой зоне более эффективны сидеральные пары. Для ускорения окультуривания подзолистых почв зеленое удобрение сочетают с внесением навоза, компостов и минеральных удобрений.

Уплотненные (смешанные) посевы бывают сплошными, когда часть поля целиком занята сидератом и кулисные с полосным или рядковым чередованием основной культуры и сидерата. Например, сидераты, посаженные в междурядьях садов и ягодников или пропашных культур, поперек склонов в противоэрозионных целях.

В зависимости от времени (до или после уборки основной культуры) различают подсевные, то есть подсеваемые под основную культуру, и промежуточные (пожнивные), то есть высеваемые после уборки урожая одной культуры и до посева другой. К этому зеленому удобрению относятся пожнивные посевы, осенние и подзимние. Последние высеваются в сентябре-октябре и запахиваются весной, применяют в орошаемых районах Средней Азии, во влажных субтропиках побережья Кавказа и Закавказья.

Пожнивные промежуточные сидераты высевают после уборки скороспелой яровой культуры, например, ячменя, и запахивают под зябь. Для этих целей уборку проводят быстро и после подготовки почвы проводят посев растений на зеленое удобрение. В этом случае сидераты успевают накопить значительную массу.

Применяются сидераты также для подсева к основной культуре, например донник, подсевается весной к зерновой культуре, после уборки которой, до наступления холодов донник успевает накопить достаточную массу.

Приемы использования сидератов: полное, укосное и отавное зеленые удобрения.

При полном зеленом удобрении проводят запашку на месте всей массы сидерата.

Укосное удобрение выращивают в выводном поле, затем перевозят в поля севооборота и запахивают. Для этого подходит многолетний люпин, преимуществом которого также является то, что он вызревает на семена даже в условиях северных районах Нечернозёмной зоны.

Отавное зеленое удобрение запахивается после удаления скошенной или съеденной массы отросших стерневых и корневых остатков сидератов. Применяется на посевах дерново-подзолистой почвы, прежде всего легкого гранулометрического состава. Используется в Сибири, Дальнем Востоке. В качестве отавных сидератов в орошаемых районах Туркмении, Таджикистана, Узбекистана, Закавказья, Киргизии, Казахстана высевают озимый и кормовой горох, чину, в районах ирригации Заволжья — чину и донник.

Основными районами применения сидератов являются бедные органическим веществом с неблагоприятными свойствами почвы разных зон, требующих окультуривание. Также применяются при недостатке органических удобрений.

Зелёное удобрение широко используется во многих странах мира. Почти везде в качестве зелёного удобрения используются промежуточные культуры, самостоятельные — только на истощенных почвах и на участках, удаленных от животноводческих ферм.

Самостоятельное зелёное удобрение применяется также на участках, вышедших из-под раскорчевки древесной и кустарниковой растительности при освоении новых земель и укрупнении пашни.

В условиях интенсивного земледелия Белоруссии и Нечерноземья России ключевой сидеральной культурой служит многолетний люпин. Он растет на бедных неокультуренных почвах. При его использовании для окультуривания почв, не нарушая схемы чередования культур, за один раз запахивается 30-50 т/га. При 3-кратной запашке в 8-польном севообороте обеспечивает среднегодовое внесение растительной массы не менее 14-19 т/га, в 10-польном — 11-15 т/га.

Хорошее действие зеленое удобрение оказывает на картофеле, размещаемый после озимой ржи с подсевом многолетнего люпина как промежуточной культуры.

Обычно многолетний люпин подсевается под озимую рожь. После уборки люпин растет до поздней осени. Весной вегетация начинается сразу после схода снега. До запашки под картофель весной люпин успевает нарастить до 20 т/га зеленой массы, вместе с корневыми остатками — 30-50 т/га. После зелёного удобрения в севообороте может размещаться также гречиха, кукуруза или подсолнечник на силос, вико-овсяная смесь на зелёный корм.

Зелёное удобрение можно применять в зоне достаточного увлажнения на всех почвах, а также в условиях орошаемого земледелия, например, в районах Поволжья, Средней Азии и субтропиков Закавказья, климатические условия которых способствуют быстрому накоплению органического вещества. В Поволжье, Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях и других регионах орошаемого земледелия целесообразны пожнивные и подсевные сидераты.

В центральных областях Нечерноземья после уборки озимых и ранних яровых зерновых культур поля могут оставаться не занятыми более 60 дней при сумме активных температур 800-1000 °С, что составляет 30-40% агроклиматических ресурсов теплового периода года. Также, запас таких ресурсов имеется в весенний период до посева поздних яровых. Этого количества осадков и тепла достаточно для возделывания подсевных и пожнивных культур. Это можно делать южнее линии Санкт-Петербург — Тверь — Иваново — Н. Новгород — Казань — Уфа.

В Нечернозёмной зоне в качестве сидеральной культуры применяется люпин однолетний узколистный (алкалоидный), однолетний кормовой (малоалкалоидный) и многолетний (алкалоидный). В связи с введением в культуру кормового люпина практикуется двустороннее применение сидератов:

зелёную массу кормового люпина убирают на силос, а пожнивные и корневые остатки запахивают под озимые культуры;
кормовой люпин выращивают на зерно, а солому и корневые остатки запахивают;
зеленую массу скашивают в начале бутонизации или цветения, используя на корм.

Поле оставляют невспаханным для отрастания отавы. При хорошей погоде люпин отрастает, полученную отаву запахивают на зеленое удобрение. Такой способ позволяет собрать 200-300 ц/га зелёной массы на силос и 100-150 ц/га отавы на зелёное удобрение.

Сидераты

В качестве сидератов используются бобовые культуры: люпин, сераделла, донник, вика, чина, эспарцет, астрагал, горох, пелюшка, чечевица, клевер, люцерна. Реже применяют смеси бобовых и злаковых трав или промежуточные (вставочные) небобовые культуры: горчицу, сурепицу, рапс, гречиху, озимую рожь, фацелию.

Применение бобовых для сидерации обусловлено их способностью обогащать почву азотом, за счет азотфиксации.

Люпины

Основная статья: Люпин

Люпины однолетний и многолетний с разным содержанием алкалоидов — наиболее распространенные сидераты для кислых почв Нечерноземной зоны европейской и азиатской частей России. Алкалоидный люпин применяют только на удобрение, безалкалоидный — надземную массу на корм скоту, пожнивные и корневые остатки как отавное удобрение. Все люпины обладают способностью усваивать фосфор труднодоступных фосфатов почвы и фосфоритной и костной муки, улучшать фосфорное питание последующих культур севооборота. Люпины также симбиотически способны фиксировать молекулярный азот атмосферы, улучшая этим баланс азота в агроценозах даже на бедных песчаных и супесчаных почвах.

