Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ КУКУРУЗЫ НА ЗЕРНО ПРИ ВНЕСЕНИИ СЛОЖНОГО КОМПОСТА

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании кукурузы на зерно с применением сложных компостов из отходов быта, промышленности и сельского хозяйства.

Известен способ внесения биогумуса на основе навоза крупного рогатого скота и торфа при выращивании кукурузы (заявка РФ №93019504, кл. А01С 21/00, А01В 79/02, дата публикации: 27.08.1995), включающий удобрение кукурузы вермикомпостом, который вносится умеренными дозами в отличие от рекомендуемых малых доз. При этом дозы вермикомпоста по азоту составляют 90-120 кг/га или 15-20 т/га естественной влажности. Вермиудобрение вносится весной под предпосевную обработку почвы. На второй год кукурузу возделывают без применения органических удобрений.

Недостатком данного способа является сложность получения самого органического удобрения - вермикомпоста, так как разведение дождевых червей весьма трудоемкая работа, требующая определенной квалификации и больших затрат.

Известен также способ получения органоминерального удобрения - компоста из отходов промышленности и сельского хозяйства, обладающего почвообразующими свойствами, способного обеспечить выращиваемые на нем растения всем комплексом необходимых элементов (заявка РФ №93035756, кл. C05F 11/02, C05F 17/00, дата публикации: 20.02.1997), где минеральную основу, в качестве которой может быть зола бурых углей, цеолиты или другие структурообразующие вещества, наполняют отходами промышленности и сельского хозяйства, такими как шлам-лигнин, активный ил целлюлозно-картонных комбинатов, лигнин гидролизных предприятий, опилки, кора и др., и проводят процесс компостирования. При этом предусматривают предварительный расчет качественного и количественного состава компонентов с учетом свойств почвы, для которой он готовится, и выращиваемой на ней культуры. Состав компонентов каждого вида компоста подбирают, учитывая структурное строение входящего компонента и взаимодействие составляющих элементов при компостировании. Способ предусматривает внесение наполнителей в состоянии их исходной влажности. Способ может быть осуществлен как в полевых условиях, так и в установках по приготовлению компоста.

Недостатком способа является сложность приготовления и многокомпонентность удобрения, а именно большое количество в нем промышленных отходов, что делает данную технологию трудоемкой и затратной, так как перед использованием любого отхода в качестве вторсырья необходимо тщательно провести его экологическую оценку на ряд основных физических и химических параметров, в том числе и загрязнителей.

Известен способ выращивания кукурузы на зерно (патент РФ №2041587, кл. А01С 7/00, дата публикации: 20.08.1995, прототип), который включает внесение органического удобрения перед обработкой почвы и посевом, при этом в качестве органического удобрения используют побочный продукт гидролизного производства - аммонизированный лигнин в количестве 4,5-9,0 т/га. В результате повышается урожайность кукурузы.

Недостаток способа - внесение аммонизированного лигнина дважды: перед обработкой почвы и посевом кукурузы, для чего требуются дополнительные затраты; а также использование в качестве удобрения только органического компонента - аммонизированного лигнина, что снижает его эффективность при выращивании сельскохозяйственных культур.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение эффективности выращивания кукурузы на зерно при использовании сложного компоста, в состав которого входят органические (в основном отходы сельского хозяйства) и минеральные (в основном отходы химической промышленности) компоненты, при одновременном упрощении процесса получения смеси, а также улучшение экологической обстановки окружающей среды за счет утилизации отходов быта, промышленности и сельского хозяйства.

Технический результат достигается тем, что в способе выращивания кукурузы на зерно при использовании сложного компоста, включающем внесение удобрения перед основной обработкой почвы, согласно изобретению в качестве основного удобрения используют сложный компост, состоящий из полуперепревшего навоза крупного рогатого скота, фосфогипса, соломы, отходов кормления животных, отходов зерна в процессе его доочистки, послеуборочных растительных остатков подсолнечника и сахарной свеклы, осадков сточных вод и куриного помета при следующем соотношении компонентов (масс.%):

фосфогипс - 7-8,

солома - 2-3,

отходы кормления животных - 2-3,

отходы зерна в процессе его доочистки - 2-3,

растительные остатки подсолнечника и сахарной свеклы - 3-4,

осадки сточных вод - 6-7,

куриный помет - 3-4,

полуперепревший навоз крупного рогатого скота - остальное,

которые компостируют в весенне-летне-осенний период в течение 4-5 месяцев, смешивая в середине мая навоз, солому, фосфогипс, разные виды отходов кормления животных и зерна в процессе его доочистки, осадки сточных вод и куриный помет с добавлением растительных остатков подсолнечника в августе-сентябре и сахарной свеклы в начале сентября, перемешивая его каждый месяц-полтора до созревания; затем полученный сложный компост вносят в почву во второй половине октября в дозе 65-70 т/га с последующей его заделкой на глубину 15-18 см, а весной проводят посев кукурузы на зерно.

