Файл: Разработка системы применения удобрений и мелиорантов в полевом севообороте на серых лесных среднесуглинистых почвах.docx
Добавлен: 18.03.2024
Просмотров: 45
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
оптимизировать ее влажность, служат питательной средой в биотермических процессах. Количество наполнителей зависит от влажности исходных материалов. Например, при естественной влажности куриного помета 68...75%, на одну часть помета требуется добавить одну часть торфа влажностью 65%...50%; при исходной влажности компостируемого помета 90% их соотношение должно составлять 1: 2,5...3. Итоговая влажность смеси не должна превышать 70%.
В качестве минеральных добавок используют фосфоритную муку, суперфосфат, фосфогипс, известь, хлорную известь, цеолиты, бентониты и т.п. Добавки позволяют интенсифицировать биотермические процессы, снизить потери питательных веществ из помета за счет связывания летучих компонентов, обогатить смесь за счет собственных питательных веществ, уменьшить выделение неприятных запахов. Добавки вводят в количестве от 2 до 20%.
Компосты, приготовленные без добавок минеральных компонентов, обычно содержат азота общего 0,5...1%, фосфора 0,2...0,4%, калия 0,1...0,2%.
Кроме традиционных технологий приготовления компостов с использованием обычной сельскохозяйственной техники, в последнее время разработаны ряд новых технологий и соответствующее оборудование, позволяющих интенсифицировать процесс. Данные технологии заключаются, в основном, в усилении аэрации и перемешивания компостной смеси, что производится в специальных реакторах или биоферментерах. При этом, продолжительность процесса компостирования сокращается с нескольких месяцев до нескольких суток.
Интенсивное компостирование. По этому способу органическую смесь загружают в специальные ферментеры, в которых процесс созревания происходит за 6-7 суток, так как в ни х нагнетается в нижнюю часть воздух, который резко интенсифицирует рост и развитие мезофильных и термофильных микроорганизмов.
Одна из перспективных технологий по переработке помёта - ускоренное компостирование. Это, как известно, экзотермический процесс биологического окисления, в котором органический субстрат подвергается аэробной биодеградации смешанной популяцией микроорганизмов в условиях повышенной температуры. В этом способе органический субстрат претерпевает физические и химические превращения с образованием стабильного гумифицированного конечного продукта.
высокая температура массы (55-60° С) и поддерживание её до 3-х суток, равномерное распределение выделяемой теплоты по всему объёму
благодаря замкнутости рабочего цикла процесса, выделение в процессе биокомпостирования организмами-антагонистами антибиотиков, а также органики ингибиторов, например, аммиака.
В предлагаемой технологии отсутствуют вредные выбросы в атмосферу, что связано с правильной организацией движения воздуха в биоферментере. Откачка воздуха существующим вентилятором из рабочей зоны биоферментера и продувка им всего компоста позволяет предотвратить зловонный запах. Основной выброс в процессе компостирования - аммиак, концентрация которого не превышает 2 мг/м3при предельно допустимой 20 мг/м3.
Интенсивное компостирование. По этому способу органическую смесь загружают в специальные ферментеры, в которых процесс созревания происходит за 6-7 суток, так как в ни х нагнетается в нижнюю часть воздух, который резко интенсифицирует рост и развитие мезофильных и термофильных микроорганизмов.
Одна из перспективных технологий по переработке помёта - ускоренное компостирование. Это, как известно, экзотермический процесс биологического окисления, в котором органический субстрат подвергается аэробной биодеградации смешанной популяцией микроорганизмов в условиях повышенной температуры. В этом способе органический субстрат претерпевает физические и химические превращения с образованием стабильного гумифицированного конечного продукта.
Высокая температура массы (55-60° С) и поддерживание её до 3-х суток, равномерное распределение выделяемой теплоты по всему объёму благодаря замкнутости рабочего цикла процесса, выделение в процессе биокомпостирования организмами-антагонистами антибиотиков, а также органики ингибиторов, например, аммиака.
В предлагаемой технологии отсутствуют вредные выбросы в атмосферу, что связано с правильной организацией движения воздуха в биоферментере. Откачка воздуха существующим вентилятором из рабочей зоны биоферментера и продувка им всего компоста позволяет предотвратить зловонный запах. Основной выброс в процессе компостирования - аммиак, концентрация которого не превышает 2 мг/м3при предельно допустимой 20 мг/м3.
