Органические удобрения имеют в основе углерод (С) и происходят от живых организмов или их экскрементов. Эти натуральные материалы тысячелетиями используются человеком.

Использование остатков сельскохозяйственных культур, остатков животных, бытовых и промышленных отходов дает новую жизнь питательным веществам. Переработка питательных веществ включает возвращение в почву основных элементов, впитываемых растениями и затем переходящим в животный, бытовой или промышденный продукт. Повторное использование веществ сокращает потребности в дополнительных удобрениях и одновременно обеспечивает органическим веществом , которое оказывает существенно благотворное воздействие на почву.

Краткосрочное добавление органических удобрений обычно недостаточно действует на увеличение содержания органического вещества и не оказывает существенного влияния на некоторые свойства почвы. Однако, широкое использование органического вещества имеет определенные достоинства: оно-

* служит как основное хранилище таким питательным элементам растений как азот, фосфор, сера, бор, молтюден и хлор.

* усиливает катионный обмен ( О) почвы в 5-10 раз по сравнению с глиной

* служит буфером для микробиолгического распада, фактором, ограничивающим иммобилизацию, может служить соотношение органического углерода к общему количеству азота (C/N) в остатках растений.

Органические остатки при высоком значении отношения углерод/азот (C/N), стремятся к иммобилизации почвенного азота во время распада, в то время как азот минерализуется во время распада остатков при низком значении C/N.  Когда используются остатки с высоким C/N. обычно наступает период чистой иммобилизации, где высшие растения могут получить немного азота из почвы. Временной интервал связывания азота может составлять всего неделю, а может длиться весь летний сезон.

Нормальное отношение углерода к азоту в почве составляет 10:1. Органические остатки с высоким отношением С/N, например тимофеевки (80:1). или овсяная солома (75:1) должны иметь добавки азотного удобрения, чтобы избежать дефицита азота, если культура посажена вскоре после взаимодействия органических остатков с почвой. Если остатки превратились в часть почвы осенью, добавки нужны весной, чтобы усилить скорость рапада. Разложившийся навоз (20:1), зрелый клевер (20:1) и канализационные отходы (10-12:1) могут быть внесены в почву, и культуру следует сажать в течение нескольких дней, тогда вероятнее всего можно избежать дефицита азота.

Остатки сельскохозяйственных культур, бедных азотом. могут снизить возможность загрязнения воды, иммобилизуя избыток азота в удобрении или минерального азота в почве. Азот может удерживаться в немобильной форме, пока позднее не станет питательным элементом для растений. Однако минерализация и впитывание азота могут не совпадать. Высокое содержание азота в растительных остатках без необходимости при попадании в почву может вызвать загрязнение воды.  Когда эти остатки вносятся в почву и начинают быстро разлагаться, азот подвергается нитрификации (т.е. превращению аммония в нитрат). Этот нитрат (NO3- ) как и азот из удобрения, если используется неправильно по времени, может выщелачиваться и засорять грунтовые воды. Растительные остатки должны использоваться так, чтобы свести к минимуму риск загрязнения азотом грунтовых вод.

Большая часть растительных остатков сохраняется на поверхности или около нее при использовании метода консервационной культивации. Система консервационной культивации варьирует между системой, где избыточная культивация снижена и такой,где ее практически нет, что позволяет производить посадку прямо в почву с остатками предыдущего урожая, а культивацию - только необходимую для посадки.

Такая консервация органического материала имеет определенные преимущества. Возвращая растительные остатки в почву, мы помогаем поддерживать уровень органического вещества в почве. Это способствует развитию нужных бактерий. актиномицетов и грибков. Снижается эрозия почвы, вызванная действием ветра и воды. Использование химических гербицидов для борьбы с сорняками без культивации почвы стало важным приемом для снижения испарений влаги. Потери водного пара из почвы сокращается, когда растительные остатки покрывают большую часть почвы. Снижение затрат на ГСМ и уменьшение уплотнения почвы также являются преимуществом, когда культивация применяется реже.

Существуют и отрицательные стороны метода консервационной культивации: возможность появления насекомых, заболеваний и сорняков (если не применялись гербициды) более мокрая и холодная поверхность почвы плюс трудности в достижении правильного контакта семя-почва, если не использовать более дорогое посевное оборудование.

