Дипломная работа: Влияния стоков на динамику почвы и на качество кормовых культур
Для воспроизводства органического вещества почвы можно использовать также солому (при наличии ее излишков) в сочетании с бесподстилочным навозом, что оказывает благоприятное влияние на урожай и содержание гумуса в почве. В многочисленных полевых опытах было показано, что совместное применение бесподстилочного навоза и соломы оказывает такое же влияние на урожай и содержание углерода и азота в почве, как и внесение подстилочного навоза (П.Я.Семенова, 1982).
При расчете количества вносимого с бесподстилочным навозом органического вещества надо исходить из дозы бесподстилочного навоза и содержания в нем органического вещества. Для определения содержания органического вещества в бесподстилочном навозе надо содержание сухого вещества уменьшить на 25%, так как в бесподстилочном навозе могут содержаться другие твердые неорганические вещества (например, песок).
При норме 50 м3 /га бесподстилочного навоза, содержащего 4% сухого вещества, в почву поступает около 1,5тонн органического вещества и соответственно 0,9 тонн воспроизводственного органического вещества. Такое количество в значительной степени способствует воспроизводству органического вещества почвы, однако при сильном насыщении севооборота пропашными и зерновыми культурами его бывает недостаточно, чтобы гарантировать воспроизводство почвенного гумуса. Поэтому при упомянутой структуре посевных площадей необходимо дополнительно вносить другие органические вещества. Наоборот, в севооборотах с высокой долей многолетних кормовых культур (не менее40%) потребность почвы в органическом веществе часто покрывается одними пожнивными и корневыми остатками растений (П.Я. Семенова,1982).
1.1.3 Влияние навоза на свойства почвы
В условиях интенсивного земледелия большое значение имеет регулирование вводно-физических и агрохимических свойств почв, а также оптимизация минерального питания растений.
Животноводческие стоки при длительном применении уплотняют почвы, уменьшая объем пор, ухудшают их инфильтрационные свойства (В.А.Андреев, М.Н. Новиков, С.М.Лукин,1990).
Важным свойством почвы, характеризующим ее способность удерживать катионы питательных веществ (K+ , Ca++ , Mg++ , NH+ 4 , и др.) от вымывания, противостоять подкислению, является емкость поглощения. Во многих почвенно-климатических зонах систематическое применение твердых органических удобрений, в том числе и свиного навоза, увеличивает емкость поглощения почв, способствует стабилизации реакции почвенного раствора.
Значительное влияние на физико-химические свойства почвы оказывают дозы органических удобрений. На карбонатном черноземе при внесении средних доз (45т/га) твердой фракции бесподстилочного свиного навоза за 3 года действия содержание структурных отдельностей размером 3-7 мм увеличивалось на 10-12%, размером 7-10 мм уменьшалось на 10%.В слое 20-40 см эти показатели не изменялись. При внесении 90 и 225 т/га этого удобрения количество структурных отдельностей в слое 0-20 см размером 0,5-5 мм повышалось на 13-22%, а в слое 20-40 см размером 5-10 мм – на 12-15%. В то же время в слое 20-40см уменьшалось (на13-14%) количество структурны отдельностей размером 0,5-3мм. Состав водопрочных агрегатов под влиянием твердой фракции бесподстилочного свиного навоза изменялся только в пахотном горизонте. Средние дозы навоза снижали количество водопрочных агрегатов размером 0,25-0,5 мм и в такой же мере увеличивали агрегаты размером 1-5 мм. На карбонатных черноземах свиной навоз на поглощенные основания существенного влияния не оказывает (В.А.Андреев, М.Н.Новиков, С.М.Лукин,1990).
Органические удобрения, и в частности свиной навоз, как правило, повышает биологическую активность почвы.
По данным А.Э. Озолини, Р.Р.Визлы (А.Н. Небольсин и др., 1987), основное воздействие жидкого навоза по сравнению с твердыми выражались в быстром и значительном приросте количества нитрификаторов и денитртфикаторов и повышении нитрифицирующей способности почвы.
На активность микрофлоры влияют сроки внесения навоза, его дозы и способы заделки. Использование больших норм жидкого свиного навоза тормозит течение биохимических процессов в почве (И.И. Тимченко, З.И. Бойко,1983).
Одним из важнейших показателей плодородия почвы является содержание в ней гумуса.
В связи с интенсивным применением минеральных удобрений снизилось значение гумуса как источника элементов питания для растений, но неизмеримо возросла его роль как разностороннего регулятора почвенных процессов. Поэтому не только восстановление, но и увеличение запасов органических веществ остается обязательным условием рациональных систем земледелия.
