Агрохимическая оценка использования отходов производства в виде спиртовой барды на посевах кукурузы на силос

Обеспечение продовольственной безопасности страны остается актуальной задачей . Значительная роль в ее решении принадлежит созданию кормовой базы для животноводства . Производство кукурузы в Центрально - Черноземной зоне России связывают с увеличением производства основной продукции животноводства : мяса и молока , т . к . ее посевы позволяют получать высокую урожайность зеленой массы .

Вместе с тем производство силоса из кукурузы в значительной степени зависит от затрат на выращивание этой ценной культуры . Современные высокоинтенсивные технологии в основном базируются на применении высоких доз минеральных удобрений , что в значительной степени увеличивает себестоимость кормов ( Маматов ,1994; Загинайлов , Ш евченко , 2011).

Использование альтернативных удобрений в виде отходов производства, обладающих агрохимически ценными качествами, позволят существенно снизить стоимость производства кукурузы. К таким видам относятся отходы спиртового производства. Спиртовая барда содержит необходимые для возделывания сельскохозяйственных культур минеральные вещества. Однако научной и практической информации по использованию спиртовой барды в качестве органического удобрения в земледелии явно недостаточно (Ненайденко, Ж урба,2008). В тоже время знания о влиянии спиртовой барды на изменение почвенных условий, на продуктивность сельскохозяйственных культур и в частности на кукурузу, важны как в научном плане, так и имеют большую практическую ценность.

Материалы и методика исследований

Исследования проводились в 2010-2012 гг . в племенном хозяйстве « Сергиевское » Ливенского района Орловской области .

Опыт 1. « Определение оптимальной дозы внесения спиртовой барды при возделывании кукурузы на силос »

Варианты :

• 1.    Без внесения ( контроль ).

• 2.    Внесение 20 м ³/ га спиртовой барды .

• 3.    Внесение 40 м ³/ га спиртовой барды .

• 4.    Внесение 60 м ³/ га спиртовой барды .

Повторность 4- х кратная , размещение делянок рендомезированное , площадь делянки 90 м ². Объект исследования – гибрид кукурузы Краснодарский 194 МВ . Предшественник озимая пшеница . Агротехника возделывания кукурузы в опыте соответствовала рекомендациям для данной зоны .

Опыт 2. « Определение оптимальной дозы внесения спиртовой барды в качестве основного удобрения и количества подкормок в течение вегетации при возделывании кукурузы на силос ».

Варианты :

• 1.    Внесение 40 м ³/ га спиртовой барды в качестве основного удобрения .

• 2.    Внесение 40 м ³/ га спиртовой барды + 10 м ³/ га в фазу 2-3 листьев .

• 3.    Внесение 40 м ³/ га спиртовой барды +10 м ³/ га в фазу 2-3 листьев +10 м ³/ га в фазу 5-6 листьев .

Повторность 4- х кратная , размещение делянок рендомезированное , площадь делянки 90 м ². Объект исследования – гибрид кукурузы Краснодарский 194 МВ . Предшественник озимая пшеница . Агротехника возделывания кукурузы в опыте соответствовала рекомендациям для данной зоны .

Для оценки влияния спиртовой барды на почвенные процессы , надземной массы растений кукурузы , величину и качество урожая , использованы методики , указанные ниже .

Общий азот в почве определяли согласно ГОСТ 26107-84

В образцах почвы определяли содержание фосфора и калия по методу Чирикова в модернизации ЦИНАО ( ГОСТ 26204-91).

Учет урожайности зеленой массы проводили методом сплошной уборки учетной площади делянки с последующим пересчетом на 1 га .

Результаты и их обсуждение

Результаты исследования показали , что содержание нитратного азота в почве зависело как от дозы внесения спиртовой барды , так и от погодных условий , которые влияют на деятельность микроорганизмов - нитрификаторов , участвующих в минерализации органического вещества , вносимого в виде спиртовой барды . Так в 2010 г . количество нитратного азота перед посевом кукурузы ( после внесения спиртовой барды ) в контрольном варианте составило 6,1 мг / кг , в варианте с внесением 20 м ³/ га спиртовой барды содержание нитратов было выше – 8,9 мг / кг , в вариантах с внесением 40 м ³/ га спиртовой барды и 60 м ³/ га , количество нитратов было наибольшим 11,7 мг / кг и 14,9 мг / кг , соответственно .