Люпины хорошо растут на кислых почвах; на очень кислых требуется известкование, иногда однолетние люпины плохо переносят известкование, многолетние — только в начале вегетации. Одной из причин угнетения люпинов на очень кислых после известкования почвах является ухудшение фосфорного питания: известь препятствует усвоению труднорастворимых фосфатов. Поэтому под люпины известь и фосфоритную муку вносят послойно: известь — на глубину под вспашку с предплужниками; фосфоритную муку — под предпосевную обработку.

Послойное внесение извести и фосфоритной муки в сочетании с калийными удобрениями под люпин — эффективный прием окультуривания почв.

Однолетние алкалоидные люпины — синий узколистый и желтый — выращивают в самостоятельных и смешанных посевах, запахивают в качестве полного удобрения в период максимального накопления азота, то есть в период образования блестящих бобов на главном стебле. В занятых парах сидерат измельчают дисками и запахивают не меньше чем за 2-3 недели до посева озимых. Перед посевом последних поле прикатывают, чтобы почва осела и не приводила к обнажению узла кущения. С выведением кормовых (безалкалоидных) люпинов районы возделывания алкалоидных люпинов остались только в северных областях — Вологодской, Костромской, частично Смоленской, Владимирской, Нижегородской.

Однолетние кормовые люпины более ценны при комбинированном использовании, являются дополнительным белковым кормом для животных и одновременно отавным сидератом. Эффективны в качестве зеленых кормов и пожнивного отавного удобрения после уборки озимой ржи на зеленый корм.

Надземную массу кормовых люпинов при комбинированном использовании скашивают в фазе бутонизации или цветения на высоком (8-20 см) срезе, что обеспечивает кормовое качество при хорошем отрастании отавы.

Многолетний люпин благодаря холодостойкости вызревает повсеместно, вплоть до Архангельска, с высоким коэффициентом размножения. Цветет и образует семена на второй год, максимальную зеленую массу без удобрений дает на 3-4-й год жизни.

Многолетний люпин в севооборотах сеют в сидеральных парах или под покров озимой ржи. Также используют подзимний подсев как промежуточной культуры в звене занятый пар, озимая рожь с подзимним подсевом многолетнего люпина, картофель.

На очень бедных почвах для окультуривания многолетний люпин сеют в выводных полях, пустошах, в междурядьях плодово-ягодных питомников, садов и ягодников, лесных питомников и на склонах оврагов. Люпин оставляют на таких участках на 6-8 лет и используют как укосное зеленое удобрение на близлежащих полях, ягодниках и питомниках, в приствольных кругах садов.

Донник

Основная статья: Донник

Донник бывает однолетний и двулетний, белый и желтый, причем белый более урожайный, желтый — раньше созревает. Эта культура хорошо растет на богатых кальцием нейтральных почвах. На известкованных дерново-подзолистых почвах донник более продуктивен, чем однолетний и многолетний люпин. За счет мощной корневой системы очень засухоустойчивы, холодостойки, ценны в качестве полного и отавного удобрения даже при слаборазвитой надземной массе.

Используют также в качестве корма для животных. Повышенное содержание кумарина снижает кормовые качества, но есть сорта, не содержащие кумарина.

Для комплексного использования применяются однолетний и двулетний виды, на полях с большим уклоном лучше подходит двулетний. Формы применения подсевных и самостоятельных посевов:

скашивание в начале цветения на корм и отавное удобрение;
зеленая масса первого укоса используется на удобрение других полей (укосное удобрение), второй — на корм, отава — на корм или отавное удобрение;
зеленая масса первого укоса — на корм, второго укоса — на укосное удобрение, отава —на корм или удобрение;
самостоятельный посев в качестве парозанимающей культуры с запашкой на удобрение под озимые.

Сераделла посевная

Основная статья: Сераделла

Сераделла посевная — однолетняя влаголюбивая бобовая трава, предпочитает легкие слабокислые (рН_сол 5,0-5,5) почвы, способна использовать труднорастворимые фосфаты и фосфоритную муку. На песчаных и супесчаных почвах хорошо отзывается на калийные и магниевые удобрения. На влагообеспеченных почвах более эффективна как подсевная культура под покров яровых и озимых (весной) зерновых культур. Чем раньше убирается покровная культура, тем выше продуктивность сераделлы. На чистых от сорной растительности, достаточно увлажненных и раноубираемых полях эффективно также пожнивное возделывание сераделлы.

Самостоятельные или вставочные (промежуточные) посевы сераделлы используются как полное, укосное и отавное удобрение, более эффективно комплексное применение: на корм скоту (укос или отаву) и зеленое удобрение (укос, отаву или корневые и пожнивные остатки).

Использование пожнивных остатков в качестве зеленых удобрений

Пожнивные остатки растений (стерня и корни) — статья прихода в балансе органического вещества, является разновидностью отавного зеленого удобрения.

Количество и качество послеуборочных остатков зависят от биологических особенностей культур, в пределах одного вида — от сорта, продуктивности, почвенно-климатических условий. Возможные количества послеуборочных (пожнивных) остатков варьируют (в т/га сухого вещества): люпины однолетние 0,5-1,5 т/га, многолетние 2,0-3,0 т/га, клевер 3,0-7,0 т/га, люцерна 4,0-9,0 т/га, горох 1,5-3,0 т/га, озимые рожь и пшеница 2,2-6,5 т/га, ячмень 2,0-4,5 т/га, кукуруза 1,5-6,0 т/га, картофель 0,8-1,2 т/га, сахарная свекла 1,0-1,5 т/га, рожь на зеленый корм 1,0-2,0 т/га, озимая сурепица 0,5-1,5 т/га, горчица 0,4-1,0 т/га, многолетние злаковые травы 5,0-11,0 т/га.

По уменьшению количества пожнивных и корневых остатков культуры располагаются в следующей последовательности: многолетние злаковые — злаково-бобовые — бобовые травы — кукуруза — зерновые озимые — яровые — озимые на зеленый корм — сахарная и кормовая свекла — картофель — вставочные (промежуточные) культуры.

На баланс азота за счет симбиотической азотфиксации оказывают влияние только бобовые и зернобобовые культуры в чистых и смешанных посевах. Содержание азота в корнях бобовых культур достигает 2,0-2,5%, у небобовых — не более 0,5-1,0% на сухую массу. Поэтому послеуборочные остатки многолетней люцерны по содержанию сухого вещества и азота эквивалентны 40 т/га навоза, клевера и клеверотимофеечной смеси — 20-25 т/га.

Злаковые многолетние травы по массе пожнивных и корневых остатков занимают первое место, но из-за низкого содержания азота (0,5-0,7%) соотношение С:N у них шире, чем у бобовых. Поэтому при минерализации остатков микроорганизмы иммобилизуют формы азота почвы и удобрений так же, как при запахивании соломы на удобрение.

