employee
Russian Federation
employee
Russian Federation
In this paper, the possibility and effectiveness of using chicken manure as an organic fertilizer "Soil improver (UP-1)" is studied. "Soil improver (UP-1)" was obtained by adding the plant growth regulator "Mephosphone" to chicken manure. The drug "Mephosphone" is intended for the cultivation of grain crops, as well as the production of organic products. Experimentally, the prospects of using the drug "Mephosphone" to accelerate the processing of organic waste have been revealed. As a result of the research, field data were obtained on the cultivation of winter wheat of the Kazanskaya 560 Elite variety in the fields of JSC Agrofirma Ak Bars - Pestretsy. The introduction of chicken manure - "Soil improver (UP-1)", treated with the drug "Mephosphone" was carried out according to the described method. The local variety of winter wheat "Kazanskaya 560" Elite with a seeding rate of 280 kg/ha was used as an experimental crop. The predecessor was perennial herbs. Before the experiment and after harvesting, soil was selected for analysis from both experimental fields with an area of 300 hectares from 6 random plots at a layer depth of 0-20 cm. As a result of field tests, an increase in the yield of grain of the Kazanskaya 560 Elite variety was recorded when applying chicken manure. In the experimental plots, the yield was 33.5 and 36.0 c/ha. The grown grain with the use of chicken manure treated with the preparation "Mephosphone" meets the basic quality requirements and is practically not inferior to the grain of the control group, which allows it to be freely used for processing into flour of proper quality. Analysis of the indicators of experimental soil samples shows that they do not exceed the requirements of scientific and technical documentation. Thus, the resulting soil is safe for humans and agricultural production. The proposed technology for processing poultry waste will improve the environmental situation around modern poultry farms, reduce the use of unprocessed chicken manure as fertilizers, replacing it with higher-quality and environmentally friendly organic fertilizers formed as a result of anaerobic disposal of manure.
"Soil improver", Mephosphone, organic fertilizer, utilization, chicken manure, yield, agriculture
Введение. Пшеница (Triticum aestivum) является основной пищевой культурой во всем мире, производство которой занимает площадь 2,18 × 10 8 га, что составляет более 20% мировых пахотных земель. В основном она используется для производства хлеба, макаронных изделий, каши и других продуктов. Существует несколько видов пшеницы, таких как твердая пшеница (для хлебопечения) и мягкая пшеница (для производства каши и кашиц). Пшеница является однолетним растением и имеет хорошую адаптацию к различным климатическим условиям. Ее выращивание требует определенных условий почвы, влажности и температуры. Важно правильно ухаживать за посевами пшеницы, вносить необходимые удобрения и обеспечивать защиту от болезней и вредителей. В целом, пшеница играет ключевую роль в мировом сельском хозяйстве и питании человечества [1].
Республика Татарстан является одной из крупнейших стран-производителей пшеницы с общей посевной площадью 2,7 млн. гектаров. В Республики Татарстан пшеница занимает значительную площадь посевов и является одной из ключевых культур для обеспечения продовольственной безопасности региона. Выращивание пшеницы требует хорошей агротехники, включая правильный подбор сортов, оптимальное использование удобрений и защитных средств, а также контроль за вредителями и болезнями. Министерство сельского хозяйства Республики Татарстан проводит работу по совершенствованию технологий выращивания пшеницы, а также исследования по улучшению урожайности и качества зерна. Важным направлением является также развитие органического земледелия и устойчивых методов производства, чтобы сохранить плодородие почвы и минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. Пшеница продолжает оставаться важной культурой для сельского хозяйства Республики Татарстан, и ее выращивание играет ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности и развитии сельских территорий [2, 3, 4].
