Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА ПРИ РАЗНЫХ СРОКАХ ВНЕСЕНИЯ ПОД КУКУРУЗУ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА ПРИ РАЗНЫХ СРОКАХ ВНЕСЕНИЯ ПОД КУКУРУЗУ"



На правах■ рукописи ГЕРЧИУ Яков Петрович

ЭФФЕКТИВНОСТЬ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА ПРИ РАЗНЫХ СРОКАХ ВНЕСЕНИЯ ПОД КУКУРУЗУ

Специальность 06.01.04 — Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

9, ^ьоо

ЧИу

Диссертация выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной ака демии имени К А Тимирязева

На\чный руководитель—доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. А. Демин.

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук Г. Е. Мерзлая, кандидат сельскохозяйственны V наук В. Н. Осипов.

Ведмцая организация — Центральный на\ч.ю исследова тельсп.ий институт агрохимического ьбслулі вания сельского хошйстза (ЦИНАО)

Защита диссертации состоится 1998 г

в часов на заседан»:и диссертационного совета

Д 120 35 02 в Московской сельскохозяйствен,юн и^а лми і имени К А Тимирязева

Адрес 127550, Москва И 550, Тимирязевская \л , 44 Ученый совет МСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ \\CKA

Автореферат разослан 1<>98 :

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат биологических наук

'В. В. Говорина

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. Важнейшими экологическими и производственными проблемами на крупных животноводческих комплексах являются утилизация огромного количества бесподстилочного навоза (причем на ограниченной площади) и увеличение производства малотранспортабельных объемистых кормов (силоса, сенажа и сена), особенно на прифермер-ских орошаемых участках. В связи с этим возникает необходимость в обосновании возможности эффективного возделывания высокопродуктивных культур, в частности кукурузы при бессменном ее выращивании, при рациональной системе удобрения бесподстилочным навозом в зависимости от доз и сроков его внесения. Особую экологическую важность вызывает целесообразность круглогодичного применения бесподстилочного навоза. Появившиеся в литературе сомнительные по теоретическим соображениям рекомендации о возможности круглогодичного поверхностного способа внесения бесподстилочного навоза побудили нас подробно заняться изучением этого вопроса.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований - агроэколо-гическое и экономическое обоснование доз и сроков внесения бесподстилочного навоза под кукурузу при бессменном ее возделывании с орошением и разработка наиболее рациональных технологий применения этого вида органических удобрений.

. В связи с этим решались следующие задачи:

1) Изучение физико-химических свойств и способов обеззараживания бесподстилочного навоза (Б/Н), а также разработка экспресс-методов определения содержания в нем основных питательных веществ;

2) Изучение величины разных доз и сроков внесения бесподстилочного навоза на урожай зеленой массы кукурузы и его качество, сбор сырого белка и обменной энергии с единицы площади;

3) Определение выноса и коэффициентов использования элементов питания кукурузой, их баланса в почве, а также выяснения влияния доз и сроков . внесения бесподстилочного навоза на агрохимические показатели почвы;

4) Агрономическая, экономическая и биоэнергетическая оценка изучаемых приемов;

5) Разработка наиболее рациональных ресурсосберегающих технологий применения бесподстилочного навоза в качестве удобрения; ..

Объект исследования: 5-летний полевой опыт с бессменной кукурузой на дерново-подзолистой среднесуглинистой окультуренной почве на покровном суглинке. Система удобрения: бесподстилочный навоз в ежегодных дозах 30, 60 и 120 т на 1 га,высевался гибрид Днепровский 247 МВ.

Научная новизна работы: Впервые в Нечерноземной зоне в условиях ■ орошения при бессменном выращивании кукурузы был проведен многолетний опыт с комплексазных доз и сроков внесения

бесподсталочного к кэд^Водод^бц^ддонЗдон

Моск. академии

лГ^Я-Т/Ты

удобный и довольно

г

точный экспресс-метод определения сухого вещества, азота, фосфора, катая, кальция и натрия в бесподстило^чом навозе в полевых условиях Изучена степень пригодности разных модетей ионселективных электродов для опредешння качества бесподстилочного навоза Подробно исследованы биочогичесхие и фнз! ло-химические свойства бесподстилочного навоза в зависимости от природных и технологических факторов, а также искусственного ультрафиолетового облучения, аэрации, эпектрического юка и периодического перемешивания

Изученное в сравнении такое разнообразие сроков и доз внесения бес-подститочного навоза позволило выявить различия по продуктивности кукурузы по выносу питатечьных вешеств сбору сырого белка и обменной энергии с 1 га, по содержанию нитратов в корме, по балансу питательных вешеств в почве и коэффициентам их использования из бесподстилочного навоза, по экономической и биоэнергетической оценке и на основании этого комплекса показателей сдепать заключение о целесообразности круглогодичного внесения бесподстилочного навоза и длительного ежегодного применения его высоких доз (даже с быстрой заделкой под плуг) с учетом изменения агрохимических показателей очвы и в целом агроэкоюгическои ситу щии Была разработана (совместно с кафедрой луговодства МСХА) новая технология использования жидкого навоза, заключающаяся в попеременном с водой его внесении на поля с помощью быстросборных оросительных комплектов и разбг-лении навоза в дождевальной машине за один ее проход

