Углерод, кальций, магний, сера

При разложении органического вещества навоза минерализуется не менее 70% углерода, который превращается в диоксид углерода, оставшиеся 30% расходуются на новообразование гумуса. Диоксид углерода, растворяясь в почвенном растворе, повышает подвижность почвенных фосфатов и кальция, что улучшает питание растений этими элементами, кальций также улучшает структуру почвы. Например, в процессе разложения 30-40 т навоза ежедневно выделяется 35-55 (100-200[1]) кг углекислого газа, который обогащает припочвенный атмосферный воздух, улучшает воздушное питание растений. Все стелющиеся культуры, например, огурец, кабачок, тыква, при плотном травостое полностью поглощают выделяющийся почвенный диоксид углерода. Особенно это важно для культур, возделываемых в условиях закрытого грунта. Для урожая зерновых 40-45 ц/га ежедневно требуется 180-200 кг углекилого газа.

Прибавки урожая от навоза как источника диоксида углерода, внесенного в дозе 20-30 т/га под овощные и пропашные культуры, достигают 30-40%. Внесение 60 т/га навоза под огурцы на супесчаной почве повысило урожай на 43%, 20% из которых — за счет углекислого газа, образовавшегося от разложения навоза. Дополнительное количество углекислого газа повысило урожай корней сахарной свеклы на 24%, сбор сахара — на 25%.

Доступность для растений кальция, магния, серы, микроэлементов навоза, как правило, не хуже, чем из минеральных удобрений. Длительность усвоения зависит от доз и качеством навоза, составом и продуктивностью культур, почвенно-климатическими условиями.

Микроэлементы

Навоз — источник микроэлементов. При его внесении почва меньше обедняется микроэлементами при получении высоких урожаев, чем при использовании минеральных удобрений. Содержание микроэлементов в навозе меняется в широких пределах.

Таблица. Содержание микроэлементов в подстилочном навозе ²

Источник гумуса почвы

В систематически унавоживаемой более 50 лет почве содержание гумуса по сравнению с контролем без удобрений через 15 лет было выше в пахотном горизонте более чем на 0,2% углерода, общего азота — на 0,02-0,05%, в подпахотном горизонте (20-40 см) углерода — на 0,04-0,05% выше, азота — на 0,02-0,05%.

В условиях интенсивного земледелия в почве невозможно добиться бездефицитного баланса гумуса без использования органических удобрений. При систематическом внесении навоза в севообороте содержание гумуса возрастает на всех типах почв. Минеральные удобрения слабо влияют на накопление гумуса и азота, так как источником гумуса при внесении минеральных удобрений являются в основном корневые и пожнивные остатки.

В зависимости от типа почвы длительное применение удобрений действует по-разному на накопление гумуса и азота. Например, на бедных гумусом дерново-подзолистых почвах этот процесс более заметен. Низкая гумусированность сероземов позволяет повысить содержание гумуса в почве за счет органических удобрений. На богатых гумусом черноземных почвах удобрения обеспечивают меньшие прибавки урожая.

Состав гумуса разных почв мало меняется при длительном применении удобрений, увеличение содержания углерода сопровождается накоплением всех групп гумусовых веществ. Соотношение между гуминовыми и фульвокислотами — характерная черта конкретного генетического типа почвы. Отсутствие влияния удобрений на этот показатель связано с тем, что групповой состав гумуса характеризуется полностью гумифицированными органическими соединениями почвы. Удобрения оказывают влияние на органическое вещество почвы, находящееся на ранних стадиях гумификации.

Например, на дерново-подзолистых почвах за 36 лет систематическое внесение навоза повысило содержание водорастворимого гумуса на 17-34%, на слабо выщелоченном черноземе — на 5-18%, на типичном сероземе — на 23-50% по сравнению с контролем. Эти подвижные органические вещества находятся на ранних стадиях гумификации и обогащают почву доступными соединениями азота. В почвах с низким содержанием гумуса при длительном применении навоза больше накапливалось водорастворимого гумуса.

Накопление подвижных гумусовых веществ проявляется при длительном применении удобрений также на чернозёмных почвах. Это объясняется мобилизацией гумуса чернозёмов за счет подкисляющего действия минеральных удобрений. Таким образом, длительное применение навоза и минеральных удобрений обогащает общим углеродом и азотом почвы, бедные органическим веществом, и увеличивает во всех типах почв содержание подвижных форм органических веществ, находящихся на ранних стадиях гумификации.

При расчете баланса гумуса в почве учитывают органическое вещество образующееся за счет гумификации навоза, а также образующееся от корневых и пожнивных остатков растений. Ежегодное пополнение гумуса в почвах от пожнивных и корневых остатков культур зависит от почвенно-климатической зоны, биологическими особенностями растений, урожайностью. Например, в Нечерноземной зоне после зерновых гумус восполняется в среднем на 0,4 т/га, на чернозёмах европейской части — на 0,5-0,7 т/га, на Урале, Сибири и Дальнем Востоке — на 0,3 т/га. Пропашные культуры пополняют запасы гумуса в среднем в 2 раза меньше, чем зерновые. Многолетние травы на неорошаемых почвах — на 0,5-1 т/га, при орошении — больше.

