Промышленные отходы в виде спиртовой барды и перспективы ее использования в сельском хозяйстве в качестве органического удобрения

На современном этапе развития земледелия ведущая роль отведена ресурсосберегающим технологиям возделывания сельскохозяйственных культур. Учитывая дороговизну минеральных удобрений и отсутствие достаточного количества навоза из-за резкого сокращения поголовья скота, необходимо изыскивать местные ресурсы органических удобрений [1, 2]. Одним из таких дешевых источников может служить отход спиртового производства – послеспиртовая барда, которой в последнее время уделяется внимание как в странах СНГ, так и в странах дальнего зарубежья. Спиртовая барда – экологически чистое удобрение и по сравнению с навозом, так как не содержит инвазионных начал и семян сорняков. Концентрация солей тяжелых металлов в ней значительно ниже. В то же время по содержанию общего азота барда превосходит в 5–7 раз подстилочный и в 25–30 раз бесподстилочный навоз, что указывает на ее удобрительный характер [3, 4].

В экологическом аспекте для защиты окружающей среды и получения экологически чистой растениеводческой продукции важно установление ее оптимальных доз. Также спиртовая барда не является источником накопления вредных веществ в растениеводческой продукции; по химическому составу это экологически безопасное удобрение. Содержит различные ценные органические вещества естественного происхождения, большой спектр макро- и микроэлементов и может быть перспективным органическим удобрением, стимулятором роста растений и источником повышения биогенности почвы [5].

Объекты и методы

Объектом исследования служила спиртовая пшеничная барда, применяемая в качестве жидкого органического удобрения для корневой подкормки в различные сроки и дозах на посевах житняка 3-го и 4-го года пользования.

Барда в опытах использовалась по хорошо отработанной и рекомендованной в зоне технологии поверхностного внесения жидкого бесподстилочного навоза. Ее разливали по поверхности поля цистерной-разбрасывателем РЖТ-16 в агрегате с трактором К-701 по прямоточной технологии спиртзавод-поле. В опыте для заделки барды использовалась серийная игольчатая борона БМШ-20. Для перемешивания бардяного осадка с почвой это орудие применяли с углом атаки 150 и активным расположением рабочих органов. Барду заделывали на глубину 4–6 см при подсыхании поверхностного слоя через 0,5–1 ч после внесения.

Результаты исследований

Так, на черноземах южных в среднем за два года максимальная урожайность сена была получена в варианте с дозой барды 80 т/га – 3,23 т/га, это на 1,55 т/га, или на 92,3 %, больше, чем на контроле (табл. 1). Рост урожая произошел в основном за счет более сбалансированного азотно-фосфорного питания растений житняка. В фазы кущения и выхода в трубку соотношение было в пределах 1 : 1,55–1,40, что близко к оптимальному значению – 1 : 1,66. Как повышение, так и снижение доз барды не способствовало росту урожайности. Высокие дозы 100 и 120 т/га формировали лишь слабую тенденцию к повышению продуктивности, соответственно 3,33 и 3,41 т/га. Средняя доза – 60 т/га снижала урожай до 2,89 т/га или на 0,34 т/га (НСР 05 = 0,3). Низкие дозы барды 20 и 40 т/га были в опыте неэффективны. Урожайность при дозе 20 т/га была на уровне контроля, составив 1,91 против 1,68 т/га; в варианте 40 т/га достоверно превышала контрольный вариант (на 0,62 т/га), но уступала дозе 60 т/га (на 0,59 т/га). Эффективной в опыте оказалась подкормка мочевиной в дозе N 30 . В этом варианте сбор сена – 3,11 т/га (на 1,43 т, или на 85,1 %, больше, чем на контроле). По этим показателям он был соразмерен дозе барды 80 т/га. Отмеченные закономерности в действии различных доз барды были характерны для всех лет исследований. Так, во влажных условиях 2011 г. они полностью соответствовали описанным выше средним показателям. В сухом 2012 г. следует отметить лишь выравнивание по продуктивности средних доз. В вариантах 60 и 80 т/га урожай сена был почти одинаковым, соответственно 2,59 и 2,72 т/га. Подкормка мочевиной N₃₀ соответствовала дозе барды 60 т/га и составляла 2,38 т/га (НСР 05 = 0,3).

На солонце мелком выявлена несколько другая закономерность действия барды (таблица). Наиболее эффективной здесь была доза 100 т/га. Ее действие проявлялось как во влажный, так и в сухой год. В первом случае она обеспечила прибавку сена 0,95 т по сравнению с контролем, с низкими дозами барды (20, 40 т/га) – 0,82–0,90, со средними (60–80 т/га) – 0,34–0,48 т/га. Во втором случае прибавка также была значительной, соответственно 0,84, 0,78–0,85 и 0,29–0,56 т/га. В среднем за два года в этом варианте получено 1,60 т/га сена. Такое преимущество объясняется не только улучшением питательного режима, но и мелиорирующим действием барды. При увеличении дозы до 120 т/га отмечена лишь тенденция к дальнейшему росту урожайности житняка (1,66 т/га).