Количество и качество поступающих в почву послеуборочных остатков регулируется структурой посевных площадей и промежуточными культурами, что учитывается при определении потребности и мест внесения органических удобрений в агроценозе.

Эффективность зеленых удобрений

Эффективность зеленых удобрений зависит от вида, продуктивности и способа использования сидерата. Чем больше и качественней зеленая масса сидерата, запахиваемая на удобрение, тем выше действие и последействие.

Скорость разложения зеленых удобрений зависят от гранулометрического состава и влажности почвы, фазы развития растений в момент запашки, глубины заделки. С увеличением глубины заделки, возраста сидератов и содержания глинистых частиц в гранулометрическом составе минерализация зеленых удобрений замедляется. Добавление к сидератам при запашке небольших доз навоза, помета, фекальных масс и других богатых микроорганизмами компонентов ускоряют темпы минерализации.

Обеспечение благоприятной реакции среды и оптимального питательного режима — фактор повышения эффективности культур и способов применения зеленых удобрений.

Бобовые сидераты за счет симбиоза с клубеньковыми бактериями способны удовлетворять собственные и частично последующих культур, потребности в азоте. Приемами повышения азотфиксирующей способности бобовых культур являются инокуляция семян активными расами клубеньковых бактерий и обработка молибденовыми удобрениями (20-25 г Мо на гектарную норму высева семян).

Клубеньковые бактерии специфичны и могут активно взаимодействовать только с конкретным видом бобовых культур. Штаммы клубеньковых бактерий различаются по вирулентности, то есть способности проникать в корень и образовывать клубеньки, и активности, то есть способности к усвоению молекулярного азота атмосферы. К бактериальным препаратам для обработки семян бобовых культур относятся нитрагин и ризоторфин, которые специфичны для каждой культуры и содержат вирулентные и активные штаммы бактерий.

На гектарную норму семян используют 500 г препарата, причем обрабатывают только ту часть семян, которая вносится в тот же день. Инокуляцию можно совмещать с обработкой молибденовым удобрением, для этого в одной порции воды растворяют удобрение и бактериальный препарат. Однако нельзя совмещать с протравливанием семян, которое необходимо проводить за 3-4 недели до посева, его также можно совмещать с обработкой молибденовыми удобрениями.

Прибавка урожая зерна ржи от люпинового зелёного удобрения составляет на песчаных почвах 4,2 ц/га, на супесчаных — 4,7 ц/га, на суглинистых — 7,7 ц/га (среднее из 36 опытов). Зеленые удобрения показывают высокую эффективность и на других культурах, на легких почвах, их последействие отмечается на протяжении ряда лет.

Литература

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Осадки сточных вод

15.04.2019

[toc]

Применение осадков сточных вод

Рост городского населения, развитие промышленности сопровождаются увеличением объёмов сточных вод и их осадков. В индустриально развитых странах в среднем на одного жителя в год образуется 19-25 кг сухого осадка сточных вод. В Российской Федерации расчетный среднегодовой объем выхода сухого осадка оценивается в 2,5 млн т.

На очистных сооружениях городов и крупных населенных пунктов количество осадка составляет 0,5-1,0% от объема очищаемых сточных вод. Свежий осадок, получаемый после очистки в первичных отстойниках, имеет влажность 92-95%. Осадок подвергают обеззараживанию и обезвоживанию. В зависимости от технологии осадки сточных вод подвергают компостированию, сбраживанию или термической сушке.

При сбраживании осадков проводят обеззараживание в метантенках при температуре 56-58 °С, , куда подают осадок первичных отстойников и активный ил в соотношении 1:1. Сброженные осадки подсушивают на иловых площадках до влажности 60-80%.

В индустриально развитых странах до 32% осадков сточных вод применяется в качестве органического удобрения.

Таблица. Производство и использование осадков сточных вод (Ладонин В.Ф., Мерзлая Г.Е., Афанасьев Р.А. и др., 2002)

Страна	Численность населения, млн чел.	Производство сухого вещества в год, тыс. т	Утилизация, %
			сельское хозяйство	сбрасывание в отвалы	сжигание	сброс в океан	специфическое использование
Швеция	8,3	210	60	30	-	-	10
Финляндия	4,8	130	40	45	-	-	15
Дания	5,1	130	45	45	10	-	15
Германия	59,7	1950	38	50	8	2	2
Франция	54,2	510	23	46	31	-	-
Бельгия	9,8	22	10	80	10	-	-
Люксембург	0,4	11	90	10	-	-	-
Нидерланды	1,4	201	53	32	3	13	2
Ирландия	3,5	197	4	51	-	45	-
Великобритания	56,1	1240	45	29	3	23	-
Швейцария	6,5	120	70	30	-	-	-
Италия	57,2	800	20	60	-	-	20
США	232,6	3200	25	*	*	*	*

*Данные отсутствуют.

В Российской Федерации на удобрение используется только 5-7% осадков сточных вод, что связано с недостаточным внедрением технологий по подготовке к применению в сельском хозяйстве.

Основной технологической стадией подготовки осадков к использованию является обеззараживание. В настоящее время на очистных сооружениях применяются методы химического, термического и биологического обеззараживания осадков сточных вод.

Химическое обеззараживание осадков заключается в обработке фунгицидами. Влажность продукта при этом составляет около 60%, что осложняет его разбрасывание по удобряемому участку. При термическом обеззараживании образуется высушенный осадок с влажностью менее 60%. Обеззараживание проходит при температуре 56-58° С.

В зависимости от технологии обработки, осадки для применения в качестве удобрения могут быть жидкие с влажностью 92-97%; подсушенные или обезвоженные с влажностью 60-80%; высушенные с влажностью 10-40%.

Оптимальный срок внесения удобрений на основе осадков сточных вод является осень под основную обработку, а также лето — при обработке паровых и рано освобождающихся полей севооборота. За осенний и весенний периоды происходит вымывание из корнеобитаемого слоя входящих в состав осадков растворимых соединений, прежде всего хлора. На слабо- и среднеокультуренных дерново-подзолистых почвах удобрения вносят в нормах 10-15 т/га по сухому веществу, на окультуренных дерново-подзолистых почвах супесчаных и чернозёмах — 5-10 т/га. Применение осадков совмещают с внесением минеральных удобрений.

Химический состав осадков сточных вод

Химический состав осадков сильно меняется, зависит от технологии производства и состава очищаемых сточных вод.

При термической сушке обезвоженные на центрифугах или виброфильтрах до влажности 80% осадки сушат при температуре 600-800 °С до влажности 40%.