Растительные удобрения (Подсадка)

Растительные удобрения выращиваются и вносятся в почву во время их активного роста (обычно до цветения) для того чтобы обеспечить лучшую урожайность культур. Растительные удобрения обеспечивают возможность быстрого потребления питательных веществ из почвы, временно обладающей повышенной активностью. Растительные удобрения также ослабляют действия сорняков, снижают эрозию почвы и предохраняют питательные вещества от выщелачивания, если они минерализуются в ходе быстрого поглощения. Применение растительных удобрений не практикуется, если вода является ограничительным фактором роста растений, при резких изменениях состава почвы вследствие изменений кислотности, щелочности, солености, добавления пестицидов и появления токсичных тяжелых металлов т.к. значительная часть воды теряется растительным удобрением при испарении. Близким термином является “подсадка”, которяая высаживается между полевыми культурами, чтобы снизить эрозию почвы и предохранить от потерь питательных веществ при выщелачивании. Эти понятия сливаются в одно, когда “подсадка” внедряется в почву, чтобы увеличить урожайность.

Растительным удобрением могут служить зерновые, различные бобовые культуры, рапс, однолетние травы, подходящие для данных полевых условий. Рапс (Brassica napus) время от времени используется в качестве растительного удобрения, и вполне для этого годится, при условии, что после него не будут сажать других культур из семейства brassica, т.к. есть опасность заболеваний. Бобовые используются часто, т.к. они фиксируют в тканях атмосферный азот, который возвращается в почву при использовании их в качестве растительных удобрений.

Таким образом, применение растительных удобрениий:

защищает поверхность почвы от эрозии под действием ветра и воды, снижая возможность проникновения осадков, усиливая фильтрационную способность, способность удерживать воду вообще и в определенные моменты, а также увеличивая поверхностную влажность

обеспечивает питание для почвенных организмов

сокращает разрыв между крайними точками температуры почвенной поверхности

снижает возможность образования твердой корки на поверхности почвы, нейтрализуя действие дождей по рассеиванию частиц почвы Обеспечивает растущие растения небольшим количеством всех необходимых питательных элементов, по мере того как разлагаются органические остатки

лучше обеспечивает фосфором и микроэлементами в широком диапазоне рН, функция особенно характерная для гумуса

снижает общую плотность почв

Состав органического вещества, температура и влажность окружающей среды определяют степень микробиологического распада (минерализации) и превращения в питательные для растений элементы.

Минерализация

Минерализация - это микробиологическое превращение элементов из органической в неорганическую форму. Обратный процесс называется иммобилизацией, т.е. превращение минерального элемента или соединения из неогранического в органическое. Минерализация - это основной путь перехода для органического азота из органических остатков в форму, доступную для потребления растениями. От 10 до 50 % может быть потеряно в виде атмосферного N2, в виде окислов азота, вследствие денитрификации, выщелачивания нитратов (NO3), стока и эрозии, или оседания в виде аммония NH4+ между частицами глины.

Остатки сельскохозяйственных культур.

Если добавить в почву остатки сельскохозяйственных культур, азот и другие элементы могут минерализоваться и вскоре стать питанием для растений, иначе азот может иммобилизоваться (без разложения) и стать потерянным для растений. Однако, денитрификация также является причиной потерь азота почвой.

Дозы внесения навоза зависят от особенностей выращиваемой культуры и ее потребностей. Обычная доза применения коровьего навоза- от 10 до 80 т на гектар. Овощным культурам достаточно 10-40 т\га, а малым зерновым от 0 до 16 т\га ( в зависимости от впитывания)

(Перевод Центра Гражданских Инициатив/Службы Содействия Фермерам)

Навоз

Навоз обеспечивает почву органическим веществом и широким набором питательных веществ. несмотря на высокие трудозатраты при внесении.

При использовании навоза увеличивается продуктивность и сохранность почвы, что отражается на урожайности. Однако, использование навоза может вызвать побочные явления, такие как занесение семян сорняков (особенно при использовании подстилки) и, при определенных условиях, выщелачивание азота в грунтовую воду.

