У структурі органічних добрив значну частину займають безпідстилковий гній (ВРХ, свині) та послід. Згідно ДСТУ 4884 безпідстилковий гній (ВРХ, свині) та послід – це гній (послід) без підстилки з додаванням води або без неї.
Залежно від вмісту сухої речовини розрізняють 3 види безпідстилкового гною (посліду):
- напіврідкий (8 – 14% сухої речовини);
- рідкий (3 – 8%);
- гнойові стоки (менше 3%).
На цей час вважається екологічно небезпечними відходи промислового тваринництва та птахівництва (різні види безпідстилкового гною та посліду), що обумовлено у багатьох випадках високою концентрацією тварин та птиці на обмеженій території та невигідністю далеких перевезень сильно розбавлених тваринницьких стоків. Звичайно середній радіус перевезення рідкого гною або посліду становить 5 – 7 км. Це змушує до систематичного 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 природо-ресурсного та екологічного законодавства. Земельне право містить норми, що встановлюють правила екологічної безпеки та охорони земель як частини навколишнього природного середовища. Охоронні норми земельного права закріплюють вимоги з дотримання нормативів ГДК шкідливих речовин у ґрунті, екологічні вимоги до розміщення об’єктів, стимулюють виробника у справі захисту земель від ерозії та негативного впливу виробничої діяльності на погіршання якості землі. Все це необхідно враховувати у разі використання рідкого гною та посліду в аграрному секторі.
Відомо, що безпідстилковий гній (ВРХ, свині) та послід характеризується низьким вмістом органічної речовини, біогенних елементів, незбалансованим співвідношенням N (азот), P (фосфор), K (калій), 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 існуючих свинокомплексах вологість стоків складає 98,3 – 99,1%. Зниження вологості лише на 1,5 – 2% дозволяє скоротити вихід безпідстилкового гною вдвічі, відповідно збільшити у ньому вміст біогенних елементів: азоту – з 0,08 до 0,15%; фосфору – з 0,035 до 0,07%, калію – з 0,04 до 0,08%.
Таблиця 1: Вміст води та основних елементів живлення у рідкому гної та гнойових стоках, %
| Додавання води за добу з розрахунку на 1 умовну голову, л | Вода | Гній | |||||
| Великої рогатої худоби | Свиней на відгодівлі | ||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | ||
| 21-30 | 92,1-92,5 | 0,41 | 0,20 | 0,25 | 0,52 | 0,25 | 0,26 |
| 31-40 | 92,6-93,0 | 0,38 | 0,18 | 0,22 | 0,48 | 0,23 | 0,24 |
| 41-50 | 93,1-93,5 | 0,34 | 0,18 | 0,20 | 0,45 | 0,23 | 0,23 |
| 51-60 | 93,6-94,2 | 0,32 | 0,17 | 0,19 | 0,42 | 0,21 | 0,20 |
| 61-80 | 94,3-95,0 | 0,30 | 0,16 | 0,19 | 0,38 | 0,18 | 0,19 |
| 81-100 | 95,1-95,6 | 0,30 | 0,16 | 0,19 | 0,34 | 0,16 | 0,17 |
| 101-130 | 95,7-96,6 | 0,27 | 0,14 | 0,17 | 0,31 | 0,16 | 0,16 |
| 131-160 | 96,7-97,1 | 0,23 | 0,14 | 0,13 | 0,27 | 0,14 | 0,13 |
| 161-200 | 97,2-97,6 | 0,20 | 0,11 | 0,12 | 0,23 | 0,11 | 0,12 |
| 201-250 | 97,7-98,2 | 0,18 | 0,09 | 0,11 | 0,21 | 0,10 | 0,10 |
| 251-300 | 98,3-98,6 | 0,15 | 0,08 | 0,08 | 0,18 | 0,09 | 0,10 |
| 301-350 | 98,7-99,0 | 0,12 | 0,06 | 0,07 | 0,16 | 0,07 | 0,08 |
Одним з найпоширеніших способів переробки рідкого гною – розділення його на фракції, використання сепараторів.
Тверда та рідка фракції, що утворюються і містять різну кількість поживних речовин (табл. 2).
Таблиця 2: Хімічний склад рідкого гною свиней та його фракцій після розділення, % на суху речовину
| Гній та його фракції | Вміст води, % | Азот | Р2О5 | К2О | ||
| загальний | аміачний | органічний | ||||
| Вихідний | 90,6 | 3,9 | 1,6 | 1,3 | 1,2 | 1,8 |
| Тверда | 83,0 | 4,1 | 0,9 | 2,2 | 4,0 | 1,2 |
| Рідка | 96,6 | 10,0 | 4,1 | 5,0 | 2,9 | 6,5 |
Хімічний склад посліду залежить від виду птиці, способу утримання і мало – від віку птиці (табл. 3).