Однако производство пшеницы в нашем регионе сталкивается с серьезной проблемой, связанной со скудным водоснабжением и дефицитом питательных веществ почве [5]. Из-за скудных и глубоких запасов подземных вод осадки являются единственным источником воды для производства пшеницы. Только 30-40% годового количества осадков выпадает в течение вегетационного периода озимой пшеницы, тогда как большая часть осадков выпадает в период с июля по сентябрь, что совпадает с летним паром между двумя вегетационными периодами озимой пшеницы. Между тем, неразумные методы выращивания, включая чрезмерное внесение химических удобрений и интенсивную обработку почвы, приводят к тому, что почва становится хрупкой структурой, имеет низкую доступность питательных веществ и водоудерживающую способность. В этом контексте все больше внимания уделяется использованию органических материалов для поддержания плодородия почвы и стимулирования производства сельскохозяйственных культур. Например, только на одной птицефабрике «Яратель» Лаишевского района республики Татарстан в течение 2023 года было произведено куриного помета в количестве свыше 178 млн. тонн, и, если его не обрабатывать или не перерабатывать, это будет огромными отходами. В отличие от длительного применения химических удобрений, которое приводит к дальнейшей деградации почвы и ряду экологических проблем, навозная добавка поставляет как основные, так и микроэлементы, необходимые для роста растений. И обеспечивает лучшую среду для развития корней за счет улучшения физических, химических и биологических свойств почвы, что, в свою очередь, улучшает поглощение питательных веществ и воды озимой пшеницей [6, 7, 8].
Животноводческие отходы, такие как куриный помёт, являются значительным источником загрязнения окружающей среды. Однако, при правильной переработке, они могут быть преобразованы в ценное биоудобрение, соответствующее требованиям ГОСТ Р53117-2008 «Удобрения органические на основе отходов животноводства» [9]. Куриный помет, как и любые другие органические отходы, может представлять вред для окружающей среды и здоровья людей, если не обработать или не перерабатывать его должным образом. Необработанный куриный помет может содержать высокие концентрации азота, фосфора и калия, а также микроорганизмы, которые могут быть патогенными для растений и животных. Кроме того, неправильное хранение и использование куриного помёта может привести к загрязнению почвы, воды и воздуха. Однако, при правильной обработке и переработке куриный помет может стать ценным органическим удобрением, которое улучшает плодородие почвы и способствует росту сельскохозяйственных культур, таких как пшеница [10].
Целью данного исследования является изучение эффективности использования куриного помета для выращивании зерна озимой пшеницы.
Условия, материалы и методы. В настоящем исследовании мы проводили полевые исследования на пашнях птицефабрики ОАО «Агрофирма «Ак Барс - Пестрецы» в отделение Птицефабрика Пестречинского муниципального района РТ. Организация ОАО «Агрофирма «Ак Барс - Пестрецы» является крупным предприятием в сельском хозяйстве, специализирующимся на производстве птицы. Проведение полевых экспериментов на местах позволял получить непосредственные данные и оценить реальную эффективность различных методов и технологий. Эксперименты были проведены с учетом двух основных факторов обработки почвы: внесение куриного помета (опыт 1) и внесение куриного помета, предварительно обработанного препаратом «Мефосфон» (опыт 2). Обработки были организованы по схеме разделенных участков, чтобы исключить возможные смешения и обеспечить контроль над внесением различных удобрений. Размер участка в первом случае составлял 111 га, а во втором - 200 г (таблица 1).
Таблица 1 – Экспериментальное поле
|
Группа |
Используемое удобрение |
Площадь, га |
|
Опыт 1 |
Компостированный куриный помет |
185 |
|
Опыт 2 |
Куриный помет, обработанный препаратом «Мефосфон» |
115 |
Необработанный куриный помет и обработанный препаратом «Мефосфон» компост внесен методом разбрасывания трактором «КамАЗ ХТХ-15» с прицепом METAL-FACH N272/3 VIKING (навозоразбрасыватель) на всё экспериментальное поле, после чего проводилась обработка трактором New Holland T8 и бороной дисковой Horsch. Таким образом, все участки экспериментального поля были равномерно обработаны и обеспечены необходимыми удобрениями [11, 12].