Практическая значимость работы Предложен производству экслресс-метод опредетения сухого вещества и питательных веществ в бесподстилочном чавозе в полевых условиях Разработаны нормативы для определения рациональных доз внесения бесподстилочного навоза под кукурузу, показаны потери азота при крупогодичном применении навоза, обоснована как наиболее экологически выгодная ежегодная доза навоза 60 т/ га (или 180 кг/ га азота) при задетхе под плуг осенью или весной, обеспечивающая урожайность зеленой массы 60-62 т/га при орошении Даны аг-роэкологическая, экономическая и энергетическая оценка поверхностного способа внесения бесподстилочного навоза по сравнению с заделкой его под плуг Предложен подход в определении оптимальной удобрительной нагрузки навоза на I га эксплуатируемой площади при планировании крупных ферм Предложена новая технология утилизации бесподстилочного навоза в качестве удобрения с использованием быстросборных оро-ситетьных комплектов

Материалы диссертации могут быть полезны для подразделений агрохим-стужбы и проектных сельскохозяйственных организаций

Апробзиия работы, Материалы исследований докладывались на научных конференциях МСХА (1983 - 1985 гт), на V научной конференции по аналитической химии (г Вильнюс, 1986г ), опубликованы "в 4-х статьях (обшим объемом 2.2 п л ), а также используются в учебном процессе на кафедре агрохимии МСХА.

• Обт ем работы. Диссертация изложена на 166 страницах машинописного текста и включает введение , 7 глав, выводы и предложения производству, список литературы (212 наименований, в т. ч. 30 иностранных) и кроме того приложения (10 таблиц). В диссертации 48 таблиц и 8 рисунков. ' ' •• •

Место, условия проведения опыта и методика исследований.-

Основная часть исследований проведена в совхозе "Вороново" Подольского района Московской области в 1983 - 1989 годах на базе 5-летнего полевого опыта. Исследования по экспериментальному обоснованию новых технологий по подготовке к использованию на удобрение животноводческих стоков и по их внесению методом орошения проведены в 1987 - 1995 годах совместно с Отраслевой . научно-исследовательской лабораторией технологий и механизации орошения кафедры луговодства МСХА (доктор сельскохозяйственных наук Кобозев И.В.).

Полевой опыт с кукурузой был заложен в 1983 году на постоянном участке на дерново-подзолистой среднесуглинистой (на покровном суглинке) почве со следующей агрохимической характеристикой слоя 0-20 см: гумус (по Тюрину) - 1,72%, рН сол.6,4; Нг - 0,8 мг -экв./ЮОг; легко-гидролизуемый азот (по Тюрину и Кононовой) - 8мг, подвижные формы фосфора и калия (по Кирсанову) - 30 и 10 мг на 100г почвы соответственно. Повторность опыта - 4-кратная, общая площадь делянки - 165,3 кв.м. (11,4тх 14,5м). Участок по рельефу ровный. В 1984-1988гг. выращивали гибрид Днепровский 247. При необходимости осуществляли полив. Учет урожая проводили сплошным методом.

' Годы эксперимента сложились по метеорологическим условиям вполне удачно (с учетом орошения) для получения высокой урожайности зеленой массы кукурузы, особенно в 1986 году.

Схема опыта включает 16 вариантов (в т. ч. пять сроков внесения бесподстилочного навоза):

1 - без удобрений (контроль), 2 - бесподстилочный навоз (б/н) осенью под зябь; 3 - б/н осенью по замерзшей почве; 4 - б/н зимой по толстому слою снега; 5 - б/н весной по тонкому слою снега; 6 - б/н весной под перепашку; В каждом сроке внесения навоза применяли ежегодно три разные его дозы: 30, 60 и 120 т/га в пересчете на 92%-ную влажность. Следовательно, за 5 лет из расчета на 1 га вносили 150, 300 и 600 т навоза. В беспод-стклочном навозе 92%-ной влажности содержалось в среднем 0,30% азота, 0,15% Р205 и 0,30% К20..

Бесподстилочный навоз вносили машинами РЖТ-8, РЖТ-16 в агрегате с тракторами Т-150К или К-700 и старались быстро его запахивать в соответствующих вариантах опыта. Разрыв времени между внесением навоза и его запашкой составлял не более 2 часов.

Кукуруза вьфащивалась по интенсивной технологии для данного региона. Применяли рекомендованные средства интегрированной защиты

растений Густота растений на 1га составляла 110-115 тысяч (норма высева около 100 кг семян) при ширине междурядий 70 см

Анализы растительных и почвенных образцов проводили по методам ГОСТа

Данные по урожайности и другим показателям обработаны методом дисперсионного анализа (Доспехов Б А, 1985 г )

Энергетическая и экономическая эффективность изучаемых приемов рассчитывались по методике ВНИИ кормов

Результаты исследований.

Физико-химические свойства бесподстилочного навоза и разработка методов их опредепения.

