Органо-мінеральних сумішей

ВИРОБНИЦТВА ТА ВИКОРИСТАННЯ

Як органічні так і мінеральні добрива мають сильний вплив на грунт (його хімічні, фізичні і біологічні властивості) і рос­лини - їх живлення, ріст і розвиток, стійкість до несприятливих умов, врожай і його якість. Прихід того чи іншого елементу в грунт з добривами і витрата його з врожаєм ускладнюється цілим рядом інших процесів втрати поживних речовин із-за вилуговуван­ня за межі ґрунтового профілю чи навіть в ґрунтові води, зника­ти в атмосферу і т.д.

Однією з важливих проблем сучасної агрохімії являється ви­рішення питання підвищення коефіцієнта корисної дії добрив і зниження їх втрат.

Підвищення ефективності добрив може бути здійснене шляхом розробки раціональних способів внесення чи подачі добрив росли­нам, шляхом підбирання форм добрив з урахуванням особливостей культур, системи сівозмін, ґрунтових і кліматичних умов.

У практиці сільськогосподарського виробництва існують три основні способи внесення органічних і мінеральних добрив. Пер­ший розкидний, при якому добрива рівномірно розподіляють по всій поверхні ґрунту. Другий - локальний, коли їх вносять поб­лизу насіння, цей спосіб дає змогу розміщувати добрива в ґрунті по-різному і на потрібній глибині. І, нарешті, третій спосіб - кореневе та позакореневе підживлення у період вегетації рос­лин, коли добрива вносять рослинопідживлювачами у міжряддя на певній віддалі від кореневої системи, при позакореневому під­живленні рослини обприскують розчинами або обпилюють порошком.

Також поширений спосіб внесення добрив в лунки при садін­ні картоплі та інших просапних і овочевих культур. Позакорене­ве підживлення мало ще впроваджують у нашому сільському госпо­дарстві, а в західних областях України його майже не застосо­вують. І все ж з кожним роком цей спосіб набуває дедалі біль­шого поширення, особливо в районах бурякосіяння. Вдаються до нього і тоді, коли рослинам конче потрібні поживні речовини (наприклад, вирощування озимої пшениці по інтенсивній техноло­гії).

Розкидний спосіб внесення добрив дуже давній. У свій час видатні вчені А.Н. Енгельгардт, Д.І.Менделєєв і П.А. Костичев ши­роко висвітлювали проблеми техніки внесення добрив. Д.І.Менде­лєєв був прихильником і пропагандистом широкого застосування добрив у комплексі з іншими прийомами агротехніки. Вчений радив вносити мінеральні добрива в рядки під час сівби (тобто локаль­но), а гній - розкидати. У 1913р. мінеральні добрива застосову­вались майже виключно в господарствах цукрозаводчиків і вноси­лися переважно розкидним способом.

Лібіх, Вагнер рекомендували суцільний поверхневий розпо­діл добрив з наступним перемішуванням їх з орним шаром. У прак­тиці сільського господарства досі переважає внесення добрив врозкид, інші способи - рядковий, у лунку, позакореневе - зас­тосовуються як додаткові до розкидного, і то лише під окремі сільськогосподарські культури (цукрові буряки, овочеві, картоп­лю, пшеницю тощо). До недавнього часу вимоги до техніки внесен­ня мінеральних добрив зводилися лише до того, щоб розсівати їх рівномірно. Цієї точки зору дотримувались конструктори при роз­робці тукових сівалок.

Л.М. Крутляков [1], наприклад, вказує, що добрива по поверх­ні поля слід розподіляти рівномірно, щоб створювати для рослин однакові умови живлення. А.В.Соколов [2] пише: "Нерівномірність розподілу поживних речовин може створювати цілий ряд несприят­ливих явищ, як от: різноманітність врожаю, погіршення його яко­сті і неоднорідність структури, нерівномірність достигання та зменшення прибавки від добрив".

Розкидний спосіб передбачає головним чином рівномірний роз­поділ добрив по всій площі, які при цьому або загортають культи­ватором, або при основному внесенні восени приорюють. Це безу­мовно правильно при застосуванні органічних добрив і вапнуванні ґрунтів, якщо йдеться не тільки про безпосереднє живлення рос­лин, а й про поліпшення фізико-хімічних і біологічних властиво­стей ґрунту, як середовища для росту й розвитку сільськогоспо­дарських культур.

