688

2.Полуперепревший навоз. Подстилка в нем теряет прочность, солома и опилки приобретают темно-коричневый цвет, вытяжка из такого навоза густая черного цвета. При разложении навоза до такого состояния теряется 20-30 % первоначальной его массы, аммонийного азота за 2 меся-

ца – 10-20 %.

3.Перепревший навоз. Представляет темную, мажущуюся массу, соломы не видно. При разложении до такого состояния навоз теряет 50 % первоначальной массы, потери азота в виде аммиака могут составлять до

30-45 %.

4.Перегной (навоз сыпец). Представляет рыхлую землистую массу. При разложении до такого состояния навоз теряет до 70 % первоначальной массы, и аммонийного азота до 60 % в виде аммиака за 5-6 месяцев хранения. Потери аммиака в процессе его подготовки и хранения могут быть серьѐзным фактором загрязнения окружающей среды. Для уменьшения потерь азота в виде аммиака при хранении навоза можно добавлять торф или фосмуку из расчѐта 5-10 % от массы.

Потери массы навоза происходят при хранении его по той причине, что сразу же после выделения экскрементов начинают идти процессы аммонификации азотистых соединений: мочевины, гиппуровой и мочевой кислот. Гидролитическое расщепление этих соединений при участии уреазы, выделяемой микроорганизмами. В первую очередь разлагаются жидкие фракции навоза.

СО(NH2)2 + 2H2O = (NH4)2CO3

мочевина

(NH4)2CO3 = 2NH3↑ + H2CO3 H2CO3 = H2O + CO↑2

C6Н5CONH∙CH2COOH + H2O = C6H5COOH + CH2NH2COOH

Образовавшаяся аминоуксусная кислота распадается на уксусную или оксиуксусную кислоту с выделением свободного аммиака:

СH2NH2COOH + H2O = CH2OHCOOH + NH3↑.

Мочевая кислота под действием микроорганизмов распадается вначале до аллантоина и мочевины, а затем до углекислого аммония:

С5H4N4O3 + O + H2O = C4H6N4O3 + CO2↑;

Образовавшаяся мочевина из мочевой кислоты аммонифицируется по выше приведенным уравнениям. Разложение твѐрдой фракции в навозе азотсодержащих органических соединений (белки, нуклеопротеиды, нуклеиновые кислоты) идѐт до аммиака с образованием углекислого аммония

[(NH4)2CO3].

211

Разложение безазотистых органических веществ при доступе воздуха сопровождается повышением температуры подстилочного навоза до 6075°С, при этом клетчатка, крахмал, сахара распадаются до углекислого газа и метана. В аэробных условиях разложение идет по уравнению:

C6H10O5 + 6O2 = 6CO2↑ + 6H2O

клетчатка

При анаэробном процессе разложение клетчатки происходит по уравнению:

С6Н10О5 + Н2О = 3СН4↑ + 3СО2↑.

клетчатка метан

Выделившийся аммиак в значительных количествах в отсутствии подстилки может улетучиваться, то есть теряться. Вместе с аммиаком теряется и углекислый газ. Установлено, что чем дольше подстилочный навоз хранится и, следовательно, чем более высокая степень разложения его, тем выше в нем относительное содержание азота, фосфора, калия, кальция, магния и других элементов, но меньше аммиачного азота. В.В. Васильев, Н.В. Филиппова в «Справочнике по органическим удобрениям», ссылаясь на исследования ВИУА и НИУИФ, приводят изменение химического состава в зависимости от сроков хранения (табл. 8.6).

В свежем и полуперепревшем навозе нитратов не бывает, так как бактерии нитрификаторы очень чувствительны к высокой температуре, которая бывает в начале его хранения. Не бывает нитратов в навозе при плотном хранении, так как нитрификация в анаэробных условиях не происходит. Очень важным показателем навоза является отношение в нем углерода к азоту (С : N). Навоз, в котором содержание общего азота в его сухой массе не ниже 2 % и соотношение С : N не превышает 20 : 1, можно вносить под любую культуру, не опасаясь, что он вызовет азотное голодание в начальный период их развития. Чем меньше отношение С : N и чем больше азота в навозе, тем качественнее навоз и выше его удобрительное свойство. К сожалению, многие агрономы в своей практической работе не придают этому большого значения и ограничиваются лишь химическим составом навоза.

