Химизация сельского хозяйства

Навозная жижа—ценное азотно-калийное удобрение. Вся навозная жижа, не поглощаемая подстилкой, должна улавливаться в жижесборники и по мере накопления расходоваться на удобрение, или для поливки навоза или торфа в хранилищах, или для приготовления компостов. При удобрении навозной жижей лугов, овощных и технических культур ее разбавляют в 2—3 раза и вносят автожижеразбрасывателями (АНЖ-2) и другими приспособлениями и тотчас заделывают.

Птичий помет очень ценное удобрение, что видно из среднего состава куриного помета (в % на сырое вещество):

Торф. В народном хозяйстве торф используется весьма разнообразно. В сельском хозяйстве его широко применяют для подстилки или в качестве удобрения в виде компостов.

Торф различается по условиям образования, характеру слагающей его растительности, а также по степени разложения (минерализации).

Компосты. Это смесь разных органических или органических и минеральных удобрений, в которой во время хранения протекают биологические процессы, способствующие повышению доступности для растений питательных элементов, содержащихся в органических и минеральных компонентах.

Ил накапливается на дне прудов, озёр, рек. В нём много перегноя, азота, калия и фосфора. После непродолжительного проветривания ил можно успешно использовать на песчаных почвах (3—9 кг на 1 м²).

Фекалии — это нечистоты уборных. Они богаты минеральными веществами, которые легко усваиваются растениями. Однако фекалии, находящиеся в выгребных ямах, быстро разлагаются, из них быстро улетучивается азот. Для лучшего сохранения азота на дно выгребной ямы насыпают торф слоем 20—25 см. Затем фекалии еженедельно переслаивают небольшим количеством торфа. В результате не только сохраняется азот, но и исчезает зловонный запах. Перед применением в качестве удобрения фекалии компостируют, чтобы обеззаразить от глистов, яйца которых погибают при температуре 45…50 °С.

Опилки и древесная кора

Опилки — дешёвое органическое удобрение, которое может значительно повысить плодородие почвы, улучшить её воздухопроницаемость и влагоёмкость. Только вносить их следует не в свежем виде, а в перепревшем или в смеси с другими материалами. Для ускорения процесса разложения опилки складывают в кучу, смачивают водой, навозной жижей. Можно смешать их с опавшей листвой и растительными остатками. Полезно переслаивать опилки землёй. В течение лета кучу дважды перелопачивают, добавляя накопившиеся растительные остатки и нитрофоску.

Древесную кору (отходы деревообрабатывающей промышленности) перед использованием компостируют. Кору влажностью 75 % измельчают на кусочки длиной 10—40 см, складывают в кучу и вносят минеральные удобрения (кг на 100 кг): аммиачной селитры 0,9, мочевины 0,7, натриевой селитры 2, суперфосфата 0,2, сульфата аммония 1,5. Кучу периодически перемешивают и увлажняют. Через 6 мес компост готов к употреблению.

Сидераты

Это органическое удобрение представляет собой запаханную в почву высокостебельную растительную массу одно- или многолетних бобовых растений (ярового гороха, яровой вики, кормовых бобов, люпина, сераделлы), а также фацелии, гречихи, подсолнечника и других. По своему действию сидераты почти равноценны свежему навозу. Питательные элементы, содержащиеся в растительной массе сидератов, попадая в почву и постепенно разлагаясь, переходят в доступное состояние для последующих культур, а органическое сидеральное вещество способствует восстановлению почвенной структуры. Некоторые сидеральные культуры (люпин, гречиха, горчица) увеличивают растворимость и доступность для растений малоподвижных почвенных фосфатов, а люпин может использовать труднодоступные формы калия.

В зависимости от степени истощения почвы сидераты размещают на участке всё лето или как промежуточную культуру. Например, их высевают после уборки ранних овощей. Иногда высевают озимый горох или озимую вику, весной после цветения массу прикатывают или скашивают и запахивают, а участок выравнивают и проводят посев. На огороде сидераты высевают сплошными рядами (ширина рядов 60— 90 см, междурядий 15 см). Глубина заделки однолетних бобовых культур 5—6 см, многолетних — 3—4 см. Обязательно послепосевное прикатывание, особенно многолетних трав. Уход сидератам не требуется, но при поливе они растут лучше.