Качество бесподстилочного навоза определяется комплексом факторов, которые нами условно разделены на 4 группы Действия этих факторов на качество бесподстилочного навоза и его технологические свойства по отношению к работе насосов и дождевальных устройств приводится в диссертации

В модельных опытах показано, что осаждение илистой и коллоидной части жидкого навоза усиливается при его подкислении, добавлении солей алюминия, железа и кальция сильных кислот, а обработка бесподстилочного навоза кислородом, ультрафиолетовыми лучами ».ли электрическим током резко повышает гибель микроорганизмов в среде В результате предложен довольно эффективный способ очистки животноводческих стоков для их повторного использования для гидрослива в замкнутом цикле, заключающийся в осаждении твердой фракции и коллоидных частиц на электродах (катодах) Однако следует отметить, что все существующие способы обеззараживания стоков или малодейственны, или, как и предла1аемые нами, довольно дорогие Поэтому наиболее приемлемым в данном случае пока остается способ длительного хранения (отстаивания) жидкого навоза и применение его в качестве удобрения

Устоявшаяся в совхозе "Вороново" технология содержания, кормления животных и хранения бесподстилочного навоза обеспечивает слабоизме-няющийся его состав по сезонам года (табл 1) При этом соотношение N Р205 К20 равно примерно 1 0,5 1 Однако не во всех хозяйствах отмечается такое положение По ряду причин приходится иметь дело с разными по качеству партиями бесподстилочного навоза Поэтому возникает необходимость в простом методе для быстрого определения содержания питатепьных веществ в бесподстилочном навозе непосредственно в полевых усювиях Нами разработан такой удобный и достаточно точный экспресс-метод, в котором в зависимости от плотности бесподстилочного навоза > станавливается по соответствующим графикам содержание в нем сухого вещества и элементов питания (азота, фосфора, калия, кальция, магния и натрия) Длительность анализа занимает не более 2-3 минут

- Таблица I.

Качество бесподстилочного навоза (совхоз "Вороново", в среднем за 5 лет, ¡984-1988 гг. ). '

Срок отбора образца бсс-подстилочного навоза Сухое вещество, % N общий, % N - МН4, % Р205, % К20, %

1 2 1 2 1 2 1 2

Рано весной 5,86 0,26 4,45 0,12 2,03 0,13 2,26 0,26 4,46

Весна 5,82 0,27 4.58 0,12 2.09 0,14 2,32 0,28 4.48

Сентябрь 7,42 0,32 4,28 0,13 1,78 0,16 2,16 0,32 4,31

Ноябрь 6,76 0,30 4,37 0,14 2,10 0,15 2,20 0,30 4,39

Зима 7,28 0,32 4,40 0.15 2,08 0,16 2,21 0,32 4,44

рН в среднем за 5 лет 7,38

Примечание. 1 - на сырую массу; 2 - в сухом веществе;'

В лабораторных опытах нами совместно с доцентами кафедры неорганической и аналитической химии МСХА В.В. Краснощековым и З.Е. Дейковой установлена область оптимальных концентраций растворов для* определения в них ионов кальция, магния, калия, натрия, хлора и нитратов с помощью ионоселективных электродов. При этом выявлено, что для анализа бесподстилочного навоза и почвенных вытяжек наиболее подходят электроды ЭМ-С1-01 .ЭМ-ИОЗ-01 иЭСЛ-51-07. При определении кальция и магния с помощью электродов ЭМ-Са-01 и ЭМ-\^-01, а калия с помощью электродовТСХА результаты получаются невоспроизводимыми, что связано с их низкой селективной способностью и высокой ком-плексообразующей активностью катионов кальция и магния в растворах^ Продуктивность посевов кукурузы на силос в зависимости от сроков и

доз внесения бесподстилочного навоза. В течение всех 5 лет опыта наряду с получением высоких урожаев зеленой массы кукурузы, особенно в 1986 году, хорошо просматривалась разница в урожайности по срокам внесения всех доз бесподстилочного навоза (табл. 2). . . , .

Таблица 2.

Урожайность зеленой массы кукурузы за 1984-1988 гг., т/га._

Вариант н срок внесе- Ежегодная доза Год В среднем за

ния бесподеталочного навоза, т/га 5 лег

навоза

1984 1985 1986 1987 1988

1. Без удобрения ; 0 37,1 30,8 37,5 35,6 35,0 35.2

(контроль)

120 62,5 76,7 90,0 77,0 75,5 76,3

2. Осенью под зябь 60 52,3 64,2 73,1 61,6 61,0 62,5

30 49.8 54,4 61,6 48,4 46,9 52,2

3. Осенью по за- 120 50,1 50,2 53,8 57,2 58,5 54,0

мерзшей почве 60 45,2 45,6 48,4 52,4 53,7 49,1

- 30 41,4 45,5 43,4 44,2 45,1 43.9

4. Зимой по тол- 120 45,8 46,5 51,8 54,2 55.5 50.8

стому слою снега . 60 41.9 43,1 47,8 50,2 49,2 46,2

30 40.8 40,0 41,3 43.4 44.0 41,9

5 Весной по тон- 120 50 1 44 2 44 1 55 4 55 2 50 8

кому слою снега 60 46 у 34 8 45 0 51,9 48 5 46 4

30 43 2 37 6 43 4 41,0 43 2 41,9

6 Весной под пе- 120 64 4 76 6 74 6 79,3 77 0 75,4

репашку 60 4 2 62 5 65.6 60 6 61 2 60 8

30 <0 0 <0 3 55,7 44,7 42 4 48,6

НСР05 3,1 3 0 3,4 2,7 2,2 2,9

Табіииа У° З

Относипгчьпые паказатеїи урожаишкти зсіенои массы кукурузы от _()т и сроко« внесения беспоОстшочниго навоза _

Царпаїгг иныта С. рок 8Ж-1С11ИЯ Ось подстилочного напора Диы наво-іа г/га I од В среднем за 5 1СТ