Положительное влияние на накопление гумуса оказывают навозные стоки, особенно в полях с многолетними травами. В опытах ВНИПТИОУ (С.И. Тарасов, Н.А. Кумеркина,1987) систематическое использование навозных стоков свиноводческого комплекса (N300, N400 , N500 ) на удобрение многолетних злаковых трав обусловило увеличение гумусированности не только пахотного, но и подпахотного горизонта почвы. Применение жидкого навоза и навозных стоков в пропашных севооборотах при оптимальных гидротермических режимах могут способствовать усилению минерализации органического вещества почвы и потери гумуса. Эти негативные явления устраняются путем совместного использования в качестве удобрения навоза и соломы (Т. Кольбе, Г.Штумпе, 1972; О.Е. Авров, В.М.Мороз,1979;М.Шкарда,1985 П.Я.Семенов,1987;Е.И.Алиева,1987;Р.Р. Визла, 1987).
В большинстве органических удобрений на основе свиного навоза элементы питания растений находятся в доступной форме, поэтому при внесении их в почву заметно улучшается ее пищевой режим.
Положительное влияние на пищевой режим дерново-подзолистых почв оказывают навозные стоки свиноводческих комплексов. В исследованиях ВНИПТИОУ навозные стоки способствовали резкому увеличению содержания в почве азота и фосфора, отмечалось улучшение калийного питания растений. Все это положительно сказалось на формировании урожая многолетних трав. Так, прибавка урожая зеленой массы на фоне стоков из расчета N300 составляла 232 ц/га, N400 -321, N500 -359 ц/га.
От минеральных удобрений, внесенных эквивалентно содержанию NPK в навозных стоках из расчета N300 , отдача была выше на 34%, что обусловлено в основном потерей из стоков аммиачного азота при поверхностном их внесении (В.А.Андреев, М.Н.Новиков, С.М.Лукин,1990).
1.1.4 Влияние высоких норм навоза на урожай, его качество и плодородие
Нельзя ежегодно применять чрезмерно высокие нормы навоза на одних и тех же земельных участках, т.к. это не обеспечивает дальнейшего роста урожая.
Так, внесение среднегодовой нормы азота более 246 кг/га (1232 кг/га за 5 лет) не вызывало существенного повышения продуктивности кормового севооборота и сопровождалось накоплением нитратов в растениях и почве. При внесении больших норм под кормовые культуры в них накапливается значительное количество нитратов. Содержание нитратного азота свыше 0,1% в расчете на сухое вещество корма может быть опасным для здоровья животных. Количество фосфора, кальция и магния с увеличением норм навоза повышается незначительно (В.А. Васильев, Н.В. Филиппова,1988).
Поля орошают раз в декаду. Причем под многолетние травы стоки вносили 1 раз, сразу после укоса, а весной в начале возобновления вегетации.
Величину поливных норм определяют в зависимости от выпавших осадков и среднесуточной температуры воздуха за период между поливами.
При орошении животноводческими стоками наибольшую прибавку урожая дают многолетние злаковые травы (тимофеевки луговой, ежи сборной, овсяницы луговой).
Воздействие стоков на урожайность многолетних трав близко к действию эквивалентных доз минеральных удобрений. При увеличении нормы сточных вод от 240 до 420 кг/га азота урожайность возрастала от 8,35 до 10,30 т/га сухой массы.
При промышленной технологии заготовки зеленых кормов важным показателем является равномерность выхода продукции в течение вегетационного периода. Дробное внесение животноводческих стоков под каждый укос выравнивает отрастание трав. Колебания урожайности по укосам составляли 4-6% , за исключением первого года орошения, когда они достигали 17%.
При норме стоков 240-300 кг/га азота урожайность убывала от 27-28% в начале сезона до 22% в конце. С увеличением норм урожайность первого укоса уменьшалось, а последнего - несколько увеличивалась. Распределение урожайности по укосам зависит от норм внесения стоков и метеоусловий вегетационного периода. Амплитуда колебаний урожайности возрастает с увеличением норм внесения стоков. Влияние метеоусловий выражается в том, что если в силу неблагоприятной погоды травы не смогли за какой-то укосный период (или в целом за весь сезон) использовать питательные вещества в полной мере и урожайность оказалась ниже потенциально возможной, а в почве остались питательные неиспользованные вещества, то в дальнейшем эти дополнительные вещества при более благоприятных условиях стимулируют соответствующее увеличение урожайности. Такое регулирующее воздействие метеофакторов на урожайность проявляется и в многолетний период.
При орошении животноводческими стоками кормовых культур существенные изменения происходят в их химическом составе. В многолетних травах содержание сырого протеина резко возрастает и при норме стоков 240 кг/га азота достигает 19,1%. С учетом роста урожайности многолетних трав выход протеина увеличивается в 6 раз. При дальнейшем увеличении нормы стоков содержание протеина несколько снижается. При этом оптимальной нормой является 300 кг/га азота (В.И. Штыков, Я.З.Шевелев, О.Ю. Кошевой, 1987).
При орошении в травах наблюдается также увеличение содержания зольных веществ, а содержание клетчатки уменьшается.
Содержание питательных веществ в многолетних травах во многом зависит от цикла скашивания. К первому укосу травы успевают несколько загрубеть, количество сырого протеина в них достигает 15,3%, а сырой клетчатки – 36,5%. В последующие укосы с отрастанием отавы содержание протеина возрастает, клетчатки – уменьшается.