На животноводческих промышленных комплексах в большом количестве получают жидкий навоз. Традиционная технология содержания животных на соломенной подстилке требует значительных затрат труда на уборку соломы с полей, транспортировку к фермам, удаление из помещений в составе навоза, вывозку в поле и разбрасывание. Большие затраты на применение подстилки животным стали сдерживать рост производительности труда на крупных фермах. Поэтому в практику проектирования и строительства крупных животноводческих комплексов и ферм промышленного типа широко внедряется технология бесподстилочного содержания скота.
Выход жидкого навоза от одной головы крупного рогатого скота составляет 55 кг в сутки, свиньи - 50 кг. По содержанию питательных веществ свиной навоз не менее ценен, чем навоз крупного рогатого скота. В жидком навозе 50-70% азота находится в растворимой форме, которая хорошо усваивается растениями в первый год. Остальную часть составляет органически связанный (белковый) азот, который позднее также превращается в доступную для растений форму по мере минерализации органического вещества. Содержащийся в жидком навозе главным образом органически связанный фосфор используется растениями лучше, чем фосфор минеральных удобрений. Калий в жидком навозе представлен исключительно растворимой формой и легко усваивается растениями.
Бесподстилочный навоз по химическому составу - ценное удобрение, и его нужно использовать максимально. Потери азота и органического вещества при хранении жидкого навоза в несколько раз меньше, чем при плотном хранении подстилочного навоза. Получаемый при этом бесподстилочный навоз в отличие от подстилочного обладает текучестью, что в значительной степени упрощает уборку его из животноводческих помещений, создает условия для полной механизации и автоматизации комплекса трудоемких работ с навозом. Однако для применения такого навоза требуются существенные изменения в транспортировке, технологии хранения и внесения его в почву. Бесподстилочный навоз - это смесь экскрементов животных с водой, включающая иногда потери корма.
В зависимости от почвенно-климатических и организационно-хозяйственных условий жидкий навоз хранят 2-6 месяцев. При хранении он расслаивается на твердую и жидкую части, которые имеют различную удобрительную ценность. Для равномерного использования питательных веществ на удобряемой площади, а также для более надежной работы насосов цистерн-разбрасывателей и дождевальных установок нельзя допускать расслоения навоза. Для этого навоз перемешивают в хранилищах с помощью специальных устройств, добиваясь его однородного состояния. Иногда фракции бесподстилочного навоза используют отдельно: жидкую, собранную при расслоении в специальные емкости, используют на полив через систему дождевальных установок, а твердую - для приготовления компостов или вносят навозоразбрасывателем, как обычный подстилочный навоз.
Бесподстилочный навоз, получаемый на крупных фермах и комплексах промышленного типа при скармливании животным значительного количества концентрированных кормов, отличается повышенным содержанием элементов питания растений. В табл. 6.7 приведены средние данные о химическом составе не разбавленного водой бесподстилочного навоза (смесь кала и мочи). При уменьшении в рационах количества концентратов содержание азота и фосфора несколько снижается, а калия - увеличивается.
Компоненты | Навоз | |||||
крупного рогатого скота | свиней, комплекс 108 000 голов | овец | куриный помет | |||
комплекс 10 000 бычков | комплекс 2000 коров | сырой | терми- чески высушен- ный | |||
Сухое вещество | 14,5 | 10,0 | 9,8 | 28,3 | 36,0 | 83 |
Азот общий | 0,77 | 0,43 | 0,72 | 0,95 | 2,10 | 4,54 |
Фосфор (Р2О5) | 0,44 | 0,28 | 0,47 | 0,22 | 1,44 | 3,65 |
Калий (К2О) | 0,76 | 0,50 | 0,21 | 0,75 | 0,64 | 1,74 |
Приведенные данные свидетельствуют о довольно благоприятном для питания растений отношении N : Р : К в экскрементах животных. Правда, свиной навоз иногда требуется дополнять калием минеральных туков в случае высокой потребности в нем растений или при слабой обеспеченности почвы калием.