Органо-минеральные удобрения

Кроме вышеперечисленных существуют органо-минеральные удобрения, содержащие в своем составе минеральные и органические вещества.  Удобрения этого вида получают путем обработки органических веществ фосфорной кислотой или аммиаком, или путем смешивания органических удобрений, например, торфа, с минеральными удобрениями.

Применение таких удобрений позволит снизить, а со временем снять засоление, обеспечить оптимальный водо-воздушный режим, повысить содержание гумуса, снизить вредное влияние высоких доз NPK, пестицидов, ядохимикатов и радионуклидов, повысить плодородие почв, урожайность сельскохозяйственных культур, их качественную ценность и обеспечить экологическую безопасность.

Бактериальные удобрения

Современная химия и сельское хозяйство - это продуктивное использование бактериальных удобрений, представляющих собой препараты, в составе которых находятся культуры микроорганизмов, способных фиксировать органику удобрений и почвы. К ним относятся азотобактерии и почвенный нитрагин.

Нитрагин — удобрение для бобовых растений. Готовят из активной специфической для каждого вида растений этого семейства расы клубеньковых бактерий, размножаемых на стерилизованном и богатом органическим веществом субстрате. Впервые препарат получен в 1896 в Германии. По действующему в СССР стандарту в 1 г нитрагина должно содержаться не менее 70 млн клеток клубеньковых бактерий для люпина, сои, сераделлы, арахиса и 300 млн для остальных бобовых растений. Бактерии, проникая в корневые волоски, образуют на корнях бобовых культур клубеньки. Усиленно размножаясь в ткани клубенька, они связывают атмосферный азот, значительная часть которого усваивается растением. Нитрагин наиболее эффективен при сочетании препарата с органическими и минеральными удобрениями.

Азотобактерин (азотоген) готовят из активных культур микроорганизма — азотобактера. Различают азотобактерин почвенный (или торфяной) и агаровый. По действующему в СССР стандарту в 1 г почвенного азотобактерина должно быть не менее 50 млн клеток азотобактера. Азотобактер активно развивается лишь в плодородных, содержащих много органических веществ почвах; улучшает азотное питание и рост растений.

Фосфоробактерин — порошок белого, светло-серого или желтоватого цвета, в котором содержатся в большом количестве (8,5—16 млрд в 1 г) споры микроорганизмов, обладающих повышенной способностью переводить фосфорорганические соединения в удобоусвояемую для растений форму. Наиболее эффективен на фоне органических и минеральных удобрений.

Обычно бактериальные удобрения вносят в почву вместе с семенами или посадочным материалом, руководствуясь при этом специальной инструкцией. Данный вид удобрений не выдерживают длительного хранения, поэтому готовят их в количестве, необходимом лишь для одного сезона. Хранят в заводской таре в сухом помещении при температуре от 0 до 10 °C; нельзя хранить на складе, где находятся летучие ядохимикаты.

Применение удобрений дает хороший результат, если соблюдаются следующие условия:

1. Правильно и своевременно обрабатывают почвы, внедряют комплексы мероприятий по борьбе с ее эрозией, сорняками, различными вредителями и болезнями растении, а также подбирают лучшие сорта. Например, для Нечерноземья эффективность минеральных удобрений во многом зависит от известкования кислых почв и от фосфатного режима в них.

2. Правильно сочетают органические и минеральные удобрения, широко применяют местные удобрения.

3. Выбирают дозы, соотношения, формы, сроки и способы внесения удобрений с учетом севооборотов.

Однако чрезмерное и неправильное использование удобрений в сельском хозяйстве дает также значительный отрицательный эффект.

Возникновение важнейших проблем: избыточное содержание нитритов и нитратов в сельскохозяйственной продукции; необходимость выращивания экологически чистых плодов и овощей; загрязнение водоемов, морей и океанов вымываемыми удобрениями; включение ядохимикатов, применяемых в сельском хозяйстве, в круговорот веществ — вот та цена, которую платит человечество в обмен за достижение высоких урожаев при использовании удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве

2. Химическая мелиорация почв

Мелиорация (от лат. мелиорацио — улучшение) — это методы, посредством которых долго улучшают свойства почв. К ним относятся гидротехнические, лесотехнические и химические методы.