1984 | 1485 | 1986 | 1987 1 1988

Прибавка в % к нс\добрснном\ варианту

2 Осенью под зябь 120 60 68 41 149 108 140 95 116 73 116 74 117 78

3 Осенью по замер 1ШСИ почче 120 60 35 22 63 4Х 43 29 61 47 67 53 53 34

4 Зимой ПО Т01-стом\ слою снега 120 60 23 13 Ч 40 38 27 52 41 59 41 44 31

5 ВеСНОН ПО ТОНКОМУ слою снега 120 60 26 4* 29 31 20 56 46 <8 39 44 32

6 Весной под перс-пашт 120 60 74 46 149 103 112 7< 123 70 120 75 114 73

В °а к аналогичных! лоом навоза внесенным осенью пол **бь

3 Осенью по замерзшей почве 120 60 80 Хб 65 60 66 74 Х5 78 Х8 71 -4

4 Зимой по ТОЛ стому слою снега 120 60 73 80 61 67 58 65 70 XI 74 XI 67 • '4

5 Ксении по тон-ком\ слою снега 120 60 ХО чи 58 62 <5 62 72 84 73 ХО 67 74

6 Весной пол перепалил 120 60 103 104 100 97 88 40 103 чх 102 100 99 47

В первый год опыта (19X4 г ) который менее благоприятным по погодным усчовияч наиболее высокие и одинаковые урожаи кукурузы по-тучены при внесении бесподстилочного навоза осенью год зябь и весной под перепашку (габч 2) Эффективность осеннего внесения навоза по замерзшей зяби составила при лом в зависимости от дозы 80-86°о, зимнего (по толстому стою снега) - 73-82° о и весеннего (по тонкому спою снега, 57 см) 80-9О**о по отношению к осеннему внесению под зябь (тлбч 3) На первый взпчд. разтнчия кажутся не такими уж весомыми между разными, срокзчи внесения Однако ести проанализировать прирост урожайности относительно неудобренного варианта (табт 3), то пот прирост в вариантах с поверхностным внесением бесподстнлочного навоза (без его зале ткн) в 2-3 раза меньше, чем при задетке навоза под туг осенью или весной Л6со потные различия в урожайности зетеной массы по срокам внесения также шачигезьнь е око то 9 т га при дозе навоза 30 т/га, 8-12 т при дозе 60 т и 14-14 т га при дозе 120 т га (табт 2) Зимнее разорасыва-нне навоза по шзгтому стою снега оказалось наихудшим (урожайность

ниже ла 3-5 т/га). Осеннее его внесение по замерзшей зяби и весной по тонкому слою снега давало одинаковый результат.

Во 2-й и 3-й годы эксперимента (1985 - 1986 гг.) были получена более высокие урожаи кукурузы и при этом наиболее резко проявились разли- ■ чия между сроками внесения бесподстилочного навоза (табл. 2 и 3). Осеннее его внесение под зябь по эффективности было или равно весеннему с заделкой под плуг, или даже имело (в 1986 г.) перед ним преимущество. По сравнению с неудобренным вариантом при поверхностном внесении навоза (без заделки) прибавка урожая была ниже в 2,5-4 раза чем при осеннем его применении под зябь (табл. 3). Четких различий по урожайности в эти два года между тремя сроками поверхностного внесения бесподстилочного навоза не наблюдалось. -

В последующие два года (1987 - 1988 гг.) разница в урожайности по срокам внесения навоза несколько сгладилась.

В среднем за 5 лет внесение бесподстилочного навоза под плуг осенью или весной оказало практически одинаковое воздействие на урожайность зеленой и сухой массы кукурузы, выход кормовых единиц, сырого белка и обменной энергии с 1 га и имело явное превосходство над другими сроками его применения (табл. 2-4). Поверхностное внесение бесподстилочного навоза при разных сроках имело одинаковую результативность (табл. 2-4). Наибольшая урожайность зеленой массы кукурузы 75-76 т/га и сухого вещества 12,5-12,9 т/га были получены при ежегодном применении 120 т/га бесподстилочного навоза под плуг осенью или весной.

Таблица 4.

Выход сухого вещества, обменной энергии, сырого белка и кормовых еди-

ниц с 1 га кукурузы (в среднем за 5 лет).

Ежегодная доза навоза, т/т Срок внесения бесподстилочного навоза

Осенью под зябь Осенью по замерзшей почве зимой по толстому слою снега весной по тонкому слою снега весной под перепашку

Сбор сухого вещества с 1 га, т; (5.9); НСРо5=0,6

30 8,9 7,3 7,2 7,4 7.8

60 10,8 8,5 8,2 8,4 10.3

120 12,5 8,8 8,6 9,5 12.9

Выход обменной энергии с 1 га, ГДж; (6,8)

30 104 86 85 87 96

60 130 104 99 101 130

120 159 111 104 121 165

Сбор сырого белка с 1 га, кг; (500)

30 780 643 644 659 754

60 960 822 756 766 1079

120 1315 921 809 914 1379

Выход кормовых единиц с 1 га, т; (6,3)

30 9.9 8,3 8.1 8.6 9.5

60 12.7 10,2 9.6 9.8 13.3

120 16.4 11.2 10,1 12,3 17.0

Примечание: В скобках - показатель неудобренного варианта (контроль).

В среднем за 5 пет при заделке под плуг осенью или весной окупаемость 1т навоза при его ежегодной дозе "") т/га составляет по сырому белку - 8,5-12,7 кг, обменной энергии - 933-1227 МДж и кормовым единицам - 106-121 кг, при дозе 60 т/га соответственно 9,5-9,7 кг, 1040-1045 МДж и 106-167 кг корм ед, при дозе 120 т/га эти показатечн снизились до 6,8-7,3 кг, 758-811 МДж и 84-89 кг корм ед, но остались достаточно высокими Эффективность внесения бесподстилочного наиоза по замерзшей почве и снегу была более чем в 2 раза ниже

Taniuua 5.