В середине вегетации растений ( фаза 9 листьев ) в результате засушливых условий содержание нитратного азота в почве резко снизилось 3,5-4,1 мг / кг . Дозы внесения спиртовой барды в этот период не оказали никакого влияния . В осенний период также наблюдалось низкое содержание нитратного азота в почве 3,4-3,9 мг / кг , и дозы спиртовой барды не оказали влияния . Снижение нитратного азота в летне - осенний период мы объясняем низкой деятельностью почвенных микроорганизмов .

В 2011 г . содержание нитратного азота в почве целиком зависело от дозы внесения спиртовой барды , начиная с весны и вплоть до уборки зеленой массы . Так в среднем за год в контрольном варианте содержание нитратного азота составило 8,8 мг / кг , тогда как в вариантах с внесением спиртовой барды его было в почве 10,9-15,0 мг / кг . Наибольшее количество нитратного азота было в варианте с внесением спиртовой барды в дозах 40 м ³/ га и 60 м ³/ га ( табл .1).

В течение вегетации наибольшее количество нитратного азота в слое почвы 0-30 см наблюдалось в летний период 11,4-19,2 мг / кг в зависимости от варианта . Весною , перед посевом , содержание нитратного азота было несколько меньше 8,9-16,9 мг / кг . Наименьшее содержание нитратного азота по вариантам опыта наблюдалось в осенний период ( фаза молочно - восковой спелости зерна ) – 6,1 – 9,4 мг / кг . Увеличение содержания нитратного азота в летний период мы объясняем наиболее благоприятными условиями данного периода для деятельности почвенных микроорганизмов .

Таблица 1 – Содержание нитратного азота в пахотном (0-30 см ) слое почвы в зависимости от доз внесения спиртовой барды , мг / кг

Варианты	Перед посевом	Фаза 9 листьев	Фаза молочно восковой спелости	В среднем за год
2010 г .
1. Без внесения ( контроль )	6,1	3,5	3,4	4,3
2.20 м 3/ га спиртовой барды	8,9	3,9	3,7	5,5
3.40 м 3/ га спиртовой барды	11,7	4,1	3,2	6,3
4.60 м 3/ га спиртовой барды	14,9	3,7	3,9	7,5
НСР 05	2,4	F ф т	F ф т
2011 г .
1. Без внесения ( контроль )	8,9	11,4	6,1	8,8
2.20 м 3/ га спиртовой барды	11,3	13,6	7,8	10,9
3.40 м 3/ га спиртовой барды	14,7	17,1	9,4	13,7
4.60 м 3/ га спиртовой барды	16,9	19,2	8,9	15,0
НСР 05	2,0	2,1	1,8
2012 г .
1. Без внесения ( контроль )	6,4	10,4	4,4	7,1
2.20 м 3/ га спиртовой барды	7,6	13,3	5,7	8,9
3.40 м 3/ га спиртовой барды	8,4	16,5	6,8	10,6
4.60 м 3/ га спиртовой барды	9,6	18,4	8,2	12,1
НСР 05	1,8	2,0	1,6
В среднем за 3 года
1. Без внесения ( контроль )	7,1	8,4	5,3	6,9
2.20 м 3/ га спиртовой барды	9,3	10,2	6,4	8,6
3.40 м 3/ га спиртовой барды	11,6	12,6	7,5	10,5
4.60 м 3/ га спиртовой барды	13,8	13,8	7,7	11,8
НСР 05	1,9	2,1	1,7

В 2012. внесение возрастающих доз спиртовой барды также оказало положительное влияние на содержание нитратного азота в почве . Максимальное содержание нитратного азота наблюдалось в летний период -13,3-18,4 мг / кг в вариантах с внесением спиртовой барды и 10,4 мг / кг в контрольном варианте . Наибольшее содержание было в вариантах с внесением 40-60 м ³/ га спиртовой барды . Достоверных различий между указанными вариантами не отмечено .

По содержанию подвижного фосфора в пахотном (0-30 см ) слое почвы выявлены следующие закономерности . В 2010 г . действие спиртовой барды на накопление фосфора наблюдалось только в весенний период . В контрольном варианте содержание подвижного фосфора составило 110,6 мг / кг , в варианте с внесением 20 м ³/ га спиртовой барды - 121,7 мг / кг , в варианте с внесением 40 м ³/ га спиртовой барды фосфора в почве было 126,3 мг / кг , и в варианте с внесением 60 м ³/ га – 131,2 мг / кг . В летний и осенний периоды действие спиртовой барды не прослеживалось . Достоверные различия между вариантами по содержанию подвижного фосфора отсутствовали ( табл .2).

