Отходы сахарного производства как нетрадиционный вид органического удобрения и их влияние на основные показатели плодородия почвы в динамике

Подъем сельскохозяйственного производства требует внедрения прогрессивных технологий, сохранения и повышения плодородия почв. В системе мероприятий, направленных на решение этой проблемы, одно из главных мест принадлежит органическим удобрениям как самому радикальному и многофакторному средству окультуривания почв, средству повышения эффективности химизации сельского хозяйства и обеспечения высоких и стабильных урожаев.

В последние годы органические удобрения широко применяются при комплексном агрохимическом окультуривании полей, которое предусматривает повышение плодородие почв и урожайности сельскохозяйственных культур на основе интенсивного применения удобрений. Органические удобрения – важнейший фактор практического регулирования многих показателей плодородия почв:

содержания органического вещества, подвижных форм азота, фосфора, калия, кальция, алюминия, железа, марганца и других микро- и макроэлементов, кислотности, ЕКО, степени насыщенности основаниями, биологической активности, вводно-воздушного режима и так далее. [1]

Наряду с традиционными органическими удобрениями (подстилочный навоз, птичий помет, сапропель, торф, зеленое удобрение) необходимо использовать и другие виды органических удобрений. В последнее время чаще всего к другим видам органических удобрений относятся отходы предприятий, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию так называемый вторичный материальный ресурс. Отходы сахарного производства также можно использовать, как один из вида нетрадиционного органического удобрения. Несмотря на статус вторичного вещества, жом содержит протеин, клетчатку, БЭВ, жир и другие полезные компоненты. Этот продукт способен повысить плодородность почвы, увеличив объем урожая. А при переработке свеклы его образуется десятки миллионов тонн. При переработке сахарной свеклы в сахар получается целый ряд отходов: жом, патока, меласса, диффузионная вода, фильтропрессный промой, дефекат.[2]

Свекловичный жом - обессахаренная свекловичная стружка, образующаяся при производстве сахара из сахарной свеклы. Известны различные способы использования свекловичного жома, основанным из них является использование свекловичного жома в качестве корма для скота. В связи с увеличением площади под сахарной свеклой и сокращением поголовья скота свекловичный жом полностью не утилизируется и создает экологические проблемы. В качестве удобрения свекловичный жом в частом виде применяться не может из-за его высокой токсичности, вызванной кислой реакции среды, а также несбалансированным содержанием основных элементов питания. Дефекат также является отходом сахарной промышленности. Используется как известковый мелиорант. В связи с тем, что свежий свекловичный жом характеризуется высокой влажностью 79-90 %, а дефекат при влажности 30% и выше становится вязкой пластичной массой, технологически непригодной для внесения в почву серийными разбрасывателями, смешивание свекловичного жома и дефеката крайне не желательно. Поэтому предлагается способ внесения этих компонентов по отдельности с последующей заделкой их при перепашке или культивации. [4]

По сути дела, при совместном внесении жома и дефеката наблюдается синергизм, т.е. усиливалось влияние предлагаемого удобрения более чем в 2 раза. Объяснением этому является то, что при внесении по отдельности жома и дефеката усиливалось неблагоприятное воздействие на яровую пшеницу: с одной стороны, сильно подкислялась почва (под влиянием свекловичного жома), а с другой стороны сильно подщелачивалась (под влияние дефеката). Совместное же применение компонентов нейтрализовало неприятное воздействие этих факторов на растение, и эффективность при этом резком возросла.[3]

Варианты:

• 1.    Контроль (без внесения жома)

• 2.    50 т/га жома

• 3.    100 т/га жома

• 4.    150 т/га жома

• 5.    200 т/га жома

• 6.    Жом 150 т/га + дефекат 5 т/га

• 7.    Жом 150 т/га + дефекат 10 т/га

• 8.    Жом 150 т/га + дефекат 15 т/га

Повторность опыта трёхкратная, размещение делянок рендомезированное. Объект исследования яровая пшеница сорт Сударыня. Почва серая лесная, содержание гумуса 2,39%, рНсол. 6,5.

Результаты исследований.

Как известно, свекловичный жом и дефекат это уникальные органические удобрения с большим количеством питательных веществ. До внесения свекловичного жома и дефеката, были проведены исследования, результаты которых представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав свекловичного жома и дефеката

Как большинство сельскохозяйственных культур, яровая пшеница лучше развивается при реакции среды близкой к нейтральной. Как видно из таблицы 1 свекловичный жом имеет очень кислую реакцию среды (рН=3,9), тем самым это существенно оказало влияние на кислотность. Исследования показали, что внесение свекловичного жома без дефеката способствует подкислению почвы. Так в контрольном варианте (без внесения свекловичного жома и дефеката) кислотность почвы составила 6,57, в варианте при внесении 50 т/га – 6,42; в варианте при внесении 100 т/га – 6,04; в варианте при внесении 150 т/га – 5,73, с максимальной дозой внесения кислотность почвы составила 5,56. Совместное внесение дефеката и свекловичного жома способствовало снижению кислотности почвы. Так при внесении 150 т/га свекловичного жома и 5 т/га дефеката кислотность составила 5,89;в варианте при дозе внесения 150 т/га жома и 10 т/га дефеката – 6,97. Оптимальный уровень реакции среды, для яровой пшеницы достигнут в варианте при дозе внесения свекловичного жома 150 т/га и дефеката 15 т/га – 7,11 (таблица 2). Аналогичные результаты получены в 2015 году.

