Органические удобрения – это удобрения , которые производятся естественным путем. [1] Удобрения — это материалы, которые можно добавлять в почву или растения для обеспечения питательными веществами и поддержания роста. Типичные органические удобрения включают все отходы животного происхождения, включая отходы мясопереработки, навоз , навозную жижу и гуано ; плюс растительные удобрения, такие как компост ; и твердые биологические вещества . [2] Неорганические «органические удобрения» включают минералы и золу. Органический беспорядок относится к Принципам органического сельского хозяйства , которые определяют, может ли удобрение использоваться в коммерческом органическом сельском хозяйстве , а не состоит ли удобрение из органических соединений .
Основными органическими удобрениями являются торф , отходы животноводства, растительные отходы сельского хозяйства и очищенные осадки сточных вод. [3] [4]
Минералы можно добывать из ископаемых продуктов жизнедеятельности животных, таких как зеленый песок (анаэробные морские отложения), некоторые известняки (отложения ископаемых ракушек) [5] и некоторые фосфориты (ископаемое гуано). [6] Добавление известняка или «известкование» почвы — это способ повысить pH. [7] Повышая pH почвы, можно стимулировать рост микробов, что, в свою очередь, усиливает биологические процессы, позволяя питательным веществам более свободно течь через почву. [8] Когда питательные вещества текут свободно, они становятся более доступными для растений и, следовательно, могут улучшить здоровье и массу растений. Если почва уже сбалансирована по pH, известкование почвы будет неэффективным.
Материалы животного происхождения включают как навоз животных, так и остатки убоя животных. [2]
Навоз получают от молочных животных , производящих молоко , птиц, производящих яйца , а также животных, выращиваемых для производства мяса и шкур, а также для занятий спортом и отдыха. Навоз является богатым ресурсом: по оценкам, только в США объем навоза крупного рогатого скота достигает двух миллиардов тонн в год, [9] и одна курица может производить кубический фут навоза каждые шесть месяцев. [10] Добавляя навоз к сельскохозяйственным культурам, он добавляет азот, калий, фосфор, серу, магний и кальций. [11] Помимо повышения устойчивости почвы за счет увеличения количества органического материала и увеличения инфильтрации воды, это может добавить разнообразие бактерий и со временем уменьшить воздействие эрозии почвы. [11]
Однако существует органический навоз и неорганический навоз. Чтобы навоз считался органическим, он должен происходить от органического скота или от сертифицированных органических производителей. [12] Если органический навоз недоступен, им разрешается использовать неорганический навоз при условии, что животным есть место для передвижения, их не держат в темноте, а производители воздерживаются от использования генетически модифицированных кормов. [12]
Свежий навоз прямо из стойла может вызвать проблемы, поскольку в нем может быть слишком много аммиака или содержаться бактерии из кишечника животного. Это может оказать неблагоприятное воздействие на растения, поскольку аммиак может сжечь корни, а микробы из кишечника животного могут нанести вред микроорганизмам в почве, убивая их, или загрязнить продукты, такие как кишечная палочка и сальмонелла . [13] Существует также риск заноса сорняков, поскольку семена могут пройти через кишечник животного относительно невредимыми или семена могут находиться в подстилке домашнего скота, которая часто смешивается с навозом. Поэтому навоз необходимо компостировать, что в идеале убьет любые семена или болезнетворные микроорганизмы и снизит содержание аммиака. [9]
Куриный помет , состоящий из куриного помета и подстилки, представляет собой органическое удобрение, которое, как предполагается, превосходит синтетические удобрения для подготовки почвы перед сбором урожая. [14] Он содержит минералы, аналогичные другим навозам, а также следовые количества меди, цинка, магния, бора и хлорида. [13] В зависимости от типа полученного куриного помета он может содержать останки птиц. Этот тип куриного помета не следует разбрасывать на сельскохозяйственных культурах, он может представлять опасность для выпаса скота из-за ботулизма — заболевания, вызываемого бактериями разлагающихся птиц. [13]
Конский навоз содержит идеальный баланс углерода и азота для компостирования (30:1) и является традиционным удобрением для садовой почвы. Тем не менее, тщательный выбор органических источников имеет решающее значение, поскольку корм (и подстилка) с полей, обработанных гербицидами семейства пиколиновой кислоты , включая аминопиралид , клопиралид и пиклорам (продаваемый в США как Milestone и Grazon-), могут проходить через пищеварительный тракт лошади, остаются неизменными в навозных и компостных кучах в течение длительного времени. Эти химикаты обычно поражают картофель, томаты и фасоль, вызывая деформацию растений и плохой урожай или его отсутствие. Кроме того, средства от глистов лошадей, такие как ивермектин, могут быть обнаружены в навозе в количествах, вредных для полезных насекомых и организмов, на срок до 45 дней. Испорченный компост может не только убить растения и полезные организмы, но и создать проблемы с ответственностью владельцев. [15]