В 2011 г . наблюдалась иная закономерность : во все периоды развития кукурузы большее содержание подвижного фосфора было в вариантах с внесением спиртовой барды . При этом наибольшее содержание данного элемента наблюдалось в вариантах с дозой внесения 40 м ³/ га и 60 м ³/ га спиртовой барды . Так , в среднем за год содержание подвижного фосфора в контрольном варианте составило 123,2 мг / кг , в варианте с внесением 20 м ³/ га спиртовой барды – 133,4 мг / кг , в варианте с внесением 40 м ³/ га спиртовой барды – 140,3 мг / кг , и в варианте с внесением 60 м ³/ га спиртовой барды -140,0 мг / кг .

В 2012 г . закономерности между вариантами по содержанию подвижного фосфора были такие же , как и в предыдущем году . Наибольшее количество было в вариантах с дозой внесения 40 м ³/ га и 60 м ³/ га спиртовой барды 130,0 мг / кг и 131,1 мг / кг соответственно .

Иная картина наблюдается по содержанию обменного калия в почве . Представленные почвы характеризуются высоким содержанием данного элемента . Поэтому внесение спиртовой барды , которая содержит незначительное количество калия , не оказало никакого влияния .

Достоверных различий между вариантами по содержанию обменного калия не установлено ( табл . 3).

Таблица 2 – Содержание подвижного фосфора в пахотном (0-30 см ) слое почвы в зависимости от доз внесения спиртовой барды , мг / кг

Варианты	Перед посевом	Фаза 9 листьев	Фаза молочно восковой спелости	Среднее за год
2010 г .
1. Без внесения ( контроль )	110,6	127,3	116,3	118,1
2.20 м 3/ га спиртовой барды	121,7	129,1	119,7	123,5
3.40 м 3/ га спиртовой барды	126,3	127,6	115,1	119,7
4.60 м 3/ га спиртовой барды	131,2	124,8	118,3	124,8
НСР 05	6,7	F ф т	F ф т
2011 г .
1. Без внесения ( контроль )	116,3	131,3	122,1	123,2
2.20 м 3/ га спиртовой барды	127,4	144,1	128,7	133,4
3.40 м 3/ га спиртовой барды	135,6	149,6	135,6	140,3
4.60 м 3/ га спиртовой барды	134,9	148,3	136,9	140,0
НСР 05	7,1	6,9	6,2
2012 г .
1. Без внесения ( контроль )	112,1	122,6	116,1	116,9
2.20 м 3/ га спиртовой барды	123,4	129,9	119,3	124,2
3.40 м 3/ га спиртовой барды	129,7	135,6	124,8	130,0
4.60 м 3/ га спиртовой барды	132,6	137,4	123,4	131,1
НСР 05	6,6	7,1	6,9
В среднем за 3 года
1. Без внесения ( контроль )	113,0	127,1	118,2	119,4
2.20 м 3/ га спиртовой барды	124,2	134,4	122,6	127,1
3.40 м 3/ га спиртовой барды	130,5	134,3	125,2	130,0
4.60 м 3/ га спиртовой барды	132,9	136,8	126,2	132,0
НСР 05	6,2	6,7	6,4

Таблица 3 – Содержание обменного калия в пахотном (0-30 см ) слое почвы в зависимости от доз внесения спиртовой барды , мг / кг