Таблица 8.6

Состав конского навоза в зависимости от сроков хранения, %

В органическом веществе полуперепревшего навоза содержится примерно 50 %, а в перепревшем 40-45 % углерода. Зная зольность навоза и содержание азота в пересчете на сухое вещество, можно определить отношение углерода к азоту (С : N) по следующей формуле:

С : N = [(100 – а) × 50]/(100 × Д) = (100 – а)/(2 × Д),

где а – зольность навоза на сухое вещество, %; (100 – а) – органическое вещество, %; 50 – содержание углерода, %;

Д – содержание общего азота в расчете на сухую массу навоза, %.

При зольности 32 % и содержании общего азота в навозе – 3 %, получим:

С:N = (100 – 32)/(2 × 3) = 11,3 : 1.

Во взятом для примера навозе получили незначительное соотношение С к N, что позволяет судить о высоком его качестве. В зависимости от почвенно-климатических условий и особенностей возделываемых культур навоз применяют различной степени разложения. В Нечерноземной зоне в занятый, чистый пар, под картофель, кукурузу и некоторые другие культуры рекомендуется вносить полуперепревший навоз. В таком навозе погибли семена сорной растительности, сохранился аммиак и большая часть органического вещества.

В южных и юго-восточных районах Черноземной зоны в полевых севооборотах рекомендуется применять перепревший навоз, в овощеводстве перегной при использовании с минеральными удобрениями при посадке картофеля и высадке рассады овощных культур.

8.1.3 Способы приготовления подстилочного навоза разной степени разложения

Холодный способ. При таком способе приготовления подстилочный навоз в навозохранилище или на площадке укладывают плотно в штабель высотой 1,5-2 м, шириной не менее 3-4 м и длиной в зависимости от количества навоза. Каждый новый слой навоза уплотняют трактором – создаются условия хранения без кислорода воздуха. Площади для навоза могут находиться непосредственно на том поле, на котором предполагается его вносить. Температура в штабеле с уплотненным навозом не поднимается выше 30-40°С и разложение навоза протекает медленно, до полупревшего состояния он доходит через 3-5, а перепревшего через 7-8 месяцев. Азот в навозе сохраняется почти полностью за счет того, что образующийся NH3 соединяется с СО2, образуя (NH4)2CO3 и заполняет пустоты в навозе.

Горячепрессованный способ. При таком способе навоз укладывают в штабель шириной 2-3 м и высотой 0,8-1 м, без уплотнения, рыхло на 6-7

213

дней. После того, как температура в нем поднимется до 60-75°С, его уплотняют трактором, и на первый слой в той же последовательности накладывают второй слой, затем третий – до тех пор, пока высота штабеля не достигнет 1,5-2 м в хорошо уплотненном состоянии. До полуперепревшего состояния навоз доходит за 2-3, а перепревшего за 5-6 месяцев. Потери азота могут достигать 30 %.

Горячий способ. При горячем способе навоз укладывается, как и при первых вышеописанных способах, с той лишь разницей, что не производится уплотнение. Навоз очень быстро разогревается, при этом теряется большое количество органического вещества и аммиачного азота. Полуперепревшее состояние навоз приобретает за 1,5-2 месяца. Такой способ применяют, когда используется большое количество соломенной подстилки (не менее 5-6 кг в сутки на одну голову скота) и при желании получить в кратчайшие сроки перепревший навоз. Горячий способ приготовления навоза используют еще тогда, когда ветеринарный врач устанавливает необходимость этого приема для борьбы с глистными и другими заболеваниями животных. При высокой температуре происходит их гибель и обеззараживание навоза.

