Органические удобрения: виды, в составе которых содержатся только натуральные компоненты

Органические удобрения обогащают почву необходимыми легкорастворимыми питательными веществами, активизируют деятельность полезных микроорганизмов, улучшают структуру почвы и ее физические свойства. Также как и минеральные удобрения, органические содержат фосфор, калий, азот, железо, кальций и другие элементы. Отличие лишь в том, что все эти элементы имеют животное или растительное происхождение.

Органические удобрения известны с самых ранних периодов истории земледелия.

Еще три тысячи лет назад китайские и японские земледельцы применяли органические удобрения. В странах Западной и Восточной Европы в XIV–XV веках нашей эры начали использовать навоз.

В современном мире ежегодно используется 3 миллиарда тонн различных органических удобрений.

Виды органических удобрений

Органические удобрения – удобрительные органические вещества животного, растительного, растительно-животного и промышленно-бытового происхождения разной степени разложения. Органические удобрения содержат большое количество влаги и широкий диапазон различных питательных элементов, некоторые в небольших количествах, поэтому их относят к полным удобрениям. Органические удобрения, как правило, малотранспортабельны, применяют их на местах или недалеко от производства и называют местными удобрениями.

К органическим удобрениям относят навоз (подстилочный, бесподстилочный, навозную жижу), торф, птичий помет, сапропель, компосты, хозяйственные отходы, промышленные отходы (лигнин), остатки сточных вод, зеленые удобрения и т. д.

Навоз

Навоз – смесь твердых и жидких экскрементов различных животных. В зависимости от технологии содержания животных получают подстилочный и бесподстилочный навоз. При хранении навоза образуется навозная жижа. Подстилочный и бесподстилочный навоз различаются не только по составу, но и по способам хранения и использования.

Навоз оказывает комплексное многостороннее воздействие на почву и является источником азота, зольных макроэлементов и микроэлементов. Навоз в любой форме пополняет запас подвижных питательных элементов в почве, улучшает круговорот различных питательных элементов в системе «почва – растение».

Птичий помет

Птичий помет – быстродействующее органическое удобрение. Различают:

• подстилочный помет, образующийся при содержании птицы на глубокой несменяемой подстилке;
• бесподстилочный помет, образующийся при клеточном содержании птицы;
• сухой помет – сыпучее удобрительное вещество, образуется в процессе термической сушки бесподстилочного жидкого помета.

Химический состав помета зависит от вида птицы, типа кормления и содержания птицы.

Применяется птичий помет как припосевное удобрение. Эффективны корневые подкормки и некорневые подкормки различных культур. Рекомендуется использование птичьего помета при выращивании растений в закрытом грунте.

В год внесения из помета в среднем усваивается до 50 % азота, 20 % фосфора и 70 % калия. Степень использования элементов питания зависит от доз, гранулометрического состава почвы и биологических особенностей растений.

Торф

Торф представляет собой растительную массу, разложившуюся в условиях избыточного увлажнения и недостатка воздуха. Такие условия создаются в болотистых местах. Виды и типы торфа многообразны и неравноценны по удобрительным качествам.

Все торфяные болота и добываемые торфа делят на:

• верховые;
• низинные;
• переходные.

Степень разложения торфа определяют по содержанию гумифицированных веществ.

По разложению оррганические удобрения различают:

• слаборазложившийся торф, содержит от 5 до 25 % гумифицированных веществ;
• среднеразложившийся – от 25 до 40 %;
• сильно разложившийся – более 40 %.

Для подстилки рекомендуется применять верховой сфагновый торф со степенью разложения ниже 25 % и зольностью менее 10 % или осоковый низинный торф со степенью разложения менее 20 %.

Химический состав торфа зависит от его типа. Однако существует общая закономерность: в торфе содержится много азота, мало фосфора и очень мало калия.

Азот, содержащийся в торфе, находится в органических соединениях и плохо усваивается растениями. Поэтому в чистом виде применяют только низинный тип торфа с высокой степенью разложения, богатый известью и фосфором, и только на легких почвах.

Для повышения доступности торфяного азота для растений его компостируют с биологически активными компонентами (фекалиями, навозной жижей, навозом и др.) либо используют для подстилки скоту.

В растениеводстве торф используют при приготовлении торфоперегнойных горшков и кубиков, как субстрат для теплиц и в качестве мульчирующего материала.