В химический состав осадков сточных вод входит азот, фосфор и кальций, бедны калием. Количество органического вещества в сыром осадке составляет до 75% в расчете на сухое вещество, состоит в основном из протеинов, углеводов, жиров, лигнина и бактерий. В состав входят микроэлементы: марганец 500-2000 мг/кг сухого вещества, медь — 1000-5000 мг/кг сухого вещества и цинк — 1200-6000 мг/кг сухого вещества. Зольный состав специфичен и определяется составом промышленных вод.

Таблица. Состав осадков сточных вод, % на сухое вещество

Осадок	Азот		P₂O₅	K₂O	CaO	MgO
	общий	подвижный
Из первичных отстойников	1,6-4,0	-	0,6-5,2	0,2-0,6	11,8-35,9	2,1-4,3
Сброженный	3,07 (1,7-6,0)	0,27	2,33 (0,9-6,6)	0,210 (0,2-0,5)	3,48 (12,5-15,6)	- (1,5-3,6)
Сброженный с активным илом	3,93 (2,4-6,5)	0,70	3,70 (2,3-8,0)	0,180 (0,3-0,4)	3,29 (8,9-16,7)	0,95 (1,4-11,4)
Термически высушенный	1,96 (1,0-3,0)	-	3,92 (2,0-6,0)	0,007 (0,5-1,0)	5,21 (13,0-40,0)	5,81 (4,0-10,0)

Осадки содержат тяжелые металлы, нефтепродукты, моющие вещества и другие опасные соединения. Поэтому их применение требует постоянного контроля состава. Безопаснее применять осадки сточных вод на тяжелых, гумусированных почвах. На легких и малогумусированных почвах их применение сочетают с химической мелиорацией.

По содержанию тяжелых металлов большая часть осадков соответствует международным агроэкологическим требованиям.

Таблица. Содержание тяжелых металлов в осадках сточных вод, мг/кг сухого вещества (Ладонин В.Ф., Мерзлая Г.Е., Афанасьев Р.А. и др., 2002)

Элемент	Москва	Санкт-Петербург	Щекино	Сочи	ПДК в странах Западной Европы	Директивы ЕЭС	Нормативы РФ по группам
							I	II
Ag	4-86	-	-	-	10-100	-	10	20
Hg	0,2-11	-	-	-	6-10	16	7,5	15
Pb	20-325	100		27	300-900	750	250	500
Cb	8-175	60	0,9	6	8-15	20	15	30
Ni	32-880	220	10	< 100	26-500	300	200	400
Cr	265-4700	910	2		40-1000	750	500	1000
Mn	50-1860	305		810	500	-	-	-
Zn	560-7900	1450	51	1662	2000-10000	2500	1750	3500
Cu	69-1740	1250	3	381	300-3000	1000	750	1500

Осадок, предназначенный для использования в качестве удобрения, должен содержать не менее 40% органического вещества, 1,6% — азота, 0,6% — фосфора (P₂O₅), 0,2% — калия (K₂O), влажность — не более 82%.

Дозы осадков сточных вод с иловых площадок составляют от 20 до 50 т/га в зависимости от химического состава и содержания и опасных веществ, а также потребностей культур и окультуренности почв.

Осадки целесообразно применять для удобрения парков, лесопитомников, газонов и лубяных культур, для других культур — с разрешения органов санитарно-гигиенического контроля. Под овощные культуры осадки сточных вод не используют.

Компостирование осадков сточных вод

При компостировании свежие осадки подсушивают до влажности 50-55% и смешивают их с торфом в соотношении 3:1. Затем сгребают в штабеля, температура в них достигает 60 °С, что приводит к гибели неспоровых микроорганизмов, яиц и личинок гельминтов и мух.

При применение в качестве наполнителей твердых бытовых отходов и опилок соотношение наполнитель-осадок берется соответственно от 0,5:1 до 1-1,5:1 в летнее время и от 1:1 до 2-3:1 в зимнее. Для компостирования с осадком подходят все виды торфа. Компост с торфом готовят в любое время года. Соотношение осадка и торфа зависит от качества последнего и времени закладки компоста. В зимнее время для хорошего прогревания компоста относительное содержание торфа увеличивают до 2-1,5:1. При весенне-летнем приготовлении — соотношение 1,5-1:1. Качество компоста повышается при добавлении извести в расчете 15-20 кг/т компоста. Срок созревания составляет 1,5-2 месяца в летнее время и 3-4 месяца зимой. Конец компостирования определяют по отсутствию яиц гельминтов в образцах компостов, отобранных на глубине 0,5 м. При правильном приготовлении компосты без добавок минеральных удобрений при pH 6,7-7,0 в расчёте на сухое вещество содержат не менее 50% органического вещества, 1,8-2,0% — общего азота, 1,0-1,2% — общего фосфора и 0,2-0,5% калия.

Условием использования осадков сточных вод и компостов в качестве удобрения является соблюдение требований охраны окружающей среды. Их применяют на ровных участках, не подверженных водной эрозии, с уровнем грунтовых вод не выше 40 см от поверхности почвы. При внесении на мелиорированных площадях вдоль магистральных каналов оставляют защитные полосы шириной не менее 30 м.

Литература

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Компосты

15.04.2019

Компосты — органические удобрения, получаемые в процессе разложения одного или нескольких органических компонентов.

[toc]

Компостирование

Компостирование — биотермический процесс минерализации и гумификации одного или нескольких органических компонентов, иногда с добавками минеральных удобрений и мелиорантов, уменьшающих потери питательных элементов, ускоряющих разложение органической массы и повышающих доступность растениям питательных веществ.

При компостировании органических отходов происходит термическое обеззараживание, при этом температура поднимается до 60 °С, что убивает яйца и личинки мух и гельминтов, болезнетворные неспоровые микроорганизмы и подавляет семена сорных растений.

В органических компостах один из компонентов может выступать в роли поглотителя влаги, аммиака, диоксида углерода, при этом без компостирования он может слабо разлагаться, например, торф, опилки, бытовой мусор, дерновая земля, солома. Некоторые компоненты могут быть обогащены микрофлорой, например, навоз, навозная жижа, фекалии, птичий помет, и содержать большие количества разлагающихся азотистых и безазотистых органических соединений.

Готовность компостов оценивают по степени их разложения и однородности массы.

Торфонавозные компосты

Торфонавозные компосты готовят вблизи животноводческих помещений, в навозохранилищах или в полевых штабелях. Соотношение навоза и торфа зависит от качества компонентов и обеспеченности ими хозяйств. В зимний период это соотношение обычно составляет 1:1, летом — до 1:3. Для компостирования подходят любые торфы с влажностью до 60%.

Послойное компостирование применяют в любое время года. Для этого торф разравнивают слоем до 50 см на подготовленных местах шириной 4-5 м произвольной длины. Затем покрывают слоем навоза, который вновь покрывают торфом. Слои торфа и навоза чередуют, пока высота штабеля не достигнет 2 м. Толщина слоев зависит от соотношения компонентов. Сверху штабель завершают слоем торфа.