Хранение и приготовление навоза проводят в навозохранилищах, в прифермских и полевых буртах на специально подготовленных площадках. Навозохранилища необходимо располагать на расстоянии не менее 200 м от жилых домов и не ближе 50 м от скотного двора. Для постройки навозохранилища выбирается возвышенное место, не затапливаемое дождевыми и талыми водами. Ширина котлована навозохранилища должна соответствовать 2х-кратной и более ширине тележек или грузовых автомобилей, а глубина 0,7-1 м, длина зависит от получаемого навоза. Дно и стенки навозохранилища должны быть водонепроницаемы. Колодец для сбора жижи, выделяющейся при хранении навоза, устраивают на расстоянии 1,5-2 м от хранилища и окружают канавой для воды. Общая площадь навозохранилища должна быть такой, чтобы можно было хранить навоз и вывозить его в поле дважды в год. В расчете на голову требуется следующая площадь: на корову – 2,0-2,5 м2; на лошадь – 1,4-1,75 м2; на телѐнка – 1,0-1,25 м2; на свинью – 0,2-0,5 м2. Таким образом, на каждые 100 голов взрослого крупного рогатого скота требуется навозохранилище длиной примерно 30 и шириной 10 м, высотой 1 м. Перед укладкой навоза, для поглощения навозной жижи, по дну площадки необходимо укладывать резаную солому или сухой низинный торф слоем 30-50 см; а при укладке навоза время от времени перестилают его также соломой или торфом.

В навозохранилище навоз укладывают с одного конца по одной из длинных сторон большими правильными штабелями. Уложив первый ряд (штабель) навоза на всю длину навозохранилища и на полную высоту, приступают к закладке второго ряда. Второй ряд должен вплотную примыкать

214

к первому так, чтобы все ряды вместе представляли один сплошной массив. С боков штабель навоза тщательно обрезают так, чтобы он был отвесный сверху и покрывают резаной соломой, торфом или землей слоем 15-20 см. это делается для того, чтобы удержать выделившийся аммиак. В зимнее время, при низких температурах, промерзший навоз должен быть перемешан со свежим.

При штабелевании навоза, как в навозохранилищах, так и в буртах в поле целесообразно добавлять фосфоритную муку в количестве 1-3 % от массы навоза, то есть на 1 т навоза 10-30 кг фосфоритной муки, рассыпая равномерно по всему штабелю. Фосфор фосфоритной муки переходит в растворимое состояние, а аммиак навоза связывается фосфорной кислотой и не теряется в атмосферу:

NH3 + H3PO4 = NH4H2PO4 или

аммофос

2NH3 + H3PO4 = (NH4)2HPO4.

диаммофос

Хранение навоза в поле. Навоз, получаемый в хозяйствах круглогодично, может вывозиться в поле. При этом необходимо соблюдать некоторые обязательные условия:

1.Зимой подстилочный навоз укладывают в штабеля шириной не менее 3,5-4 м и высотой 1,5-2 м, длина штабеля зависит от количества вывозимого навоза;

2.Штабеля нужно закладывать на высоких, не затопляемых площад-

ках;

3.Перед закладкой на площадку укладывают соломенную резку или сухой (желательно верховой) торф слоем 30-40 см;

4.Чтобы избежать промерзания штабеля, он должен быть заложен не более чем за 1-2 дня;

5.К закладке следующего штабеля приступать только после полной закладки начатого;

6.Уложенный в штабель навоз с боков и сверху аккуратно выравнивают так, чтобы стенки штабеля были отвесными, а верх имел покатость для стока атмосферных осадков;

7.Уложенный в штабель навоз сверху покрывают резаной соломой или торфом толщиной 15-20 см.

8.Навоз, выбираемый из навозохранилища, вывозят в июле после двух-трех и более месяцев хранения, то есть после его созревания;

9.Для снижения затрат труда на разгрузку и разброску навоз желательно укладывать в штабели по 40-60 т, с тем, чтобы на каждый гектар был заложен один штабель навоза.