В настоящее время во многих странах разрабатываются и изготавливаются ферментеры для компостирования органических отходов. В них реализуется периодический метод компостирования, основанный на загрузке
, ферментации и выгрузке. Наша установка экспресс-компостирования проводит компостирование в непрерывном режиме, при котором не требуются дополнительного стартового нагрева массы и её инокуляции необходимыми микроорганизмами. Процесс протекает в режиме загрузки свежей массы в ферментер и выгрузки готового компоста из донной части. [9].
Таблица 4 - Расчет выхода свежего подстилочного навоза.
Вид компоста - торфо-пометный соотношение компонентов 2:1 процент выхода готового компоста составляет 80%, объем готового к применению компоста - 300 т. Зная требуемый объем и процент выхода готового компоста находим массу необходимую для приготовления компоста:
Соотношение компонентов - 2:1 таким образом, количество помета - 125 т, торфа - 250 т.
3.Баланс гумуса в севообороте.
Гумус - это органическое вещество, источник корневого питания для растений. Оно является продуктом разложения останков живых существ - растений, животных, микроорганизмов.
Гумус состоит из ряда компонентов, каждый из которых играет свою роль в почвообразовании и питании растений. Это гумусовые кислоты, гуминовые кислоты, гумин и другие компоненты. Вещества, составляющие гумус, имеют темный цвет - отсюда и цвет почвы. Чем больше гумуса, тем темнее окрашена земля, тем более она плодородна. Самыми ценными всегда считались черноземы - почвы, в которых содержание гумуса особенно велико. [13].
В данном разделе необходимо провести расчет баланса гумуса севообороте согласно индивидуального задания с использованием зональной нормативной базы, приведенном в приложении 6. В основу метода положено составление расходной и приходной частей. Расходной частью является минерализация гумуса, а также вынос его из корнеобитаемого слоя за счет вертикального и поверхностного стока. Приходная часть гумусового баланса складывается из поступления органического вещества с корневыми и пожнивными остатками полевых культур, с органическими удобрениями, семенами и посадочным материалом, а также за счет микроорганизмов.
Рассмотрим порядок расчета баланса гумуса в пахотных почвах на примере полевого севооборота:
Почва Серые-лесные - средний суглинок.
Расчет производиться по каждому полю севооборота один раз в ротацию.
Исходные данные: чередование культур, урожай ц/га, площадь поля, га, содержание гумуса, % - берется из индивидуального задания по севообороту. [1].
Таблица 5 - Расчет баланса гумуса в полевом севообороте.
Графы с 1 по 4 берутся из индивидуального задания.
Содержание гумуса в т/га (графа 5) рассчитывается следующим образом:
1. Определяем вес слоя почвы 0-20 см на 1 га по формуле:
где Х т/га - вес слоя 0-20 см в т/га
S м2 - площадь 1 га выраженная в м2. (1 га=10000 м2)
0,2 м - толщина пахотного горизонта (0-20 см)
n - объемная масса почвы в т/м3.
Условно считается, что если в задании почва характеризуется по определенному гранулометрическому составу, то объемная масса равна:
Средний суглинок: 1,3 т/м3.
2. Зная процентное содержание гумуса (У), рассчитываем содержание гумуса в т/га (m) согласно пропорции:
; 
Минерализация гумуса в т/га (графа 6) определяется путем умножения содержания гумуса в т/га на коэффициент минерализации гумуса, который находится по приложению 6:
Выход сухой массы растительных остатков т/га (графа 7) рассчитывается путем умножения величины урожая основной продукции, переведенной в т/га на коэффициент выхода сухого вещества растительных остатков (приложение 6):
Образование гумуса из растительных остатков (графа 8), есть произведение данных графы 7 на коэффициент гумификации сухого органического вещества (приложение 6).
В качестве минеральных добавок используют фосфоритную муку, суперфосфат, фосфогипс, известь, хлорную известь, цеолиты, бентониты и т.п. Добавки позволяют интенсифицировать биотермические процессы, снизить потери питательных веществ из помета за счет связывания летучих компонентов, обогатить смесь за счет собственных питательных веществ, уменьшить выделение неприятных запахов. Добавки вводят в количестве от 2 до 20%.
Компосты, приготовленные без добавок минеральных компонентов, обычно содержат азота общего 0,5...1%, фосфора 0,2...0,4%, калия 0,1...0,2%.
Кроме традиционных технологий приготовления компостов с использованием обычной сельскохозяйственной техники, в последнее время разработаны ряд новых технологий и соответствующее оборудование, позволяющих интенсифицировать процесс. Данные технологии заключаются, в основном, в усилении аэрации и перемешивания компостной смеси, что производится в специальных реакторах или биоферментерах. При этом, продолжительность процесса компостирования сокращается с нескольких месяцев до нескольких суток.