Таблиця 3: Хімічний склад посліду дорослої птиці
| Вид птиці | Вода, % | Вміст, % від маси вологого посліду | ||
| N | P2O5 | K2O | ||
| Кури | 56-70 | 1,9-1,7 | 2,0-1,5 | 1,0-0,8 |
| Качки | 57-70 | 1,0-0,8 | 1,4-0,5 | 0,6-0,5 |
| Гуси | 77-82 | 0,6-0,5 | 0,5 | 1,0-0,9 |
| Індики | 74-80 | 0,6 | 0,5 | 1,0 |
Основна кількість поживних речовин зосереджена у твердій органічній фракції посліду птиці. Тому розбавлення його речовинами з більш низьким вмістом поживних речовин або водою призводить до значного збільшення об’ємів та зниженню його якісних показників.
За кліткового утримання птиці у послід додається технологічна вода, що призводить до 2-6 кратного розбавлення та пропорційному зниженню концентрації поживних речовин у посліді (табл. 4).
Поживні речовини посліду знаходяться 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.
Таблиця 4: Хімічний склад посліду залежно від вмісту води
| Вологість, % | Вихід посліду на добу від дорослої птиці, кг | Вміст у вологому посліді, % | Розбавлення, % | ||
| N | P2O5 | K2O | |||
| 55 | 0,096 | 2,97 | 3,24 | 1,62 | 0,55 |
| 60 | 0,108 | 2,64 | 2,88 | 1,44 | 0,62 |
| 65 | 0,124 | 2,31 | 2,52 | 1,26 | 0,71 |
| 70 | 0,145 | 1,98 | 2,16 | 1,08 | 0,83 |
| 75 | 0,175 | 1,65 | 1,80 | 0,90 | 1,00 |
| 80 | 0,219 | 1,32 | 1,44 | 0,72 | 1,25 |
| 82 | 0,240 | 1,19 | 1,30 | 0,65 | 1,38 |
| 85 | 0,292 | 0,99 | 1,08 | 0,54 | 1,67 |
| 86 | 0,311 | 0,92 | 1,01 | 0,50 | 1,78 |
| 87 | 0,336 | 0,86 | 0,94 | 0,47 | 1,92 |
| 88 | 0,364 | 0,79 | 0,88 | 0,43 | 2,08 |
| 89 | 0,397 | 0,73 | 0,79 | 0,40 | 2,27 |
| 90 | 0,437 | 0,66 | 0,72 | 0,36 | 2,50 |
| 91 | 0,485 | 0,60 | 0,65 | 0,32 | 2,78 |
| 92 | 0,546 | 0,53 | 0,58 | 0,29 | 3,12 |
| 93 | 0,624 | 0,46 | 0,50 | 0,25 | 3,57 |
| 94 | 0,729 | 0,40 | 0,43 | 0,22 | 4,17 |
| 95 | 0,875 | 0,33 | 0,40 | 0,18 | 5,00 |
| 96 | 1,094 | 0,26 | 0,29 | 0,14 | 6,25 |
| 98 | 1,312 | 0,16 | 0,20 | 0,10 | 7,50 |
Застосування рідкого безпідстилкого гною та посліду
Для безпідстилкого гною, який одержують на більшості ферм та комплексах промислового типу існують такі технології:
- гомогенізація (перемішування) рідкого гною за допомогою механічних пристроїв (міксери для гною), вивезення та внесення його у грунт цистернами розкидувачами. Використовують в обмежених масштабах на невеликих фермах;
- розділення рідкого гною на тверду та рідку фракції за допомогою механічних пристроїв (сепаратори) або у спеціальних відстійниках з наступним їх використанням 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 їх використанням для удобрення і зрошувально-удобрювальних поливів.
У рідкому гної міститься значна кількість розчинених поживних речовин, відтак, його дія на урожай сільськогосподарських культур вище порівняно з підстилковим, а післядія – нижче (табл. 5). Більше половини азоту в рідких органічних добривах знаходиться у мінеральній формі, легкодоступній для рослин.