Очаговое компостирование предпочтительнее использовать зимой. Для этого навоз по подготовленному 50-60 см слою торфа размещают непрерывным или прерывистым слоем толщиной 70-80 см и шириной на 1,0-1,5 м меньше нижележащего торфа. При недостатке навоза его размещают прерывистым слоем (кучами) со всех сторон укрывают слоем торфа 50-70 см. Зимой штабель очагового компоста закладывают за 1-2 дня, желательно во время оттепелей, тогда температура внутри не опускается ниже 25-30 °С.

При послойном и очаговом компостировании для повышения качества торфа с навозом к смеси добавляют 1,5-3,0% (15-30 кг/т) фосфоритной муки. При этом получаются торфонавозно-фосфоритные компосты, которые по эффективности при содержании навоза 30-50% не уступают хорошему навозу. Фосфоритной мукой пересыпают слои торфа и навоза.

При компостировании навоза и торфа вместе с фосфоритной мукой вводят калийные удобрения в расчете на 1 т торфа 5-6 кг удобрений. В зависимости от кислотности дополнительно вводят известковые удобрения, причем фосфоритную муку в этом случае добавляют к навозу, а калийные и известковые удобрения — к торфу. Эффективность такого компоста при эквивалентных дозах выше, чем навоза.

Торфожижевые компосты

Со стоками, жидким и полужидким навозом торф компостируют так же, как с навозной жижей.

Торфожижевые компосты готовят с любым торфом, кроме известкового с содержанием более 5% кальция, зимой в навозохранилищах или рядом с животноводческими помещениями, летом — в полевых штабелях и на осушенных торфяниках. На 1 тонну проветренного торфа в зависимости от влажности вносят 1-З т навозной жижи и 1,5-2,0% от массы компоста фосфоритной муки. Торф укладывают в два смежных вала с корытообразным углублением между ними, в которое наливают навозную жижу.

После поглощения торфом жижи массу сгребают в штабеля, покрывают торфом и при достижении температуры 60 °С уплотняют. В зависимости от свойств компонентов и температуры окружающей среды массу выдерживают в течение 1-4 месяцев. Применяют в качестве основного удобрения под культуры в тех же дозах, что и подстилочный навоз. Торфожижефосфоритные компосты по эффективности не уступают хорошему навозу.

Торфофекальные компосты

Торфофекальные компосты получают компостированием фекальных масс с торфом или соломой, городским мусором, другими слаборазлагающимися материалами. Быстродействующее органическое удобрение. В фекальной массе в среднем содержится 0,5-0,8% N, 0,2-0,4% Р₂O₅ и 0,3-0,4% К₂O. 70-80% азота находится в виде аммиачных соединений и мочевины, фосфор и калий — в усвояемых для растений формах. Высушенные фекальные массы (пудреты) содержат 2% N, 4% Р₂O₅ и 2% К₂O. Для уменьшения потерь азота при сушке фекальных масс к ним добавляют 8-10% от массы сухой торфяной порошок. Пудреты применяют под декоративные и лубяные культуры в дозе 2-3 т/га. По эффективности не уступают эквивалентным дозам минеральных удобрений.

По санитарным, агрономическим и экологическим основаниям фекальные массы лучше применять в виде компостов. Для их приготовления к 1 т низинного торфа влажностью 70% добавляют 0,5 т фекалий, к 1 т верхового — 2 т, при влажности торфа до 50% — до 3,5 т фекалий. Для обеззараживания и уменьшения потерь питательных веществ, компостирование должно протекать при температуре 56-60 °С с последующим уплотнением. Способ приготовления компоста аналогичен приготовлению компоста с навозной жижей.

На второй год после закладки торфофекальные компосты можно вносить под любые культуры, кроме овощных, в дозах 10-25 т/га.

По эффективности часто превосходят навоз в эквивалентных по питательным элементам дозах на 30-50%.

Торфоминеральные компосты

Торфоминеральные компосты могут содержать известь, золу, фосфоритную муку, жидкий аммиак и другие минеральные добавки.

Торфоизвестковые и торфозольные компосты готовят с кислым торфом (рН_сол менее 5), пересыпая ими 15-20-сантиметровые слои при укладке штабеля. Дозу извести рассчитывают по 0,8 гидролитической кислотности (Н_г) торфа, то есть при влажности торфа 60-70% в среднем 1-3% от массы компоста. Лучшей формой известковых удобрений в этом случае является доломитовая мука. Компосты выдерживают до внесения 4-5 месяцев. Бедны калием и фосфором.

Для обогащения кальцием, фосфором и калием готовят компосты с золой, при этом происходит дополнительная нейтрализация обменной кислотности. Штабель готовят так же, как с известью, добавляя на 1 тонну проветренного торфа 2,5-5,0% золы (25-50 кг/т).

Торфофосфоритные компосты при хорошем перемешивании компонентов уже через месяц хранения переводят в усвояемую для растений форму 30-60% Р₂O₅ фосфоритной муки с одновременным уменьшением кислотности торфа.

Для приготовления этих компостов применяют кислый торф, не содержащий подвижных форм алюминия. На 1 тонну при влажности 65-70% добавляют 10-30 кг фосфоритной муки и выдерживают 2-3 месяцев.

Торфоизвестковые и торфофосфоритные компосты применяют в тех же дозах, что и навоз. Их эффективность возрастает при сочетании с азотно-калийными минеральными удобрениями.

Торфоаммиачные (ТАУ) и торфо-минерально-аммиачные (ТМАУ) удобрения (компосты) готовят насыщением торфа жидким аммиаком или его водным раствором с добавлением фосфорных и калийных минеральных удобрений. Для этих пригодны торфа с зольностью до 25 %, влажностью 55-65% и степенью разложения для низинного 15-20%, для верхового — 20-25%. В состав ТМАУ на 1 тонну сухого торфа вводят 30-35 кг фосфоритной муки или её смесь с суперфосфатом в соотношении 1:1, 10-12 кг хлористого калия или другого калийного удобрения, 30-35 л 25%-ного раствора аммиака или эквивалентную по NН₃ дозу жидкого аммиака. В ТМАУ на основе низинного торфа количество минеральных компонентов уменьшают на 30-50%.

Компосты, приготовленные на торфяниках

Приготовление компостов на осушенных торфяниках вблизи удобряемых полей снижает себестоимость и повышает их эффективность.

Технология приготовления компостов на торфяниках заключается в сочетании их обработок и рыхления с внесением органических и минеральных компонентов, например, навоза, навозной жижи, фекальных масс, извести, фосфоритной муки, с последующим сгребанием и уплотнением смесей в штабеля.