Кормовая ценность во1дхшно-сухого вещества надземной массы куш пу-зы (в среднем за J iem)

Срок внесения бсспод-ститочного наво- Обменная энергия МДж/ кг Сырой 6с- ТОК ""о Сырая клетчака °о Р205, % К20 %

за ежегодная доза бесподсти точного навоза,т/га

■*() | 120 30 | 120 30 і 120 30 | 120 30 | 120

Без vдoбpcнмя 11 5 8 5 31,8 051 1,71

Осенью по а мер 1ШеИ почве 11 8 12 5 88 10 4 30 1 28 5 0 53 0 62 1,96 2,30

Чимои по тол сточу слою снега 118 12 1 8 9 94 30 5 29 7 0 55 064 2,05 2.10

Весной под пе-рспашт* 12 2 12 7 96 10,6 29 1 27,5 0,53 0,55 1,96 2 21

Под влиянием возрастающих доз навоза, особенно при заделке ..авоза под плуг, улучшалось качество корма по сырому белку, сырой клетчатке и количеству обменной энергии, несколько возрастало содержание фосфора и калия, но оставалось на уровне зоотехнических нормативов (табл 5) Следует отметить, что при этом заметно повышалась доля початков в надземной массе кукурузы за счет стеблей

Содержание нитратов в зеленой массе кукурузы (табл 6) вызывало в отде 1ьные годы (при дефиците тепла и влаги) некоторую тревогу только при ежегодной дозе навоза 120 т/га с заделкой его под плуг (особенно весной), так как в этом случае меньше герялось азота Наибольшая концентрация нитратов отмечалась в стеблях, затем в листьях, а наименьшая - в початках По мере роста растений она снижалась Изучение динамики нитратов позволяет уже в более ранней фазе развития растения прогнозировать возможное 1« содержание в урожае, что имеет важное практическое значение для правильного испочьзования отдельных партий кормов

Таблица 6

Содержание N-N03 в мг на 1 к? ипенои иассы кукурузы _(I-доза наказа 30 >»/. а 2 - 120 т га)__

Срок внесения бссчод-стилочного навоза 1984 год 1986 год 1987 год 1488 год

1 2 1 1 2 1 I 2 1 1 2

Без удобрения 15 24 23 25

Осенью под зябь 20 34 32 42 37 54 32 44

Весной по тонкому снегу 14 i 38 48 45 32 33 36 40

Весной под перспапл-у 27 42 33 45 43 62 42 71

Вынос элементов минерального питания, их бтланс и изменение лгро-

уимических показателей чочиы. Вынос азота фосфора и калия с 1 т зеленой массы кукурузы (табл 7) изменялся по вариантам довольно слабо При поверхностном способе внесения по сравнению с заделкой навоза под плуг происходило некоторое увеличение выноса фосфора с калием и снижение выноса азота Коэффициенты использования питательных веществ из бесподстилочного навоза существенно уменьшались по мере возрастания доз азота, особенно при поверхностных способах внесения (табл 7)

Табита ~>

Вынос питательных веществ и коэффициенты их использования

кукурузой из бесподстилочно?о навоза (за 1984 - 198И г 1

Ежегодная доза навоза, т/га Вынос, кг/га Коэффициент использования "о Вынос на 1т зеленой массы, кг

N Р205 К20 N Р205 K20 N Р205 ЮО

0 80 30 101 — — — 2,3 2,9

Осенью под зяблевую вспашку

30 125 50 162 50 41 63 2,4 1 0 3,1

60 154 65 212 41 36 58 2,5 М

120 210 72 244 34 22 37 2,8 . 1,0 3 2

Зимой по точетому слою снега

30 103 39 148 24 19 48 25 09 3 5

60 121 52 165 21 22 33 26 1,1 3 6

120 129 56 180 П 13 20 2,5 1,1 3 6

Весной под пе репашку

30 121 •1 15j 51 37 | 67 25 0 8 3 2

60 172 58 215 58 1 34 i 73 2 8 09 3 5

Р0 221 71 286 44 1 25 i SO 2 9 U4 1 8

Интенсивность хозяйственного баланса питательных веществ в почве (табл В) наиболее сильно возрастает при ежегодной дозе бесподстилочного навоза 120 т/га, особенно при поверхностном способе внесения, достигая по азоту 297%, фосфор" 345° о и калию 215% от выноса с урожаями Тем самым создается прежде всего агроэкологическая напряженность по a30TV и фосфору происходят большие газообразные потери аммиачного азота из навоза и загрязнение прод\кцин нитратами и др , и усиливается процесс зафосфачивания почв (габл 9)

Таблица 8.