Таблиця 5: Порівняльна ефективність дії підстилкового та безпідстилкового гною (за даними польових дослідів)
| Культура | Тип ґрунту | Урожай без добрив (контроль) |
Приріст урожаю, т/га | |||||||
| Гній без мінера- льних добрив |
Гній з мінера- льними добривами |
|||||||||
| Підстил-ковий – 20 т/га | Безпідстил-ковий – 40-80 т/га | Підстил-ковий – 20 т/га | Безпідстил-ковий – 40-80 т/га | |||||||
| пшениця озима | чорнозем | 0,261 | 0,083 | 0,103 | 0,047 | 0,069 | ||||
| кукурудза | чорнозем та сірі лісові | 0,410 | 0,085 | 0,105 | — | — | ||||
| ячмінь | чорнозем | 0,233 | 0,065 | 0,114 | — | — | ||||
| буряки цукрові | чорнозем та сірі лісові | 3,10 | 0,49 | 0,62 | 1,12 | 1,18 | ||||
| картопля | дерново-підзолисті | 1,24 | 0,57 | 0,59 | 0,80 | 0,82 | ||||
| Післядія першого року | ||||||||||
| ячмінь | чорнозем та сірі лісові | 0,308 | 0,043 | 0,033 | 0,056 | 0,038 | ||||
| Післядія другого року | ||||||||||
| пшениця озима | чорнозем | 0,455 | 0,045 | 0,023 | — | — | ||||
Використання фосфору з них вище, ніж з мінеральних добрив. Калій також доступний рослинам. За ефективністю, головним чином, за дією азоту вони займають проміжне положення між мінеральними добривами та підстилковим гноєм.
У колообігу поживних речовин у системі грунт-рослина-тварина-грунт рідкі органічні добрива використовуються у більш короткий час, ніж підстилковий гній.
Цей колообіг може повторюватись 2 рази і більше у рік. Рідкі добрива рівномірніше розподіляються в орному шарі ґрунту, ніж підстилковий гній.
У зв’язку з меншою концентрацією поживних речовин у рідкому гної окупність 1 т його приростом врожаю нижча, ніж підстилкового. У середньому вона становить для 50 т/га рідкого гною 0,25 ц і 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 у оптимальних нормах.
Тільки за рахунок його є можливість підвищити врожаї:
- зерна пшениці озимої на 0,08 – 0,13 т/га;
- кукурудзи, ячменю – на 0,08 – 0,12;
- вівса – 0,07 – 0,10;
- коренеплодів буряків цукрових – 0,70 – 1,00;
- буряків кормових – 3,00 – 4,00;
- бульб картоплі – 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 3 – 5 разів вужче, ніж у підстилковому гної. У рідкій фракції вміст азоту (переважно аміачного) у декілька разів вище, ніж вуглецю, особливо за тривалого зберігання (відстоювання). Тому рідкий гній та рідку його фракцію необхідно насамперед вносити під кормові культури (кукурудза на силос, буряки кормові тощо). У польових сівозмінах рідкий гомогенізований гній слід використовувати у сполученні з пожнивними рештками та подрібненою соломою у нормі 250 – 300 кг/га за загальним азотом.
Норми азоту у рідкому гної повинні бути регламентовані вимогам до умов живлення різних сільськогосподарських культур, високі норми рідкого гною використовувати дрібно.
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 сумішей – до 200 кг/га. У разі використання помірних норм мінеральних добрив норму рідкого гною зменшують приблизно на 30 50 %. За внесення рідкого гною можливо зменшення на 1/3 азотних добрив. Середні норми рідкого гною можна використовувати на однієї площі щорічно. У цьому випадку вносять додатково мінеральні добрива, особливо азотні, а встановлену оптимальні 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 суміші – 420.
Використовуючи такі високі норми, річну норму необхідно застосовувати не менше ніж у 2 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: у кінці літа та восени по стерні, подрібненої соломи під зяблеву оранку, пізно восени та зимою на рівних ділянках, неораних полях по мерзлому ґрунту або снігу (глибиною до 20 см), навесні під дискову борону, влітку – після укосів багаторічних трав та збирання парозаймаючих культур, а також під пожнивні культури. Оптимальний строк основного внесення безпідстилкового гною на суглинкових та глинистих ґрунтах – кінець літа та восени, на піщаних та супіщаних ґрунтах – навесні (під передпосівну культивацію). За узагальненими даними наукових установ прирости врожаю від внесення безпідстилкового гною під зяб становили 31% (до контролю), по снігу – 27 і навесні – 42 %.
Внесення безпідстилкового та підстилкового гною зимою за дією на врожай іноді поступається своєчасному внесенню під основний обробіток ґрунту (табл. 6).
Встановлено, що на суглинкових ґрунтах дія рідкого гною на врожай сільськогосподарських культур за всіма строками застосування однакова. На легкосуглинкових та супіщаних ґрунтах ефективніше внесення гною навесні.
