Ефективне застосування рідких органічних добрив

У структурі органічних добрив значну частку займають безпідстилковий гній (ВРХ, свині) та послід. Згідно з ДСТУ 4884:2007 безпідстилковий гній (ВРХ, свині) та послід — це гній (послід) без підстилки з додаванням води або без неї. Залежно від вмісту сухої речовини розрізняють три види безпідстилкового гною (посліду): напіврідкий (8–14% сухої речовини), рідкий (3–8), гнойові стоки (менше 3%).

Є. Скрильник, д-р с.-г. наук, завлабораторії органічних добрив і гумусу,
ННЦ «Інститут грунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського»

На сьогодні вважаються екологічно небезпечними відходи промислового тваринництва та птахівництва (різні види безпідстилкового гною та посліду), що обумовлено здебільшого високою концентрацією тварин та птиці на обмеженій території та невигідністю далеких перевезень сильно розбавлених тваринницьких стоків. Зазвичай середній радіус перевезення рідкого гною або посліду становить 5–7 км. Це зумовлює систематичне внесення безпідстилкового гною на обмеженій території, що тягне за собою екологічні наслідки.
На сучасному етапі у сфері землекористування розрізняють предмети аграрного, земельного та екологічного права з визначенням права власності на землю, правил землекористування та юридичною відповідальністю за порушення природоресурсного та екологічного законодавства. Земельне право містить норми, що встановлюють правила екологічної безпеки та охорони земель як частини навколишнього середовища. Охоронні норми земельного права закріплюють вимоги щодо дотримання нормативів ГДК шкідливих речовин у грунті, екологічні вимоги до розміщення об’єктів, стимулюють виробника у справі захисту земель від ерозії та негативного впливу виробничої діяльності на якість землі. Все це необхідно враховувати у разі використання рідкого гною та посліду в аграрному секторі.
Відомо, що безпідстилковий гній (ВРХ, свині) та послід характеризуються низьким вмістом органічної речовини, біогенних елементів, незбалансованим співвідношенням N:P:K, високим інфекційним, інвазійним потенціалом, значним вмістом токсичних сполук (метану, скатолу, меркаптану, фенолів, крезолу, аміаку, сірководню тощо), які пригнічують ріст та розвиток рослин.
Одним з факторів, що обумовлюють низьку якість безпідстилкового гною (посліду), є надлишковий вміст технологічної води. Як правило, на свинокомплексах вологість стоків становить 98,3–99,1%. Зниження її лише на 1,5–2% дає змогу скоротити вихід безпідстилкового гною вдвічі та, відповідно, збільшити у ньому вміст біогенних елементів: азоту — від  0,08 до 0,15%; фосфору — від 0,035 до 0,07, калію — від 0,04 до 0,08% (табл. 1).
Одним із найпоширеніших способів переробки рідкого гною є розділення його на фракції — тверду та рідку, що містять різну кількість поживних речовин (табл. 2).
Хімічний склад посліду залежить від виду птиці, способу утримання і незначною мірою — від її віку (табл. 3).
Основна кількість поживних речовин зосереджена у твердій органічній фракції посліду. Тому розбавлення його речовинами з більш низьким вмістом поживних елементів або водою призводить до значного збільшення об’єму та зниженню його якісних показників. За кліткового утримання  птиці у послід додається технологічна вода, що спричинює 2–6-кратне розбавлення та пропорційне зниження у ньому концентрації поживних речовин (табл. 4).
Поживні речовини посліду перебувають у доступній формі, значна частина їх легко переходить у водну витяжку: калію — 75–100%, азоту — 30–75, фосфору — 3–47%. Розчинність їх значно підвищується під час зберігання та розбавлення водою.

Застосування рідкого безпідстилкового гною та посліду. Для безпідстилкового гною, який одержують на більшості ферм та комплексах промислового типу, застосовують такі технології:
гомогенізація (перемішування) рідкого гною за допомогою механічних пристроїв, вивезення та внесення його у грунт цистернами-розкидачами. Використовують в обмежених масштабах на невеликих фермах;
розподілення рідкого гною на тверду та рідку фракції за допомогою механічних пристроїв або у спеціальних відстійниках з подальшим використанням їх для удобрення і зрошувально-удобрювальних поливів. Рідка фракція дегельмінтизується і частково знезаражується у процесі відстоювання (освітлення), тверда — після біотермічної переробки;
біологічне очищення гнойових стоків у аеротенках з наступним використанням їх для удобрення і зрошувально-удобрювальних поливів.
У рідкому гної міститься значна кількість розчинених поживних речовин, відтак його дія на урожай сільськогосподарських культур вища, порівняно з підстилковим, а післядія — нижча (табл. 5). Понад половина азоту в рідких органічних добривах міститься у мінеральній формі, легкодоступній рослинам.