Новизна заявленного способа обусловлена тем, что при выращивании кукурузы на зерно предлагается в качестве основного удобрения использовать сложный органоминеральный компост, свойства которого улучшаются при взаимодействии предлагаемых компонентов на основе сочетания минеральных и органических дисперсных систем. Заявленный способ весьма прост, позволяет рационально использовать отходы быта, промышленных и сельскохозяйственных производств, улучшить на 4-5 лет агрономические свойства почвы.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Способ осуществляется следующим образом.

В весенне-летне-осенний период проводят компостирование полуперепревшего навоза крупного рогатого скота, фосфогипса, соломы, отходов кормления животных, отходов зерна в процессе его доочистки, растительных остатков сельскохозяйственных культур в соответствии очередности их уборки: подсолнечника в августе-сентябре и сахарной свеклы в начале сентября, осадков сточных вод и куриного помета при следующем соотношении компонентов (масс.%): фосфогипс - 7-8, солома - 2-3, отходы кормления животных - 2-3, отходы зерна в процессе его доочистки - 2-3, растительные остатки подсолнечника и сахарной свеклы - 3-4, осадки сточных вод - 6-7, куриный помет - 3-4, полуперепревший навоз крупного рогатого скота - остальное, перемешивая смесь каждый месяц-полтора до созревания в течение 4-5 месяцев; затем полученный сложный компост вносят в почву во второй половине октября в дозе 65-70 т/га с последующей его заделкой на глубину 15-18 см, а весной проводят посев кукурузы на зерно.

Соотношение компонентов в составе сложного компоста позволяет создать реакцию среды, близкую к нейтральной (рН 6,7-7,2), что в свою очередь способствует интенсивному развитию микробиологических процессов. Последовательное включение в состав компоста растительных остатков сельскохозяйственных культур соответствует очередности их уборки, что исключает бесполезные потери питательных веществ, содержащихся в растительных отходах. Выбранное количество растительной массы способствует повышению качества получаемого компоста за счет улучшения его физических и химических характеристик, что способствует улучшению свойств почвы, условий роста и развития сельскохозяйственной культуры (кукурузы на зерно) и повышению ее урожайности.

Пример конкретного осуществления способа выращивания кукурузы на зерно при внесении сложного компоста

Получение сложного компоста и оценку эффективности выращивания кукурузы на зерно с его применением проводили на территории ОАО «Заветы Ильича» Ленинградского района Краснодарского края.

Предлагаемая технология выращивания кукурузы на зерно отличается от общепринятой в хозяйстве (использование навоза крупного рогатого скота) внесением под основную осеннюю обработку почвы сложного компоста, положительное действие которого проявляется как в улучшении свойств почвы (физических, химических и биологических) и условий роста и развития сельскохозяйственной культуры, так и в повышении ее урожайности и качества зерна. При компостировании полуперепревшего навоза крупного рогатого скота с фосфогипсом, сметом отходов кормления животных и отходов зерна в процессе его доочистки, куриным пометом, осадками сточных вод, соломой и другими растительными остатками сельскохозяйственных культур, субстрат приобретает ряд положительных качеств. Использование в компосте фосфогипса с рН около 5,0 способствует нейтрализации щелочной реакции навоза и других органических отходов (рН 7,8-8,3). На момент созревания сложного компоста реакция среды составила от 6,7 до 7,2.

Компостирование навоза совместно с фосфогипсом и другими отходами способствует существенному снижению процессов минерализации органического вещества и трансформации азота, является предупреждающим мероприятием от бесполезных его потерь. Так при компостировании полуперепревшего навоза КРС, куриного помета, осадков сточных вод с фосфогипсом и растительными послеуборочными остатками потери органического вещества составили 9,8, а без компостирования (чистый навоз КРС) - 25,0%.

В процессе компостирования также происходит ослабление процессов денитрификации и заметное повышение концентрации азота в аммонийной форме. Содержание аммонийного азота в процессе приготовления компоста за счет добавления фосфогипса повысилось и к концу компостирования (через 5 месяцев) в среднем составило 0,09±0,01, тогда как в чистом навозе КРС - всего 0,07±0,01% при исходном его содержании 0,10±0,01%. При смешивании органических отходов с фосфогипсом, участвующим в образовании агрегатов, активизируется процесс структурообразования компоста, улучшаются его физико-химические свойства и качественный состав почвенно-поглощающего комплекса. Снижение денитрификации способствует уменьшению загрязнения атмосферного воздуха азотными соединениями. Свертывание коллоидных частиц различных отходов существенно сокращает их вымывание в грунтовые воды, что в свою очередь уменьшает загрязнение поверхностных вод биогенными элементами, вызывающими эвтрофикацию водоемов. Кроме этого при совместном использовании органической и минеральной составляющих сложный компост за счет фофсогипса и растительных остатков обогащается кальцием, серой, фосфором, кремнием, а также микроэлементами, необходимыми для роста и развития сельскохозяйственных культур, в том числе и кукурузы на зерно.