Бесподстилочный навоз - важное звено в круговороте питательных веществ в земледелии, так как в него переходят из кормов в среднем 50-80% азота, 60-80 - фосфора, 80-95 - калия, до 90 - кальция, 60% органического вещества. Данные о составе бесподстилочного навоза, содержании в нем органических веществ и питательных элементов - важнейший критерий оценки его удобрительной ценности и экономической эффективности применения. Кроме основных питательных веществ для растений в бесподстилочном навозе есть микроэлементы. В 1 т навоза крупного рогатого скота (влажность 92%) содержится 2,8 г Cu, 22 - Mn, 12 - Zn, 2,4 г B, а в 1 т свиного навоза (влажность 95%) - 2,9 г Cu, 12 - Mn, 32 - Zn, 0,11 г Mo.
Бесподстилочный навоз представляет собой значительный источник органического вещества для воспроизводства почвенного гумуса. В среднем от одной условной головы скота в сутки поступает около 5 кг сухого вещества. В состав органического вещества кала входят целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, пентозаны и другие вещества, в том числе в небольшом количестве углеводы. Отношение C:N в бесподстилочном навозе колеблется от 5:1 до 10:1. В этом характерная особенность бесподстилочного навоза как удобрения. Например, размещение животноводческих комплексов необходимо тесно увязывать с возможностями земледелия рационально использовать бесподстилочный навоз, т.е. с наличием достаточной площади сельскохозяйственных угодий. При использовании больших количеств бесподстилочного навоза все большее распространение должна получать межхозяйственная кооперация.
При соблюдении агрономических требований к проектированию бесподстилочный навоз может быть эффективно использован для удобрения, как правило, по следующим технологическим схемам, предусматривающим строительство как прифермских, так и полевых навозохранилищ.
- Прифермское навозохранилище - цистерна - полевое навозо-хранилище - цистерна-разбрасыватель - поле.
- Прифермское навозохранилище - трубопровод - полевое навозохранилище (гидрант) - цистерна-разбрасыватель - поле.
- Навозохранилище - трубопроводная сеть - дождевальная установка - цистерна разбрасыватель - поле.
Первая схема применяется, когда нет трубопровода для перекачивания навоза из прифермского хранилища в полевое. В этом случае его выгружают из прифермского навозохранилища в цистерны-разбрасыватели, вывозят в поле и заполняют полевые навозохранилища для хранения до момента внесения в почву.
В период внесения удобрений навоз из прифермских и полевых хранилищ грузят в цистерны-разбрасыватели, вывозят в поле, разбрасывают по поверхности, а затем, как только это станет возможно, немедленно заделывают его в почву.
Вторая схема при отсутствии трубопроводной сети и дождевальных установок намного эффективнее, чем первая схема. Транспортировка жидкого навоза из прифермского хранилища в полевые по трубам с последующим внесением его цистернами-разбрасывателями позволяет намного снизить транспортные издержки, повысить производительность труда по сравнению с соответствующими показателями при работе по первой схеме. При работе по первой и второй схемам навоз не разбавляется водой.
Третью схему применяют, если имеются трубопроводная сеть и установки для дождевания. В период вегетации, когда вода необходима для полива растений, навоз (после хранения в неразбавленном виде) разбавляют водой в соотношении 1:8-10. Во вневегетационный период навоз разбавляют водой в соотношении 1:1-3. Работа по этой схеме не исключает одновременного использования цистерн-разбрасывателей для внесения неразбавленного навоза на площадях, где нецелесообразно устройство оросительной системы.
Для крупных животноводческих комплексов промышленного типа наиболее целесообразно проектировать использование навоза по 3-й технологической схеме, предусматривающей сочетание удобрительных поливов с внесением навоза цистернами-разбрасывателями. При этом они могут использоваться как на неорошаемых, так и на орошаемых площадях. На орошаемых площадях их применяют обычно при внесении бесподстилочного навоза под вспашку или предпосевную обработку почвы.
Смешивание навоза с водой производится в транспортном потоке трубопровода путем установки датчиков расхода навоза и воды. Степень разбавления навоза водой можно программировать автоматически.
При использовании навоза в качестве удобрения по 2-й и 3-й технологическим схемам строительство полевых навозохранилищ, как правило, нецелесообразно. Лучше вместо них иметь небольшие по емкости полевые заправочные станции или гидранты для подачи навоза в цистерны-разбрасыватели или дождевальные установки.