Проте такий підхід до розподілу добрив призводить до не­економного використання їх, до незабезпеченості окремих рослин необхідною кількістю доступних поживних речовин, а також до забруднення навколишнього середовища. Існуючі технології розсі­ву органічних та мінеральних добрив і інших отрутохімікатів наносять велику агрономічну, економічну і екологічну шкоду. Відомо про загибель дрібних тварин, птахів і корисних комах, а також про погіршення здоров'я дорослих, а тим більше дітей, прямо чи побічно зв'язаних з сільським господарством.

Серед робочих органів для розподілення добрив найбільше поширення одержали відцентрові розподільчі пристрої, основною тенденцією розвитку яких являється вдосконалення форми дисків і розкидних лопаток, а також зміна кількості лопаток на диску.

Диски застосовуються площинні та конусні. В машинах підвищеної грузоємкості, як правило, два розсіюючих диска.

Маятникові розкидні пристрої мають приводні пристрої, які менш матеріаломісткі, ніж дискові, тому частіше псуються. Якість розподілення добрив цим засобом приблизно така ж, як і у диско­вих [3].

Робоча ширина відцентрових (дискових і маятникових/ засобів істотно залежить від фізико-механічних властивостей добрив - при внесенні гранульованих добрив ширина розкидання значно більша, ніж при внесенні кристалічних і порошковидних.

Відмічено, що машини, які випробовувались на гранульованих добривах з вирівняним гранулометричним складом, забезпечують більшу ширину внесення, ніж при роботі з добривами, які мають мен­шу вирівняність гранулометричного складу. Ширина внесення у дис­кових засобах регулюється місцем подавання добрив на диск і ку­том нахилу труби до горизонту. Дискові апарати в основному виго­товляють із сталі, а маятникові - із пластмаси.

Навісні машини більш широко застосовуються для внесення в грунт, коли вони встановлюються на ґрунтообробні і інші маши­ни.

Глибина внесення добрив при розкидному способі залежить від грунтово-кліматичних умов даної зони і біологічних особли­востей рослин. Кращого впливу добрив можна досягти, якщо вноси­ти їх у два шари: восени під час глибокої оранки на зяб і на­весні при переорюванні його. Завдяки цьому досягають хорошого приросту врожаю цукрових буряків і підвищення родючості ґрунту [4].

Потреба глибшого внесення добрив, особливо фосфорних, при розкидному способі внесення їх пояснюється тим, що корені рослин в міру росту проникають у грунт на значну глибину. На ран­ній фазі розвитку вони вбирають поживні речовини з ближчих до поверхні шарів ґрунту, а пізніше - з глибших. За таких умов ро­слини краще ростуть і дають вищий врожай. На Україні, в зоні бурякосіяння широко рекомендують внесення добрив восени - ос­новне удобрення під глибоку зяблеву оранку. При цьому викори­стовують переважно фосфорно-калійні добрива, оскільки вони по­вільно пересуваються в ґрунті і майже не вимиваються. Азотні добрива під цукрові буряки вносять навесні.

Слід підкреслити, що спеціалісти сільського господарства дедалі більшого значення надають локальному способу. Він відпо­відає новим прогресивним способом сівби і дає значну економію добрив [5].

Існує ряд причин, в силу яких мінеральні добрива, внесені поблизу від насіння, активніше впливають на рослину, ніж та са­ма кількість їх, перемішана з культурним шаром ґрунту. Добрива внесені поблизу коренів молодої рослини, прискорюють ріст її, і вона швидше досягає такої фази розвитку, коли їй менше загро­жують шкідники, хвороби та бур'яни. Рослини при локальному вне­сенні добрив швидше достигають, а добрива економніше використо­вуються рослинами.

Азотні добрива, як відомо, вимиваються з ґрунту дощами, менше втрачається їх, а при локальному внесенні їх втрати знач­но скорочуються. Фосфорні і калійні добрива через певний час фіксуються ґрунтом, але процес фіксації значно уповільнюється при такому способі внесення добрив [6].

Коефіцієнт використання добрив залежить ще й від корене­вої системи рослин та швидкості засвоєння нею поживних речовин.

Тому вигідно їх вносити локально під культури, корені яких залягають неглибоко, а також під такі, що вбирають значну кількість поживних речовин на ранніх стадіях росту (цукрові буряки, кукурудза, картопля) [5].