Интенсивное компостирование. По этому способу органическую смесь загружают в специальные ферментеры, в которых процесс созревания происходит за 6-7 суток, так как в ни х нагнетается в нижнюю часть воздух, который резко интенсифицирует рост и развитие мезофильных и термофильных микроорганизмов.
Одна из перспективных технологий по переработке помёта - ускоренное компостирование. Это, как известно, экзотермический процесс биологического окисления, в котором органический субстрат подвергается аэробной биодеградации смешанной популяцией микроорганизмов в условиях повышенной температуры. В этом способе органический субстрат претерпевает физические и химические превращения с образованием стабильного гумифицированного конечного продукта.
высокая температура массы (55-60° С) и поддерживание её до 3-х суток, равномерное распределение выделяемой теплоты по всему объёму
благодаря замкнутости рабочего цикла процесса, выделение в процессе биокомпостирования организмами-антагонистами антибиотиков, а также органики ингибиторов, например, аммиака.
В предлагаемой технологии отсутствуют вредные выбросы в атмосферу, что связано с правильной организацией движения воздуха в биоферментере. Откачка воздуха существующим вентилятором из рабочей зоны биоферментера и продувка им всего компоста позволяет предотвратить зловонный запах. Основной выброс в процессе компостирования - аммиак, концентрация которого не превышает 2 мг/м3при предельно допустимой 20 мг/м3.
Интенсивное компостирование. По этому способу органическую смесь загружают в специальные ферментеры, в которых процесс созревания происходит за 6-7 суток, так как в ни х нагнетается в нижнюю часть воздух, который резко интенсифицирует рост и развитие мезофильных и термофильных микроорганизмов.
Одна из перспективных технологий по переработке помёта - ускоренное компостирование. Это, как известно, экзотермический процесс биологического окисления, в котором органический субстрат подвергается аэробной биодеградации смешанной популяцией микроорганизмов в условиях повышенной температуры. В этом способе органический субстрат претерпевает физические и химические превращения с образованием стабильного гумифицированного конечного продукта.
Высокая температура массы (55-60° С) и поддерживание её до 3-х суток, равномерное распределение выделяемой теплоты по всему объёму благодаря замкнутости рабочего цикла процесса, выделение в процессе биокомпостирования организмами-антагонистами антибиотиков, а также органики ингибиторов, например, аммиака.
В предлагаемой технологии отсутствуют вредные выбросы в атмосферу, что связано с правильной организацией движения воздуха в биоферментере. Откачка воздуха существующим вентилятором из рабочей зоны биоферментера и продувка им всего компоста позволяет предотвратить зловонный запах. Основной выброс в процессе компостирования - аммиак, концентрация которого не превышает 2 мг/м3при предельно допустимой 20 мг/м3.
В настоящее время во многих странах разрабатываются и изготавливаются ферментеры для компостирования органических отходов. В них реализуется периодический метод компостирования, основанный на загрузке
, ферментации и выгрузке. Наша установка экспресс-компостирования проводит компостирование в непрерывном режиме, при котором не требуются дополнительного стартового нагрева массы и её инокуляции необходимыми микроорганизмами. Процесс протекает в режиме загрузки свежей массы в ферментер и выгрузки готового компоста из донной части. [9].
Таблица 4 - Расчет выхода свежего подстилочного навоза.
| Вид скота по категориям | Поголовье, гол. | Длина стойлового периода, дни | Годовой выход навоза, т | ||
| на 1 гол. | на все поголовье | ||||
| по категориям | условно взрослых | ||||
| КРС | |||||
| а) дойные | 150 | 150 | 240 | 10 | 1500 |
| б) нетели | 50 | 40 | 220 | 9 | 360 |
| в) телята | 140 | 28 | 180 | 6 | 168 |
| итого | | | | | 2028 |
Вид компоста - торфо-пометный соотношение компонентов 2:1 процент выхода готового компоста составляет 80%, объем готового к применению компоста - 300 т. Зная требуемый объем и процент выхода готового компоста находим массу необходимую для приготовления компоста:
Соотношение компонентов - 2:1 таким образом, количество помета - 125 т, торфа - 250 т.
3.Баланс гумуса в севообороте.
Гумус - это органическое вещество, источник корневого питания для растений. Оно является продуктом разложения останков живых существ - растений, животных, микроорганизмов.
