РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается получение органоминеральных удобрений Навбахорский бентонит, навоза крупнорогатого скота (КРС) и раствора азотфиксирующих микроорганизмов. На основании экспериментов были получены следующие результаты: оптимальное соотношение навоз: бентонит:раствор азотфиксирующих микроорганизмов (АФМ) является 100,0:10:4. Время компостирования 60 суток. Органоминеральные удобрение, полученных оптимальных параметрах имеет следующий состав (вес. %): Р₂О_5усв. – 0,285; СаО_общ. – 0,972; орг.вещество – 20,438%; гуминовые кислоты – 3,169%; фульвокислоты – 3,314; высшие органические вещество – 3,140%; К₂О – 0,788%, N _общ. – 1,700%. Влажность органоминерального удобрения равна 49,35%. Компостирование навоза крупного рогатого скота добавкой бентонита, содержащего азотфиксирующие микроорганизмы позволяет допольнительно увеличить содержание гумусовых веществ, усвояемых форм фосфора, а также самое главное увеличит содержание азота более в 3,17-4,13 раза за счет биофиксации атмосферного молекулярного азота.

ABSTRACT

This article discusses the production of organomineral fertilizers Navbakhor bentonite, cattle manure and a solution of nitrogen-fixing microorganisms. Based on the experiments, the following results were obtained: the optimal ratio of manure: bentonite:solution of nitrogen-fixing microorganisms (NFM) is 100.0:10:4. Composting time 60 days. Organo-mineral fertilizer obtained in optimal parameters has the following composition (wt.%): P₂O_5usv. – 0.285; CaO_gen. – 0.972; organic substance - 20.438%; humic acids - 3.169%; fulvic acids - 3.314; higher organic matter - 3.140%; K₂O - 0.788%, N _total. – 1,700%. Moisture content of organo-mineral fertilizer is 49.35%. Composting of cattle manure with the addition of bentonite containing nitrogen-fixing microorganisms allows additionally increasing the content of humic substances, assimilable forms of phosphorus, and most importantly, it will increase the nitrogen content by more than 3.17-4.13 times due to the biofixation of atmospheric molecular nitrogen.

Ключевые слова: Навбахорский бентонит, навоз крупнорогатого скота (КРС), раствор азотфиксирующих микроорганизмов (АФМ), гумусовых веществ, молекулярный азот.

Keywords: Navbakhor bentonite, cattle manure, solution of nitrogen-fixing microorganisms (NFM), humic substances, molecular nitrogen.

Введение: В настоящее время в связи со стремительным увеличением численности населения одной из важнейших проблем, требующих решения является обеспечение их достаточным количеством продуктов питания. Для решения этой проблемы необходимо увеличить количество гумуса на имеющихся обрабатываемых землях и использовать различные химические средства, в том числе органоминеральные удобрения (ОМУ) через азотфиксирующие микроорганизмы. При использовании таких органоминеральных удобрений улучшается биоструктура почвы, повышается усвоение растениями питательных компонентов и послужит усваиванию молекулярного азота из воздуха. Для достижения процесса максимальной фиксации азота в воздухе путём создания оптимальной питательной среды для азотфиксирующих микроорганизмов а также создание гибкой технологии производства ОМУ, обогащенных различными компонентами является актуальной задачей.

Академик АН Республики Узбекистан Ш.С.Намазов и М.О. Жумановыми было проведено много опытов по созданию технологии получения ОМУ путем обработки Ангренского бурого угля азотной кислотой с использованием пульп аммофоса и супрефоса. [1] Жидкие и твердые азотно-гуминовые ОМУ были получены Н. Х. Усанбоевым путем окисления Ангренского бурого угля азотной кислотой с последующим разложением фосфоритов ЦК азотно-угольной суспензией и ступенчатым окислением бурого угля. [2,3] У.Ш. Темиров и другие проводили научно-исследовательские работы по получению ОМУ в различных вариантах на основе отечественных отходов фосфоритов, азотной кислоты, навоза крупного рогатого скота, отходов птицеводства, минеральных удобрений, фосфогипса и бентонитов. Научные исследования по получению ОМУ с высокой агроэкологической ценностью и эффективностью на основе навоза крупного рогатого скота, бентонита, азотфиксирующих микроорганизмов не проводились.

В нашей предыдущей работе [4] была проведена серия опытов по получению органоминеральных удобрений на основе навоза крупного рогатого скота, бентонита, фосфоритной муки, (NH₂)₂CO, (NH₄)₂SO₄, KCl и азотфиксирующих микроорганизмов. Рассмотрены технико-экономические показатели получаемых органоминеральных удобрений.