При розробці способів локального внесення добрив слід врахувати, насамперед, явища зв'язування - фіксації їх ґрунтом. Щоб добитися найменшої фіксації розчинних сполук, при внесенні добрив потрібно забезпечувати стикання їх лише з невеликим об'є­мом ґрунту. Найбільш небезпечними є іони фосфору. При розкидно­му способі внесення суперфосфату, який містить в собі розчинні сполуки фосфору, рослини можуть засвоїти їх лише 15-20%.

Встановлено, що фіксація фосфору залежить від маси ґрунту, з якою перемішують суперфосфат; чим більше ґрунту, тим більше фосфору зв'язує він, тим менше поживних речовин лишається рос­линам для засвоєння.

Дещо краще з калійними і азотними добривами. Хоч вони і взаємодіють з колоїдними частками ґрунту, проте фіксується їх значно менше [5].

Відносно рослин добрива слід розташовувати так, щоб посла­бити негативний вплив надмірного зволоження на переміщення по­живних речовин і зменшити фіксацію їх ґрунтом.

Максимальної ефективності добрив можна досягти за умови внесення їх у грунт так, щоб оптимальна кількість поживних ре­човин зберігалася там стільки часу, скільки потрібно рослинам. Наукові заклади розробляють більш вдосконалені технології по застосуванню добрив ґрунтової дії. Це досягається поєднанням мінеральних речовин з органічними, перетворюючи органо-мінеральну суміш в комочки чи гранули.

З органічних речовин можна використовувати перегній, біо­гумус, торф, а також експерименти ВРХ, свиней, птиці. До основ­них органічних речовин можна добавляти компости, сапропель і інш.

Із мінеральних можна використовувати види порошковидних і гранульованих добрив. Органо-мінеральна гранула являє собою мікро-біохімічну лабораторію, в якій проходять фізико-хімічні і біо­хімічні процеси між складовими частинами органічних і мінераль­них речовин. З іншого боку, гранули взаємодіють з ґрунтовим роз­чином, з поступаючою в грунт водою, повітрям з кореневими систе­мами рослин і мікроорганізмами. Екологічна чистота гранул поля­гає в тому, що введені в них поживні речовини не розпилюються для впливання водою по всій масі ґрунту, а зосереджуються і зв'язуються окремими гранулами [6].

Як показали дослідження інституту торфу АН Білорусії, в гранулах підвищується коефіцієнт використання елементів міне­рального живлення NРК в межах від 85 до 95%. При значному ви­паданні опадів або при підвищених дозах NРК, що вводяться в гра­нули, можливий вихід калію і нітратних форм азоту в ґрунтову зо­ну гранул, на відстані 5-10 ом, але не більше 50 см (хоч в період вегетації вони перехвачуються і використовуються кореневими си­стемами рослин). Тому практично вимивання поживних речовин із гранул не відбувається [7].

Органо-мінеральні гранульовані добрива - це складне агро-хімсполучення, що взаємодіє з навколишнім його ґрунтовим сере­довищем, ґрунтовим розчином і ґрунтовим поглинаючим комплексом, а також з кореневими системами рослин, мікроорганізмами, повіт­рям і водою. Оргмінгранули, в залежності від розміру і складу, здатні задовольнити витрати рослин на протязі всього вегета­ційного періоду, а то й на кілька років.

Перевагою органомінгранул являється підвищення в 2-3 ра­зи коефіцієнта використання поживних речовин, і досягає 85-95% і більше; забезпечення рослин живленням на протязі всього вегетаційного періоду рослин; виключення необхідності проведення підживлення рослин; вони забезпечуються за рахунок органічних речовин фізіологічними активними речовинами (гуміновими кислота­ми, мікроелементами і ін.); зменшення втрат хімічних речо­вин із гранул, а значить припинення забруднення екологічного середовища [8].

Багатьма дослідженнями в нашій країні і за кордоном до­казана ефективність внутрігрунтового локально-стрічкового вне­сення добрив під зернові, пропашні і інші культури. Встановле­но, що впровадження в виробництво цього прийому внесення доб­рив в різних грунтово-кліматичних зонах при вирощуванні сільсь­когосподарських культур по Інтенсивних технологіях дозволяє збільшити врожайність зернових культур в середньому на 2-5 ц/га, картоплі на 20-50, овочевих, кормових і силосних культур на 20-40 ц/га. Крім того, таке застосування добрив знижує забруд­нення навколишнього середовища [9].