При расчетах количеств компонентов и компоста учитывают, что при массе 1 м³ 400 кг и глубине сгребаемого слоя 20 см на каждом гектаре торфяника за сезон получают 800 т торфа.

Торфорастительные компосты

Торфорастительные компосты получают при выращивании на торфяниках бобовых или сидеральных культур с последующей запашкой и приготовлением штабелей из полученных смесей торфа и растений.

Растительную массу сидератов в фазе цветения прикапывают, измельчают и запахивают на глубину 15 см. Через 2-3 недели торфяник дискуют, торфосидеральную массу сгребают в штабеля высотой 1,5-2,0 м и выдерживают 1-2 месяца. Торфорастительные компосты применяют под культуры в тех же дозах, что и подстилочный навоз. По эффективности в эквивалентных дозах не уступают полуперепревшему навозу плотного хранения.

Компосты из бытовых отходов

В связи с требованиями к охране окружающей среды и ростом количества бытовых отходов широкое распространение получают промышленные методы биотермического обеззараживания отходов и приготовления на их основе компостов. Компосты заводского приготовления в среднем содержат в % на сухую массу: 40-52% органических веществ, 1-1,3% N, 0,7-0,8% Р₂O₅, 0,4-0,6% К₂O, 3% раздробленного стекла размером менее 15 мм, 4% посторонних включений. Влажность компостов 30-40%, рН_сол 6,0-7,8.

По действию на урожай компосты из бытовых отходов не уступают в эквивалентных дозах навозу. Применение требует агрохимического контроля на наличие опасных примесей.

Литература

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Промышленные и коммунальные отходы

15.04.2019

[toc]

Промышленные отходы

Некоторые промышленные отходы, содержащие органические вещества, могут использоваться в качестве органических удобрений, при этом достигается:

повышение урожаев сельскохозяйственных культур;
промышленное производство становится более экономичным и избавляется от затрат на хранение и утилизацию отходов.

Промышленные органические отходы, используемые в качестве удобрения, подразделяются на три группы:

Отходы, требующие компостирования. К этой группе относятся отходы, опасные в санитарно-гельминтологическом, энтомологическом и фитосанитарном отношении,например, отходы пера, пуха, шелуха семян масличных культур, клюквенный и яблочный жмыхи, выжимки из винограда, винные осадки.
Отходы, требующие заблаговременного внесения в почву, например, мякоть и мезга, шрот из виноградных зерен, отходы щетинных фабрик, подметы шерстяных цехов, срезы от фетровых изделий, шерстяные отходы и шерстяная пыль. Часто, это отходы с широким соотношением углерода и аммонийного азота (C:NH₄). При непосредственном внесении в почву перед посевом отмечается временное биологическое закрепление доступного азота почвы микроорганизмами, что приводит к азотному голоданию растений и снижению урожайности. Поэтому их вносят задолго до посева — под основную обработку почвы, перед посевом вносят азотные удобрения.
Отходы, пригодные для удобрения без ограничений. Например, свиной и говяжий шлям, сырые рыбные отходы, мездра, отходы клейтукового производства, роговая и галалитовая стружка, шелковичная куколка, шелковый пух, экскременты шелковичных червей, табачная и махорочная пыль, табачные листья после извлечения никотина, клещевинный шрот, клещевинный, хлопковый, рыжиковый, рапсовый, сурепный жмых.

Максимальные нормы внесения в почву промышленных отходов, как правило, составляют 80-100 кг общего азота. До 6 т/га можно вносить навозоразбрасывателями или в виде смесей с навозом и компостами.

Древесная кора и опилки

Органическим удобрением может служить древесная кора, которая составляет 10-20% от общего объема дерева и накапливается на дерево-обрабатывающих комбинатах. Кору деревьев и опилки используют для мульчирования и в качестве удобрения, приготовления искусственного грунта для теплично-парниковых хозяйств, в качестве подстилки на птицефермах и птицефабриках с последующим использованием в качестве удобрения.

Запасы древесной зелени в Российской Федерации превышают 20 млн т в год, используется из них менее 10%. Древесная кора содержит основные питательные элементы, которые в процессе минерализации становятся доступными для растений. Она обладает хорошим гумусообразующим потенциалом, в процессе минерализации выделяется углекислый газ, улучшая тем самым воздушное питание растений.

Древесная кора содержит 33-35% целлюлозы, 22-30% лигнина, 5,3-12 мг/100 г калия, незначительные количества фосфора. Прочность, упругость, высокая фильтрационная способность коры способствует улучшению водно-физических свойств почвы, ее трудноразлагаемая часть обогащает почву лигнином и дубильными веществами, участвующими в гумусообразовании. Недостаток коры как удобрения заключается в том, что она не содержит усвояемого растениями азота. Соотношение углерода и азота — 140:1. Зольность сосновой коры — 2,8%, еловой — 3,1-5,9%. Кислотность — pH 4,8-5,7. Кора биологически активна: содержит большое количество бактерий и плесневых грибов.

Древесную кору запахивают в почву на небольшую глубину. При внесении 125 м³/га структура почвы улучшается, возрастает влагоемкость. При внесении некомпостированной коры дополнительно требуется внесение азотных удобрений для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, способствующих разложению коры. Разложение измельченной до 5 см коры хвойных пород составляет примерно 2 года.

Другими способами использования древесной коры является компостирование с минеральными и органическими добавками, а также в качестве биотоплива, мульчи и субстратов в защищенном грунте.

Способы приготовления компостов: послойный, очаговый, площадочный.

Оптимальные условия компостирования коры складываются при формировании буртов шириной в основании 3,0-4,0 м, высотой 1,5-2 м и длиной не менее 4,0 м. При компостировании зимой, во избежание промерзания, высоту штабеля увеличивают до 2-5 м, длину до 10 м. Масса штабеля 100-120 т, так как при массе менее 60 т штабель промерзает. Температура в период компостирования достигает 40-60° С.

Готовый компост должен содержать не менее 80% органического вещества на сухую массу при влажности не выше 60%, 10-15% гуминовых кислот от всего органического вещества, pH водной вытяжки — не менее 5,5, отношение C:N — не более 30:1, азота, фосфора и калия — соответственно 3,0%, 0,1% и 0,1% сухой массы. Плотность — 0,18-0,3 г/см³, комковатая структура и влагоёмкость 250-350 г воды на 100 г сухого вещества. За счет содержания кальция компост является мелиорантом для кислых почв. Компост способствует уменьшению заболеваемости корневой гнилью и подавляет развитие нематод.

Применение компостов на основе древесной коры может обеспечить тепличные и парниковые хозяйства качественными грунтами.

Аналогичное применение находят в сельском хозяйстве опилки. Все виды опилок способствуют улучшению физических свойства почв, повышают порозность и водоудерживающую способность, снижают плотность тяжелых глинистых почв. Также как и древесная кора, опилки содержат мало азота, поэтому наиболее эффективный способ их использование — компостирование с азотными удобрениями.