На полях с большими площадями навоз укладывают рядами. Расстояние (Р) между ними равняется рабочему ходу навозоразбрасывателя:

Р1 = (10000 × Г)/(Д × Ш),

215

где Г – грузоподъемность навозоразбрасывателя, т; Д – доза навоза, т/га;

Ш – ширина разбрасывания навоза навозоразбрасывателем, м; 10000 – площадь 1 га, м2.

Расстояние между рядами штабелей зависит от марки навозоразбрасывателя и дозы удобрений (табл. 8.7).

Расстояние между штабелями в ряду зависит от величины штабеля, грузоподъемности навозоразбрасывателя, ширины его захвата:

Р2 = (В × Ш)/Г,

где Р2 – расстояние между штабелями в ряду, м; В – масса штабеля, т;

Ш – ширина разбрасывания навоза навозоразбрасывателем, м; Г – грузоподъемность навозоразбрасывателя, т.

Таблица 8.7

Расстояние между рядами штабелей в зависимости от марки навозоразбрасывателя и дозы удобрения, м

В таблице 8.8 приведены вычисленные по формуле расстояния между штабелями в ряду.

Таблица 8.8

Расстояние между штабелями в ряду в зависимости от их массы и марки навозоразбрасывателя, м

Массу навоза в штабеле (В) определяют умножением массы 1 м3 навоза на объем штабеля в кубометрах. Масса 1 м3 свежего навоза (без уплотнения) примерно равна 300-400 кг, уплотненного свежего навоза 500600 кг, полуперепревшего 700-800 кг, перепревшего (перегноя) – 900 кг.

216

8.1.4 Влияние подстилочного навоза на урожайность сельскохозяйственных культур и свойства почв

Действие навоза на урожайность сельскохозяйственных культур связано с его весьма многогранным действием на свойства почв и развитие растений.

1.Действие навоза как источника азота и элементов зольной пищи.

2.Обогащение почвы полезными микроорганизмами. В 1 г абсолютно сухого навоза, по данным П.И Анспок. (1981) количество микроорганизмов составляет 207-274 млн.

3.Повышение концентрации углекислоты в почвенном и надпочвенном воздухе. При минерализации 30-40 т подстилочного навоза выделяется

вприземный слой воздуха 100-200 кг CO2.

4.Обогащение почвы перегноем (гумусом), в результате чего улучшаются физико-химические свойства почв: улучшается ее структура, снижается обменная кислотность с 0,13 до 0,01 ммоль./100 г почвы, гидролитическая с 4,6 до 2,97 ммоль. в 100 г почвы, повышается сумма поглощѐнных оснований, ѐмкость катионного обмена, степень насыщенности основаниями с 56,5 до 69,0 % (Петербургский А.В., 1967).

5.Понижение содержания подвижного алюминия и железа.

6.При разложении выделяется большое количество тепла.

Об эффективности навоза можно судить по суммарному прямому действию и последействию на ряде культур, то есть по суммарной прибавке урожайности всех культур в севообороте за 6-8 лет.

В Предуралье эффективность навоза изучается с 20-х годов прошлого столетия. Накоплен большой экспериментальный материал, позволяющий делать убедительные рекомендации по его использованию. В таблице 8.9 показана длительность и величина последействия навоза.

Таблица 8.9

Длительность и величина последействия навоза в опытах Предуралья

На дерново-подзолистых почвах 1 т навоза, внесѐнная в чистом пару, обеспечивает прибавку 0,8-1,0 ц зерновых единиц за севооборот.

В 20-70-е годы XX века проведены десятки полевых опытов по изучению эффективности навоза при всевозможных комбинациях с известью, минеральными удобрениями в длительных севооборотах на Соликамской, Пермской опытных станциях, Менделеевском опытном поле, Пермском сельскохозяйственном институте. На Соликамской опытной станции навоз в севооборотах вносили под озимую рожь и картофель. На озимой ржи испытывали две дозы: 20 и 40 т/га (табл. 8.10). Прибавки соответственно составили 9,5 и 13,2 ц/га.