Органо-мінеральні гранульовані добрива не знімають необхід­ності збагачення родючості ґрунту органічними речовинами - гноєм, компостами, сапропелем, біогумусом і т.д. Вищевказані ор­ганічні добрива можна також гранулювати і такі органічно-гранульовані добрива стали б альтернативою проти застосування чис­тих хімічних добрив, що забруднюють навколишнє середовище.

З розвитком грануляції доцільно було б перетворювати в гранули частково, а потім і всю органічну масу, тим більше, що:

одним із недоліків старих технологій по використанню органіч­них добрив являються значні їх втрати.

Поряд з такими традиційними широкозастосовуваними органічними добривами як гній, торфоперегнійні компости, увагу слід звернути на такі органічні екологічно чисті добрива як сапропель, біогумус (продукт переробки черв'яків).

Сапропелі являють собою складні органо-мінеральні комплекси речовин, які утворились в результаті біохімічних, мікробіологіч­них і механічних процесів із залишків відмерлих рослинних і тваринних організмів і принесених в водойми водою і вітром орга­нічних і мінеральних домішок.

З агрохімічної точки зору сапропель цінний як джерело осно­вних елементів живлення рослин - азоту, фосфору, калію, сірки, мікроелементів (мідь, бор, молібден і інші). До складу органіч­ної частини входять біологічно активні речовини - гумінові кис­лоти, вітаміни. Сапропелі містять мікрофлору, яка при внесенні їх у грунт стимулює розвиток мікробіологічних процесів ґрунту, покращує її структуру. Відповідно з кількісним вмістом і якіс­ним складом золи сапропелі можуть використовуватись для приго­тування органічних, органо-мінеральних добрив, служити основою для приготування добрив в суміші з різними відходами, мінераль­ними добривами і т.д.

Особливий інтерес представляють сапропелеві добрива для закритого ґрунту, парників, оранжерей. Цінність цих добрив в їх високих фізико-механічних, водно-фізичних властивостях, не засміченості насінням та коренями бур'янів, в достатку мікро­флори, що дозволяє значно підвищити мікробіологічну діяльність, зокрема, азотофіксуючих мікроорганізмів, і покращити за рахунок цього режим азоту в ґрунті.

Враховуючи хороші в'яжучі властивості і здатність при висиханні утворювати міцні гранули, які в подальшому поступо­во м'якнуть під дією вологи і мікроорганізмів, сапропелі ус­пішно можна використовувати для одержання гранульованих органо-мінеральних добрив з добавкою NРК і мікроелементів. Швидкість вилуговування мінеральних речовин із таких гранул набагато мен­ша, ніж швидкість розчинення окремо зроблених гранул із солей, внаслідок чого підвищується коефіцієнт поживних речовин росли­нами, знижується небезпека забруднення вод за рахунок виносу біогенних елементів з ґрунтовими водами [10].

Промислова технологія добування сапропелю включає екскавацію засобами гідромеханізації, гідротранспорт пульпи по тру­бах на стаціонарні поля згущення і сушку з послідуючим опушен­ням (фрезою) верхнього шару, сушінням до 50% відносної вологи. Внаслідок такої технологічної схеми одержують товарну продук­цію в вигляді дрібної кришки (1...3 мм) вологістю 50%, має хо­рошу сипучість, добре піддається рівномірному розподілу по по­лю, взаємодією з ґрунтом [10].

На Україні знаходиться біля 0,8 млрд. м³ сапропелю. Най­більш перспективні озера льодового і карстового походження Волинської і Рівненської областей. Найдені копалини також в Київській, Чернігівській і Сумській областях. Добуванням сапропелів для різної мети займаються і зарубіжних країнах: Китаї, Швеції, Канаді, Румунії, США і інших.

Одним із шляхів біологізації землеробства являється та­кож промислове виробництво і застосування біогумусу - продукту життєдіяльності дощових черв'яків (вермикультури). Процес, що називається вермикультурою оснований на біологічній особливо­сті черв'яків, поглинати кусочки органічної речовини, транс­формувати в кишковій порожнині до гуматів і виділяти в вигля­ді невеликих комочків круглої форми.

Органічна сировина, заселена черв'яками, через 1-2 дні не має неприємного запаху, а через 4-6 неділь перетворюється в високоякісне органічне добриво. Короткий строк компостуван­ня не полягає в тому, що сировина переробляється одночасно трьома групами організмів: черв'яками, найпростішими і мікро­організмами. При цьому складаються умови, що подавляють пато­генну мікрофлору [11].