Формирование компоста также сопровождается активизацией микробиологических процессов, способствующих образованию новых круговоротов биогенов, активации дыхания компоста и ускорению переработки навоза с 2 лет до 5 месяцев. В процессе компостирования навоза КРС, куриного помета и осадков сточных вод с фосфогипсом вредные микроорганизмы погибают за счет колебания реакции среды и действия высоких температур, в результате чего компостируемый материал становится непригодной средой для обитания микроорганизмов - патогенов. Так, использование в компосте фосфогипса способствует снижению количества паразитов до уровня санитарно-эпидемиологических требований и обеззараживанию органической составляющей (навоза КРС, куриного помета, осадков сточных вод). Кислая реакция водного раствора фосфогипса, наличие в нем серной, фосфорной и других кислот обусловили мацерацию верхних тканей яиц различных паразитов и их гибель за весьма короткий срок.

Добавление в сложный компост растительных остатков сельскохозяйственных культур вовлекает в процесс разложения органического вещества микроорганизмы, которые при благоприятных условиях доводят его состояние до оптимального состаяния. Вместе с тем растительные остатки способствуют улучшению физических характеристик сложного компоста: его плотности, пористости и структуры, что в свою очередь повышает качество компостируемого материала.

Формируемый таким образом сложный компост через 4-5 месяцев становится безопасным, обладает положительными свойствами и может быть использован в качестве основного удобрения под сельскохозяйственные культуры (в том числе под кукурузу на зерно), способствующего улучшению физических свойств почвы, обогащению ее органическим веществом, азотом, фосфором, кальцием, серой, оказывающего благоприятное воздействие на развитие кукурузы.

Использование сложного компоста на опытном поле хозяйства оказало положительное влияние на агрохимические свойства почвы: увеличение содержания органического вещества на 14-16%, общего азота на 38%, подвижных форм фосфора на 39%, серы на 22 и кальция на 25%; нейтрализацию почвенной среды (рН снизилась с 8,2-8,4 до 7,0-7,4). Снижение щелочности почвенного раствора усиливает микробиологическую активность почвы, что способствует повышению ее биологической поглотительной способности и снижению выщелачивания элементов питания. Увеличение в почве содержания фосфора и кальция обусловливается, главным образом, поступлением этих элементов с минеральной составляющей компоста (фосфогипсом), а повышение содержания азота связано со снижением трансформации органического вещества органических компонентов сложного компоста. Процесс агрегирования почвы при внесении компоста усиливает стабильность органического вещества в почве, поскольку основным центром аккумуляции органического азота и углерода являются микроагрегаты, представляющие комплексы коллоидных частиц фосфогипса с органическими коллоидами сельскохозяйственных отходов.

Применение компоста способствовало улучшению микро- и макроструктуры почвы, формированию водопрочного ее сложения, что увеличивает противоэрозионную способность и биологическую продуктивность. Разуплотнение корнеобитаемого слоя почвы под воздействием сложного компоста (плотность почвы снизилась в среднем на 7,3%) в свою очередь благоприятно сказалось на развитии подземных структур (увеличилось число подземных узлов и придаточных корней) кукурузы на зерно. Улучшение водных характеристик чернозема обыкновенного (повышение содержания полевой влаги и полной влагоемкости на 12%, запасов продуктивной влаги в пахотном слое на 13%) при внесении сложного компоста сопровождается накоплением и сохранением воды в почве, что также положительно влияет на условия роста и развития растений. Применение сложного компоста позволяет улучшить один из главных и обеспечивающих высокую и устойчивую урожайность сельскохозяйственных культур показателей почвы - структуру. На опытном участке с внесением сложного компоста отчетливо прослеживается увеличение коэффициента структурности почвы, что позволяет создать благоприятные водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы для роста растений.

Улучшение агрохимического и агрофизического состояния пахотного слоя почвы повлияло и на биологическую продуктивность пашни. Так, применение сложного компоста под основную обработку почвы в технологии выращивания кукурузы на зерно способствовало увеличению ее урожайности более чем на 30% (на контрольном участке урожайность кукурузы составила 70,0, а с внесением сложного компоста - 95,1 ц/га) со снижением в урожае доли нитратов.