Была проведена еще одна серия опытов по получению органоминеральных удобрений, в этих опытах их готовили на основе навоза и фосфорита в соотношении навоз: фосфорит (от 100:5 до 100:30) отбирали в соотношении [5].

Методы и материалы исследования. В лабораторных исследованиях использовали навоз крупного рогатого скота, бентонит, фосфоритную муку, приведенного в таблице 1 и азотфиксирующие микроорганизмы вида Azotobacter. В начале опытов изучали параметры получение органоминеральных удобрений (ОМУ) на основе навоза крупного рогатого скота (НКРС), бентонита (Б) и азотфиксирующих микроорганизмов (АФМ) [6].

Таблица 1.

Основной химический состав навоза крупного рогатого скота, фосфорита и бентонита

Обсуждение и результаты исследования: Для этого соотношение навоз крупного рогатого скота:бентонит брали 100:(2,5-10) и полученную смесь обрабатывали азотфиксирующими микроорганизмами (АФМ), выращенными в среде Федорова в соотношении 100:(2,5-10):(0,5-4,0). Полученные результаты приведены в таблице 2. Наблюдается увеличение содержание гуминовых и фульвокислот, водорастворимых органических веществ (ВОВ) в образцах удобрений, полученных в результате обработки смеси НКРС и бентонита с АФМ. Например, в смеси органоминеральных удобрений через 1 сутки количество ГК, ФК и ВОВ были равны 2,80%, 2,93% и 2,78% соответственно, а при обработке АФМ микроорганизмами по мере изменений соотношений были равны 2,73-2,79%, 2,86-2,92% и 2,71-2,76%, соответственно, но эти значение через 60 дней составляли 3,92-4,33%, 4,10-4,53% и 3,89-4,29%. Кроме того, было обнаружено увеличение содержания азота в образцах навоза, переработанных с помощью АФМ. Через 1 сутки содержание азота в образце, взятом без обработки АФМ, составило 0,35 %, а через 60 суток в том же состоянии - 0,33 %, то есть общее содержание азота в этом случае несколько снижается, но в том же состоянии обработанной АФМ, при этом в день приготовления находится в пределах 0,342-0,349% в зависимости от изменения соотношения НКРС:Б:АФМ, а через 60 дней - 1,083-1,442%. Видно, что количество азота в полученных образцах удобрений увеличивается в 3,17-4,13 раза.

Таблица 2.

Химический состав образцов органоминеральных удобрений, полученных на основе навоза крупного рогатого скота, бентонита и азотфиксирующих микроорганизмов (НКРС:Б:АФМ=100:10:(0-4))

На рис. 1 представлен химический состав образцов органоминерального удобрения на основе навоза крупного рогатого скота, бентонита и азотфиксирующих микроорганизмов (НКРС:Б:AФM=100:10:4 а так же продолжительность компостирования 1 и 60 суток).

Из результатов данного графика видно, что в анализируемой органоминеральной смеси через 1 сутки после приготовления содержания Р₂О_5общ., СаО_общ., ОВ, ГК, ФК, ВОВ, К₂О ва N_общ. составляют соответственно 0,219; 0,745; 18,015; 2,430; 2,541; 2,407; 0,604 и 0,378%. При этом влажность 1-суточного компоста составляет 59,59%. В образце органоминерального удобрения, полученного при продолжительности компостирования 60 суток, содержание Р₂О_5общ., СаО_общ., ОВ, ГК, ФК, ВОВ, К₂О ва N_умум. составило соответственно 0,285; 0,972; 20,438; 3,169; 3,314; 3,140; 0,788 и 1,700%. Влажность полученного образца органоминерального удобрения равна 47,29%.

Рисунок 1. Химический состав образцов органоминеральных удобрений, полученных на основе навоза крупного рогатого скота, бентонита и азотфиксирующих микроорганизмов (НКРС:Б:АФМ=100:10:4)

Данные о потерях органических веществ и степень гуминификации органических веществ в образцах удобрений, полученных на основе НКРС, бентонита и АФМ, представлены в табл. 3. Из данных этой таблицы видно, что потери органических веществ и уровень гуминификации в образце необработанного удобрения с АФМ соответственно составляет 17,65 и 58,34%.

Таблица 3.