В порівнянні з органічними добривами, одержаними тради­ційними методами, вермикомпост містить значно більшу кількість рухомих форм, елементів живлення рослин, тому що в екскрементах черв'яків в 11 раз більше засвоюючого калію, в 7 - фосфору, в 5 - нітратів, в 2 рази - кальцію і магнію. Коефіцієнт гумі­фікації збільшується в 1,5-2,0 рази [12].

При переробці дощовими черв'яками тони гною у перерахун­ку на суху речовину одержують 600 кг штучного органічного доб­рива з вмістом від 25 до 40% гумусу. В цьому добриві 1-3% азо­ту, приблизно така ж кількість фосфору і калію, а також всі необхідні рослинам мікроелементи. Решта 400 кг органічних по­живних речовин трансформується в 100 кг повноцінного білка у вигляді біомаси живих черв'яків [13].

Одержаний біогумус містить велику кількість біологічно активних речовин, які прискорюють проростання насіння, поліп­шують приживання розсади, підвищують стійкість рослин до зах­ворювань.

За даними інституту фізіології АН України, до складу тіла дощових черв'яків входить велика кількість стимулюючих речовин стерелітів - від 16 до 73% [13]. Завдяки такій характеристиці його доцільно використовувати при локальному внесенні під сіль­ськогосподарські культури.

Удобрення біогумусом цінне й тим, що вирощена продукція практично не містить нітратів і важких металів. Найбільш доціль­не локальне внесення біогумусу, наприклад, при приготуванні горщиків для розсади овочевих і квітникових культур. Ефективне припосівне використання вермикомпосту під польові культури, але для цього необхідна попередня його грануляція і покриття поверх­ні гранул захисною плівкою, яка легко руйнується в ґрунті [10].

На протязі, 10-15 останніх років в Австралії, Італії, США, Франції, Японії і деяких інших країнах появились підприємства, що переробляють органічну сировину в добрива. Їх підтримує дер­жава, виділяючи дотації і кредити на вигідних умовах. В нашій країні розведенням дощових черв'яків і виробництвом біогумусу почали займатися кілька років назад, ініціатори вермикультивування - спеціалісти Івано-Франківського обл. об'єднання "Сільгоспхімія", вчені НАУ та інші.

В кінці травня 1992 р. в м. Івано-Франківську проводився другий Міжнародний конгрес з проблеми "Біоконверсія органічних відходів для підвищення родючості землі і одержання екологічно чистої сільськогосподарської продукції". В роботі конгресу брали участь вчені і виробничники з усіх регіонів Співдружності Неза­лежних Держав, а також з Англії, США, Іспанії та інших країн світу [13].

Не дивлячись на позитивні дії, роль органічних добрив в сільськогосподарській практиці лишається недооціненою. Таке відношення сільськогосподарських підприємств до власних достат­ків виробництва впливає не тільки на кількість і якість вироб­ляючих добрив, але й на спосіб і рівень їх застосування. Це нега­тивно діє на наслідки господарської діяльності, а також і на навколишнє середовище [14].

Від якості і кількості органічних добрив залежить родю­чість сільськогосподарських земель. В сучасних умовах, коли ґрунтові повертається лише 50-60% початкової кількості пожив­них речовин, земельні ділянки постійно збіднюються незамінними компонентами, які в процесі виробництва губляться [1,15].

В результаті цього землеробству щорічно наносяться великі збитки, які щорічно повторюючись постійно ростуть. Підвищення родючості ґрунту і підвищення його продуктивності являють со­бою довгий процес, який залежить не тільки від грунтово-кліматичних умов, але й в першу чергу від діяльності людини. І якраз в цьому напрямку маються значні недоліки, які при деяких обста­винах є основною причиною зниження потенціальної родючості, що інколи приводить до повної деградації ґрунтів [14].

Таким чином, перспективним шляхом використання екологічно-чистих органічних добрив тваринного та рослинного походження на наш погляд може бути їх попередня підготовка в грануляторі чи дражираторах з послідуючим внесенням в грунт за допомогою спеціальних робочих органів, які забезпечать безпосереднє їх внесення в грунт рівномірно як по ширині, так і по глибині ор­ного шару.

Дата добавления: 2014-10-23