Рослини засвоюють фосфор із рідких органічних добрив значно краще, ніж із мінеральних. Калій також перебуває у легкодоступнїй формі. За ефективністю, головним чином за дією азоту, рідкі добрива займають проміжне положення між мінеральними та підстилковим гноєм. Вони  рівномірніше розподіляються в орному шарі грунту, ніж підстилковий гній.
У колообігу поживних речовин у системі грунт — рослина — тварина — грунт рідкі органічні добрива використовуються у більш короткий термін, ніж підстилковий гній. Цей колообіг може повторюватись два і більше разів у рік.
У зв’язку з меншою концентрацією поживних речовин у рідкому гної окупність 1 т його прибавкою врожаю нижча, ніж підстилкового. У середньому вона становить для 50 т/га рідкого гною 0,25 ц і для 25 т/га підстилкового — 0,44 ц зернових одиниць на 1 т добрив.
Результати польових дослідів свідчать про високу ефективність рідкого гною за умови внесення його в оптимальних нормах. Тільки завдяки його використанню є можливість підвищити врожаї зерна пшениці озимої на 0,08–0,13 т/га, кукурудзи, ячменю — на 0,08–0,12, вівса — на 0,07–0,10, коренеплодів буряків цукрових — на 0,70–1,00, буряків кормових — на 3,00–4,00, бульб картоплі — на 0,60–1,10 т/га. У разі використання рідкого гною у сівозмінах необхідно враховувати, що співвідношення С:N у ньому (за мінімального додавання води) дорівнює 1:5–10, що у три-п’ять разів вужче, ніж у підстилковому гної. У рідкій фракції вміст азоту (переважно аміачного) у декілька разів вищий, ніж вуглецю, особливо за тривалого зберігання (відстоювання). Тому рідкий гній та його рідку фракцію необхідно насамперед вносити під кормові культури (кукурудза на силос, буряки кормові тощо). У польових сівозмінах рідкий гомогенізований гній слід використовувати разом із пожнивними рештками та подрібненою соломою у нормі 250–300 кг/га за загальним азотом. Норми азоту в рідкому гної повинні бути регламентовані згідно з вимогами до умов живлення різних сільськогосподарських культур, високі норми рідкого гною слід використовувати почастково.
Рідкий гній вносять насамперед під просапні культури з тривалим періодом вегетації. Середні оптимальні норми рідкого гною та продуктів його переробки становлять для просапних культур і багаторічних злакових трав 200–300 кг/га загального азоту в добриві, для пшениці озимої та ярих зернових культур — 100–150, однорічних трав та злаково-бобових сумішок — до 200 кг/га. У разі використання помірних норм мінеральних добрив дозу рідкого гною зменшують приблизно на 30–50%. За використання рідкого гною можливо зменшення на 1/3 дози внесення азотних добрив. Середні норми рідкого гною можна використовувати на одній площі щороку. У такому разі вносять додатково мінеральні добрива, особливо азотні, а встановлену оптимальну норму рідкого гною зменшують на 30%.
У вітчизняній та зарубіжній літературі вказується на можливість використання у виняткових випадках безпідстилкового гною у дуже високих нормах. Однак необхідно мати на увазі, що різні культури неоднаково витривалі до високих норм гною. У деяких країнах в особливих одиничних випадках дозволяється використовувати максимальні норми загального азоту у безпідстилковому гної: під багаторічні злакові трави зі зрошенням — 800 кг/га, без зрошення — 600, під буряки кормові, кукурудзу на силос — 540–600, кукурудзу на зерно — 420, буряки цукрові технічні — 400, картоплю продовольчу — 300, кормову — 360, злаково-бобові сумішки — 420 кг/га. Використовуючи такі високі дози, річну норму необхідно застосовувати не менше ніж у два строки за умови рівномірного внесення приблизно однакової кількості гною. При цьому не можна вносити додатково азотні добрива.
З метою зниження витрат на зберігання рекомендується використовувати рідкий гній протягом року: наприкінці літа та восени — по стерні, подрібненій соломі під зяблеву оранку, пізно восени та взимку — на рівних ділянках, неораних полях по мерзлому грунту або снігу (завглибшки до 20 см), навесні — під дискове боронування, влітку — після укосів багаторічних трав та збирання парозаймаючих культур, а також під пожнивні культури. Оптимальний строк основного внесення безпідстилкового гною на суглинкових та глинистих грунтах — кінець літа та осінь, на піщаних та супіщаних — навесні (під передпосівну культивацію). За узагальненими даними наукових установ, прибавка врожаю від внесення безпідстилкового гною під зяб становила 31% (до контролю), по снігу — 27 і навесні — 42%. Внесення безпідстилкового та підстилкового гною взимку за дією на врожай іноді поступається своєчасному внесенню його під основний обробіток грунту (табл. 6).
Встановлено, що на суглинкових грунтах дія рідкого гною на врожай сільськогосподарських культур за всіма строками застосування однакова. На легкосуглинкових та супіщаних грунтах ефективніше внесення гною навесні.Використання по мерзлому грунту може викликати значні втрати поживних речовин з поверхневим стоком — азоту до 20%, фосфору — 12 і калію — 14% від вмісту цих елементів у гної.
Норми внесення рідкого посліду значно вищі, ніж підстилкового, але застосування його в еквівалентних кількостях за поживними речовинами рівноцінне підстилковому. Так, після внесення рідкого посліду прибавка у ланці сівозміни пшениця озима — однорічні трави — ячмінь становила 0,168 т/га зернових одиниць, підстилкового — 0,149; у ланці ячмінь — однорічні трави — ячмінь — відповідно 0,184 і 0,214 т/га. Оптимальні норми для основних сільськогосподарських культур на чорноземних грунтах становлять: 20–25 т — під озимі та ярі зернові культури, 60–80 — під зернову та силосну кукурудзу, технічні та кормові культури, 20–25 — під однорічні трави і 10–15 т — для підживлення багаторічних трав навесні. Норми можуть значно варіювати залежно від вологості посліду. За впливом на врожай культур ланки сівозміни у перший рік рідкий послід поступається дії мінеральних добрив на 12%, у наступні роки ефективність його підвищується.
У дослідах встановлено, що використання рідкого посліду в оптимальних нормах позитивно впливає на якість продукції: вміст сирої клітковини у зерні пшениці озимої підвищується на 3–5%, білка — на 0,4–1,6, білка у зерні кукурудзи — на 1,3%, у коренеплодах буряків цукрових навіть на п’ятому році післядії вміст цукру зростав на 1,6–2,2%.
Післядія рідкого гною залежить від норм внесення: за низьких вона проявляється до трьох років, оптимальних — до п’яти і більше, за підвищених — понад п’ять років.
Відомий спосіб мульчування грунтів рідким гноєм. Тверда фракція цього гною затримується некапілярними порами поверхневого шару грунту, а рідка, яка містить колоїди та розчинні органічні речовини, просочується у нижні шари. При цьому на поверхні грунту після висихання рідкого гною утворюється кірка, яка пропускає повітря та воду і стійка до ерозійного впливу вітру. Одночасно кірка на поверхні грунту істотно утруднює та зменшує втрату з нього води внаслідок випаровування. Для захисту грунту від вітрової ерозії рекомендується вносити як мульчу знижені дози рідкого гною: за суцільного обробітку поля — по 12–15 т і по 7–9 т/га — за смугового. Смуговий обробіток рекомендується застосовувати на полях з некарбонатними грунтами середнього та важкого гранулометричного складу, відносно стійкими до вітру, а суцільний — на карбонатних та легких за гранулометричним складом грунтах. Зі збільшенням доз внесення рідкого гною його грунтозахисна ефективність підвищується і вітрова ерозія грунту практично унеможливлюється. Слід пам’ятати, що вологість рідкого гною не повинна перевищувати 90%, інакше він не забезпечуватиме необхідної протиерозійної стійкості грунту.

