Перспективные способы повышения эффективности органических удобрений

2.2. Перспективные способы повышения эффективности органических удобрений

Теоретически существует известное и еще неизвестное множество путей повышения эффективности органических удобрений. Это множество можно проанализировать исходя из физической, биологической, техногенной природы процессов производства, внесения удобрений, а также их усвоения сельскохозяйственными растениями.

Например, в силу того, что растения используют только те питательные элементы, которые доступны корням, КПД удобрений всегда является очень низким. Применительно к минеральным удобрениям, исходя из того, что они не имеют последействия, можно утверждать, что большая часть питательных веществ вымывается в нижние слои почвы, что приводит только к загрязнению почвы и окружающей среды в целом. Применительно к органическим удобрениям, учитывая их последействие, наблюдаемое в течение последующих лет, можно сказать, что питательные вещества используются более эффективно, хотя, исходя из значительных доз внесения величина этого эффекта является незначительной, а возможно и более низкой, чем для минеральных удобрений.

В связи с этим можно предположить, что одним из путей повышения эффективности органических (а также и минеральных) удобрения может являться адресность внесения. То есть переход от сплошного поверхностного равномерного внесения к внесению квадратным, рядковым и прочими способами, суть которых заключается в доставке питательных веществ удобрений непосредственно к корням растений. Такие методы уже разработаны более-менее детально и используются в различных хозяйствах страны.

Другим способом увеличения эффективности органических удобрений является снижение себестоимости производства. Однако, существующий наиболее распространенный вид органических удобрений, применяемых в нашей зоне – полуперепревший навоз уже и так не требует значительных капиталовложений и эксплуатационных затрат на приготовление, поскольку убранный из животноводческих помещений навоз просто насыпают в бурты, которые один-два раза в год должны перебуртовывать. При этом, многие хозяйства данную операцию не выполняют, из-за чего еще больше снижают себестоимость тонны органики, которая при меньшей стоимости имеет и меньшую питательную ценность, так как процесс перебуртовки предназначен для правильного и равномерного приготовления полуперепревшего навоза.

Таким образом, дальнейшее снижение себестоимости органики уже в принципе невозможно.

Тем не менее, есть и еще один путь увеличения эффективности, который запатентован, успешно испытан и уже применяется в отдельных передовых хозяйствах. Речь идет о многократном усилении питательной ценности обычной органики путем ее переработки с помощью некоторых представителей биологической среды, в основном, с помощью червей. Более подробно рассмотрим суть этого несколько ниже, а сейчас необходимо показать неприемлемость традиционных органических удобрений и обусловливающие этот факт причины.

Для разных типов почв, в соответствии от содержания в них гумуса рекомендуемые зональными НИИСХами дозы внесения традиционных видов органических удобрений изменяются в диапазоне от 20 до 80 т/га. Для Ростовской области, например, оптимальные дозы на черноземах составляют 50-60 т/га полуперепревшего навоза, на каштановых почвах – 30-40 т/га.

Дозы компостов, приготовленных из полужидкого навоза, такие же с учетом содержания в них питательных веществ и влаги. В соответствии с рекомендациями Системы ведения агропромышленного производства Ростовской области, органику наиболее целесообразно вносить на паровые поля, которые в среднем составляют 10-20% от площади пашни зональных севооборотов. Так, в десятипольных севооборотах с одним паровым полем органика на одно и то же поле вносится с периодичностью в 10 лет.

В Краснодарском крае, где рекомендуемые зональные севообороты не имеют паровых полей, органические удобрения вносят под посев пропашных культур. Учитывая тот факт, что последействие традиционных видов органики составляет 3-4 года, можно констатировать, что вынос питательных веществ культурными растениями из почвы и снижение содержания в них гумуса опережает восстановление почвенного плодородия вследствие внесения органических удобрений /30/. Вместе с тем, даже для обеспечения рекомендуемых доз внесения органики, на каждые 1000 га пашни необходимо содержать до 200 условных голов КРС, что значительно больше существующего в настоящее время в большинстве хозяйств поголовья (табл. 10).

Таблица 10 - Поголовье КРС по федеральным округам
(в хозяйствах всех категорий на конец года), тыс. голов

Уменьшение поголовья животных и птицы в последние 10-12 лет привело к резкому снижению объемов вносимых органических удобрений, величина которых на 1 га пашни составляет в настоящее время 0,6 т (табл. 11) /7, 15/.

Положение усугубляется еще и тем, что в большинстве сельскохозяйственных предприятий практически разрушена материально-техническая база для производства и внесения традиционных видов органических удобрений. Финансовое положение многих сельскохозяйственных товаропроизводителей не позволяет им изыскивать необходимые средства для организации переработки и внесения требуемых объемов органики.