Коэффициент гумификации навоза зависит от почвенно-климатической зоны, агротехники, орошения, содержания сухого вещества в навозе, вида навоза. В целом он составляет 15-30% на сухое вещество. Коэффициент гумификации растительных остатков зерновых культур и многолетних трав приравнивается к коэффициенту гумификации подстилочного навоза, а пропашных — в два раза меньше. Зная дозы внесения навоза в севообороте можно подсчитать накопление гумуса в почве.

Ежегодная минерализация гумуса зависит от почвенно-климатических условий, структуры посевных площадей, интенсивности обработки почвы, уровня химизации. Почвы под зерновыми культурами ежегодно теряют 0,5-1 т/га гумуса; под пропашными — 0,8-3 т/га. Максимальная минерализация гумуса происходит в чистых парах — до 3-5 т/га. Минерализация гумуса больше на почвах легкого гранулометрического состава и при орошении.

Внесение органических удобрений улучшает азотный режим почв, так как 1 грамм углерода расходуется на фиксацию микроорганизмами от 15-20 до 20-40 мг атмосферного азота.

Бесподстилочный навоз — источник легкорастворимых питательных веществ для растений, повышает содержание в почве гумуса и азота. Однако органическое вещество бесподстилочного навоза по составу и воспроизводственной способности гумуса отличается от подстилочного навоза и соломы. Отношение C:N в бесподстилочном навозе имеет значения от 5:1 до 10:1. Бесподстилочный навоз отличается высоким содержанием легкоразлагаемых органических соединений. Поэтому он меньше влияет на воспроизводство гумуса, чем подстилочный навоз.

Подстилочный навоз

Состав

В состав подстилочного навоза входят твердые и жидкие экскременты животных и подстилка. В экскременты содержится около 40-50% органического вещества и азота, 60-70% фосфора и калия от исходного их содержания в корме.

Состав подстилочного навоза зависит от количества, соотношения твердых и жидких выделений животных и подстилки, которые в свою очередь различны для для разных видов (и возраста) животных.

У лошадей, овец и крупного рогатого скота твердых выделений больше, чем у свиней. Твердые и жидкие выделения неравноценны по составу и удобрительной ценности: более 95% фосфора содержится в твердых, от 50 до 75% азота и более 80-90% калия — в жидких выделениях. В экскрементах животных содержание сухих веществ в среднем составляет примерно половину сухого вещества кормов, а содержание азота и зольных элементов может быть выше в 1,5-2,0 раза, чем в кормах.

При введении в рационы животных концентрированных кормов, переваримость которых выше сена, экскременты будут содержат меньше сухого вещества, содержание азота и фосфора будет больше.

В экскрементах крупного рогатого скота и свиней содержание сухого вещества и питательных элементов меньше, чем у лошадей и овец. Поэтому экскременты овец и лошадей разлагаются быстрее, выделяют много тепла при хранении, а навоз этих животных называют горячим, свиней и крупного рогатого скота — холодным. Горячий навоз используют для набивки парников, устройства утепленных гряд и в качестве биотоплива.

Качество навоза зависит от условий и продолжительности хранения: при длительном хранении повышается относительное содержание азота, фосфора, калия в результате разложения органического вещества. Ввиду того, что химический состав навоза меняется, для правильного определения дозы желательно перед внесением определить его химический состав. В противном случае, используют справочные данные.

Азот, фосфор и сера твердых выделений всех животных входят в состав различных органических соединений и становятся доступными растениям только после минерализации. В жидких выделениях все питательные вещества находятся в легкоминерализуемой и растворимой формах, и быстро под действием микроорганизмов становятся доступными растениям. Калий, кальций, магний в твердых и жидких выделениях находятся в подвижных, усвояемых для растений формах.

Твердые выделения богаты микроорганизмами: до 30% от общей массы, жидкие в момент выделений могут вообще их не содержат, но, перемешиваясь с твердыми, быстро обогащаются имеющимися в среде микроорганизмами.

Качество навоза и химический состав зависят от типа кормов, рациона, вида животных, количества и вида подстилки, способа хранения. Так, при откорме животных с большим количеством в рационе концентрированных кормов навоз отличается высоким содержанием питательных веществ по сравнению с навозом животных, получающих силос, корнеплоды и грубые корма с высоким содержанием клетчатки. Из потребляемого корма в навоз переходит примерно 40% органического вещества, 50% азота, 80% фосфора и 25% калия.

Подстилка

Качество навоза зависит от химического состава и поглотительной способности подстилки, которая благоприятствует созданию условий для жизнедеятельности микроорганизмов и разложения кала. Важное значение имеет способность подстилки поглощать жидкости и газы. Качество навоза во многом зависит от содержания в подстилке азота и зольных веществ. Самое высокое содержание азота характерно для торфяной подстилки и соломы бобовых, в последней содержится также самое большое количество фосфора.

