Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Роль и значение органических удобрений 6
1.2. Состав, свойства и эффективность использования птичьего помета 8
1.3. Влияние органических удобрений на урожай и качество хлопка-сырца 18
2. Условия и методика проведения исследований
2.1. Характеристика почв опытных участков 22
2.2. Климатические условия 25
2.3. Методика полевых и лабораторных исследований 32
3. Экспериментальная часть
3.1. Агрохимическая и микробиологическая характеристика свежего птичьего помета 43
3.2. Влияние птичьего помета и минеральных удобрений на динамику подвижных элементов питания в почве 45
3.2.1. Динамика минерального азота 45
3.2.2. Динамика подвижного фосфора 57
3.3.1. Динамика обменного калия 60
3.3. Действие птичьего помета и минеральных удобрений на микробиологическую деятельность почвы 62
3.4. Динамика высоты главного стебля и накопление сухих веществ хлопчатником 69
3.5. Влияние совместного внесения птичьего помета и минеральных удобрений на содержание азота, фосфора и калия в органах хлопчатника 76
3.5.1. Диагностика питания растений в фазу бутонизации 83
3.5.2. Уравнение зависимости урожая хлопка-сырца от содержания общего азота, фосфора в листьях хлопчатника по фазам развития 84
3.6. Влияние птичьего помета и минеральных удобрений на урожай и технологические качества хлопка-сырца 88
3.6.1. Урожай хлопка-сырца 88
3.6.2. Технологические свойства 92
3.7. Накопление, распределение азота, фосфора и калия в растениях и их вынос хлопчатником 94
3.7.1. Накопление питательных веществ 94
3.7.2. Распределение элементов питания по органам хлопчатника 99
3.7.3. Баланс азота, фосфора и калия в системе почва - растение 102
3.8. Экономическая эффективность пршленения птичьего помета и минеральных удобрений под хлопчатник.. 106
Рекомендации производству 113
Список использованной литературы 114
Приложение
- Состав, свойства и эффективность использования птичьего помета
- Влияние органических удобрений на урожай и качество хлопка-сырца
- Методика полевых и лабораторных исследований
- Влияние птичьего помета и минеральных удобрений на динамику подвижных элементов питания в почве
Введение к работе
В Директивах ХХУІ съезда КПСС и в Продовольственной программе по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 годы отмечено, что в области сельского хозяйства задача состоит в том, чтобы увеличить среднегодовой объем производства сельскохозяйственной продукции, по сравнению с предыдущей пятилеткой на 12-14$.
В условиях Средней Азии и, в том числе Таджикистана, главным фактором, обеспечивающим рост урожайности сельскохозяйственных культур, является повышение плодородия почвы путем подъема общей культуры земледелия, применение, органических и минеральных удобрений.
В решениях партии и правительства особое внимание уделено также росту производства хлопка-сырца. Намечено обеспечить среднегодовой сбор хлопка-сырца в стране за пятилетку не менее 9,2-9,3 млн.тонн, а по Таджикистану - 910-920 тыс.тонн. Ставится задача по улучшению технологических качеств хлопка-сырца и выхода волокна.
Химизация земледелия в настоящее время обеспечила значительное увеличение урожаев и валовых сборов хлопка-сырца, однако потребности хлопководства в минеральных удобрениях полностью не удовлетворяются.
Органические удобрения в земледелии нашей страны играют очень важную роль, так как, кроме основных элементов питания (азота, фосфора, калия), содержат и микроэлементы; обогащают почву органическим веществом; активизируют микробиологическую деятельность в почве; увеличивают концентрацию углекислого газа; улучшают физические свойства почвы. Одним из таких быстродействующих и концентрированных органических удобрений является птичий помет.
Укрупнение птицеводческих хозяйств и их перевод на промышленную основу выдвигает проблему накопления, удаления, переработки и утилизации огромного количества помета. В настоящее время в хозяйствах нашей страны ежегодно накапливается более 45-50 млн.тонн сырого помета.
В Таджикистане имеется II птицефабрик, где содержится более 4,5 млн.птиц, и они в основном расположены в зоне хлопководческих хозяйств. Ежегодно накапливается около 200000 тонн сырого помета, что эквивалентно II200 тоннам аммиачной селитры, 16000 тоннам простого суперфосфата и 1500 тоннам хлористого калия. Накопление большого количества помета представляет актуальную проблему как с точки зрения его использования в качестве удобрения, так и с точки зрения охраны окружающей среды.