Сапропель

Сапропель – органическое удобрение, донные отложения пресноводных водоемов. Натуральный цвет – от розового до темно-коричневого. На воздухе естественный цвет пропадает. Химический состав вещества варьирует даже в пределах одного и того же водоема. Применяют сапропель на различных типах почвы в качестве основного и припосевного удобрения.

Гидролизный (технический) лигнин

Гидролизный лигнин – основной отход гидролизной промышленности. Элементов питания в нем содержится мало, имеет кислую реакцию и очень беден микрофлорой, обладает высокой влагоемкостью и поглотительной способностью. При его компостировании с другими органическими удобрениями (бесподстилочным навозом, жидким птичьим пометом, навозной жижей) получают обогащенные основными элементами питания удобрения с хорошими физико-механическими свойствами и высокой биологической активностью. Потери азота при этом минимальны.

Древесная кора и опилки

Древесную кору и опилки в качестве органического удобрения можно использовать после компостирования с навозом, навозной жижей и другими азотосодержащими веществами. Такие компосты должны отвечать следующим требованиям: содержание органического вещества на сухую массу не менее 80 % при влажности не более 60 %, доля гуминовых веществ в 10–15 % от общего количества органического вещества, pH – не менее 5,5, отношение C: N – не более 30, процент содержания на сухую массу азота – 3,0, фосфора – 0,1, калия – 0,1.

Соотношение компостируемых материалов и навоза составляет 1: 1, 2: 1 или 3: 2. В состав компоста могут вводиться фосфоритная мука, хлористый калий.

Бытовые отходы (городской мусор)

Бытовые отходы – отходы жизнедеятельности человека. В среднем на одного жителя России приходится 0,15–0,25 тонны в год твердых бытовых отходов.

Основная доля твердых бытовых отходов городов – бумажные и органические компоненты. Состав мусора изменяется по сезонам. Биологические отходы отличаются высокой степенью биологического загрязнения, могут быть опасны в эпидемиологическом отношении и требуют проведения обеззараживания.

Твердые бытовые отходы (городской мусор) по содержанию питательных веществ и удобрительным качествам сопоставимы с подстилочным навозом. Скорость минерализации бытовых отходов зависит от присутствия в нем пищевых отходов. При большом их количестве мусор разлагается быстро и его можно применять как удобрение, минуя компостирование. При преобладании непищевых отходов (бумаги, тряпок и пр.) разлагается медленно и применяется после компостирования.

Городской мусор содержит в среднем в расчете на сухую массу азота 0,6–0,7%, фосфора – 0,5–0,6%, калия – 0,6–0,8 %.

Городской мусор применяют как допосевное удобрение, под основную обработку почвы, в защищенных парниках.

Осадки сточных вод (ОСВ)

Осадки сточных вод скапливаются в крупных городах на очистных сооружениях в размере от 1,5 до 1 % объема всех очищаемых вод. Влажность ОСВ высокая – 92–95 %. Перед применением в качестве удобрения ОСВ подвергают разнообразным способам обработки, а именно:

• Компостированию ОСВ, которое включает подсушивание до влажности 50–55 %, смешивание с торфом в соотношении 3: 1, складирование в штабеля. Температура внутри штабеля достигает 60 ºС и более. Это приводит к гибели неспоровых микроорганизмов, личинок мух и гельминтов, а значит, к обеззараживанию ОСВ.
• Сбраживанию. Заключается в обеззараживании в метантенках при температуре 56–58 ºС. Сброженные ОСВ подсушивают на иловых площадках за счет фильтрации и испарения влаги до влажности 60–80 %.
• Термической сушке. Проводится при температуре 600–800 ºС до влажности 40 %. Предварительно ОСВ обезвоживают на центрифугах или виброфильтрах до 80 % влажности.

Содержание питательных элементов в ОСВ варьирует в зависимости от состава сточных вод и технологии получения. Средний состав ОСВ, % на сухую массу представлен в таблице «Средний состав ОСВ,% на сухую массу».

Наряду с питательными элементами, ОСВ могут содержать тяжелые металлы, нефтепродукты, моющие вещества. Необходим постоянный контроль состава ОСВ, поскольку при их применении резко возрастает опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции и окружающей среды опасными веществами. При прочих равных условиях безопаснее применять ОСВ на почвах тяжелых, более гумусированных, чем на легких и малогумусированных.