Суммарный объем полевых и прифермских навозохранилищ должен обеспечивать хранение такого количества навоза, которое накапливается за то время, в течение которого его нельзя вывозить и вносить в почву (осеннее и весеннее бездорожье, отсутствие свободных полей и т.д.). Емкость хранилищ проектируется в зависимости от этого периода, поголовья животных и выхода навоза (как правило, не менее чем за 2 месяца). 25-40% необходимой емкости должно быть в прифермских навозохранилищах, а 60-75% - в полевых хранилищах, размещаемых по возможности в центре удобряемых площадей.
Продолжительность хранения в зависимости от почвенно-климатических и организационно-хозяйственных условий колеблется от 2-3 месяцев в южных районах до 5-6 месяцев в северных. При хранении навоза должно быть обеспечено строгое выполнение ветеринарно-санитарных правил, требований по защите окружающей среды от загрязнения в условиях интенсивного использования навоза на удобрение при минимальных затратах. Успешному решению этих задач способствует сокращение расхода воды на удаление навоза и уборку помещений, а также сроков хранения.
При наличии трубопроводов возможно хранение всей массы навоза в прифермских хранилищах. В этом случае прифермские хранилища целесообразно соединять трубопроводами с небольшими полевыми заправочными станциями (или гидрантами) для подачи навоза в цистерны-разбрасыватели или дождевальные установки. Подъездные пути к хранилищам должны иметь твердое покрытие, рассчитанное на передвижение автомобильного транспорта и тракторов класса 3-5 т. Вокруг навозохранилища необходимы водосточные канавки.
Навозохранилище обносят изгородью и обсаживают деревьями, закрытые емкости должны иметь вентиляцию, так как при хранении жидкого навоза в них накапливается значительное количество метана, сероводорода, углекислого газа, аммиака и других газов. Категорически запрещается применять открытый огонь для освещения во избежание взрыва.
Жидкий навоз, получаемый на крупных животноводческих комплексах промышленного типа, перед использованием необходимо подвергать обеззараживанию. При отсутствии острозаразных заболеваний на мелких товарных фермах жидкий навоз используют для удобрения без специального обеззараживания. Не допускается лишь дождевание или подкормка таким навозом овощных, плодовых и других культур, употребляемых в сыром виде без предварительной переработки. Не рекомендуется также применение жидкого навоза дождеванием при сильном ветре в сторону населенных пунктов.
Примерные дозы и сроки внесения бесподстилочного навоза
Для эффективного использования питательных элементов навоза дозы его не должны превышать оптимальных величин. Дозу бесподстилочного навоза устанавливают, как правило, на основании потребности удобряемой культуры в азоте и содержании его в навозе, так как азот навоза оказывает наиболее сильное влияние на величину урожая. В условиях орошения эффективно могут использоваться несколько повышенные дозы. Дозы навоза следует дифференцировать в зависимости от типа почвы, ее гранулометрического состава, сроков внесения, а также с учетом предшественников, расстояния транспортировки и реакции культур на высокие дозы удобрений.
Бесподстилочный навоз следует применять преимущественно на тех полях севооборота, где его можно запахивать в почву. При использовании бесподстилочного навоза в подкормку по многолетним травам получение наиболее высоких урожаев обеспечивается при сочетании навоза и минеральных азотных удобрений. Бесподстилочный навоз необходимо применять, в первую очередь, под пропашные культуры и многолетние злаковые травы, отличающиеся продолжительным вегетационным периодом и большим потреблением питательных веществ. На основе обобщения отечественных и зарубежных данных в табл. 6.8 приведены примерные дозы бесподстилочного навоза под основные сельскохозяйственные культуры для усредненных условий при содержании в нем азота 0,4%. При ином содержании азота дозы навоза пересчитываются.
Для ориентировочных расчетов площади сельскохозяйственных угодий, необходимой для полного использования навоза в качестве удобрения, надо знать максимальную среднегодовую дозу бесподстилочного навоза в расчете на 1 га сельскохозяйственных угодий. Среднегодовая доза ежегодно вносимого удобрения (без опасения ухудшить качество урожая и поедаемость корма) может быть рекомендована эквивалентной не более 200 кг азота на 1 га. В орошаемом земледелии эта доза не должна превышать 300 кг азота на 1 га. Дозы бесподстилочного навоза зависят от многих условий (культуры, почвы, планируемого урожая, сроков и способов внесения и Т.Д.).