В перспективе строительство новых птицефабрик получит дальнейшее развитие. В связи с этим, проблемы, связанные с утилизацией помета, приобретут еще большую остроту.
До настоящего времени не были изучены сроки, способы использования этого ценного удобрения под хлопчатник и,поэтому,оно не получило широкого применения в зоне хлопководства. В дальнейшем при увеличении поголовья птиц в республике и накопления птичьего помета в больших количествах мы поставили задачу - изучение приемов эффективного его использования под хлопчатник в условиях Гиссарской долины.
Состав, свойства и эффективность использования птичьего помета
В природе трудно найти другой такой концентрат как птичий помет, который содержал бы азот, фосфор, калий и другие макро-и микроэлементы в доступной для растений форме (Иванов В., 1974).
Куриный помет при влажности 62-81% имеет следующую агрохимическую характеристику: содержание общего азота 0,7-2,5$; аммиачного - 0,3-0,5$; общего фосфора - 1,5-2,4$; общего калия - 0,8-0,9$. Эти данные показывают, что куриный помет является наиболее богатым по содержанию азота, фосфора и калия. В нем, кроме основных элементов питания, содержится 0,2$ М , 0,008$ Си, 0,004$ Мп, 0,0026$ , 0,08$ Со, 0,614$ Мо, 0,05$ В, 30,2-35,6$ сырого протеина, 33-40$ БЭВ, 12,3-14,3$ сырой клетчатки, 3,4-5,0$ жира, 11,5-16,6$ золы. Общая схема химического состава птичьего помета приводится на рис.1. Желудков Н.А. (1959) tОеггу/я&л С. (1966) считают, что химический состав птичьего помета может варьировать в зависимости от кормового рациона, способа содержания птиц и их возраста, породы, живого веса, содержания влаги и способа хранения помета.
Многие исследователи считают, что при подсчете выхода помета надо исходить из того, что ежедневная норма выделяемого помета равна удвоенной норме потребленного в этот промежуток времени корма, данные о среднесуточном выделении птичьего помета в зависимости от вида и возраста птиц приводятся в табл.1.
В помете питательные вещества находятся в легкорастворимой форме, поэтому при хранении происходят большие потери этих веществ. По данным ряда исследователей во время хранения помета теряется от 30 до 75$ азота в виде минеральных форм (J/rZ.,I957; Желудков, 1959; Бодрова Е.М. и Озолина З.Д., ЩЬ; Jietgen., 1967; Малофеев В.И., Иванов И., 1971; Шетап/ ІШ; Янчев А., Настагунин И. и др., 1973;Рей/ыс О., 1973; Бачило Н.Г., Вало-вецА.А., 1976; Ефремов В.Ф., Слизовская Н.А., 1976; J ctciUft wj. и др., 1977; &і&А , 1980).
При хранении помета происходят большие потери азота, поэтому основным вопросом, определяющим способ хранения помета, является сохранение азота в нем и уменьшение его потерь. Бачило Н.Г. и Раловец Н.А. (1976) отмечают, что при добавлении к помету Ъ% фосфогипса потери органического вещества уменьшаются на 28,8$, а азота - на 9,9$. Они показывают, что смешивание помета с 5% суперфосфатом приводит к сохранению азота в течение 3 месяцев. Это положение подтверждается в работах Бодровой Е.М. и Озолиной З.Д. (1961, 1965), Ефремова В.Ф., Слизовской Н.А. (1972).
Sooce/r, (1980) рекомендует компостирование птичьего помета с древесными опилками, f/utzu/i -n.(j ffi) путем экономического расчета установили, что наиболее эффективным при использовании птичьего помета является аэробная переработка по сравнению с обезвоживанием его.
Хранение и внесение в почву свежего птичьего помета затрудняется из-за плохих физических свойств этого удобрения. Кроме того, он имеет неприятный запах, большое количество семян сорняков и микроорганизмов, среди которых нередко встречаются возбудители инфекционных болезней человека и сельскохозяйственных животных.
Для устранения неблагоприятных физических свойств в мировой и отечественной практике применяют метод высушивания птичьего помета.