Гуано летучих мышей использовалось в качестве удобрения на протяжении тысячелетий, в первую очередь инками , которые так ценили летучих мышей и их гуано, что наказанием за убийство летучей мыши была смерть. Гуано летучих мышей богато такими элементами, как углерод, азот, сера и фосфор. Гуано обычно содержит около 10% азота, который помогает растениям сохранять здоровый и яркий зеленый цвет и способствует быстрому росту. Гуано по сравнению с промышленными удобрениями безопасно использовать внутри и снаружи дома, больших садов или небольших растений, он не вымывается из почвы, а остается и продолжает медленно питать растения и улучшать почву. Гуано также богато микробами, способными к биовосстановлению, которые помогают очищать почву от неестественных токсинов, которые могут препятствовать росту растений и вызывать быстрое гниение. [16]
Моча человека и животных представляет собой удобрение: мочевина в моче представляет собой соединение азота, а моча также содержит фосфор и калий. [17] [18] [19] [20] Человеческая моча обычно содержит примерно в 3 раза больше азота, чем калия, и более чем в 20 раз больше азота, чем фосфора. [21] [22] Количество калия в моче варьируется и зависит от количества калия в рационе человека. [21] [23] Хотя моча животных, например, крупного рогатого скота и свиней, широко используется на фермерских полях, человеческая моча, кроме как в составе осадка сточных вод, в настоящее время не разрешается использовать в каких-либо [ необходимых разъяснениях ] коммерческих сельскохозяйственных операциях. Однако продолжаются исследования, которые показали, что выдержка мочи в закрытых контейнерах в течение 12–16 месяцев уничтожает 99% вредных бактерий за счет увеличения содержания мочевины и, следовательно, pH. [17]
Субпродукты животного происхождения . При забое любого животного только от 40% до 60% живого животного перерабатывается в товарный продукт , а остальные 40–60% классифицируются как побочные продукты. Эти побочные продукты убоя животных, в основном несъедобные — кровь, кости, перья, шкуры, копыта, рога — могут быть переработаны в сельскохозяйственные удобрения, включая кровяную муку , костную муку [3] , рыбную муку и перьевую муку.
Обработанные органические удобрения включают компост , жидкий растительный навоз , гуминовую кислоту , зерновую муку, аминокислоты и экстракты морских водорослей . Другими примерами являются природные белки, переваренные ферментами. Разлагающиеся остатки урожая ( зеленое удобрение ) прошлых лет являются еще одним источником плодородия.
Компост мало что дает растениям в виде питательных веществ, но он обеспечивает стабильность почвы за счет увеличения количества органических веществ. Компост действительно помогает микроорганизмам размножаться, что, в свою очередь, расщепляет разлагающийся растительный материал на существенные биодоступные питательные вещества, которые растения могут легко усваивать. [27] Компост не обязательно должен быть полностью растительного происхождения: он часто изготавливается из смеси богатых углеродом растительных отходов и богатых азотом отходов животноводства, включая человеческие экскременты, в качестве средства для удаления из последних болезнетворных микроорганизмов и запаха. [28]
Зерновые блюда могут быть приготовлены из кукурузного глютена, люцерны, семян хлопка или соевых бобов. Большинство из них содержат азот и калий, но соевый шрот содержит азот и фосфор. [27] При первоначальном распространении они могут вызвать увеличение содержания аммиака в почве и сжечь семена. Рекомендуется использовать их после того, как растения развились, чтобы обеспечить успех урожая.
Другие исследования ARS показали, что водоросли, используемые для улавливания азота и фосфора со стоков с сельскохозяйственных полей, могут не только предотвратить загрязнение воды этими питательными веществами, но также могут использоваться в качестве органического удобрения. Ученые ARS изначально разработали «скруббер из водорослей», чтобы уменьшить сток питательных веществ и повысить качество воды, поступающей в ручьи, реки и озера. Они обнаружили, что эти богатые питательными веществами водоросли после высыхания можно применять к рассаде огурцов и кукурузы, что приводит к росту, сравнимому с тем, который наблюдается при использовании синтетических удобрений. [29]
Зола , образующаяся при сжигании растений, также является важным калийным удобрением. [30]
Торф , или дерн, представляет собой растительный материал, который разлагается лишь частично. Это источник органических веществ. Почва с более высоким содержанием органических веществ менее склонна к уплотнению, что улучшает аэрацию почвы и дренаж воды, а также способствует поддержанию микробного здоровья почвы. [31] [11] Иногда его называют наиболее широко используемым органическим удобрением, а по объему он является лучшим органическим удобрением.