Варианты	Перед посевом	Фаза 9 листьев	Фаза молочно восковой спелости	Среднее за год
2010 г .
1. Без внесения ( контроль )	122,4	157,1	145,6	141,2
2.20 м 3/ га спиртовой барды	129,3	161,3	144,3	145,0
3.40 м 3/ га спиртовой барды	126,1	159,9	147,9	144,6
4.60 м 3/ га спиртовой барды	128,6	162,3	145,3	145,4
НСР 05	F ф т	F ф т	F ф т
2011 г .
1. Без внесения ( контроль )	136,7	149,6	131,7	139,3
2.20 м 3/ га спиртовой барды	134,9	153,4	130,6	139,6
3.40 м 3/ га спиртовой барды	141,5	150,6	138,1	143,4
4.60 м 3/ га спиртовой барды	138,4	148,9	138,0	141,8
НСР 05	F ф т	F ф т	F ф т
2012 г .
1. Без внесения ( контроль )	131,2	162,3	144,4	146,0
2.20 м 3/ га спиртовой барды	128,7	176,2	143,6	149,5
3.40 м 3/ га спиртовой барды	135,1	174,5	152,1	153,9
4.60 м 3/ га спиртовой барды	136,4	164,9	149,3	150,2
НСР 05	F ф т	F ф т	F ф т
В среднем за 3 года
1. Без внесения ( контроль )	130,1	156,3	140,6	142,3
2.20 м 3/ га спиртовой барды	131,0	163,1	139,5	145,5
3.40 м 3/ га спиртовой барды	134,2	161,7	146,0	147,3
4.60 м 3/ га спиртовой барды	133,1	158,7	144,2	145,3
НСР 05	F ф т	F ф т	F ф т

Таким образом , исходя из представленных данных , видно , что внесение возрастающих доз спиртовой барды под посевы кукурузы способствует активизации нитрификационных процессов и увеличению содержания азота в почве . Также повышается содержание подвижного фосфора в почве . Содержание обменного калия не зависело от доз внесения спиртовой барды .

Основным и наиболее существенным критерием любых агротехнических приемов , и в частности применения спиртовой барды в качестве органического удобрения , является урожайность .

Учет зеленой массы кукурузы показал , что в 2010 г . урожай был наименьшим и составил в первом опыте в контрольном варианте 19,8 т / га , в варианте с внесением 20 м ³/ га спиртовой барды – 20,3 т / га , в варианте с внесением 40 м ³/ га спиртовой барды урожай составил 22,9 т / га и в варианте с внесением 60 м ³/ га спиртовой барды – 22,7 т / га ( табл . 4). Низкая урожайность зеленой массы объясняется , как уже заявлено ранее , экстремально жаркой погодой в летний период . Отсутствие осадков во второй половине лета и высокая температура воздуха и почвы негативно сказались на микробиологических процессах , что не позволило проявить действие спиртовой барды на развитии ростовых процессов кукурузы и , соответственно , на формировании зеленой массы растений . Достоверных различий по урожаю между вариантами не выявлено .

Таблица 4 – Влияние дозы внесения спиртовой барды на урожай зеленой массы кукурузы ( Опыт 1)

Варианты	Урожайность , т / га .
	2010 г .	2011 г .	2012 г .	В среднем за 3 года	% к контролю
1. Без внесения ( контроль )	19,8	28,4	23,7	23,1	100
2.20 м 3/ га барды	20,3	37,0	32,3	29,5	127,7
3.40 м 3/ га барды	22,9	39,9	36,6	33,1	143,3
4.60 м 3/ га барды	22,7	41,1	37,0	33,6	145,5
НСР 05	F ф т	2,14	2,96	2,04

Во втором опыте применение подкормок в виде внесения спиртовой барды также не оказало влияние на урожай зеленой массы кукурузы . Так в контрольном варианте урожай составил 22,7 т / га , в варианте с однократной подкормкой урожай был 23,7 т / га и в варианте с двукратной подкормкой – 24,3 т / га ( табл . 5). Различия между вариантами по урожаю зеленой массы во втором опыте также были не существенны .

Таблица 5 – Урожайность зеленой массы кукурузы в зависимости от количества подкормок спиртовой бардой ( Опыт 2)

Варианты	Урожайность , т / га .
	2010 г .	2011 г .	2012 г .	В среднем за 3 года	% к контролю
1.40 м 3/ га барды ( контроль )	22,7	39,3	36,7	32,6	100
2.40 м 3/ га +10 м 3/ га барды	23,7	44,6	39,9	36,4	111,7
3.40 м 3/ га +10 м 3/ га +10 м 3/ га барды	24,3	48,1	43,4	38,9	119,3
НСР 05	F ф т	3,07	2,61	2,43

В 2011 г . погодные условия были более благоприятные для развития кукурузы , особенно вторая половина вегетацинного периода , что положительно сказалось на формировании вегетативной массы растений . Урожай надземной части растений составил в зависимости от варианта ( опыт 1) 28,4-41,1 т / га . Внесение спиртовой барды оказало положительное влияние на урожай зеленой массы кукурузы . Так в контрольном варианте урожай составил 28,4 т / га , в вариантах с внесением спиртовой барды он составил 37,0-41,1 т / га . Наибольший урожай отмечен в варианте с внесением 40 м ³/ га спиртовой барды – 39,9 т / га и в варианте с внесением 60 м ³/ га спиртовой барды -41,1 т / га . Достоверных различий между указанными вариантами не отмечено .