В качестве тестовой культурой использовался широко используемый местный сорт озимой пшеницы «Казанская 560» Элита, норма высева 280 кг/га. Сроки посева 22.08.2022-27.08.2022 гг., междурядье 15 см. Предшественник – многолетние травы. Перед экспериментом и послеуборки урожая проводили отбор почвы на анализы с обеих экспериментальных полей площадью 300 га из 6 случайных участков на глубине слоя 0–20 см. Отбор проводили шнеком (внутренний диаметр 4,0 см) с интервалом 20 см. Все отобранные пробы с каждого участка были перемешаны. Свежие образцы почвы были доставлены в ФГБУ «Татарская испытательная лаборатория ФНБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных» для проведения лабораторных исследований по определению контроля качества. Исследования регламентировалась по ГОСТу 17.4.4.02-2017 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериалогического, гельментилогического анализа на соответствие требованиям ГН 1.2.3539-18 – Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды, СанПин 2.1.7.1287-03 – Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы, ГН 1.2.3539 – 18 – Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды.
Результаты и обсуждение. В рамках нашего исследования были проведены полевые испытания на полях ОАО «Агрофирма «Ак Барс - Пестрецы» с применением куриного помета согласно описанной методике [13, 14]. Уборка урожая со всех участков осуществлялась комбайном «New Holland» CX 6090, а зерно с каждой делянки собиралось в отдельные мешки для последующего анализа качества. Урожайность зерна сорта «Казанская 560» Элита с опытных участков составила 33,5 и 36,0 ц/га. Полученные результаты представлены в таблице 2 [16].
Таблица 2 - Урожайность озимой пшеницы
|
Группа |
Площадь га |
Валовой сбор, кг |
Урожайность, ц/га |
|
Опыт 1 |
185 |
3762 |
33,5 |
|
Опыт 2 |
115 |
6900 |
36 |
Полученные экспериментальные данные показывают, что использование при выращивании озимой пшеницы в качестве удобрения куриного помета, обработанного препаратом Мефосфоном обеспечивает более высокую урожайность. Эксперимент позволил оценить влияние применения куриного помета на урожайность и качество зерна, что может быть важным для оптимизации производства и повышения эффективности сельскохозяйственного процесса [15].
Таким образом, полученные экспериментальные данные показывают, что при использовании в качестве органического удобрения «Улучшитель почв (УП-1)» можно получить зерно пшеницы, соответствующее основным требованиям качества и практически не уступает зерну контрольной группы и может свободно применяться для переработки в пшеничную муку надлежащего качества.
Проведенный анализ показал, что показатели опытных образцов почвы не превышают требованиям научно-технической документации ГОСТ Р 53117-2008 «Удобрения органические на основе отходов животноводства» [16, 17]. По содержанию мышьяка почва с опытного участка имеет меньшее его содержание по сравнению с контрольным участком. В пробах отсутствуют патогенные микроорганизмы, в т.ч сальмонеллы, сульфит редуцирующие бактерии, цисты кишечных патогенных простейших, яйца и личинки гельминтов, БГКП и и энтерококки – менее 1 кл/г. Также содержание тяжелых металлов, таких как свинец, кадмий, ртуть и мышьяк, природных и техногенных радионуклидов соответствует требованиям, предъявляемым к органическим удобрениям из отходов птицеводства (ГОСТ Р 53117-2008, НРБ-99/2009) и не превышает ОДК для почвы [18, 19, 20].
В таблице 3 представлены сравнительные данные показателей почвы до посева в 2023 году и после уборки урожая в 2023 году для двух опытов (Опыт 1 и Опыт 2) на двух разных датах (11 мая 2023 года и 7 августа 2023 года). В таблице приведены следующие показатели: pH водного вытяжения, pH солевого вытяжения, массовая доля К2O, массовая доля Р2O5, массовая доля органических веществ, щелочногидролизуемый азот [21].
Таблица 3 - сравнительные данные показателей почвы до посева и после уборки урожая
|
Наименование показателя |
2022г. до посева |
2022 г. после уборки урожая |
||
|
Опыт 1 08.05.2022 |
Опыт 2 08.05.2022 |
Опыт 1 04.08.2022 |
Опыт 2 04.08.2022 |
|
|
рН водной вытяжки |
6,8 |
6,9 |
7,2 |
7,0 |
|
рН солевой вытяжки |
6,0 |
7,1 |
6,1 |
6,4 |
|
Массавая доля К2О, мг/кг |
652 |
700 |
279 |
1214 |
|
Массовая доля Р2O5, мг\кг |
113 |
149 |
292 |
919 |
|
Массовая доля органического вещества,% |
7,04 |
5 |
3,92 |
6,31 |
|
Щелочногидрол. азот |
111 |
85 |
119 |
189 |
Сравнение этих показателей между опытами и датами позволяет оценить изменения в почвенных свойствах в результате использования куриного помета и куриного помета, обработанного препаратом "Мефосфон" [22].