Большие количества хозяйственного навоза могут быть возвращены земле. На каждые 11000 кг живого веса домашних животных приходится примерно 44 тонны навоза. Чтобы оптимизировать использование хозяйственного навоза необходимо разработать правильные методы размещения и хранения.

Размещение и хранение

Система использования твердых отходов требует сбора и внесения слоя навоза в почву каждый раз как позволяет погода и почвенно-растительные условия. Не следует разбрасывать навоз по мерзлой земле, чтобы избежать быстрого стока, а также загрязнения поверхностных вод фосатами и нитратами.

Ситемы размещения жидких отходов возникли недавно. Можно првести в пример четыре типа: яма, окислительная канава, лагуна и земляной коллектор.

Яма - это довольно глубокая выемка, не подвергаемая взбалтыванию и потому, анаэробная.

Окислительная канава может иметь любой размер и глубину, где может храниться навоз в жидком виде.

Лагуна - это обширный коллектор, содержащий больше воды, чем яма или окислительная канава.

Земляной коллектор - это еще один вид хранения жидкого вещества на Аляске. Их конструируют и строят для низкого и среднего наполнения, с тем чтобы избежать загрязнения грунтовых и поверхностных вод, при этом обеспечивая долгосрочное хранение навоза вблизи коровника или конюшни.

 Каждый из выбранных методов хранения навоза отражается на содержании полезных компонентов и имеет существенное значение, когда навоз используется как удобрение.

Навоз можно сносить в почву различными способами. Одним из способов является разбрасывание твердых отходов. Другие методы заключаются в закачке смеси воды и навоза непосредственно в почву, разбрызгивания ее по поверхности, или через ирригационную систему. Отрицательными сторонами ирригационного метода является дурной запах и потери питательных веществ. Прикрепление заборника к плугу поможет провести культивацию и удобрение за один раз, снижая при этом уплотнение почвы.

 Компостирование твердых отходов в небольшие аэробные или большие анаэробные кучи является альтернативой хранению навоза в твердой или жидкой форме. В почву также можно вносить дегидратированный навоз.  Компостный или дегидратированный навоз является популярным материалом из естественного органического сырья, которое можно продавать, если в хозяйстве имеется избыток, превышающий собственные нужды.

Состав

Состав навоза бывает разным, т.е. это может быть сочетание фекалий, мочи, пищевых отходов и т.д., прошедшие различную обработку. В таблице 1 показано содержание питательных веществ разных видов навоза при разных способах размещения и хранения.

Некоторые количества питательных веществ, потребляемые с кормом находятся в пористых экскрементах. В целом три четверти азота, четыре пятых фосфора и девять десятых калия, переваренные с кормов выходят в виде навоза. Таким образом, животный навоз является ценным источником первичных и вторичных питательных элементов. Содержание микроэлементов представлено в Таблице 2.

Преимущество повышенного содержания питательных веществ в твердом навозе теряется на фоне быстрого поступления полезных компонентов с мочой. Нужно внимательно следить, чтобы при размещении и хранении навоза жидкая часть не подвергалась большим потерям.

Потери

Для того чтобы сохранить аммиак с момента выделения до момента использования в хозяйстве, предлагается несколько вариантов. Нужно чтобы навоз поступил в почву почти сразу после разбрасывания, чтобы избежать испарения аммиака. Внесение навоза должно осуществляться так, чтобы обеспечить быстрое поглощение необходимых питательных компонентов.  Компостирование, внесение дополнительных материалов, которые поглощают аммиак непосредственно, или дополнительные химикаты для стабилизации аммиака посредством увеличения рН - это варианты борьбы с потерями азота