Гумус состоит из ряда компонентов, каждый из которых играет свою роль в почвообразовании и питании растений. Это гумусовые кислоты, гуминовые кислоты, гумин и другие компоненты. Вещества, составляющие гумус, имеют темный цвет - отсюда и цвет почвы. Чем больше гумуса, тем темнее окрашена земля, тем более она плодородна. Самыми ценными всегда считались черноземы - почвы, в которых содержание гумуса особенно велико. [13].
В данном разделе необходимо провести расчет баланса гумуса севообороте согласно индивидуального задания с использованием зональной нормативной базы, приведенном в приложении 6. В основу метода положено составление расходной и приходной частей. Расходной частью является минерализация гумуса, а также вынос его из корнеобитаемого слоя за счет вертикального и поверхностного стока. Приходная часть гумусового баланса складывается из поступления органического вещества с корневыми и пожнивными остатками полевых культур, с органическими удобрениями, семенами и посадочным материалом, а также за счет микроорганизмов.
Рассмотрим порядок расчета баланса гумуса в пахотных почвах на примере полевого севооборота:
-
Пар Сидеральный. -
Пшеница. -
Ячмень. -
Однолетние травы. -
Пшеница + донник.
Почва Серые-лесные - средний суглинок.
Расчет производиться по каждому полю севооборота один раз в ротацию.
Исходные данные: чередование культур, урожай ц/га, площадь поля, га, содержание гумуса, % - берется из индивидуального задания по севообороту. [1].
Таблица 5 - Расчет баланса гумуса в полевом севообороте.
| Культура севооборота | Урожай, ц/га | Площадь, га | Содержание гумуса | Минерализация гумуса т/га | Накопление гумуса | Баланс гумуса, ± т/га | ||||||
| выход сухой массы растит. остатков, т/га | гумус из растит. остатков, т/га | за счет органич. удобр. | Всего гумуса, т/га | |||||||||
| в % | в т/га | внесено в т/га | образовалось гумуса, т/га | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| Пар сидер. | 250 | 120 | 4,0 | 104 | 0,728 | 2,5 | 0,5 | 25 | 0,625 | 1,125 | 0,379 | |
| Пшеница | 30 | 120 | 4,5 | 117 | 0,819 | 2,4 | 0,48 | - | - | 0,48 | -0,339 | |
| Ячмень | 25 | 130 | 4,0 | 104 | 0,728 | 2 | 0,2 | - | - | 0,2 | -0,528 | |
| Одно.травы | 150 | 110 | 5,0 | 130 | 0,91 | 1,5 | 0,3 | - | - | 0,3 | -0,61 | |
| Пшеница + донник | 30 | 120 | 4,0 | 104 | 0,52 | 0,45 | 0,09 | - | - | 0,09 | -0,43 | |
| итого | | | | | 3,705 | | | | | 2,195 | -1,51 | |
Графы с 1 по 4 берутся из индивидуального задания.
Содержание гумуса в т/га (графа 5) рассчитывается следующим образом:
1. Определяем вес слоя почвы 0-20 см на 1 га по формуле:
где Х т/га - вес слоя 0-20 см в т/га
S м2 - площадь 1 га выраженная в м2. (1 га=10000 м2)
0,2 м - толщина пахотного горизонта (0-20 см)
n - объемная масса почвы в т/м3.
Условно считается, что если в задании почва характеризуется по определенному гранулометрическому составу, то объемная масса равна:
Средний суглинок: 1,3 т/м3.
2. Зная процентное содержание гумуса (У), рассчитываем содержание гумуса в т/га (m) согласно пропорции:
; Минерализация гумуса в т/га (графа 6) определяется путем умножения содержания гумуса в т/га на коэффициент минерализации гумуса, который находится по приложению 6:
-
пар сидер. =
; -
пшеница =
; -
ячмень= ; -
одн. травы =
; -
пшеница + донник = ;
Выход сухой массы растительных остатков т/га (графа 7) рассчитывается путем умножения величины урожая основной продукции, переведенной в т/га на коэффициент выхода сухого вещества растительных остатков (приложение 6):
-
пар. сидер. =
-
пшеница =
-
ячмень
-
одн. травы =
-
пшеница =
Образование гумуса из растительных остатков (графа 8), есть произведение данных графы 7 на коэффициент гумификации сухого органического вещества (приложение 6).
-
пар сидер.
-
пшеница
-
ячмень
-
одн. травы
-
пшеница