Таблица 11 - Применение органических удобрений в с.-х. предприятиях РФ

Для выхода из сложившейся ситуации, как уже было сказано выше, можно применять технологии производства и использования различных видов, так называемых концентрированных органических удобрений (КОУ), представителями которых являются суперудобрения различных видов и биогумус /22/.

Суперудобрение, в отличие от рассмотренного далее биогумуса имеет значительно более высокие требование к исходному технико-технологическому обеспечению, имеет высокий уровень требуемых инвестиций и может оказаться неприемлемым для отдельных хозяйств, не имеющим достаточно площади пашни, прибавка урожая с которой бы обеспечивала окупаемость проекта. С другой стороны, значительные инвестиции в организацию производства суперудобрения могут быть окуплены при большой объеме производства, превышающем собственные потребности, а, следовательно, предполагающем реализацию некоторой части удобрений сторонним покупателям. Однако для обоснования эффективности данного направления требуется изучать рынок сбыта, покупательскую способность сторонних сельхозтоваропроизводителей, чего в данной работе, в силу ограниченного круга задач мы делать не будем. Рассмотрим более подробно особенности биогумуса.

Биогумус /22, 48, 49, 50, 51/является продуктом переработки органики с помощью гибрида красного калифорнийского червя, который способен перерабатывать навоз всех видов животных, помет птицы, пищевые отходы, осадки сточных промышленных вод, рыбной и мясной промышленности. Биогумус обладает высокой водостойкостью, которая определяет структуру почвы, создает оптимальную реакцию почвенного раствора: питательные вещества биогумуса растворяются медленно и обеспечивают длительное потребление их растениями. В нем содержится до 60% сухой органической массы, но значительно больше азота, фосфора, калия и микроэлементов, чем в традиционных видах органических удобрений.

Применение именно красного гибрида калифорнийского червя объясняется его неприхотливостью по отношению к физико-химическим свойствам навоза, высокой производительностью переработки навоза и винтообразным путем движения в призме навоза, позволяющим скармливать червям наибольшее количество исходного сырья. В создании биогумуса используются три исходных компонента: навоз, солома, вермикультура (черви).

Сырой навоз в процессе переработки его в биогумус теряет примерно 60% исходной массы. Количество биогумуса, полученного из подготовленного субстрата, составляет 40-42% (при влажности 50%) от исходной массы. Технологический процесс приготовления биогумуса представлен на рис. 1.4. Процесс преобразования навоза в готовое удобрение и его использование хозяйством выделен на схеме полужирным шрифтом.

Рис. 2 - Технология производства и использования биогумуса

Отличительной особенностью КОУ от других видов органических удобрений является наличие в них высокой концентрации питательных элементов (азота, фосфора, калия, органического вещества), экологическая безопасность (отсутствие тяжелых металлов, пестицидов), малые дозы внесения (биогумус – от 3,0 до 10 т/га, суперудобрения – от 0,5 до 2,0 т/га для зерновых и пропашных культур и до 3,0 т/га – для картофеля). Эти и другие качества КОУ и традиционных видов органических удобрений, по данным Бондаренко А.М. /4/, приведены в таблице 12.

Таблица 12 - Сравнительная характеристика органических удобрений

Малые дозы внесения КОУ авторы объясняют высокой концентрацией в них питательных элементов. Согласно приведенным в табл. 12 данным, при требуемой дозе внесения полуперепревшего навоза 40 т/га биогумуса потребуется всего 3,3-5 т/га. Такое различие в дозах может обеспечить значительное снижение затрат на транспортирование и внесение, а также позволит резко увеличить удобряемые площади.

Теперь необходимо обсудить дозы внесения и эквивалент концентрированных и традиционных органических удобрений. По мнению специалистов ассоциации «Биоконверсия», созданной на базе Украинской сельскохозяйственной академии и Ивано-Франковского облобъединения «Сельхозхимия», 1 т биогумуса равноценна 60-70 т навоза /50/.

С другой стороны, по данным А.М. Бондаренко /4/ эквивалентная доза внесения биогумуса на порядок ниже, чем традиционных органических удобрений: от 1 до 10 т/га при сплошном поверхностном внесении и от 1 до 3 т/га при локальном. То есть, 1 т биогумуса равноценна 4-20 т навоза. Этого же мнения придерживается и А.М. Артюшин /2/.

Исследованиями Г.В. Юхимчука и В.Д. Гуцуляк установлено, что оптимальной дозой внесения биогумуса для овощных культур является 6 т/га вместо 40 т/га полуперепревшего навоза. В зависимости от того, под какую культуру вносится биогумус, доза может изменяться от 3 до 12 т/га. При этом авторы исследований утверждают, что 1 т биогумуса равноценна 5-8 т полуперепревшего навоза.