Сушку птичьего помета в настоящее время проводят в Англии, США., ФРГ, Италии и Японии. На нескольких птицефабриках нашей страны этот способ также внедрен. Для сушки применяют барабанные сушилки. В процессе сушки теряется неприятный запах, погибают гельминты и семена сорных растений (Малофеев В., Лебедева Н., 1972). Основные способы суппси птичьего помета приводятся на рис.2.
При сушке помета температура доходит до 700С, что способствует сохранению в нем азота, так как происходит быстрая сушка, помет не успевает разложиться до образования летучих форм азота. (Бодрова Е.М., Озолина З.Д., 1965). Бугаев В.Л., Нестерович И.А., (1973), Малофеев В.Ф., Лебедева Н. (1972) и др. указывают, что при сушке помета содержание элементов питания на абсолютно сухое вещество не изменяется, а на валовое - увеличивается в 2,5-3 раза. (1 5) считает, что при сушке вес помета уменьшается в 2,5 раза, а общие потери азота не превышают 3-5$.
Влияние органических удобрений на урожай и качество хлопка-сырца
Органические удобрения положительно влияют на основные показатели почв и, тем самым, повышают урожайность сельскохозяйственных культур. В СССР для определения эффективности применения органических удобрений в сочетании с минеральными обобщены 169 опытов с 19 культурами. Прибавка урожая по навозу в СССР -9,8 ц/га зерновых единиц, а за рубежом проведено 10 полевых опытов - 13,1 ц/га зерновых единиц, по минеральным удобрениям соответственно - 10,1 ц/га и 14,3 ц/га. В среднем при раздельном внесении навоза в СССР прибавка урожая составила 10,1 и за рубежом - 13,7 ц/га зерновых единиц, а при совместном внесении соответственно 12,0 и 9 ц/га зерновых единиц (Мамченков И.П., Васильев В.А., 1972).
Об эффективности внесения органических удобрений под хлопчатник свидетельствуют обстоятельные работы Мадраимова И.Н. (1939), Жорикова Е.А. (1939), Кудрина С.А. (1947), Мухановой В.Л. (1950), Скрябина Ф.А. (1954,1962,1970), Чуманова Я.И. (1957), Белоусова М.А. (I960, 1969), РзаеваИ.Т., Ибрагимова А.Д. (1972), Акчури-ной ЇЇ.А. (1972), Акрамова Ю.А. (1978), Мали Е.А. (1978), Сушеницы Б.А., Каримова М.К. (1979).
Начинателем направления по исследованию органических удобрений в подкормку был Жориков Е.А. (1948), который показал в лабораторных условиях, что после внесения органо-минеральной смеси в почву, минеральные соединения азота и фосфора поглощаются микроорганизмами и только через 30-45 дней становятся доступными для питания растений. В полевом опыте при внесении органо-минеральной смеси в фазу бутонизации урожай хлопчатника сентябрьских сборов увеличился на 6-8%, а внесение этой смеси в фазу цветения не оказало влияния на урожайность. Шаповалова М.П. (1970) изучила влияние органо-минеральной смеси при внесении ее в период бутонизации и цветения и установила, что в первом случае прибавка составила 2,3, а во втором - 1,3 ц/га. Установлено, что при внесении органо-минеральной смеси на типичном сероземе в фазу бутонизации хлопчатника было получено 2,57 ц/га и в фазу цветения -1,38 ц/га прибавки хлопка-сырца.
Султановым А.С.(1959) было установлено, что применение смеси органо-минералышх удобрений на типичном сероземе в фазы 3-4 настоящих листочков и бутонизации дало прибавку урожая хлопка-сырца от 1,7 до 3,2 ц/га.
Торопкина А.П. (1955) внесением органо-минеральной смеси на типичном сероземе в фазы 2-4 настоящих листочков и бутонизации получила 1,6-1,8 ц/га дополнительного урожая, но при внесении во время 2-4-х настоящих листочков, бутонизации и цветения урожай был на 1,0 ц/га ниже, чем на контроле.
Юдин А.В. (1955) на темном сероземе в условиях Киргизии при внесении органо-минеральной смеси в фазы 2-4 настоящих листочков и бутонизации получил 3,4-5,2 ц/га дополнительного урожая, А Рылов А.Н. (1954) в условиях Казахстана - 1,6 ц/га.