Содержание запасов азота в почве и гумуса имеет известную связь. Со снижением содержания азота по профилю, следует соответственно снижению гумуса в почве. Результаты наших исследований показали, что при внесении свекловичного жома количество гумуса увеличилось незначительно. Так в контрольном варианте 2,36%; в варианте при внесении 50 т/ га жома -2,38%; в варианте при внесении 100 т/га – 2,37%; в варианте при внесении 150 т/га – 2,41%; при максимальной дозе внесения свекловичного жома в количестве 200 т/га количество гумуса составило 2,39%. Совместное внесение свекловичного жома и дефеката так же оказало не существенное влияние на содержание гумуса в почве. В варианте при внесении свекловичного жома 150 т/га и дефеката 5 т/га количество гумуса составило 2,34 %; в варианте при внесении 150 т/га жома и 10 т/га дефеката – 2,39 %; в варианте с дозой внесении 150 т/га жома и 15 т/га дефеката содержание гумуса незначительно уменьшилось и составило 2,31%. . Аналогичные результаты были в 2015 году, кроме варианта с внесением свекловичного жома в количестве 150 т/га и дефеката 10 т/га, где количество гумуса увеличилось и составило 2,46% (контроль 2,38 %).

Внесение свекловичного жома, а так же совместное внесение свекловичного жома и дефеката не оказали существенного влияния на содержание калия в почве. Лишь в некоторых вариантах было несущественное увеличение калия. Наилучшие результаты были отмечены в варианте при дозе внесения свекловичного жома 200 т/га, где содержание калия составило 254,4 мг/кг (контроль 231,6 мг/кг) и в варианте при внесении 150 т/га жома и 5 т/га дефеката – 251,7 мг/кг. В 2015 году увеличение содержания калия в почве показали варианты с внесением жома 150 т/га и дефеката 10 т/га количество калия составило 253,6 мг/кг (контроль 243,5 мг/кг), в варианте при внесении 150 т/га жома и 15 т/га дефеката – 254,1 мг/кг.

Иная картина наблюдается по содержанию фосфора в почве. Количество фосфора значительно увеличилось, что связано с кислой реакцией среды свекловичного жома. Исследования 2014 и 2015 годов показали, что максимальное увеличение фосфора достигнуто в варианте при внесении 200 т/га свекловичного жома и количество жома составило 147,3 мг/кг (контроль 96,1 мг/кг, 2014 г.) и 149,4 мг/кг (97,3 мг/кг, 2015 г.); в варианте при внесении 150 т/га жома и 10 т/ га дефеката – 137 ,6 мг/кг (2014 г.) и 143,8 мг/кг (2015 г.) соответственно.

Таблица 2 – Агрохимические свойства почвы в зависимости от доз внесения свекловичного жома и дефеката

Наши исследования показали, что совместное внесение свекловичного жома и дефеката оказало положительное влияние на основные показатели почвенного плодородия. Так в 2015 г. в контрольном варианте без внесения свекловичного жома, урожайность составила 24,3 ц/га, но с внесением свекловичного жома в количестве 50 т/га урожайность увеличилась на 15,6% и составила 28,1 ц/га. В варианте четвертом и пятом урожайность снизилась при дозе внесения 150 т/га свекловичного жома и составила 19,3 ц/га, при внесении 200 т/га жома 17,2 ц/га соответственно, что связано с кислотностью свекловичного жома. При совместном внесении свекловичного жома и дефеката явно прослеживается динамика повышения урожайности. Максимальная урожайность достигнута в восьмом варианте при внесении 150 т/га свекловичного жома и 15 т/га дефеката и составляет 38,9 ц/га, а так же в седьмом варианте при дозе внесения 150 т/га жома и 10 т/га дефеката - 38,4 ц/га. Таким образом, на основании проведённых исследований можно предложить для утилизации отходов свеклосахарного производства, повышения эффективного плодородия и увеличения продуктивности яровой пшеницы использовать свекловичный жом и дефекат в качестве органического удобрения. Оптимальная доза внесения: 150 т/га свекловичного жома и 10 т/га дефеката.

Gurin Alexander G., Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Head of the Department of Agroecology and Environment, Orel State Agrarian University.

Gneushev Victoria V., postgraduate student of 3rd year students of the Faculty of Agribusiness and Ecology, Department of Agroecology and Environment, Orel State Agrarian University.