Хозяйств нный баланс азота, фосфора и копия в почве за 3 лет при возделывании кукурузы при разных дозах и сроках внесения бесподстилочно-___го навоза. ■

Ежегодная надо. эа,т/га N P20S К20 Среди сеже г ОДНАК про» *4уГГИННОСП> Ir», т зеленой млеем Прирост прадукінвн ОСЛІ ОТ удобро. НИЯ,П

«г/га Ihl выносу с \тгажлями +- кг/га • в «»я выносу с урожаями +—кг/га . выносу С урожаями

0 -400 - -152 - „ -504 - 35.2 —

Осенью под зябь "

30 -176 72 -9 96 -329 59 52,2 48

60 + 127 117 + 157 149 -97 91 62,5 78

120 +857 181 +597 ' 265 +703 158 76.3 117

Осенью по замерзшей почве

30 -70 86 +31 116 -299 58 43,9 25

60 +203 130 + 191 175 -41 96 49,1 39

120 + 1034 240 +619 326 +766 175 54,0 53

Зимой по толстому слою снега

30" -35 93 +44 122 -255 65 41,9 19

60 +355 159 +223 186 +142 117 46,2 31

120 + 1276 297 +686 345 +1034 215 50,8 44

Весной по тонкому слою снега

30 -162 71 -9 96 -343 52 41,9 19

60 + 169 128 +1о0 168 -105 88 46,4 32

120 +833 214 +520 289 +477 148 50,8 44

Весной под перепашку

30 -204 66 -3 99 -375 51 48,6 38

60 -62 93 + 116 140 -293 73 60,8 73

120 +493 145 +455 229 + 134 109 75,4 414

НСРо5 2,9

Таблица 9.

Изменение агрохимических показателей почвы (0-20 см)._

Доза навоза, т/га - рН солев. Нг, мг-экв./ЮОг Гумус, % Р205 К20

мг на 100 г почвы

1983 1988 1983 1988 1983 1988 1983 1988 1983 1988

Контроль (0) 6,4 6,3 0,8 0,9 1,72 1,67 30 26 10 8 _

11аноз осенью под зябь

30 6.2 6.2 0,7 о;7 1,74 1,80 32 36 9 10

О 6.0 6.3 0,9 0,7 1.81 1,90 32 40 9 11

120 6,4 6,5 0,9 0.8 1,79 1,91 33 44 10 15

Так, в среднем при поверхностном способе внесения по сравнению с внесением под плуг из 30т, 60т и 120т навоза терялось ежегодно с 1 га на 37, 66 и 153 кг азота больше. Относительные же потери оказались примерно одинаковыми и составили около 40% от общего азота. Принимая во внимание, что даже при относительно быстрой запашке навоза потери

и

общего азота могут достигать 15-20% (Демин В А ,1985), суммарная потеря общего азота при поверхностном способе внесения бесподстилочного навоза может составить 55-60% Урожайность зеленой массы кукурузы 75-76 т/га и ее прирост в 114-117° о (пол 8) были получены при балансе в агроэкосистеме азота 145-181%, фосфора 229-265% и калия 109-158%от выноса На самом деле с учетом газообразных потерь аммиака относительный баланс азота в почве составляет 116-145% при заделке навоза под пл> г, что может быть приемлемо как временное явление при получении таких высоких урожаев кукурузы при орошении и интенсивном окультуривании почв (по фосфору и калию)

Ежегодное применение в течение 5 лет 120т/га бесподстилочного навоза под зябь увеличило содержание подвижных форм фосфора и калия в ЮОг почвы (слой 0-20 см) на 11 и 5 мг соответственно (табл 9) При таких темпах за 20 лет увеличение по калию составит 20 ыг, а по фосфору -44мг, то есть прежде всего возникает опасность зафосфачивания почв Следовательно, при высоком и очень высоком содержании подвижных форм фосфора в почве доза навоза должна рассчитываться по фосфору (а не по азоту, как это было принято раньше), исходя из относительного баланса в 100% от выноса (то есть вносимое количество равно выносу с урожаем) Аналогичный подход должен использоваться при проектировании крупных животноводческих комплексов, чтобы исключить возможность зафосфачивания почв

Для сдвига содержания подвижных форм фосфора и калия на 1мг в 100 г почвы (слой 0-20 см) требовалось внести с бесподстилочным навозом сверх выноса с урожаем около55 кг/га Р205 и 130 кг/га К20, что свидетельствует о достаточно высокой фиксации калия почвой

Содержание гумуса в пахотном слое за 5 лет наиболее заметно увеличилось (на 0,12%) при ежегодном внесении под зябь 120 т/га Сесподсти-лочного навоза (табл 9) Снижение кислотности почвы (обменной и гидролитическом) с увеличением дозы навоза происходило очень слабо Энергетическая и агро-^кономическая эффективность применения бесподстилочного навоза при выршщвлнии кукурузы нл сил; с, Наибольшая прибавка энергии получена в вариантах с запашкой 60120 т/га навоза (40-63 ГДж/га), а наименьшая - при внесении шмон по снегу (табл 1,0) Максимальный коэффициент энергетическая эффективности отмечен в варианте с внесением 60 г/га навоза под весеннюю перепашку

При всех дозах навоза с заделкой его под плуг была отмечена высокая окупг мость 1 кг д в кормовьгми единицами, даже при дозе 120 г/га (табч 11) При поверхностном способе снесения навоза этот показатель снижался в 2-2,7 раза

Что касается экономической эффективности, го в 1988 году было выгодно грименять и.1 > лобренш с радиусом расстояния 3 км все изучаемые нами дозы навоза, а в 1994 году - только 30-60 г/га

- ' ' ' Таблица 10.