Диаграмма (рисунок 1) позволяет более наглядно сравнить и анализировать данные, представленные в таблице 3.
Рисунок 1 - Сравнительные данные показателей NPK
На диаграмме можно увидеть изменения в показателях почвы до и после посева, а также различия между двумя опытами. В целом, результаты исследования подтверждают эффективность использования куриного помета в качестве удобрения для выращивания озимой пшеницы, что способствует улучшению урожайности и качества зерна. Следовательно, полученная почва безопасна для человека и производства сельскохозяйственной продукции.
Выводы. В ходе испытаний получено биоудобрение «Улучшитель почв УП-1», соответствующее физико-химическим и санитарно-биологическим характеристикам требованиям ГОСТ Р53117-2008 «Удобрения органические на основе отходов животноводства».
Предложенная технология переработки отходов птицеводства улучшит экологическую обстановку вокруг современных птицефабрик, снизит использование необработанного куриного помёта в качестве удобрений, заменяя его на более высококачественные и экологически чистые органические удобрения, образующиеся в результате анаэробной утилизации помёта. Данная технология позволит увеличить в почве на 6,9% содержание органического вещества, в 1,7 раза массовую долю подвижного калия, в 6,1 раза массовую долю подвижного фосфора, также увеличивается скорость переработки помета и, как следствие, сокращается время пребывания помета в компосте до нескольких дней.
1. Arhipova T. N., Martynenko E. V., Sharipova G. V. [Pre-sowing treatment of wheat seeds with hormone-producing bacteria increases the yield of wheat plants during salinization]. Jekobioteh. 2020; 3/1: 79-85. https://doi.org/10.31163/2618-964X-2020-3-1-79-85.
2. Shogenov Ju. H., Fiapshev A. G., Hamokov M. M. [Prospects for the design of biogas plants]. Sbornik nauchnyh trudov po materialam Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvjashhennoj 80-letiju so dnja rozhdenija pervogo Prezidenta Kabardino-Balkarskoj Respubliki V.M. Kokova. Nal'chik: Kabardino-Balkarskij GAU imeni V.M. Kokova, 2021; 356-359.
3. Svalova M. V. [To assess the nitrogen balance in the utilization of sewage sludge and livestock effluents by anaerobic digestion used as fertilizer]. Vestnik NGIJeI. 2022; 11(138): 7-18. https://doi.org/10.24412/2227-9407-2022-11-7-18.
4. Gajfullin I. H., Ziganshin B. G., Haliullina Z. M. [The energy potential of methane formation during the anaerobic decomposition of the organic component of waste]. Sbornik nauchnyh trudov po materialam Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvjashhennoj 100-letiju Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. Kazan': Kazanskij GAU, 2022 ; 67-75.
5. Apazhev A. K., Shekihachev Ju. A., Hazhmetov L. M. [Agrotechnical measures to involve pebble lands for gardens in agricultural turnover]. Vestnik NGIJeI. 2023; 7(146): 7-18. https://doi.org/10.24412/2227-9407-2023-7-7-18.
6. Parshikova M. V., Parshikov S. G., Bulatova N. Ju. [On the methodology for determining toxicity in samples of wastewater and livestock effluents in the laboratory of Biotechnology]. Vestnik NGIJeI. 2024; 1(152): 18-28. https://doi.org/10.24412/2227-9407-2024-1-18-28.