ОСВ рекомендуют для удобрения парков, лесопитомников, газонов, лубяных культур. Под другие культуры ОСВ применяют только с разрешения санэпидемстанций под контролем агрохимслужбы. Под овощные культуры ОСВ не применяется.

Компосты

Компост (от латинского compositus – «составной») – органическое удобрение. Представляет собой разложившуюся смесь навоза с торфом, землей, растительными остатками, фосфоритной мукой, образующуюся под влиянием деятельности микроорганизмов.

Высококачественный компост – это однородная, темная, рассыпчатая масса с влажностью не более 75 %, с реакцией, близкой к нейтральной, и питательными элементами в легкодоступной для растений форме. 

Для приготовления компостов используют различные сочетания органических веществ (навоз, птичий помет, осадки сточных вод, промышленные и бытовые отходы, содержащие органику). К компостной смеси могут добавляться минеральные компоненты: фосфоритная мука, калийные удобрения и пр.

Компосты имеют хорошие физико-механические свойства. Они сыпучие, хорошо транспортабельны, не прилипают к рабочим органам сельскохозяйственных машин и орудий.

Для компостирования необходима положительная температура окружающей среды. Оптимальные условия влажности и высокая степень аэрации в начале процесса. Для ускорения разложения органики и сокращения потерь аммиачного азота и повышения концентрации питательных веществ в компост добавляют фосфоритную муку, а в случае повышенной кислотности – известь.

Правильно приготовленные компосты по удобрительным свойствам не уступают навозу.

В зависимости от компонентов компосты делят на:

• торфонавозные;
• торфопометные;
• торфожижевые;
• торфофекальные;
• навозолигнинные;
• компосты из бытовых отходов и сборные.

Содержание питательных элементов в компосте зависит от составляющих его компонентов и может сильно варьировать.

Среднее содержание питательных элементов в различных видах компоста представлено в таблице «Содержание питательных элементов в различных видах компоста %».

Вермикомпост (биогумус)

Вермикомпост (биогумус) – продукт переработки навоза и разнообразных органических отходов красным калифорнийским червем Eusenia foetieda.

Вермикомпост содержит макро- и микроэлементы, биологически активен, содержит гормоны, регулирующие рост растений (ауксин, гиббереллин), важные ферменты: каталазы, фосфатазы и пр. В процессе переработки уменьшается число вирусов, сальмонелл. Красный калифорнийский червь выдерживает температуру от 4 до 28 ºC. Предпочтительная кислотность среды обитания – 6,5–7,5. Продолжительность жизни червя – 800–900 дней. Размножаются коконами, в среднем из каждого кокона выводится 3,5 особи.

Нормальная особь дает за год до 200 потомков. Черви питаются всеми органическими веществами, на 20 % состоящими из целлюлозы. Некоторые органические вещества нуждаются в предварительной подготовке. Так, навоз КРС сначала должен пройти процесс ферментации в течение 6–7 месяцев для достижения нужного уровня pH, свиному для этого нужно 10–12 месяцев. В бесподстилочный навоз добавляют не менее 25 % опилок (по массе) Ежегодно численность червей может возрастать в 4–10 раз.

Продуцируемый червями продукт является сбалансированным гранулированным органическим удобрением, содержащим (по абсолютно сухому веществу) 30 % гумуса, 0,8–3,0 % азота, 0,8–5 % фосфора, 1,2 % калия, 2–5 % кальция.

Применяется верликомпост в качестве основного и припосевного удобрения. Рекомендуется как высокоэффективное удобрение для закрытого грунта.

Зеленые удобрения (сидераты)

Зеленые удобрения представляют собой свежую растительную массу, запахиваемую в почву для ее обогащения органическим веществом и улучшения питания последующих культур. Растения, выращиваемые на зеленые удобрения, – сидераты, прием обогащения ими почв – сидерация.

Как сидераты обычно используются бобовые растения (люпин, сераделла, донник, вика, чина, асирагао и пр.), немногим реже смеси бобовых со злаками (вико-овсяная смесь) или промежуточные небобовые культуры (горчица, сурепица, рапс и др.).

Способность бобовых к симбиотической азотофиксации атмосферного азота, что способствует дополнительному обогащению почв азотом, делает их ценными сидератами.