Вскоре после того как азот был внедрен в почву, начинается разложение. При широком применеии навоза иногда сильно увеличивается концентрация нитратов. В результате повышения содержания NО3- может оказать неблагоприятное влияние на почву и грунтовые воды. Высокое содержание NO3- может быть токсичным для животных и человека, питающихся продуктами, выращенными на этой почве.  Когда почва перегружена навозом, денитрификация является ключевым механизмом, предохраняющим или снижающим опасность выщелачивания иона Nо3- за пределы корневой зоны. Это благоприятный фактор снижения загрязнения грунтовых вод и почвы ионом Nо3- в местах хранения навоза внесенных перед посевом. Дозы внесения должны быть уменьшены, если навоз вносится ежегодно.  Конский навоз можно использовать в тех же пропорциях, что и коровий. Овечий и свиной навоз имеет обычно выше содержание азота, поэтому его нужно меньше. Разложившийся навоз тоже следует употреблять в меньших прпорцияхю Обычно практикуется использование разложившегося навоза для быстрорастущих культур, а свежего- для медленно растущих. Свежий навоз имеет пагубное воздействие на корнеплоды, особенно морковь, которая начинает расти вилкообразно. Разложившийся навоз улучшает способность песчаных почв удерживать питательные вещества и воду.  Куриный навоз гораздо более концентрированный и легко отдает азот. Опасность загрязнения среды через куриный помет гораздо выше, чем в других случаях. Удовлетворительной дозой внесения может быть 4 т\га, но не более 10 т\га без контроля за состоянием грунтовых вод.

Долгосрочное воздействие.

Если применять навоз в достаточном количестве в течение нескольких лет, то может увеличиться содержание органического углерода и азота в почве. Увеличиться пористость почвы и уменьшиться плотность, увеличиться количество азота, подвергаемого минерализации, и усилиться микробиологическая активность. Содержание солей в навозе, особенно в навозе специально откормленного скота может увеличить электропроводимость почвы. Только от одной пятой до половины питательных веществ извлекается из почвы с первым урожаем. Большая часть оставшихся сохраняется в соединениях, подверженных медленному разложению. Представленные в этих формах элементы высвобождаются очень медленно, обычно до 2-4% в год. Медленно разлагающиеся соединения в навозе будут оказывать продолжительный эффект на почву в течение нескольких лет после одного применения.

 Канализационный шлам

 Канализационный шлам - это побочный продукт деятельности бытовых и промышденных водоочистительных сооружений. В них содержатся основные твердые частицы мусора с водой и растворенные материалы, удаленные из канализации путем отсеивания, физического и химического осаждения и бактериальной переработки. Интенсивная деятельность по предотвращению загрязнения поверхностных вод сточными способствовала использованию сточных вод и продуктов канализации в сельском хозяйстве. Отходы городской канализации могут быть использованы для орошения или удобрения сельскохозяйственных культур. Минерализация азота в твердом сточном шламе происходит относительно медленно по сравнению с жидкими отходами. Твердый сточный шлам имеет очень разнообразный состав. Урожайность растений при применении этих отходов такая примерно, как после применения химического удобрения 5-5-0. В них тоже содержится микроэлементы и тяжелые металлы. Дополнительное использование навоза либо химических удобрений необходимо для обеспечения баланса питательных веществ, благоприятствующих урожайности культур. Способность поглощать катионы тяжелых металлов в количествах, превышающих допустимые по норме, является одним из самых серьезных рисков при использовании промышденных отходов, при использовании бытовых отходов эта опасность гораздо меньше. Канализационный шлам разлагается в почве гораздо медленнее, чем растительные остатки или навоз животных.  Когда применяется шлам, значительное количество азота может улетучиться, либо в виде СН3 либо посредством денитрификации, если пропорции превышена, или материал был слишком влажным.

Канализационный шлам, при правильном подходе, очень благотворное органическое удобрение. Шлам следует проверить на тяжелые металлы до того, как использовать на земле, предназначенной для посадок культур, идущих пищу человеку или животным.

Ежегодное применение канализационного шлама в больших количествах может увеличить содержание органического вещества и азота в почве. Это увеличение отражается по большей части на сложных органических соединениях, которые медленно разлагаются, но также и на залежи органического вещества и связанных азоте и сере, и на фосфорных соединениях , которые могут быть многократно использованы в сельскохозяйстввенных целях.

Необходимо вводить шлам в почву или перепахивать хотя бы часть не оставляя его на поверхности.

Лучшим решением проблемы использования промышденных отходов канализации в сельском хозяйстве являются постоянные проверки состава почвы на тяжелые метеаллы и предохранение от их накопления в почве в опасных количествах.  . Чтобы сохранить азот фермеры могут глубоко

(Перевод Центра Гражданских Инициатив/Службы Содействия Фермерам)

[Return to CCI Home Page] [Return to Ag Initiative Main Page]