Гидролизный лигнин

Гидролизный лигнин — основной отход гидролизной промышленности, который составляет до 40% от массы исходного сырья. При выгрузке из гидролиз-аппарата, он сохраняет форму частичек исходного сырья с темно-бурой окраской. По химическому составу представляет комплекс веществ, основная масса которых — продукты конденсации и полимеризации природного лигнина. Также присутствуют негидролизуемые полисахариды, неотмытые сахара, гуминовые вещества, органические кислоты, серная кислота и зольные элементы. Первые два — лигнин и полисахариды — составляют 84-91% от массы гидролизного лигнина. На долю полисахаридов приходится 24-45%, лигнина — 39-70%. Лигнин обладает кислой реакцией, влажность составляет 63-75%.

Таблица. Агрохимические показатели гидролизного лигнина (в пересчете на сухое вещество) (Цуркан М.А., Руссу А.П., 1980)

Показатель	Гидролизный лигнин	Гидролизный шлам
Влажность, %	63,1-75,1	61,9-89,6
Зольность, %	3,5-14,7	4,2-72,5
Углерод общий, %	42,9-50,8	12,5-53,0
Углерод гуминовых кислот, %	3,4-6,4	5,2-18,4
Углерод фульвокислот, %	3,7-7,7	3,0-6,4
Азот общий, %	0,34-0,54	0,62-2,32
Азот нитратный, мг/100 г	0,1-0,7	0,5-2,5
Азот аммонийный, мг/100 г	2,2-7,6	133-389
Азот легкогидролизуемый, мг/100 г	40-79	183-1470
Фосфор общий, % P₂O₅	0,01-0,16	0,39-2,46
Калий общий, % K₂O	0,01-0,22	0,14-0,33
Кальций общий, % CaO	0,20-1,19	0,16-4,07
Сера общая, % SO₄	0,41-2,23	0,64-9,28
рН_вод	1,9-4,7	3,0-4,6

Среди питательных элементов содержит большое количество серы и кальция. Фосфор и калий содержится в среднем 0,06% и 0,09% от сухого вещества соответственно. Содержание общего азота в гидролизном лигнине составляет 0,34-0,39%, 14% из которых — гидролизуемый. Отношение C:N находится в пределах от 75:1 до 117:1.

Возврат органического вещества лигнина в биологический круговорот способствует защите окружающей среды от загрязнения, увеличивает общее производство местных удобрений.

Недостатками использования лигнина в качестве удобрения связана с его кислотностью и низким содержанием азота, фосфора, калия. Положительными сторонами является: улучшение воздухопроницаемости, пористости, структуры и физико-химических свойств почвы. Он обладает способностью адсорбировать азот подвижных азотсодержащих удобрений, вступать с ним в химическую связь, сокращая тем самым вымывание азота верхних слоев почвы и повышая коэффициент использования растениями.

Разработан промышленный способ компостирования лигнина с минеральными удобрениями и обработкой компоста раствором аммиака перед внесением в почву. Для приготовления компостов лигнин предварительно нейтрализуют доломитовой мукой в расчете 30-35 кг на тонну удобрения. Наиболее эффективны лигнонавозные компосты в соотношении навоза и лигнина 1:1. Для приготовления 100 т компоста используют 48,2-48,5 т лигнина с влажностью 60%, 1,5-1,75 т доломитовой муки и 50 т навоза. Для ускорения созревания бурты делают высотой до 1,5 м, смесь хорошо перемешивают. В сырой массе компоста содержится: N — 0,36%, Р₂О₅ — 0,32%, К₂О — 0,34%, pH 5,7. По эффективности лигнонавозный компост не уступает торфонавозному.

Бытовые отходы

Бытовые отходы и городской мусор, например, кухонные отходы, бумага, тряпки, грязь, пыль, зола, по содержанию питательных веществ и удобрительным качествам могут быть сопоставимы с подстилочным навозом. Скорость их минерализации в почве зависит от количеств и соотношения компонентов. При большом количестве пищевых отходов и пыли мусор разлагается быстро; его можно вносить как удобрение без компостирования. При преобладании бумаги и тряпок скорость разложения ниже, поэтому более эффективно компостирование.

Бытовые отходы составляют 0,15-0,25 т/год на одного жителя России. Часто они включают до 30-40% органических пищевых компонентов и 20-30% бумаги. Химический состав бытовых отходов сильно меняется. В среднем содержат 40-70% органических веществ, 28-30% золы, 23-37% углерода, 0,75-1,15% — азота и 2,0-5,5% кальция. В расчете на сухую массу: 0,6-0,7% N, 0,5-0,6% Р₂O₅ и 0,6-0,8 % К₂O.

Бытовые отходы отличаются высоким биологическим загрязнением, могут представлять опасность в эпидемиологическом отношении и требуют обеззараживания. Эта проблема решается путем обеззараживанием на свалках, сжиганием, биотермическим обеззараживанием при производстве компостов на заводских установках.

Обеззараживание мусора способом длительного компостирования на свалках хотя и является распространенным, однако в санитарно-гигиеническом отношении — неперспективным. Обеззараженный на свалках прокомпостированный мусор без удаления примесей непригоден для применения в качестве удобрения. Применения такого мусора приводит к засорению полей металлом, стеклом, кирпичом, пластиками, полиэтиленовой пленкой и другими отходами.

Более совершенным способом обеззараживания и переработки бытовых отходов является полевое компостирование.

В настоящее время распространяются способы промышленного биотермического обеззараживания и переработки в компост и биотопливо бытовых отходов.

Бытовые отходы, поступающие на завод, подвергаются сепарации: черные металлы извлекаются электромагнитными ленточными сепараторами, затем мусор обрабатывают воздухом и водой с температурой выше +40 °С. Мусор самонагревается до 60-70°С и обеззараживается в течение 3 суток.

Полученный компост содержит 40-52% от сухой массы органических веществ, 1,0-1,3% — азота, 0,8-0,7% — фосфора и 0,4-0,6% калия. Допускается присутствие до 3% стекла с размером частиц не более 15 мм и 4% посторонних включений. Влажность составляет 30-40%, pH — 7,8.

Промышленный компост из твердых бытовых отходов можно вносить под плодовые культуры в количестве 50-150 т/га, виноград — 20 т/га, зерновые — 20-50 т/га, подсолнечник, кукурузу — 30-100 т/га. Прибавка урожайности в зависимости от культуры и почвы составляет 10-50%. Компост безопасен в санитарно-гигиеническом, гельминтологическом и энтомологическом отношении. Осеннее внесение предпочтительнее. Из-за содержания в компосте свинца и цинка их применение под овощные культуры запрещается.

