Применение органических удобрений на основе твердой фракции свиного бесподстилочного навоза при возделывании яровой пшеницы

Большинство фермерских хозяйств применяют традиционные способы утилизации навоза, как правило, у них нет проблем с его использованием. Иное положение складывается в сельскохозяйственных организациях, где ежегодно разной степени очистки и переработке необходимо подвергать более 200 млн т жидких навозных стоков [1; 2].

Применение индустриальных технологий в животноводстве привело к тому, что в общем объеме навоза более 60% приходится на бесподстилочный. В России функционирует более 1600 крупных комплексов с бесподстилочным содержанием животных. При таком содержании поголовья свиней, наряду с жидкой фракцией, при хранении и разделении навоза образуется и твердая фракция [3; 4].

Цель исследований – изучение влияния органических удобрений на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза на продуктивность яровой пшеницы на лугово-черноземной почве.

Условия, материалы и методы

Эксперименты проводились в ООО «РУСКОМ–Агро» Омской области и на кафедре агрохимии и почвоведения Омского ГАУ в 2015–2017 гг. Объекты: растения пшеницы яровой Дуэт, лугово-черноземная маломощная малогумусовая тяжелосуглинистая почва, твердая фракция бесподстилочного свиного навоза. Содержание в почве

перед посевом N-NО 3 – 2,26–4,48 (по Грандваль-Ляжу), P 2 O 5 – 99–108 (по Чирикову), K 2 O – 311–345 мг/кг (по Чирикову). С каждыми 10 тоннами органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза вносилось 57–59 кг азота, 9,7–11,13 кг фосфора и 14–21 кг калия.

Расположение делянок систематическое. Повторность вариантов трехкратная. Площадь делянок – 20 м²; учетная – 16 м². Агротехника общепринятая для зоны.

Результаты и их обсуждение

Пшеница яровая положительно отзывается на улучшение минерального питания в условиях региона [5–8]. При исследовании действия органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза на урожайность пшеницы яровой установлено их положительное влияние на продуктивность растений (табл. 1).

Таблица 1

Урожайность пшеницы яровой при действии органических удобрений на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза на лугово-черноземной почве (2015–2017 гг.)

Вариант (доза, т/га)	Урожайность, т/га				Прибавка		Окупаемость, кг/т
	2015 г.	2016 г.	2017 г.	Средняя	т/га	%
Контроль (без удобрений)	1,45	2,08	1,93	1,82	–	–	–
20	1,77	2,15	2,13	2,02	0,20	10,8	9,83
30	1,94	2,22	2,14	2,10	0,28	15,4	9,33
40	2,16	2,35	2,20	2,24	0,42	22,9	10,4
50	2,28	2,69	2,59	2,52	0,70	38,5	14,0
60	2,26	2,38	2,50	2,38	0,56	30,8	9,33
НСР 05	0,19	0,10	0,15

Пшеница яровая имела урожайность в контроле 1,82 т/га, а при внесении навоза – 2,02–2,52 т/га. Наиболее эффективно использование 50 т/га: прибавка составила 0,70 т, или 38,5%. Действие 60 т/га было менее эффективным – наблюдалось уменьшение урожайности (рис. 1).

Рис. 1 . Урожайность пшеницы яровой при действии органических удобрений на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015–2017 гг.)

Наибольшая окупаемость 1 т навоза зерном отмечена при 50 т/га – 14,0 кг, наименьшая – при действии 30 и 60 т/га – 9,3 кг.

Согласно результатам полевых опытов пшеница яровая хорошо отзывается на действие твердой фракции бесподстилочного свиного навоза. Установлена зависимость урожайности (У, т/га) от доз органических удобрений (х, т/га) в диапазоне до оптимальных значений (уравнение 1)

У = 0,011 x + 1,81, r = 0,93.                           (1)

Из уравнения (1) следует, что коэффициент интенсивности действия 1 т/га навоза на величину урожая (b) составляет 0,011 т/га. Зная, что для получения дополнительно 1 т/га зерна нужно внести 91 т навоза (1 т/га : 0,011 т/га = 91), определим прибавку урожая по формуле (2)

П = D / 91,                                   (2)

где П – плановая прибавка урожайности, т/га;

D – доза органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза, т/га;

91 – затраты навоза с данным химическим составом для создания 1 т зерна, т/га.