Осадок сточных вод , также известный как твердые биологические вещества , представляет собой сточные воды, которые были обработаны, смешаны, компостированы и иногда высушены до тех пор, пока не будут признаны биологически безопасными. В качестве удобрения его чаще всего используют на несельскохозяйственных культурах, например, в лесоводстве или при рекультивации почвы . Использование твердых биологических веществ в сельскохозяйственном производстве менее распространено, и Национальная органическая программа Министерства сельского хозяйства США (NOP) постановила, что твердые биологические вещества не разрешены при производстве органических продуктов питания в США; Хотя ил имеет биологическое происхождение (по сравнению с минеральным), он неприемлем из-за накопления токсичных металлов, фармацевтических препаратов, гормонов и других факторов. [32]
Из-за опасений по поводу болезнетворных микроорганизмов, передаваемых человеком, в сочетании с растущим предпочтением туалетов со смывом и централизованной очистки сточных вод, твердые биологические вещества заменяют ночную почву (из человеческих экскрементов), традиционное органическое удобрение, которое минимально обрабатывается. [ нужна цитата ]
В неорганическом сельском хозяйстве распространен компромисс между использованием искусственных и органических удобрений , часто с использованием неорганических удобрений , дополненных применением легкодоступных органических веществ, таких как возврат пожнивных остатков или внесение навоза .
Покровные культуры также выращиваются для обогащения почвы в качестве сидерата за счет фиксации азота из атмосферы; [33], а также содержание фосфора (за счет мобилизации питательных веществ) [34] в почвах .
Деревья-удобрители помогают органическому сельскому хозяйству, принося питательные вещества из глубины почвы и помогая регулировать использование воды. [35]
Бобовые покровные культуры или деревья-удобрения также выращиваются для обогащения почвы в качестве сидерата за счет фиксации азота из атмосферы; [36], а также содержание фосфора (за счет мобилизации питательных веществ) [37] в почвах .
В целом питательные вещества в органических удобрениях более разбавлены и менее доступны для растений. Однако это может быть желательно в виде удобрения медленного высвобождения, содержащего нерастворимый азот. По своей природе органические удобрения усиливают физические и биологические механизмы хранения питательных веществ в почве, снижая риск чрезмерного внесения удобрений. Содержание питательных веществ, растворимость и скорость высвобождения питательных веществ в органических удобрениях обычно намного ниже, чем в минеральных (неорганических) удобрениях. [38] [39] Исследование Университета Северной Каролины показало, что потенциальный минерализуемый азот (PMN) в почве был на 182–285% выше в системах органического мульчирования, чем в контрольных системах с синтетическим покрытием. [40]
Существуют «быстродействующие» органические удобрения, которые могут вызвать ожоги . К ним относятся некомпостированный навоз животных, рыбная эмульсия, кровяная мука и моча. Компостирование преобразует азот из этих источников в более стабильные формы (с некоторыми потерями). [41]
Известно, что органические удобрения улучшают биоразнообразие ( жизнь почвы ) и долгосрочную продуктивность почвы [42] [43] и могут оказаться крупным хранилищем избытка углекислого газа . [44] [45] [46]
Органические питательные вещества увеличивают численность почвенных организмов, обеспечивая органические вещества и микроэлементы для организменных взаимоотношений , таких как грибковая микориза [47] (которые помогают растениям усваивать питательные вещества), и могут резко сократить внешние поступления пестицидов, энергии и удобрений за счет снижения урожайности. [48]
Органические удобрения из компостов и других источников могут сильно различаться от одной партии к другой. [49] Без проведения серийных испытаний невозможно точно определить количество внесенных питательных веществ. Тем не менее, одно или несколько исследований показали, что они, по крайней мере, так же эффективны, как и химические удобрения, при более длительном использовании. [50]
{{cite web}}
: |first2=
имеет общее имя ( справка ){{cite journal}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: местоположение ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )[ постоянная мертвая ссылка ]{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link)