Лучший подстилочный материал — верховой торф. Он отличается небольшой зольностью (1,5-3%), высокой способностью к поглощению жидкостей и газов: 1 кг верхового торфа способен поглотить 9-18 кг воды, 15-30 г аммиака, тогда как 1 кг соломы — 2-3 кг воды и 2-5 г аммиака. Использование торфяной подстилки на скотных дворах уменьшает концентрацию аммиака и углекислого газа в воздухе в 2,5 раза, снижает относительную влажность помещения со 100 до 75%. Торфяная подстилка улучшает зоотехнические условия содержания скота и увеличивает выход навоза, снижает потери азота. При увеличении подстилки до 8-10 кг в сутки повышается выход навоза, потери азота сводятся к нулю; 1 т сухой торфяной подстилки дает дополнительно 5-7 т навоза с высоким содержанием азота.

Солому для подстилки лучше использовать в измельченном виде до 10-15 см, так как это способствует лучшему поглощению мочи, однородности навоза, равномерному его распределению по полю и запахиванию. Эффективность навоза на соломенной измельченной подстилке на 20-30% выше, чем навоза на подстилке из целой соломы. При недостатке соломы и верхового (сфагнового) торфа в качестве подстилки используют сухую торфяную крошку переходного или низинного торфа со степенью разложения не более 25% и влажность не более 40-45%.

При использовании в качестве подстилки древесных опилок навоз получается низкого качества с небольшим содержанием азота, но большим медленно разлагающейся клетчатки. Такой навоз лучше подходит в качестве биотоплива в овощеводстве закрытого грунта, на следующий год — под полевые культуры.

Подстилка входит в состав навоза, увеличивая его количество, и влияет в зависимости от вида и количества на химический состав и потери питательных элементов. Подстилка впитывает жидкие выделения животных и образующийся при разложении мочи аммиак, уменьшая потери азота, калия и других растворимых веществ и газов. Подстилка уменьшает влажность экскрементов, делая их более рыхлыми, что способствует их микробиологическому разложению, облегчает погрузку, транспортировку, внесение и заделку.

Подстилочные материалы отличаются по содержанию питательных веществ и поглотительной способности.

Максимальной поглотительной способностью отличаются торф и солома, причем торф содержит больше азота, чем солома зерновых культур. Навоз на соломенной подстилке называют соломистым (соломенным), на торфяной — торфяным (торфянистым).

При недостатке (или отсутствии) торфа и соломы, а также по санитарно-гигиеническим и экономическим причинам в качестве подстилки могут использоваться листья и опилки. Качество навоза при этом ухудшается: повышается содержание клетчатки и лигнина, с опилками дополнительно снижается содержание азота. Такой навоз дольше разлагается и менее эффективен в первый год после внесения.

Наилучшая подстилка — верховой торф со степенью разложения до 25-30% и влажностью 30-40%. Более разложившийся и влажный торф меньше поглощает жидкие выделения, более сухой — плохо поглощает и долго смачивается. Преимущество верхового торфа перед переходным и низинным обусловлено также более кислой реакцией, которая подавляет болезнетворные микроорганизмы (возбудители сибирской язвы, бруцеллеза, паратифа, кишечной палочки).

Средние суточные дозы (нормы) подстилочных материалов на 1 голову скота зависят от вида животных, количества и качества потребляемых кормов и материально-технических возможностей.

С увеличением в рационах животных сочных кормов, например, зеленой массы, корнеплодов, силоса, количество подстилки увеличивают, при увеличении доли концентрированных кормов — уменьшают. Количество навоза зависит от вида животных, длительности стойлового периода, количества и качества кормов и подстилочных материалов, сроков и способов хранения навоза.

Сроки хранения навоза

Навоз в зависимости от сроков и условий хранения, степени разложения органических компонентов приобретает соответствующий внешний вид и консистенцию.

По срокам хранения различают четыре стадии разложения соломенного навоза: свежий, полуперепревший, перепревший и перегной.

Свежий, или слаборазложившийся навоз — солома незначительно изменяет цвет и прочность.

Полуперепревший навоз — солома приобретает темно-коричневый цвет, теряет прочность, легко разрывается. От разложения навоз теряет 10-30% (в среднем 25%) веса и сухого органического вещества.

Перепревший навоз — однородная масса, разложение соломы достигает состояния, когда нельзя обнаружить отдельные соломины. Потери веса от разложения достигают 50% веса и сухого органического вещества.

Перегной — рыхлая темная масса, потери от разложения составляют до 75% от первоначального веса и сухого органического вещества.

Навоз не доводят до перепревшего состояния или перегноя, потому что при длительном разложении количество органического вещества уменьшается в 2-3 раза, тогда как процентное содержание азота и фосфора при этом повышается значительно меньше.

Способы хранения навоза

В зависимости от способов накопления и хранения навоза до внесения в почву процессы разложения органических веществ и размеры потерь питательных элементов различаются.

Существуют следующие способы хранения навоза:

§ рыхлый, или горячий, при котором навоз не уплотняется;

§ горячепрессованный, или способ Кранца, когда навоз рыхлой укладки после разогревания до 50-60° уплотняется;

§ холодный, или плотный.