Во втором опыте применение одно - и двукратных подкормок спиртовой бардой по 10 м ³/ га оказало заметное влияние на формирование зеленой массы кукурузы . Если в контрольном варианте урожай составил 39,3 т / га , то в варианте с использованием подкормок 44,6-48,1 т / га . При этом наибольший урожай зеленой массы получен в варианте с двукратной подкормкой – 48,1 т / га .

В 2012 г . урожай зеленой массы кукурузы ( опыт 1) находился в прямой зависимости от дозы внесения спиртовой барды . Если в контрольном варианте ( без внесения ) урожай зеленой массы составил 23,7 т / га , то в вариантах с внесением спиртовой барды 32,3-37,0 т / га , при этом в варианте с внесением 20 м ³/ га спиртовой барды урожай составил 32,3 т / га , в варианте с внесением 40 м ³/ га спиртовой барды – 36,6 т / га и в варианте с внесением спиртовой барды 60 м ³/ га – 37,0 т / га .

Во втором опыте применение подкормок также оказало положительное влияние на накопление зеленой массы кукурузы. В первом варианте (предпосевное внесение спиртовой барды в дозе 40м3/га) урожай зеленой массы составил 36,7 т/га. В варианте с однократной подкормкой спиртовой бардой в количестве 10м3/га урожай составил 39,9 т/га, и варианте с двукратной подкормкой по 10м3 спиртовой барды урожай был 43,4 т/га.

Как видно из представленного материала , погодные условия влияют определенным образом на урожай зеленой массы кукурузы . Однако если рассмотреть средние за три года данные по урожайности , то видно , что внесение спиртовой барды в качестве органического удобрения оказывает положительное влияние на формирование зеленой массы кукурузы . Так , в контрольном варианте средний урожай составил 23,1 т / га , в варианте с внесением 20 м ³/ га спиртовой барды урожай составил 29,5 т / га , что на 27,7% больше , чем в контроле . В варианте с внесением 40 м ³/ га спиртовой барды урожай составил 33,1 т / га или на 43,3% больше контрольного варианта . В варианте с внесением 60 м ³/ га спиртовой барды урожай составил 33,6 т / га или на 45,5% больше , чем в контрольном варианте .

Таким образом , исходя из полученных данных , по урожаю зеленой массы кукурузы , можно сделать вывод : внесение спиртовой барды в почву перед посевом кукурузы способствует увеличению урожая зеленой массы растений , и оптимальной дозой внесения спиртовой барды является 40 м ³/ га .

Во втором опыте подкормки спиртовой бардой также оказали положительное влияние на урожай зеленой массы кукурузы . В среднем за три года учетов урожая зеленой массы в контрольном варианте составил 32,6 т / га . Однократная подкормка спиртовой бардой в фазу 2-3 листьев в дозе 10 м ³/ га обеспечила получение урожая 36,4 т / га , что на 11,7% больше , чем в контрольном варианте . Двукратная подкормка спиртовой бардой в фазу 2-3 листьев и в фазу 5-6 листьев в дозе по 10 м ³/ га способствовала получению урожая 38,9 т / га , что на 19,3% больше , чем в контроле .

Следует отметить , что в третьем варианте второго опыта было всего внесено 60 м ³/ га спиртовой барды (40 м ³/ га перед посевом + 10 м ³/ гав фазу 2-3 листьев + 10 м ³/ га в фазу 5-6 листьев ), что обеспечило получение урожая зеленой массы в количестве 38,9 т / га . В первом опыте в четвертом варианте также было внесено 60 м ³/ га спиртовой барды ( перед посевом кукурузы ), однако , в этом случае был получен урожай зеленой массы в количестве 33,6 т / га , что на 15,7% меньше .

Таким образом , применение дополнительных подкормок оказывает больший эффект на формирование зеленой массы по сравнению с предпосадочным внесением спиртовой барды .