Энергетическая эффективность возделывания кукурузы на сичос (при пцкшспорти^.лка навоза на 3 км), в среднем за 5 лет. •-

Срок внесения бес- Дот на- Выход , Затраты ~ Прибавка энергии КЭЭ

подстилочного навоза воза, тЛ^а энергии. ГДжЛ-а энергии, ГДж/га

всего дополн ИГеЛЬНО воздел " мвания от навоза

Контроль 0 68 23 45 0 3 0

30 105 37 68 23 2,8 1,6

Осенью под зябь 60 130 46 84' 39 2,9 1,7

120 159 ' 59 ' />8 ' 55 2,7 1,5

Зимой по тол- 30 85 31 • М 9 2,8 1,0

стому слою сне- 60: ■99 . 35 64 ' 19 2,8 1,5

га 120 104 - 38 • <1(1 21 2,7 1,3

30 . 87 . 31 , И : 2,8 1,2

Весной по тон- 60 101 35 . бы ,21 2,9 1,6

кому слою снега 120 121 45 76' 31 2,8 1,4

30 96 34 62 17 2,8 1,5

Весной под пе- 60 130 44 ' ■ 86 \ 41 2,9 . 1,9

репашку 120 165 57 108 63- 2,9 1,«

Примечание: КЭЭ - коэффицие1гг энергетической эффективности;

" * ' *' . Таблица I/

Окупаемость / кг д.в. бесподстилочного навоза урожаем кукурузы.

Ежегодная доза нивочн, т/га Срок внесения бесподстилочного навоза

осенью под зябь осенью по замерзшей почве зимой по толстому слою снега - весной по тонкому слою снега весной под перепашку

30 16,8 8,2 6,5 6,3 13,5

60 11,2 6,6 5,2 5,6 1? 2

120 10,1 4,6 3,8 3,7 - 9,9

Из-за диспропорции цен не в пользу сельского хозяйства рентабельность применения бесподстилочного чавоза под зябь и возделывания кукурузы в 1994 году была в 10 - 12 раз ниже, чем в 1988 году. Максимум рентабельности отмечен при дозе навоза 60 т/га.

В результате многосторонней , комплексной оценки (агрохимической, экономической и др.) наиболее выгодной оказалась доза бесподстилочного навоза 60 т/га с заделкой под плуг. Дозу навоза 120 т/га (даже в условиях высокой агротехники), особенно на почвах с высоким содержанием фосфора и из-за возможного повышенного содержа шя в зеленой массе кукурузы нитратов, следует чередовать через год с внесением одних минеральных азотных удобрений. Поверхностный способ внесения навоза (без заделки в почву) показал свою несостоятельность.

Нами совместно с лабораторией технологии и механизации орошения кафедры -уговодства МСХА предложена более эффективная и экологически более безопасная технология использования животноводческих стоков в качестве удобрения с помощью быстросборной оросительной системы, которая сокращает затраты в 1,5-2 раза.

ВЫВОДЫ:

1 Свойства бесподстилочного навоза зависят от его влажности, срока, способа сбора и хранения, метеорологических условий года и других факторов, однако, в условиях крупных откормочных комплексов при отлаженных технологиях его удаления, сухое вещество характеризуется относительно стабильным составом, что позволяет определять содержание в нем органогенных элементов по плотности

2 Обработка кислородом, кислотой, УФ-лучами электрическим током снижает количество микроорганизмов в жидком навозе, ускоряет разделение его на фракции и осаждение коллоидных частиц

3" Наиболее эффективным способом внесения бесподстилочного навоза является дождевание, при котором он без предвари.ельного осветления подается в машину, где он разбавляется, а перед и после внесения посевы поливаются чистой водой, причем над дождем из разбавленных стоков производится распыление чистой воды

4 На хорошо окультуренной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в среднем за 5 лет при бессменном возделывании кукурузы на силос при орошении высокий сбор сухого вещества (10-13 т/га), зеленой массы (61-76 т/га), обменной энергии (130-165 ГДж/га), сырого белка (1080-1380 кг/га) отмечен при ежегодном внесении 60-120 т/га бесподстилочного навоза осенью и весной под вспашку, в контроле же эти показатели соответственно составили^ т/га, 35 т/га, 68 ГДж/га и 500кг/га

5 Внесение бесподстилочного навоза осенью или весной под плуг оказывало в среднем за 5 лет одинаковое воздействие на урожайность кукурузы и в 22,5 раза превосходило по прибавке урожайности поверхностный способ внесения (осенью по замерзшей почве, зимой по снегу и весной по тонкому слою снега) При последних трех сроках результативность была практически одинаковой

При систематическом применении бесподстилочного навоза различия в урожайности по срокам его внесения на четвертый и пятый годы несколько сглаживались

6 При внесении возрастающих доз бесподстилочного навоза концентрация сухого вещества в кукурузе практически не изменялась, содержание сырого белка, нитратов, фосфора, калия и обменной энергии повышалось, а сырой клетчатки несколько уменьшалось Содержание нитратов в большинстве случаев оставалось в пределах допустимой нормы даже при ежегодном применении 120 т/га навоза

Несколько большее действие на качество корма оказал бесподстилочный навоз при внесении осенью или весной под вспашку по сравнению с поверхностны! способом

7 Ежегодное применение под кукурузу 30 , 60 и 120 т/га бесподстилочного навоза обеспечивало в среднем вынос на 1 т зеленой массы (в кг) 2,4Ы 0,9Р З.ЗК, 2.7Ы 1,0Р 3, 6К и 2.8Ы 1,0Р 3,7К соответственно При поверхностном способе внесения по сравнению с заделкой навоза под плуг происходило некоторое увеличение выноса калия (всего на 6-8%) фосфора (не более, чем на 812%) и снижение выноса азота (примерно на 5%)

8 Коэффициенты использования питательных веществ кукурузой из бесподстилочного навоза (30-120 т/га) при заделке его под туг составили за 5 лет