Внесение удобрений является мощным фактором повышения урожайности. В настоящее время ученые ищут пути получения высокого урожая с первосортным волокном. При использовании хлопкового волокна большое экономическое значение имеет его технологические качества. Основными свойствами волокна хлопчатника являются тонина, крепость, длина и разрывность нити. Для сорта Ташкент-1 характерны следующие технологические качества: волокно - белое; выход волокна - 36-38$; штапельная длина - 32-33 мм; линейная плотность - 182 м; текс - (5490):, разрывная нагрузка - 4,62 г/с;, относительная разрывная нагрузка - 25,2 текс; семена опушены светло-серым подпушком; масса 1000 шт. семян - 120-130 г.
Технологические свойства изменяются в зависимости не только от наследственных особенностей видов и сортов хлопчатника, но, в известной мере, и от условий внешней среды - почвенно-климатичес-ких условий, агротехники. Зная специфическое действие тех или иных факторов, в частности систем агротехнических приемов, можно сознательно направить развитие волокна.
Методика полевых и лабораторных исследований
Схема полевого опыта с хлопчатником включала варианты, с помощью которых выясняли: - дозы применения жидкого птичьего помета в подкормку хлопчатника; - определить наиболее оптимальное соотношение между минеральными удобрениями и птичьим пометом. Схемы полевых опытов представлены в таблицах 2.5 и 2.6. Было заложено 3 полевых опыта по единой схеме, на одинаковых участках по агрохимическим свойствам почвы (табл.2.3). Опыт был развернут в пространстве. В 1981 году схема опыта включала 10 вариантов. В 1982 г. после консультации с сотрудниками ВИУА игл. Д.А.Прянишникова был добавлен еще один вариант (вариант 8). Годовая норма %8cfl20%0 это х03ЯИСТвенная норма внесения минеральных удобрении. Опыты были заложены по методике Всесоюзного НИИ хлопководства (СоюзНИХИ). Посевная площадь делянки на всех опытах была 480 иг, а учетная в опыте В I - 120 м , в опыте № 2 и 3 по 96 г. Предшественник - хлопчатник. Из минеральных удобрений были использованы карбамид, суперфосфат и хлористый калий. Повторность опыта - 4-х кратная. Объект исследования - среднево-локнистый хлопчатник сорта Ташкент-1. Технология возделывания -общепринятая в данной зоне по рекомендации МСХ республики. В основные периоды развития растений отбирались почвенные образцы для определения минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия. Смешанные почвенные образцы во время вегетации брались с 20 точек каждой делянки.
Для изучения биологической активности почвы по сезонам из 3-5 точек стерильным буром отбирались почвенные образцы с глубины 0-30 см. Анализы проводились в лаборатории микробиологии научно-исследовательского института почвоведения Таджикской ССР по общепринятым методикам. Определяли: количество неспорообразующих:::: аммонифицирующих бактерий на мясо-пептонном агаре, спорообразующих на МПА+СА (сусло-агар 1:1), микроскопических грибах на агаре Чапека, азотобактер - на агаре Эшби, актиномщеты на крахмало-ам-миачном агаре (КАА). По фазам развития растений проводилось измерение высоты главного стебля и отбирались растительные образцы для определения биомассы и содержания общего азота, фосфора, калия. При этом с каждой делянки отбирались в фазу бутонизации по 10, в фазу цветения по 5 и в фазу созревания по 5 типичных растений. Затем разделяли их по органам, доводили до воздушно-сухого состояния. Густоту стояния хлопчатника определяли путем подсчета общего количества растений на делянке. Густота стояния хлопчатника после прореживания была 100, а перед уборкой 96 тысяч на I гектар. Урожай хлопка-сырца собирали вручную. Статистическую обработку полученных результатов проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1979). Экономическую эффективность применения удобрений определяли методом Баранова Н.Н. (1974). В почвенных образцах определяли: 1. Гумус по Тюрину. 2. Общий азот и фосфор мокрым озолением почвы смесью серной и хлорной кислот по Мещерякову. 3. Подвижный фосфор по Мачигину. 4. Обменный калий в 1%-углеаммонийной вытяжке с последующим определением на пламенном фотометре. 5. Нитратный азот методом Грандвальд-Ляжу и аммиачный азот - реактивом Несслера. 6. Механический состав методом їшпетки"по Качинскому. 7. Полный анализ солевого состава водной вытяжки - общепринятыми методами.