Самой отзывчивой культурой на навоз в условиях Предуралья является картофель, прибавки от применения навоза в зависимости от плодородия почв и доз составляют 40-110 ц/га. В таблице 8.11 приведены результаты некоторых опытов, проведенных на Соликамской опытной станции.

Почвы Соликамской опытной станции дерново-подзолистые легкого гранулометрического состава бедны гумусом и элементами питания. На бедной песчаной почве без удобрений урожайность зерновых культур не превышает 7-8 ц/га, а картофеля 70-80 ц. Внесение навоза способствует увеличению урожайности зерновых в 3, а картофеля – в 2 раза. Прибавки урожайности первой культуры на одну тонну навоза составляет 48 кг зерна и 314-320 кг картофеля. Навоз – удобрение длительного последействия.

На той же опытной станции от последействия одной тонны навоза после картофеля получено дополнительно 103-107 кормовых единиц

(табл. 8.12).

218

Суммарное действие одной тонны навоза на двух зерновых культурах (озимая рожь и овес) составило 85 кормовых единиц, а на картофеле и ячмене – 430 кормовых единиц.

На дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах эффективность также высокая, и чем ниже уровень плодородия, тем выше эффективность. Ф.М. Зиганшина обобщив результаты опытов Пермской опытной станции за 1946-1986 гг. получила убедительные данные о положительном влиянии навоза в чистом виде, навоза с минеральными удобрениями, навоза совместно с известью и в тройном сочетании: навоз + известь + минеральные удобрения. Опыты проводили на дерново-сильноподзолистой неокультуренной почве в 8-польном севообороте со следующим чередованием культур: пар чистый, озимая рожь, картофель, пшеница + клевер, клевер 1 г.п., клевер 2 г.п., ячмень, овес. Агрохимическая характеристика пахотного слоя следующая: рН солевое – 4,6; гумус – 2,4 %; гидролитическая кислотность – 7,4; обменная кислотность – 1,7 и сумма поглощенных оснований – 5,1 ммоль/100 г почвы; степень насыщенности основаниями – 40,9 %; содержание подвижного фосфора (Р2О5) – 75 мг/кг почвы. Урожайность по ротациям севооборота (средняя по культурам) приведена в таблице 8.13.

Таблица 8.13

Влияние навоза на урожайность при длительном его использовании

(1946-1986 гг., тыс. к.ед./га)

Из таблицы 8.13 видно, что продуктивность пашни возрастает от ротации к ротации. Это связано, как отмечает автор, с окультуриванием поч-

219

вы, повышением искусственного плодородия ее, сортосменой изучаемых культур и с положительной ролью севооборота. Значение навоза, как комплексного удобрения и извести исключительно велико. С 1966 по 1976 гг. действие навоза на урожайность культур изучалось в 8-мипольном севообороте на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой окультуренной почве опытного поля Пермской сельскохозяйственной академии (табл. 8.14). Навоз вносили в чистом пару, последействие после озимой ржи учитывали на 6 культурах.

Таблица 8.14

Влияние навоза на урожайность культур 8-польного севооборота

(1966-1974 гг.)

Коэффициенты использования питательных веществ зависят от качества и доз навоза. Чем меньше доза, тем выше коэффициенты использования. По нашим исследованиям из 40-60 т полуперепревшего навоза, внесенного в чистый пар, озимой рожью используется 20-25 %, фосфора – 3035 %, калия – 40-50 %. На дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах ощутимое последействие наблюдается только на двух культурах, высеваемых после озимой ржи (табл. 8.15). Прибавки от последействия навоза на клевере 1 и 2 года пользования можно ожидать только на слабоокультуренных почвах. Избыток питательных веществ способствует раннему полеганию клевера и как следствие недобору урожая.

Таблица 8.15

Использование элементов питания из полуперепревшего навоза культурами севооборота