Таким чином, використання різних фракцій безпідстилкового гною або посліду як органічних добрив потребує науково обгрунтованого підходу:
по-перше, за систематичного та надлишкового внесення безпідстилкового гною відбуваються процеси погіршення грунтової родючості. У грунтовому поглинальному комплексі збільшується кількість одновалентних катіонів (амонію, калію, натрію), які здатні витискувати з нього у грунтовий розчин найважливіші для грунтоутворювального процесу двовалентні катіони, насамперед кальцію і магнію. Витіснення кальцію обумовлює більш високу рухомість водорозчинних форм гумусу, які мігрують до рівня грунтових вод. Переважання одновалентних катіонів у грунтовому профілі — прямий шлях до засолення грунту та погіршення його фізичних властивостей, що також визначає рівень його ефективної родючості, а на кислих грунтах — до подальшого підкислення грунтового розчину;
по-друге, надлишкове накопичення у грунті органічних фосфатів може спричинити небажане явище зафосфачювання грунту, що призводить до переведення у нерозчинні форми заліза та низки інших макро- і мікроелементів, які відіграють значну роль у процесах фотосинтезу. На таких грунтах спостерігається масовий хлороз рослин та зниження продуктивності культур. Фосфор, попадаючи з поверхні грунту у відкриті водоймища, є головною причиною їхньої евтрофікації;
по-третє, невикористаний рослинами азот є прямим джерелом нітратного забруднення грунтових вод;
по-четверте, за високих навантажень безпідстилкового гною на одиницю площі уповільнюються процеси самоочищення грунту від патогенної мікрофлори та гельмінтів. У звичайних умовах грунт є найкращим «санітаром» і процеси самоочищення його відбуваються за два-три місяці;
по-п’яте, надлишок нітратів у грунті обумовлює інтенсивне поглинання їх рослинами, які не встигають синтезувати ці нітрати у білкову молекулу і накопичують у вільному стані. Корм з високим вмістом нітратів викликає отруєння тварин. 