Влияние разных доз спиртовой барды на продуктивность сена житняка на черноземе южном и солонце мелком

Показатель	Дозы барды (Б), т/га
	0 1	N 30	Б 20	Б 40	Б 60	Б 80	Б 100	Б 120
Чернозем южный
Урожайность, т/га:
2011 г.	2,12	3,84	2,35	2,77	3,19	3,75	3,98	4,06
2012 г.	1,24	2,38	1,47	1,82	2,59	2,72	2,68	2,76
Средняя за 2 года	1,68	3,11	1,91	2,30	2,89	3,23	3,33	3,41
Прибавка, т/га	–	1,43	0,23	0,62	1,21	1,55	1,65	1,73
%	–	85,1	13,7	36,9	72,0	92,3	98,2	103,0
Окупаемость 1 т барды прибавкой урожая житняка, ц/1 т	–	–	0,115	0,155	0,202	0,194	–	–
Солонец мелкий
Урожайность, т/га:
2011 г.	1,07	1,57	1,12	1,20	1,54	1,68	2,02	2,10
2012 г.	0,34	0,65	0,38	0,45	0,62	0,89	1,18	1,22
Средняя за 2 года	0,71	1,11	0,75	0,82	1,08	1,29	1,60	1,66
Прибавка, т/га	–	0,40	0,04	0,11	0,37	0,58	0,89	0,95
%	–	56,3	5,6	15,5	52,1	81,7	125,3	133,8
Окупаемость 1 т барды прибавкой урожая житняка, ц/1 т	–	–	0,02	0,028	0,062	0,073	0,089	–

Отмечено действие мочевины N 30 на солонце мелком на порядок ниже, чем на черноземе. По эффективности она приравнивалась к дозе барды 60 т/га c формированием средней урожайности 1,11 т/га.

Исследования, проведенные нами с нетрадиционным органическим веществом – бардой в виде удобрения растений – позволили получить математические модели, отображающие зависимость формирования величины урожая (У) кормовой культуры (житняка) от доз, способов и сроков внесения органического удобрения – барды (Х). На рисунке показана гистограмма зависимости средней урожайности сена житняка от применения доз барды на южных черноземах степной зоны Казахстана.

Коэффициент корреляции, равный 0,92, указывает на существенную прямую высокую зависимость формирования биомассы сухого вещества житняка в зависимости от уровня применения органического удобрения в виде барды. Уравнение регрессии принимает вид

У = 1,46 + 0,019 ∙ Х .

В среднем за два года исследований с удобрениями житняка установлено: на черноземе южном каждая тонна внесенного удобрения (Х) увеличивала урожайность на 0,019 т/га. Выявленный нормативный показатель (b = 0,019) интенсивности действия каждой поступившей в почву дозы барды (1 т) позволяет сделать ориентировочный прогноз применения ее доз на планируемую урожайность житняка (уравнение (2))

Д барды

ПУ , т / га - У_Ф

,

b

где ПУ – планируемая урожайность растений житняка, т/га; b – норматив интенсивности действия 1 т барды на урожайность (0,019); У ф – урожайность житняка фактическая, т/га.

■ фактическая урожайность

■ прогнозируемая урожайность

Гистограмма зависимости урожайности сена житняка от внесенных доз барды на черноземе южном (средняя за 2 года)

Очевидно, что при решении практических задач о дозах применения барды под различные культуры желательно иметь модели взаимообразных типов для одного и того же объекта (почвы) и разных культурных растений, как взаимно дополняющих друг друга.

Заключение

Влияние доз барды на урожайность житняка на черноземе южном таковы: по проведенным исследованиям установлено: спиртовая барда оказала заметное влияние на агрохимические свойства почв черноземно-солонцового комплекса. И хотя эти изменения были не столь заметны, они пришлись на критические периоды роста и развития культуры. Так, снижение щелочности почвенного раствора, накопление нитратного азота и повышение содержания подвижного фосфора происходили в фазы кущения и выхода в трубку, от которых в дальнейшем зависит уровень продуктивности. Барду можно отнести к полному удобрению, так как, кроме азота, фосфора и калия, она содержит и другие питательные элементы, а также активные биологические вещества. В совокупности это положительно сказалось на условиях минерального питания житняка и его продуктивности. Обобщая полученные данные следует заключить, что барда может служить высокоэффективным органическим удобрением, значительно повышающим продуктивность житняка. На черноземе оптимальной дозой является 80 т/га, увеличивающей урожай сена по сравнению с контролем на 1,55 т/га (92,3 %). На солонцах такой дозой служит 100 т/га с прибавкой урожая 0,89 т/га (125,3 %). Мочевина в дозе N 30 по эффективности приравнивается на черноземе к дозе 80 т/га, на солонце – к 60 т/га барды.