опыта: азота - 34-58%, фосфора - 22-41% и калия - 37-73%; при поверхностном способе внесения - 13-33%, 13-27% и 20-56% соответственно, снижаясь по мере увеличения дозы навоза. ■ -

• 9. При заделке 30-120 т/га бесподстилочного навоза под плуг в агроэкоси-стеме складывался относительный балянс азота в пределах 66-181%, фосфора -96-265% и калия - 51-158% к выносу с урожаями; при поверхностном способе внесения в зависимости от дозы и срока - 71-297%, 96-345% и 52-215% соответственно, возрастая с увеличением количества навоза. Особенно сильно баланс повышался при внесении бесподстилочного навоза зимой по толсто: у слою снега, усиливая экологическую напряженность и, как один из моментов, ход процесса зафосфачивания почвы. ' "

10. Потери общего азота из бесподстилочного навоза при поверхностном круглогодичном применении были в среднем на 40% больше по сравнению с внесением под плуг осенью или весной. Общие потери азота при поверхностном способе внесения навоза составляли 55-60%, главным образом за счет газообразных потерь аммиачного азота.

11. Применение в среднем на 1 га 120 т бесподстилочного навоза с заделкой осенью под плуг несколько снизило за 5 лет кислотность почвы, увеличило содержание гумуса на 0,12%, подвижных форм фосфора и гмшя в пахотном слое на II и 5 мг в 100 г почвы соответственно.

- "Затраты Р205 и К20 бесподстилочного навоза сверх выноса с урожаем для сдвига на 1мг подвижных форм фосфора и калия в 100 Г почвы (0-20 см) составляли соответственно 53 и 130 кг/га. '

12. В связи с ростом диспаритета цен в пользу стоимости промышленных средств производства, экономическая эффективность интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемах, в том числе внесения бесподстилочного навоза, в условиях кризиса уменьшается, несмотря на ее высокую энергетическую окупаемость. Однако использование навоза в качестве удобрения необходимо с целью обеспеченности замкнутости биогеохимических циклов и предотвращения загрязнения окруж ющей среды. "

13. Внесение бесподстилочного навоза осенью по замерзшей • зяблевой вспашке, весной по тонкому слою снега и особенно зимой по глубокому снегу следует признать экологически, энерге.ически и экономически нецелесообразным. Крупные откормочные комплексы должны быть обеспечены в достаточной степени емкостями для сбора и хранения навоза и средствами для его внесения в оптимальные сроки (осенью и весной под вспашку.

14. При внесении бесподстилочного навоза на почвах с очень высоким содержанием фосфора следует рассчитывать дозу навоза на планируемую урожайность не по азоту, как было принять раньше, а по фосфору, компенсируя вынос его на 100% или менее, чтобы избежать зафос^ачивание почв в.ближайшее время. о

15. При планировании крупных животноводческих комплексов следует исходить из 100% баланса фосфора относительно его выноса с урожаями с учетом реальной доли площадей (в структуре хозяйства), на которой возможно внесение по экологическим допускам бесподстилочного навоза. Иначе будет происходить со временем зафосфачивание почв.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ.

1 На дерново-подзолистых среднееуглинистых почвах бесподстцлоч-кьгй навоз при бессменном выращивании кукурузы с урожаем зеленой массы 60-62 т/га (при орошении) следует вносить в дозе 60 т/га осенью под зяблевую вспашку или весной под перепашку, что равнозначно 180 кг/га N. 90 кг Р205 и 180 кг/га К20

2 При дозах бесподстилочного навога 120 т/ra следует периоды с его применением чередовать с периодами без внесения

3 Для быстрого определения содержания сухого вещества и элементов питания в бесподстилочном навозе предлагаем использовать экспресс-метод анализа, изложенный в диссертации

4 Для расчета норм удобрений на планируемый урожай кукурузы рекомендуем использовать вынос на I т зеленой массы 2,7 кг N, 1 кг Р205 и 3,5 кг К20

5 Планирование крупных животноводческих комплексов должно осуществляться с учетом коэффициента возврата фосфора в почву, равного единице, на той площади пашни, где реально возможно его применение, чтобы избежать опасных экологических последствий системы удобрения, в частности зафосфачивания почв

СПИСОК ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Герчиу Я.П., Дейкова З.Б., Краснощеков В.В. Использование ионо-метрки в почвенном анализе II Тезисы докладов V научной конференции по аналитической химии Прибалтийских республик, Белорусской ССР и Калининградской области. - Вильнюс, 1986. '

2. Демин В.А., Герчиу Я.П., Краснощеков В.В. Изучение возможности -определения качества бесподстилочного навоза по его плотности. - Деп. № 676 ВС - 88 // Рефер. журнал "Механизация и электрификация с.-х. производства", 1989, № 2, с. 24. . "

3. Демин В.А., Герчиу Я.П. Эффективность доз бесподстилочного навоза при разных сроках внесения под кукурузу на дерново-подзолистой среднесуглннистой почве Московской области // Агрохимия, 1996, № 8-9, с.79-86.

4. Тюльдюков В.А., Кобозев И.В., Герчиу Я.П., Хотов В.Х. Разработка эко/юг.ически.: безвредных систем кормопроизводства в условиях крупных и фермерских хозяйств // Известия ТСХА, 1994, № 1, с. 18 - 34.

О ) v\( І п і

1 ikj4 41

Тир j л 100

Тппогрлфия И і І ІТІЛЬсТВП \ILX \ 127")")) \\o ква И ")">0 Гнмнр uta кач M 41