Потери органических веществ и степень гумификации в удобрениях на основе навоза крупного рогатого скота, бентонита и АФМ

В образцах удобрений, полученных в результате обработки АФМ в разных пропорциях, эти показатели находятся в пределах 14,72-16,47% и 60,47-63,78%. На рис. 2 показано влияние соотношения НКРС:Б:АФМ на количественное содержание азота в полученных органоминеральных удобрениях. Как видно из этих графических данных, при увеличении соотношения НКРС:Б:AФM от 100:10:0 до 100:10:4 и продолжительности компостирования до 10 дней количество общего азота увеличивается с 0,390 до 0,607%. При соотношении НКРС:Б:АФМ 100:10:0 и увеличении времени компостирования с 10 до 60 дней количество общего азота в образцах органоминерального удобрения практически не меняется, т. е. увеличивается с 0,390 до 0,394%.

соотношение НКРС:Б:АФМ

Рисунок 2. Влияние соотношения НКРС:Б:АФМ на содержание азота в получаемых органоминеральных удобрениях

При внесении АФМ (например, в соотношении 100:10:4) и в течение 60 дней компостирования наблюдается увеличение количества общего азота в полученном органоминеральном удобрении с 0,607 до 1,700%. Итак  с увеличением количества АФМ значительно увеличивается содержание азота в получаемых органоминеральных удобрениях.

Результаты элементного анализа полностью подтверждают лабораторные данные.

В составе органоминерального удобрения взятой в соотношении НКРС:Б:АФМ=100:10:4 содержится 55 % SiO₂ , 4 % доломита, 3 % хлорида калия, 2 % алюмосиликата натрия, 20 % калия . гидросиликат алюминия, 10 % силикат кальция-стронция, содержит 6 % карбоната кальция и карбонатов кальциево-магниевого железа, соответственно.

Рисунок 3. Элементный состав образца органоминерального удобрения полученного при соотношении НКРС:Б:АФМ=100:10:4

Рисунок 4. Рентгеноструктурный анализ образца органоминерального удобрения, полученного при соотношении НКРС:Б:АФМ=100:10:4

В дальнейших исследованиях проводились агрохимические испытание в хозяйствах Чустского и Янгикурганского районов Наманганской области 1 вида органоминеральных удобрений взятых в следующих соотношениях НКРС:Б:АФМ=100:10:4; Урожайность хлопка и картофеля увеличилась на 1,6-2,5 т/га и 3,5-4,8 т/га соответственно.

Заключение. Изучены процессы получения трёх видов новых органоминеральных удобрений на основе навоза крупного рогатого скота, бентонита, и азотфиксирующих микроорганизмов а так же определены оптимальные параметры.

Количество общего азота в органоминеральных удобрениях, полученных с добавлением азотфиксирующих микроорганизмов, увеличивается в 3,17-4,13 раза по сравнению без добавления азотфиксирующих микроорганизмов.

Потери органических веществ в полученных новых видов органоминеральных удобрениях составляют 11,32-13,02%, а степень гуминификации 63,78-66,41%.

Список литературы:

1. U.Sh.Теmirov, Sh.S. Namazov, N.H. Usanbaev, B.E.Sultonov,  А.М.Reymov. Organic-mineral Fertilizer Based on Chicken Manure and Phosphorite from Central Kyzylkum // Chemical Science International Journal. Volume 24, Issue 3. USA. – 2018. – pp. 1-7.
2. Жуманова М.О., Темиров У.Ш., Намазов Ш.С., Беглов Б.М Физико-химические и товарные свойства органоминеральных серусодержащих удобрений на основе окисленного бурого угля и фосфогипса // Химический журнал Казахстана, 2015, № 3, – С. 52-57.
3. Темиров У.Ш., Реймов А.М., Намазов Ш.С., Усанбаев Н.Х., Номозов Ш.Ю. Получение фосфорсодержащих органоминеральных удобрений. // Узбекский химический журнал. – 2017. – № 4. – С. 50-56.
4. Воққосов З.К. Получение органоминеральных удобрений на основе местных агроруд, минеральных удобрений, навоза крупного рогатого скота и растворов азотфиксирующих микроорганизмов // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 6(99). URL: https: // 7universum.com/ru/tech/archive/item/13987 -44-49 c.
5. X.M.Kanoatov, Z.K.Vokkosov, A.A. Xodjiev, G.S.Alieva. Organic-Mineral Fertilizer Based On Manure. Nat. Volatiles & Essent. Oils, 2021; 8(5): 10631 – 10636 https://www.nveo.org/index.php/journal/article/view/3008
6. Z.K.Vokkosov, X.M.Kanoatov Analysis of physical-chemical and mineralogical indications of local agriculture (bentonite and phosphorite flour) in the production of organomeneral fertilizers. // NamMTI ILMIY-TEXNIKA JURNALI.  ISSN 2181-8622. 2022, Vol. 7, Issue 2 –pp 109-113.