Можно отметить наиболее важные особенности применения бесподстилочного навоза под основные сельскохозяйственные культуры.
Картофель. Под столовый картофель доза азота с бесподстилочным навозом не должна превышать 160-180 кг/га, и вносят ее осенью. Доза азота под семенной картофель 120-140 кг, что составляет 3/4 потребности картофеля в азоте. Остальную часть добавляют с минеральными удобрениями.
Сельскохозяйственная культура | Примерная годовая доза*, т/га | Время внесения | Способ заделки |
Зерновые | 35 | под основную обработку, зимой; для подкормки - осенью и весной; под весеннюю перепашку | под плуг |
Озимые на зерно | 25 | весеннее боронование | |
Картофель столовый | 40-60 | под плуг | |
Картофель фуражный | 60-100 | то же | |
Сахарная свекла (фабричная) | 50-60 | осенью и весной, под весеннюю обработку | под плуг или дисковый лущильник |
Кормовая и сахарная свекла на корм скоту | 80-90 | ||
Кукуруза на зеленый корм и силос | 60-80 | ||
Многолетние злаковые и бобово-злаковые травосмеси на сено и зеленый корм | 60-80** | после укосов | боронование после укосов |
Луга | 50-60** | то же | то же |
Пастбища | 50-60 | по окончании вегетации, при удобрительных поливах, после стравливания | боронование в начале вегетации |
Однолетние травы | 30-40 | осенью под зябь или весной под предпосевную обработку | под плуг, дисковый лущильник |
Рожь на зеленый корм | 35 | под вспашку или предпосевную обработку | под плуг, дисковый лущильник, культиватор, весеннее боронование |
Рожь на зеленый корм | 25 | зимой для подкормки |
** Годовая доза вносится частями в 2-3 срока.
Под кормовой картофель всю дозу азота (240-280 кг/га) можно давать с бесподстилочным навозом. Вносят осенью под зябь или весной под перепашку зяби. Применение высоких доз азота под картофель требует постоянного контроля за качеством клубней.
Сахарная и кормовая свекла. Эти культуры отзываются на высокие дозы азота. Потребность этих культур в азоте за счет бесподстилочного навоза удовлетворяется на 50-70%, так как при осеннем его внесении на легких почвах часть азота и калия теряется.
Остальную часть азота добавляют с минеральными удобрениями. На черноземах дозы азота бесподстилочного навоза не должны превышать 300 кг/га. При этом важно контролировать качество корнеплодов, не допускать накопления нитратов сверх ПДК в кормовой свекле, а также снижения накопления сахаров и повышенного накопления небелкового азота (который снижает выход сахара) в сахарной свекле.
Кукуруза на зеленый корм и силос отличается высокой потребностью в азоте, которая практически может быть полностью удовлетворена за счет бесподстилочного навоза. Вносить навоз лучше осенью перед вспашкой зяби и весной.
Многолетние злаковые травы хорошо отзываются на бесподстилочный навоз, который вносят до посева покровной культуры, ранней весной и летом после каждого укоса. Под первый укос трав первого года доза бесподстилочного навоза 20 т/га или 80 кг/га азота, так как травы хорошо используют последействие навоза, внесенного под покровную культуру.
Наибольший эффект получается при сочетании бесподстилочного навоза и минеральных азотных удобрений. Под последующие укосы навоз вносится в течение 10 дней после предыдущего скашивания. Однако от внесения бесподстилочного навоза до использования травостоя необходимо выдерживать 20-25 дней во избежание накопления нитратов в травостое сверх допустимой предельной концентрации для животных.
Под бобово-злаковые травосмеси дозу навоза сокращают по крайней мере вдвое, так как клевер и люцерна как компоненты травосмеси потребляют много фосфора и калия, а азотом они сами себя обеспечивают за счет азотфиксации. Поэтому увлечение дозами бесподстилочного навоза на травосмеси с преобладанием люцерны или клевера приводит к зарастанию их сорняками и изреживанию. И только лишь на слабоокультуренных почвах с низким содержанием азота, повышенной кислотностью почвы и т.д., где азотфиксирующая способность бобовых не может быть проявлена в должной мере, бесподстилочный навоз окажет положительное действие на величину и качество урожая.