Н.И. Шикула, В.С. Фантух, В.И. Науменко и др. считают, что оптимальная доза внесения биогумуса под озимую пшеницу составляет 8-12 т/га, что равноценно внесению 35-40 т/га полуперепревшего навоза.

Приведенный анализ показывает, что мнение различных авторов об эквивалентных дозах внесение биогумуса весьма неоднозначно. Диапазон рекомендуемых доз при этом колеблется от 3 до 8 т полуперепревшего навоза вместо 1 т биогумуса.

Отзывчивость различных сельхозкультур на разные дозы биогумуса также неодинакова. Данные о влиянии различных доз биогумуса на урожайность некоторых культур, полученные в результате исследований ученых ВНИИ удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова и Гипрониисельхоза Г.Е. Мерзлой, И.А. Нестеровича, В.С. Данилкиной приведены в табл. 13 /22/.

Таблица 13 - Влияние биогумуса на урожайность некоторых сельхозкультур

Из данных таблицы видно, что с увеличением дозы внесения растет и прибавка урожая сельхозкультур. Особенно этот рост заметен при увеличении дозы от 5 до 15 т/га. При дальнейшем увеличении дозы рост урожайности сельхозкультур становится незначительным. В ходе экспериментальной проверки было также установлено, что с возрастанием дозы внесения биогумуса наблюдается увеличение срока его последействия. Так, на приведенном в табл. 1.12 диапазоне доз внесения последействие удобрения изменялось от 3 до 5-6 лет.

Для определения эффективности инвестирования средств в организацию производства перспективных видов удобрений нужно рассчитывать затраты на приготовление концентрированных органических удобрений, в которых необходимо учитывать стоимость исходного сырья (навоз и добавки).

Очевидно, что производство концентрированных органических удобрений будет оправдано только при условии получения дополнительного экономического эффекта от их использования в сравнении с традиционными видами удобрений, поскольку затраты на производство КОУ несколько превышают затраты на производство твердого, полужидкого и жидкого навоза.

Приведенный выше анализ позволяет предположить, что значительно меньшие эквивалентные дозы внесения биогумуса в сравнении с традиционными видами органики позволят существенно снизить затраты на транспортировку и внесение КОУ, увеличить удобряемые площади и обеспечить большие объемы получения дополнительной продукции .

Однако, несмотря на многие положительные качества КОУ, они пока не находят широкого применения в сельскохозяйственных предприятиях страны. Прежде всего это объясняется необходимостью больших капитальных затрат на организацию их производства, а также недостаточной отработанностью технологии и технических средств для внесения удобрений в почву. В отличие от традиционной органики КОУ имеет пылевидную структуру, низкую плотность (0,5-0,7 т/м³ при влажности 40%) и вносятся в почву сравнительно малыми дозами. Все это затрудняет применение существующих механизированных технологий и технических средств для внесения КОУ в почву.

Вместе с тем, в ряде институтов механизации РАСХН ведутся успешные работы по созданию необходимых машин и орудий. Во ВНИПТИМЭСХ, например, разработано техническое средство для поверхностного внесения КОУ. В качестве базовой использована машина типа РУМ (МВУ), которая при необходимой доработке позволяет вносить удобрения с требуемыми физико-механическими свойствами дозами от 0,2 до 10 т/га, что отвечает требованиям по внесению суперудобрений и биогумуса. При этом неравномерность распределения удобрений по поверхности почвы находится в пределах допустимых значений.

Для внутрипочвенного внесения концентрированных органических удобрений, которое целесообразно проводить одновременно с посевом пропашных культур, разработана машина на базе пропашной сеялки СУПН-8. Система, устанавливаемая на сеялку СУПН-8, позволяет проводить эффективное внутрипочвенное внесение КОУ с дозами от 0,4 до 3,6 т/га /4/.

Разработанные машины показали хорошие результаты в ходе производственной проверки и испытаний на МИС, что позволило рекомендовать их к постановке на серийное производство.

В ходе принятия решения о целесообразности и эффективности производства и использования концентрированных органических удобрений, необходимо учитывать объемы имеющегося в хозяйстве исходного сырья, затраты на подготовку полуперепревшего навоза и самих удобрений с учетом технологий их получения, затраты на транспортировку и внесение КОУ с использованием перспективных технологий и комплексов машин. При этом необходимо определять стоимостной размер получаемого удобрительного эффекта с учетом различных эквивалентных доз внесения.

Поскольку многое из перечисленного является областью исследования экономической эффективности инвестиционного проекта, необходимо определить требуемые показатели эффективности в соответствии с природными, производственными условиями деятельности предприятия, имеющимися финансовыми ограничениями, что и будет сделано в следующей главе. Довольно кратко будет изложена методика, согласно которой мы будем осуществлять расчеты.