Отсюда можно рассчитать дозу твердой фракции (формула 3)

D = П / b.                                   (3)

Так, при плановой прибавке урожая зерна 0,6 т/га доза твердой фракции беспод-стилочного свиного навоза составит: D = 0,6 / 0,011= 54,5 т/га.

Навоз обладает не только хорошим действием, но и последействием при удобрении различных сельскохозяйственных культур [1]. Пшеница яровая за 3 года сформировала в сумме 6,00 т/га в контроле и 7,60 т/га при внесении 60 т/га (табл. 2).

Таблица 2

Урожайность пшеницы яровой в севообороте от применения органических удобрений на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (2015–2017 гг.)

Вариант (доза, т/га)	Урожайность, т/га				Прибавка		Окупаемость
	Действие, 2015 г.	Последействие		∑ за 3 года
		1-го года, 2016 г.	2-го года, 2017 г.		т/га	%	кг/т
Контроль (без удобрений)	1,45	2,19	2,36	6,00	–	–	–
20	1,77	2,32	2,38	6,47	0,47	7,83	23,5
30	1,94	2,48	2,46	6,88	0,88	14,7	29,3
40	2,16	2,50	2,64	7,30	1,30	21,7	32,5
50	2,28	2,44	2,71	7,43	1,43	23,8	28,6
60	2,26	2,53	2,81	7,60	1,60	26,7	26,7
НСР 05	0,15	0,11	0,14

Увеличить концентрацию доступных форм элементов питания в почве можно с помощью органических удобрений [7]. Применение твердой фракции бесподстилочного свиного навоза увеличивало концентрацию N-NО 3 под пшеницей в кущение с очень низкого (4,1 мг/кг) в контроле до очень высокого уровня обеспеченности (25,5–44,9 мг/кг) (табл. 3). 1 т твердой фракции бесподстилочного свиного навоза увеличивает содержание N-NО 3 в почве на 0,58 мг/кг (рис. 2). К уборке концентрация N-NО 3 ощутимо уменьшилась, но была еще на значительном уровне, особенно при высоких дозах навоза.

Таблица 3

Содержание в почве подвижных элементов питания при действии органических удобрений на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015–2017 гг.), мг/кг (слой 0–20 см)

Вариант (доза, т/га)	Кущение			Восковая спелость			Уборка
	N-NО 3	P 2 O 5	K 2 O	N-NО 3	P 2 O 5	K 2 O	N-NО 3	P 2 O 5	K 2 O
Контроль (без удобрений)	4,4	105	291	3,2	100	336	2,7	99	339
20	25,9	150	323	22,9	143	343	13,3	140	345
30	25,5	153	332	26,3	146	343	15,5	143	348
40	31,0	159	336	27,2	151	352	16,4	147	352
50	32,1	169	339	30,7	163	365	18,9	159	366
60	44,9	175	346	42,1	169	370	23,8	166	374

Концентрация подвижного P 2 O 5 в почве при действии твердой фракции навоза также повышалась, при этом уровень обеспеченности им с повышенного перешел на высокий, от доз 20–40 т/га превысила 150 мг/кг почвы. 1 т твердой фракции бесподсти-лочного свиного навоза увеличила концентрацию на 1,08 мг/кг (рис. 3). Концентрация подвижного K 2 O в почве была на очень высоком уровне – 291–346 мг/кг почвы. 1 т твердой фракции бесподстилочного свиного навоза увеличила концентрацию K 2 O в почве на 0,86 мг/кг под пшеницей яровой (рис. 4). В течение вегетации ее уровень изменяется незначительно и находится на очень высоком уровне.