В качестве допосевного удобрения под основную обработку почвы мусор без предварительного компостирования может вноситься под разные культуры в дозах 20-60 т/га. В защищенном грунте он эффективен в парниках и теплицах как биотопливо, после чего становится однородным, рассыпчатым и разложившимся органическим удобрением для открытого грунта. После компостирования или использования в парниках разложившийся однородный мусор вносят под культуры в дозах до 20 т/га.

Литература

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Сапропель

14.04.2019

Сапропель (от греч. sapros — гнилой и pelos — грязь, ил) — донные отложения пресноводных водоёмов, от розового до темно-коричневого цвета, на воздухе естественная окраска меняется. Представляет собой органоминеральные соединения. Сапропель образуется из остатков растений и животных, содержит минеральные и органические примеси, сохнет медленно, после высыхания становится твердым и вновь не намокает. Содержит гуминовые кислоты, фульвокислоты, гемицеллюлозу, целлюлозу, битумы, золу (в среднем 20-60%).

Запасы сапропеля в России оцениваются в 92 млрд т в пересчёте на 60%-ю влажность, в республике Беларусь — 2,76 млрд м³.

Сапропель добывается земснарядами с намывом пульпы в отстойники, в первый год обезвоживается, на второй после промораживания, что способствует его разрыхлению, его сушат и он превращается в сыпучую массу влажностью примерно 50%. В первый год возможно внесение сразу на поля, где после промораживания и естественной сушки он превращается в сыпучую массу влажностью примерно 80%.

[toc]

Химический состав сапропеля

Состав органической массы сапропеля в зависимости от месторождений составляет: гуминовые кислоты — 11,3-43,4%, фульвокислоты — 2,1-23,5%, негидролизуемый остаток — 5,1-22,6%, гемицеллюлоза — 9,8-52,5%, целлюлоза — 0,4-6%, водорастворимые вещества — 2,4-13,5%, битумы А — 3,4-10,9%, битумы С — 2,1-6,6%, общий азот — 0,6-2,6%, фосфор — 0,14-0,19%, кальций — 2,5-43,8%, магний — 0,3-2,3%. Содержание органического вещества — от 12 до 80%, золы — от 19 до 88% (в сухом веществе), в том числе до 20-30% карбонатов кальция и магния. Техническими условиями регламентированы требования к сапропелевым удобрениям.

Таблица. Физические и химические показатели сапропелевых удобрений¹Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.

Наименование показателя	Нормы по видам удобрений
	Органические	Органо-кремнеземистые	Органо-известковые
Массовая доля частиц крупнее 10 мм, %, не более	20	20	20
Массовая доля влаги, %, не более	60	60	50
Зольность, %, не более	50	70	65
Массовая доля общего азота, % на сухой продукт, не менее	1,5	1,0	не регламентируется
Обменная кислотность, рН, не менее	5,0	5,0	не регламентируется
Массовая доля оксида кальция, %, не менее	-	-	17
Удельная активность радионуклидов (цезий 137), Бк/кг	не более 300

Азотистые вещества сапропелей представлены в высокомолекулярных соединениях, поэтому доступных для растений форм азота и фосфора в 2-3 раза меньше, чем в навозе, калия — ничтожное количество.

Сапропели содержат большое количество микроэлементов в 1 кг сухой массы содержится 200-1000 мг марганца, 10-400 мг цинка, 10-200 мг бора, 2-60 мг меди и 1-20 мг молибдена. В зависимости от места расположения водоёма может содержаться и большое количество тяжелых металлов.

Состав сапропеля в зависимости от мест даже одного водоема может сильно различаться.

Таблица. Средний состав различных сапропелей (из разных источников)²Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Вид сапропеля	Содержание, % на сухое вещество
	Органическое вещество	Зола	N	P₂O₅	CaO	MgO
Малозольный	80	19	3,4	0,14	2,5	0,5
Среднезольный	60	38	2,6	0,18	2,3	0,7
Повышеннозольный:
- глинистый, песчаный	37	63	1,9	0,19	2,7	1,5
- известковистый	40	60	1,6	0,14	16,0	1,2
Высокозольный (озерная известь)	26	73	1,2	0,18	34,0	0,8
Ил:
- глинистый, песчаный	12	88	0,6	0,17	4,5	1,3
- известковистый	13	87	0,6	0,15	15,0	2,3

Классификация

В зависимости от содержания кремнезема (SiO₂) и оксида кальция (СаО) сапропели подразделяют на:

органические — с зольностью менее 30%;
кремнезёмистые — с содержанием кремнезема более 50%;
известковистые — с содержанием оксида кальция более 30%;
смешанные.

Известковистые сапропели используются также в качестве известкового удобрения, не уступая мелу и доломитовой муке.

Согласно классификации А.Я. Рубинштейна, по зольности сапропели разделяют на:

малозольные — с зольностью до 30%;
среднезольные — с зольностью 30-50%;
повышенной зольности до 70%;
высокозольные — с зольностью 70-85%;
илы — с зольностью свыше 85%.

Применение сапропеля

Согласно обобщенным ВИУА данным полевых опытов, сапропели показывают сравнительно невысокую эффективность: для получения прибавок урожаев культур сопоставимых с прибавками от навоза, дозы сапропелей в среднем должны быть в 3 раза больше.

Сапропель обладает некоторыми положительными свойствами: высокой водоудерживающей и низкой фильтрационной способностью, что способствует улучшению водно-физических свойств легких почв. За счет клеящей способности сапропель при взаимодействии с почвой улучшает структуру, придает комковатость, рыхлость, увеличивается воздухопроницаемость.

Сапропель может использоваться в качестве органического удобрения в чистом виде и в компостах с навозом, навозной жижей, фекалиями.

Сроки внесения и способы заделки сапропеля под культуры не отличаются от других органических удобрений. Сапропелевые удобрения не обязательно сразу заделывать в почву после распределения по полю, допустимо заделку провести спустя 3-7 дней. Сапропели лучше подходят для песчаных и супесчаных почв, так как их эффективность выше, чем на почвах тяжелого гранулометрического состава.

По удобрительной ценности 1 т сапропелей равна 0,6-0,7 т торфонавозных компостов. Применение сапропеля в качестве местного удобрения связано с затратами на его добычу, транспортировку и внесение. Экономически оправдана перевозка сапропелей на расстояние до 20 км.

Сапропель вносят под культуры в дозах, которые определяются для каждого поля, исходя из условий, биологических особенностей культуры, агрохимической характеристики удобрения. Оптимально определять нормы внесения сапропеля по эквивалентному содержанию в нём питательных веществ, прежде всего азота.

Сапропель вносят в дозах 30-40 т/га под злаковые культуры, 50-100 т/га — под овощные. Часто применяют при недостатке навоза и на полях, расположенных недалеко от мест добычи.

Литература

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.