Для растений на каждой стадии их развития наиболее благоприятные условия создаются при определенном составе почвенного раствора. Особое значение имеет реакция раствора, зависящая от концентрации в нем ионов водорода, т. е. кислотность почв.

Кислотность почвы — это один из важнейших показателей, характеризующих ее плодородие. Кислотность почвенного раствора обусловливается наличием в нем катионов Н+, а щелочность — анионов ОН-. В чистой воде содержится одинаковое число ионов Н+ и ОН-. С увеличением концентрации Н+ раствор становится кислотным, при повышении концентрации ОН- — щелочным. Концентрацию Н+ выражают в виде отрицательных степеней от числа 10, например 10-3, 10-4 моль ионов на 1 л. Для характеристики кислотности пользуются одним показателем степени, взяв его с обратным знаком. Он называется водородным показателем или рН. Цифра при знаке рН показывает степень кислотности. Например, рН = 5 означает, что в растворе находится 0,00001 моль ионов Н+, т. е. среда почвенного раствора среднекислот-ная; при рН = 7 — среда нейтральная, т. е. концентрации ионов Н+ и ОН- равны; при рН > 7 реакция среды щелочная.

Многие почвы в России кислотные. Ионы водорода, когда они находятся в значительном избытке, вредны для растений не только сами по себе. В чрезмерно кислотных почвах резко снижается жизнедеятельность полезных микроорганизмов. Физические свойства таких почв неудовлетворительны, они плохо проницаемы для воздуха и воды.

К химической мелиорации (мелиорация — коренное улучшение почв) приходится прибегать в тех случаях, когда необходимо быстро изменить их неблагоприятные для растений свойства, повысить плодородие. Для этого в почву вносят химические соединения, улучшающие или изменяющие ее свойства. В сельском хозяйстве наиболее часто применяют известкование кислых почв и гипсование, а иногда кислование щелочных.

Известкование кислых почв

На постсоветском пространстве около половины всех пригодных для обработки земель расположено в нечерноземной зоне. Атмосферных осадков здесь выпадает достаточно, а временами и слишком много. Но урожаи на подзолистых и дерново-подзолистых почвах, преобладающих в этой зоне, невелики. Причина их низкого плодородия — недостаток питательных веществ, плохая структура и кислая реакция многих из них. Кислотность почвы вызывают органические и отчасти минеральные кислоты и водородный ион, находящийся на поверхности самых мелких, коллоидных частиц почвы.

Большинство сельскохозяйственных культур плохо растут на сильнокислых почвах и дают низкие урожаи. Особенно чувствительны к почвенной кислотности свекла, капуста, горчица, клевер, люцерна, эспарцет, донник, лук, чеснок, смородина. Несколько менее, но также чувствительны к повышенной кислотности пшеница, ячмень, кукуруза, фасоль, горох, брюква, турнепс, капуста цветная, огурцы; из плодовых — яблоня, слива, вишня; из трав — костер, лисохвост. Слабо чувствительны к кислой реакции овес, рожь, гречиха, тимофеевка, но и они положительно реагируют на известкование.

Есть культуры, которые легко переносят повышенную кислотность и не нуждаются обычно в известковании почв. Некоторые из них повышают урожайность при неполном известковании, когда сильная кислотность сменяется слабой. Это лен, подсолнечник, морковь, петрушка, репа, редька.

В чем же проявляется отрицательное действие кислотности на растения и почвы? В том, что ион водорода способствует разрушению почвенных минералов и обеднению почв. Кроме того, он ядовит для растений и полезных микроорганизмов. Из-за высокой кислотности в почвенных растворах появляются вредные для растений и микроорганизмов соединения алюминия, железа, марганца. Растворенный в кислых почвах алюминий может нанести растениям вред больший, чем водородный ион.

Для нейтрализации почвенной кислотности в почву вносят молотый известняк (известковую муку) или мел, жженую известь, туф, сланцевую или торфяную золу. Но некоторые растения, например картофель, заболевают при избытке извести. В таких случаях лучше использовать молотый доломит, мергель, в которых помимо углекислого кальция содержится углекислый магний. Кальций и магний нужны и как удобрения.