Таблиця 6: Влив рідкого та підстилкового гною за різних строків внесення на врожай сільськогосподарських культур (за даними наукових установ України)
| Культура | Норма добрив, т/га | Врожай без добрив (контроль), т/га | Прирости врожаю після внесення гною, т/га | ||
| під зяб | Зимою по снігу | Навесні під культивацію | |||
| Рідкий гній | |||||
| Кукурудза на силос | 40 | 2,31 | 0,44 | 0,43 | 0,40 |
| Буряки цукрові | 50 | 3,29 | 0,54 | 0,45 | 0,43 |
| Картопля | 50 | 1,30 | 0,39 | 0,30 | 0,33 |
| Підстилковий гній | |||||
| Буряки цукрові | 40 | 2,91 | 0,65 | 0,52 | 0,57 |
| Картопля | 40 | 1,26 | 0,42 | 0,36 | 0,49 |
Встановлено, що внесення на мерзлий грунт 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 внесення його у еквівалентних кількостях за поживними речовинами рівноцінно підстилковому. Так, після внесення рідкого посліду приріст у ланці сівозміни пшениця озима — однорічні трави — ячмінь становив 0,168 т/га зернових одиниць, підстилкового – 0,149; у ланці ячмінь — однорічні трави-ячмінь – відповідно 0,184 і 0,214. Оптимальні норми для основних сільськогосподарських культур на чорноземних ґрунтах 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 5 році післядії вміст цукру зростав на 1,6-2,2 %.
Післядія рідкого гною залежить від норм внесення. За низьких вона проявляється до 3-х років, оптимальних – до 5 і більше, за підвищених – більше 5 років.
Відомий спосіб мульчування ґрунтів рідким гноєм. Тверда фаза цього гною затримується некапілярними порами поверхневого шару ґрунту, а рідка, яка містить колоїди та розчинні органічні речовини, просочується у нижні шари. При цьому на поверхні ґрунту після висихання рідкого гною утворюється корка, яка пропускає повітря та воду і стійка до ерозійного впливу вітру. Одночасно корка на поверхні ґрунту істотно утруднює та зменшує втрату з нього води за рахунок випаровування. Для захисту ґрунту від вітрової ерозії рекомендується вносити у якості мульчі знижені дози рідкого гною – за суцільного обробітку поля по 12 – 15 тонн і по 7 – 9 тонн на гектар за смуговим. Смуговий обробіток рекомендується застосовувати на полях з не карбонатними ґрунтами середнього та важкого гранулометричного складу, відносно стійкими до вітру, а суцільний – на карбонатних та легких за гранулометричним складом ґрунтах. Зі збільшення доз внесення рідкого гною його ґрунтозахисна ефективність підвищується, і вітрова ерозія ґрунту практично запобігається. Важливо пам’ятати, що вологість рідкого гною не повинна перевищувати 90%, в іншому випадку він не забезпечує необхідної протиерозійної стійкості ґрунту.
Таким чином, використання різних фракцій безпідстилкового гною або посліду як органічних добрив потребує науково-обгрунтованого підходу з врахуванням наступного:
По-перше, за систематичного та надлишкового внесення безпідстилкового гною відбуваються процеси погіршення грунтової родючості. Збільшується у ґрунтовому поглинальному комплексі кількість одновалентних катіонів (амонію, калію, натрію), які здатні витискувати з нього у ґрунтовий розчин найважливіші для ґрунтоутворювального процесу двохвалентні катіони і, в першу чергу, кальцію і магнію. Витіснення кальцію обумовлює більш високу рухомість водорозчинних форм гумусу, які мігрують до рівня ґрунтових вод. Переважання одновалентних катіонів у ґрунтовому профілі – прямий шлях до засолення ґрунту та погіршення його фізичних властивостей, що також визначає рівень його ефективної родючості, а на кислих ґрунтах – до подальшого підкислення ґрунтового розчину;
По-друге, надлишкове накопичення у ґрунті органічних фосфатів може привести до небажаних явищ зафосфачювання ґрунту, яке призводить до переведення у нерозчинні форми залізо та ряд інших макро-і мікроелементів, які відіграють значну роль у процесах фотосинтезу. На таких ґрунтах спостерігається масовий хлороз рослин та зниження продуктивності культур. Фосфор, попадаючи з поверхні ґрунту у відкриті водоймища, є головною причиною їх евтрофікації;
По-третє, невикористаний рослинами азот є прямим джерелом нітратного забруднення ґрунтових 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 2-3 місяці;
По-п’яте, надлишкове накопичення нітратів у грунті обумовлює інтенсивне поглинання рослинами, які не встигають синтезувати ці нітрати у білкову молекулу і накопичуються у вільному стані. Корм з високим вмістом нітратів викликає отруєння тварин.