Влияние птичьего помета и минеральных удобрений на динамику подвижных элементов питания в почве
Прянишников Д.Н. и его ученики установили, что в питании растений роль нитратного и аммиачного азота одинакова. Наиболее подвижной, особенно в условиях орошения, является хорошо растворимая в воде нитратная форма азота (Кудрин С.А., 1947; Жориков Е.А., 1950). В связи с тем, что в условиях сероземной зоны Средней Азии формирование почв происходит под воздействием повышенных температур и незначительного количества осадков, они характеризуются низким содержанием органических веществ и весьма выраженной потенциальной энергией нитрификационного процесса (Жориков Е.А., 1948; Белоусов М.А., I960; Протасов Б.П., 1952,1961; Скрябин Ф.А., 1970). В этих почвах происходит быстрое окисление органического азота до азотной кислоты и незначительное накопление промежуточных продуктов (Жориков Е.А., 1948; Скрябин Ф.А., 1970). Основное количество нитратного азота в почве концентрируется в пахотном горизонте (Жориков Е.А., 1949). Внесение различных форм азотных удобрений приводит к образованию большого количества нитратного азота, обладающего свойством перемещаться в глубокие слои почвы под влиянием орошения и подниматься капиллярными силами на поверхность почвы (Жориков Е.А., 1949,1950; Кудрин С.А., 1947; Протасов П.В., 1961; Белоусов М.А., I960; Муханова В.А., 1957). Поэтому во второй половине лета на поверхности почвы и на гребнях рядков накапливается 60-80% нитратов от общего содержания в корнеобитаемом слое почвы, что приводит к ограничению использования их растениями (Жориков Е.А., 1949; Мачигин Б.П., 1957; Умаров А.А., 1968).
Жориков Е.А. (1948), Муханова В.А. (1957), Скрябин Ф.А. (1970) установили, что применение органических удобрений в период вегетации хлопчатника приводит к микробиологическому поглощению подвижных форм азота, вследствие чего уменьшается содержание их в почве. Это требует выяснения соотношения органических и минеральных удобрений в подкормку хлопчатника.
Скрябин Ф.А. (1970) отмечает, что уменьшение количества азота в почве происходит под влиянием следующих факторов: временное биологическое поглощение минеральных соединений азота; вымывание нитратного азота из корнеобитаемого слоя; денитрификация, а также использование растениями. Степень микробиологического поглощения находится в прямой зависимости от соотношения С:А/ во вносимых органических удобрениях (Жориков Е.А., 1949; Белякова Л.П., 1956; Скрябин Ф.А., 1970).
По сравнению с нитратным аммонийный азот в сероземных почвах содержится в очень незначительном количестве и это особенно заметно летом (Кудрин С.А., 1947; Жориков Е.А., 1949; Чумаков Я.И., 1953; Мачигш Б.П., 1957; Белоусов М.А., I960; Протасов П.В.Д96І); В летний период нитрификация аммиачных соединений в сероземных почвах происходит за 10-15 дней (Жориков Е.А., 1949; Акчурина Н.А., 1957). Внесение полуразложившегося навоза в поздние сроки вызывает уменьшение подвижного азота, но внесение перепревшего навоза не только в ранние сроки, но и во вторую подкормку, может вызвать уменьшение усвояемого азота (Жориков Е.А., 1950; Султанов А., 1959; Скрябин Ф.А., 1970).
Для определения влияния совместного внесения птичьего помета с минеральными удобрениями и помета отдельно на агрохимические свойства почвы были проведены анализы почвенных образцов на содержание нитратного и аммонийного азота в течение вегетации хлопчатника во все годы исследований. Для характеристики подвижных форм элементов питания приводятся результаты исследований 1982 г. Результаты исследований за 1981 и 1983 гг. приводятся в приложении.
Результаты наших исследований показали, что на контрольном варианте, где не вносились удобрения по всем срокам определения, наблюдалось низкое содержание минеральных форм азота (табл.3.3 и рис.3.1). Содержание нитратного азота в почве весной было низким, к лету оно увеличивалось и опять снижалось осенью. Содержание же аммонийного азота, наоборот, весной было более высоким, летом снижалось, а осенью наблюдалась некоторая тенденция к увеличению.