Озимые зерновые культуры потребность в азоте могут удовлетворять за счет бесподстилочного навоза на 50-75%, а остальную часть - за счет минеральных азотных удобрений, учитывая необходимость дробного азотного питания сельскохозяйственных культур в процессе вегетации. Бесподстилочный навоз вносят при подготовке почвы под посев озимых, а также весной в период отрастания проводят подкормку бесподстилочным навозом или жидкой его фракцией путем дождевания.
Под яровые зерновые культуры бесподстилочный навоз можно вносить осенью под зяблевую вспашку и рано весной с заделкой при предпосевной обработке почвы. Дозу азота, как и для озимых, устанавливают одним из методов диагностики азотного питания растений. Примерно 1/4 годовой дозы под культуру компенсируют минеральными азотными удобрениями.
Под овощные культуры в открытом грунте бесподстилочный навоз применяют только при основном внесении с обязательной заделкой плугом, а в закрытом грунте вообще использовать бесподстилочный навоз не рекомендуется.
Сенокосы и пастбища целесообразно удобрять бесподстилочным навозом, особенно при многократных их укосах. Жидкие органические удобрения применяют несколько раз рано весной и после каждого укоса или стравливания. Используют для этого цистерны-разбрасыватели или дождевальные установки.
На пастбищах полужидкий навоз вносят только один раз в год весной, после подсыхания дернины, используя цистерны-разбрасыватели. Часто его внесение отрицательно сказывается на поедаемости корма. Поэтому после очередного стравливания лучше полить жидкой фракцией навоза с помощью дождевальных установок, а затем водой. Важно выдерживать санитарные сроки стравливания пастбищ - не менее 20-25 дней после полива.
На сенокосах и пастбищах также полезно сочетать применение бесподстилочного навоза и минеральных удобрений.
Имеющее иногда место увлечение высокими дозами азота на сенокосах и пастбищах требует усиления агрохимического и санитарного контроля за качеством кормов, в том числе и за возможным избыточным накоплением в них нитратов, калия, нарушением сбалансированности корма по содержанию в них макро- и микроэлементов.
Бесподстилочный навоз - хорошее удобрительное средство, но при нарушении технологии его применения может нанести большой ущерб окружающей среде, здоровью животных и человека.
Во многих почвенно-климатических зонах нашей страны интенсивные кормопропашные севообороты с многолетними травами, силосными и другими культурами позволяют вносить бесподстилочный навоз в повышенных дозах практически в течение года.
Во избежание потерь азота бесподстилочного навоза на легких песчаных почвах его применяют в сочетании с соломой и возделыванием пожнивных культур. При совместном использовании бесподстилочного навоза и соломы часть растворимого азота навоза временно иммобилизуется микрофлорой почвы, находится в органической форме и не вымывается. Сочетание бесподстилочного навоза с соломой - наиболее целесообразная форма их использования.
По проблемам разработки прогрессивных технологий использо-вания бесподстилочного навоза в растениеводстве ученые нашей страны тесно сотрудничают с научными учреждениями других стран, где ведется интенсивная научно-исследовательская работа в области применения органических удобрений.
В результате совместной работы разработаны технологии использования бесподстилочного навоза крупного рогатого скота и свиней, в основу которых положены главные принципы:
- питательные элементы и органическое вещество навоза должны постоянно и эффективно применяться для повышения урожаев сельскохозяйственных культур и воспроизводства плодородия почвы;
- способы подготовки и использования навоза должны соответствовать индустриальным методам производства в животноводстве и растениеводстве;
- технология хранения, подготовки, транспортировки и внесения органических удобрений должна отвечать требованиям постоянного улучшения условий труда и охраны окружающей среды.
До начала строительства животноводческих комплексов вопросы использования бесподстилочного навоза тщательно согласовываются с предприятиями растениеводства, специальными органами ветеринарной службы, санитарной инспекции, водного хозяйства и охраны окружающей среды.
Для окончательного принятия решения о строительстве животноводческого комплекса необходимо располагать точными данными об имеющихся земельных площадях для использования бесподстилочного навоза с учетом допустимой нагрузки на единицу сельскохозяйственных угодий, наличия чистой воды для разбавления бесподстилочного навоза при использовании дождевой, коммунальных и промышленных сточных вод и других факторов.