Зеленые удобрения оказывают такое же многостороннее положительное действие на плодородие почвы, как и хорошо подготовленный подстилочный навоз.

В 1 тонне сырой массы содержится разное количество питательных веществ. Данные по содержанию питательных веществ в разных видах сидеральных удобрений и смешанном навозе представлены в таблице «Средние данные по содержанию питательных веществ в 1 тонне сырой массы бобовых сидератов и 1 тонне смешанного навоза плотного хранения».

Бобовые сидераты богаче азотом, чем навоз, но беднее фосфором и калием. Смеси бобовых и злаковых сидератов беднее азотом.

Преимущество сидератов – их быстрое разложение в почве и легкая усваиваемость растениями всех питательных элементов сидеральных удобрений.

Зеленые удобрения применяют на почвах, бедных органическим веществом, с неблагоприятной реакцией, нуждающихся в окультуривании, вне зависимости от почвенно-климатической зоны. Сидераты используют при недостатке других органических удобрений или на удаленных полях.

Наиболее обширные почвенно-климатические зоны применения: бедные дерново-подзолистые почвы Нечерноземной зоны европейской части страны, дерново-подзолистые и солонцеватые почвы Сибири и Дальнего Востока.

Солома зерновых злаковых культур

Солома зерновых злаковых культур, используемая в качестве удобрения, способствует улучшению физико-химических свойств почвы, усиливает активность микроорганизмов, их азотофиксирующую способность, уменьшает потери азота, повышает доступность фосфатов, увеличивает содержание гумуса в почве на уровне внесения навоза.

Солома при влажности 16 % содержит в среднем 0,5 % азота, 0,25 % фосфора, 1,0 % калия и 35–40 % углерода, а также небольшие количества кальция, магния, серы и микроэлементов. Соотношение C: N – от 60 до 100, поэтому микроорганизмы, разлагающие органическое вещество соломы, нуждаются в дополнительном питании азотом. Для этого при запашке соломы дополнительно вносят 0,5–1,5 % азота от ее массы, т. е. 5–15 кг азота на 1 тонну в виде минеральных или органических удобрений.

Запашка соломы с добавлением азота приносит наибольший эффект осенью, поскольку образующиеся при ее разложении вредные фенольные соединения за осенне-зимне-весенний период успевают разложиться или вымыться из корнеобитаемого слоя почвы.

Особенно эффективно внесение соломы с добавлением азота под пропашные культуры с длительным периодом вегетации. Систематическое применение соломы как удобрения в севооборотах значительно повышает ее эффективность.

Бактериальные (микробиологические) удобрения

Бактериальные удобрения – препараты высокоактивных микроорганизмов, улучшающих условия питания культур. Больше всего распространены препараты, содержащие азотофиксирующие микроорганизмы.

Гуминовые препараты (удобрения на основе гуминовых кислот)

Гуминовые препараты – группа физиологически активных веществ, активизирующих жизнедеятельность почвенных микроорганизмов и растений. Их внесение в почву способствует ускорению процессов гумификации, улучшению водно-физических свойств и теплового режима почвы, стимулирует рост и развитие растений.

Гуминовые препараты получают путем щелочной, кислотной или электроимульсионной переработки природного сырья (торфа, углей, каустобиолитов и пр.).

Препаративные формы гуминовых препаратов многообразны – от жидких безбаластных до гранулированных органоминеральных комплексных удобрений.

Гуминовые препараты широко используются при выращивании цветов, рассады, горшечных культур, при создании и эксплуатации спортивных газонов, в тепличных овощеводческих хозяйствах и при выращивании полевых культур. Они не содержат токсичных компонентов (исключение – гуматы из бурых углей и сапропелей). При сертификации и регистрации гуматы проверяют на безопасность.

Значение органических удобрений в интенсивном земледелии

В условиях интенсивного земледелия важнейшей задачей является воспроизводство плодородия почв и создание положительного, бездефицитного баланса питательных веществ и гумуса в почве. Успешное решение этой задачи зависит от систематического научно обоснованного применения органических и минеральных удобрений в севообороте. Именно поэтому значение органических удобрений в земледелии не снизится даже при полном удовлетворении сельского хозяйства минеральными удобрениями. Опыт мирового земледелия показывает, что чем выше культура земледелия, тем больше внимания уделяется использованию различных органических удобрений.