7. Makkar A., Parkash C., Singh J. [Vermicompost and vermiwash as supplement to improve seedling, plant growth and yield in linum usitassimum L. for organic agriculture]. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture. 2017; 6: 203-218. https://doi.org/10.1007/s40093-017-0168-4
8. Haliullin F. H., Medvedev V. M., Haliullin A. F. [A program for determining the performance of mobile machine engines under operating conditions, taking into account their dynamic characteristics]. Svidetel'stvo o registracii programmy dlja JeVM RUS 2014662128. Zajavka № 2014618754 ot 25.08.2014.
9. Druzyanova V. P., Petrova S. A., Khiterkheeva N. S. [The use of zeolites for biogas purification in agricultural production]. E3S Web of Conferences: 13, Rostovon-Don, February 26-28, 2020. Rostovon-Don, 2020; 12012. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017512012.
10. Gajfullin I. H., Haliullina Z. M., Ziganshin B. G. [The effect of the drug Dimephosphone on the efficiency of the biogas production process and the disposal of carbonaceous waste]. Vestnik Kazanskogo GAU. 2021; 16. 3(63): 19-26. https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-19-26
11. Haliullin F. H., Jahin S. M, Imameev A. Z. [Adjustable tractor attachment]. Patent na poleznuju model' № 214568, 03.11.2022
12. Kurdjumov V. I., Mudarisov S. G., Tatarov G. L. [Optimization of design parameters and operating modes of the coulter for multi-level sowing of seeds and fertilizers]. Vestnik Bashkirskogo GAU. 2016; 1(37): 79-84.
13. Lukatkin A. S., Shevcova E. A., Varlamov A. A. [Agroecological assessment of the use of chicken manure in the cultivation of cereals]. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Perspektivy i problemy razmeshhenija othodov proizvodstva i potreblenija v agrojekosistemah». Nizhnij Novgorod: Nizhegorodskij institut upravlenija, 2014; 95-98.
14. Tihonov V. V., Mudarisov S. G., Rahimov Z. S. [Working section for strip tillage]. Sel'skij mehanizator. 2016; 1: 6-7.
15. Apazhev A. K., Shekihachev Ju. A., Fiapshev A. G. [Digital solutions for tillage machinery]. Innovacii i prodovol'stvennaja bezopasnost. 2023; 2(40): 95-104. https://doi.org/10.31677/2311-0651-2023-40-2-95-104.
16. Haliullin D. T., Dmitriev A. V., Karadag H. [The influence of agrotechnical techniques on the process of soil freezing]. Global'nye vyzovy dlja prodovol'stvennoj bezopasnosti: riski i vozmozhnosti: Nauchnye trudy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Kazan': Kazanskij GAU, 2021; 592-603.
17. Junusov G. S., Anderzhanova N. N., Aleshkin A. V. [Theoretical studies of a roller for a small-sized tillage machine]. Vestnik Kazanskogo GAU. 2021; 16/2(62): 80-85. https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-80-85.
18. Kamenev R. A., Bel'gin A. A., Balenko E. G. [The effectiveness of using chicken manure in the link of field crop rotation corn for grain - spring barley - winter wheat]. Trudy Kubanskogo GAU. 2014; 48: 54-56.
19. Druzyanova V. P., Petrova S. A., Okhlopkova M. K. [Resource-saving technology for manufacturing of environmentally-friendly organic fertilizers]. Dyna. 2018; 93/4: 398-403. https://doi.org/10.6036/8598.
20. Sun A., Cao W., Banks C. J. [Biogas production from undiluted chicken manure and maize silage: a study of ammonia inhibition in high solids anaerobic digestion]. Bioresource Technology. 2016; 218: 1215-1223. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.07.082
21. Khaliullina Z., Shogenov Yu., Gayfullin I. [The use of the Mephosphon drug to accelerate the process of biogas output and ripening of organic wastes]. Bio web of conferences: International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources” (FIES 2020). Kazan: EDP Sciences, 2020; 00127. https://doi.org/10.1051/bioconf/20202700127
22. Sibagatullin F. S., Haliullina Z. M., Ganiev A. S. [Recommendations for the treatment, disposal and disinfection of organic waste from agricultural production using a biologically active drug - "Mephosphone" in aerobic and anaerobic conditions]. Kazan': Kazanskij GAU, 2021; 30.