Таким образом, действие твердой фракции бесподстилочного свиного навоза значительно увеличивает содержание N-NО 3 – с очень низкого до очень высокого уровня и подвижного P 2 O 5 – с повышенного до высокого.

Рис. 2 . Содержание нитратного Р 2 О 5 в лугово-черноземной почве в фазу кущения пшеницы яровой от доз органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015–2017 гг.)

Оптимизация питания растений позволяет получать максимальную продуктивность при наилучшем качестве урожая [9–12]. Действие твердой фракции бесподсти-лочного свиного навоза позитивно повлияло на качество зерна пшеницы яровой (табл. 4). Увеличение содержания белка наблюдалось при применении всех доз навоза (19,0–20,5; в контроле 18,5%).

0       10      20      30      40      50      60

Дозы органического удобрения, т/га

Рис. 3 . Содержание подвижного P 2 O 5 в лугово-черноземной почве в фазу кущения пшеницы яровой от доз органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015–2017 гг.)

0       10      20      30      40      50      60

Дозы органического удобрения, т/га

Рис. 4 . Содержание подвижного K 2 O в лугово-черноземной почве в фазу кущения пшеницы яровой от доз органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015–2017 гг.)

Таблица 4

Качество зерна пшеницы яровой при действии органических удобрений на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015–2017 гг.)

Вариант (доза, т/га)	Белок, %	Клейковина, %	Стекловидность, %
Контроль (без удобрений)	18,5	34,5	62
20	19,0	35,7	67
30	20,2	35,5	71
40	20,3	35,1	67
50	20,4	35,2	67
60	20,5	35,6	68

Концентрация клейковины в зерне пшеницы яровой повышалась при применении всех доз удобрения, составив 35,1–35,7%, при содержании в контроле 34,5%. Стекло-видность ее зерна изменялась от 62 в контроле до 67–71%: действие удобрений также привело к увеличению показателя.

Улучшение структуры урожая напрямую зависит от почвы, условий произрастания и вносимых под нее удобрений, что способствует мобилизации физиологических ресурсов растения и повышению урожайности. При оптимальном соотношении зерна к соломе 1 : 1,44–1 : 1,49 получена наибольшая урожайность (табл. 5). Масса 1000 зерен увеличивалась с 35,16 в контроле до 36,8–40,01 г при 40–60 т/га, что в том числе объясняет формирование наибольшей урожайности в этих вариантах.

Таблица 5 Структура урожая пшеницы яровой при действии органических удобрений на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015–2017 гг.)

Показатель	Вариант (доза, т/га)
	Контроль (без удобрений)	20	30	40	50	60
Количество зерен в колосе, шт.	27	26	27	28	29	29
Соотношение зерна к соломе	1 : 1,14	1 : 1,42	1 : 1,54	1 : 1,49	1 : 1,44	1 : 1,45
Масса 1000 зерен, г	35,6	35,9	35,9	36,8	40,1	37,7

Выводы

Наиболее эффективным при возделывании пшеницы яровой на луговочерноземной почве было применение 50 т/га твердой фракции бесподстилочного свиного навоза: прибавка урожая составила 0,70 т, или 38,46% к контролю, в последействии в сумме за 3 года при внесении 60 т/га – 1,60 т/га (26,67%). Использование 1 т органического удобрения увеличивало концентрацию в почве: N-NО 3 – на 0,58 мг/кг, подвижного P 2 O 5 – на 1,08, K 2 O – на 0,86. Установлено положительное влияние твердой фракции бесподстилочного свиного навоза на качество и структуру урожая: повышалось содержание клейковины, белка, стекловидность, масса 1000 зерен.

I.A. Bobrenko, N.V. Goman, N.K. Trubina, V.P. Kormin, I.O. Shalak

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

Application of organic fertilizers based on the solid fraction of liquid pig manure in the cultivation of spring wheat