Из всех видов органических удобрений первое место по значимости занимает навоз, высокая эффективность которого доказана многовековой историей применения. Современные исследования подтверждают его разностороннее положительное влияние на почву и сельскохозяйственные культуры. Это огромный ресурс пополнения гумуса, а значит, залог повышения плодородия почвы и улучшения ее физико-химических свойств. На этом фоне значительно возрастает эффективность минеральных удобрений.
Из элементов питания, содержащихся в кормах, в составе навоза в почву возвращается 70–90% азота, до 70–80% фосфора, 80–90% калия, 80–95% кальция и 40–50% органического вещества.
Высокое содержание гумуса улучшает и физико-механические свойства почвы. В частности, снижается коэффициент внешнего трения почвы по различным поверхностям. Прирост органического углерода на 0,1% уменьшает плотность почвы на 0,01 г/см3. А это значит, что снижается удельное сопротивление рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин, следовательно, ниже расход топлива на выполнение соответствующих операций. (К сожалению, этот эффект не учитывается в расчетах экономической эффективности применения удобрений.)
Следует помнить, что, наряду с достоинствами, навоз, как сложная органоминеральная система, включает в себя экологически опасные вещества. В 1 мл свежих навозных стоков содержится до 108 аэробных и 107 анаэробных видов бактерий, из которых 6×105 относятся к энтеробактериям. Таким образом, животноводческие комплексы являются крупными источниками загрязнения поверхностных и грунтовых вод, почвы, воздуха и сельхозпродукции. Известные технологии удаления, накопления и утилизации навоза, получаемого на животноводческих комплексах, с экологической точки зрения, крайне несовершенны.
Расчеты возможной заготовки органических удобрений показывают, что с учетом имеющегося поголовья скота на 01.01.2010 г., годовой выход экскрементов составляет 39,4 млн тонн. При сложившейся системе содержания животных в сельскохозяйственных организациях, по данным РУП «Институт почвоведения и агрохимии», республике для подстилки необходимо 4500 тыс. тонн соломы и 2860 тыс. тонн торфа для компостирования с полужидким навозом. Ежегодно на почвы пахотных земель республики можно вносить 46,8 млн тонн навоза и компостов, или 10 тонн на 1 га пашни.
Внесение органических удобрений в оптимальных дозах имеет высокую агрономическую эффективность. Так, нормативная прибавка урожая от 1 т навоза для озимых зерновых составляет 25 кг зерна, картофеля – 105 кг клубней, сахарной свеклы – 125 кг корнеплодов, кормовых корнеплодов – 200 кг корней, кукурузы на силос – 190 кг зеленой массы, всех культур на пашне – 30 к.ед.
Поэтому в качестве органических удобрений должны максимально использоваться все виды навоза, солома, торф, органические отходы промышленных предприятий. Особое внимание следует уделить применению в качестве удобрения полужидкого навоза. Его годовой выход составляет около 10 млн тонн. Специфические физико-механические свойства полужидкого навоза, отсутствие комплекса машин делают практически невозможным его внесение в почву. Наиболее распространенным и приемлемым способом утилизации полужидкого навоза и помета является производство на их основе компостов с использованием различных влаговпитывающих материалов.
Компосты, полученные биологическими, биотермическими или химическими способами, а иногда и просто смешиванием отдельных видов и форм удобрений, перспективны по многим причинам. Дополнительные затраты на подготовку компостов окупаются высоким чистым доходом в сравнении с раздельным внесением отдельных компонентов. Компостирование позволяет увеличить выход органических удобрений, повысить агроэкономическую эффективность. Компостирование разрешает регулировать и улучшать состав органических удобрений до внесения их в почву, улучшать химические, физические и биологические свойства органического сырья. Перевод основного компонента компостов – полужидкого навоза в более благоприятную по физическим свойствам форму обеспечивает переход на подготовку удобрения и внесение его в почву по технологии для твердых органических удобрений с помощью наиболее распространенных машин. Это, в свою очередь, обеспечивает более своевременное и высококачественное внесение удобрения в почву и сокращение потерь из него органического вещества и азота. В результате компостирования и биотермической подготовки компоста достигается гибель основной массы жизнеспособных семян сорных растений. В навозе семена сорных растений значительно вредоноснее семян, уже имеющихся в почве, так как питательные элементы навоза обеспечивают им ускоренный рост и развитие. Семена сорняков, внесенные с навозом, сохраняют всхожесть 10 лет и более, поэтому однократное внесение засоренного навоза создает предпосылки для засорения сельскохозяйственных культур в последующие годы.
В процессе компостирования происходит нагревание массы до температур, при которых семена сорных растений теряют всхожесть, что позволяет свести к минимуму потери, повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
Компостирование навоза, торфа, соломы, различных отходов хотя и практикуется в республике с 80-х годов прошлого века, однако делается без глубокого научного обоснования, без применения специальной техники; с использованием, в основном, бульдозера и погрузчика. В результате процесс компостирования растягивается более чем на полгода, происходят огромные потери азота, не достигается необходимый температурный режим для разложения компонентов компоста, не устраняются гнилостные зоны в глубине бурта. Вследствие этого не происходит потеря всхожести семян сорных растений, и, таким образом, не достигается ожидаемый экономический эффект.
Для компостирования необходима специальная техника: аэраторы-смесители торфонавозных компостов, которых в республике в данное время нет. Они позволят осуществить перемешивание компонентов компоста и формирование бурта заданной формы и размеров, что благоприятно скажется на условиях созревания компоста, в результате сроки его приготовления сократятся как минимум на 20–30 дней.
Для обработки компостных буртов в РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» разработан аэратор-смеситель АСК-4,5. Он представляет собой прицепную машину с рамой арочного типа. В 2010 году аэратор-смеситель АСК-4,5 успешно прошел государственные приемочные испытания в ГУ «Белорусская МИС».
Использование данных аэраторов-смесителей позволит готовить качественные органические компосты при сокращении сроков их биотермического созревания до 1,5–2 месяцев, что в конечном итоге будет способствовать повышению содержания гумуса в почве и существенному увеличению урожайности зерновых и других сельскохозяйственных культур.
Леонид СТЕПУК, д.т.н., профессор,
Петр БЕГУН, инженер,
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»;
Таисия СЕРАЯ, к.т.н., РУП «Институт почвоведения и агрохимии»