Органические удобрения — это удобрения , которые производятся естественным образом. [1] Удобрения — это материалы, которые можно добавлять в почву или растения, чтобы обеспечить питательными веществами и поддержать рост. Типичные органические удобрения включают все отходы животного происхождения, включая отходы переработки мяса, навоз , навозную жижу и гуано ; а также удобрения на растительной основе, такие как компост ; и биотвердые вещества . [2] Неорганические «органические удобрения» включают минералы и золу. Органические относятся к Принципам органического сельского хозяйства , которые определяют, можно ли использовать удобрение для коммерческого органического сельского хозяйства , а не то, состоит ли удобрение из органических соединений .
Основными органическими удобрениями являются торф , отходы животного происхождения, 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 (ископаемые ракушечники) [5] и некоторые фосфаты горных пород (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 проходить через почву. [8] Когда питательные вещества свободно проходят, они более доступны для растений и, следовательно, могут улучшить здоровье и массу растений. Если почва уже имеет сбалансированный pH, известкование почвы будет неэффективным.
Материалы животного происхождения включают как навоз, так и отходы от убоя животных. [2]
Навоз получают от молочных животных , производящих молоко , от домашней птицы, производящей яйца , и от животных, выращиваемых для производства мяса и шкур, или для спорта и отдыха. Навоз является богатым ресурсом, и, по оценкам, только в США навоз крупного рогатого скота достигает двух миллиардов тонн в год, [9] а одна курица имеет потенциал производить кубический фут навоза каждые шесть месяцев. [10] Добавляя навоз к посевам, он добавляет азот, калий, фосфор, серу, магний и кальций. [11] Также увеличивая устойчивость почвы за счет увеличения органического материала, увеличивая инфильтрацию воды, он может добавить разнообразие бактерий и со временем уменьшить последствия эрозии почвы. [11]
Однако есть органический и неорганический навоз. Для того чтобы навоз считался органическим, он должен быть получен от органического скота или сертифицированных органических производителей. [12] Если органический навоз недоступен, им разрешается использовать неорганический навоз, при условии, что у животных будет место для передвижения, они не будут находиться в темноте, а производители воздержатся от использования генетически модифицированных кормов. [12]
Свежий навоз, прямо из стойла, может вызывать проблемы, поскольку он может содержать слишком много аммиака или 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, убив их, или загрязнить продукцию, например, кишечную палочку и сальмонеллу . [13] Существует также риск занесения сорняков, поскольку семена могут проходить через кишечник животного относительно невредимыми, или семена могут быть в подстилке скота, которая часто смешивается с навозом. Поэтому навоз необходимо компостировать, что в идеале убьет любые семена или патогены и снизит содержание аммиака. [9]
Куриный помет , состоящий из куриного помета и подстилки, является органическим удобрением, которое, как предполагается, лучше подходит для подготовки почвы к сбору урожая, чем синтетические удобрения. [14] Он содержит минералы, похожие на другие виды навоза, 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 по сельскохозяйственным культурам, и он может представлять опасность для пастбищного скота из-за ботулизма — заболевания, вызываемого бактериями в разлагающихся птицах. [13]
Конский навоз содержит идеальный баланс углерода и азота для компостирования (30:1) и является традиционной добавкой для почвы в саду. Однако тщательный выбор органических источников имеет решающее значение, поскольку корм (и подстилочные материалы) с полей, обработанных гербицидами семейства пиколиновой кислоты, включая аминопиралид , клопиралид и пиклорам (продаваемые в США как Milestone и Grazon-), может проходить через пищеварительный тракт лошади, оставаясь неизменным в навозе и компостных кучах в течение длительного времени. Эти химикаты обычно поражают картофель, томаты и бобы, вызывая деформацию растений и плохую или отсутствующую урожайность. Кроме того, в навозе можно обнаружить такие средства от глистов, как ивермектин, на уровнях, вредных для полезных насекомых и организмов, в течение 45 дней. Испорченный компост может не только убить растения и полезные организмы, но и создать проблемы ответственности для владельцев. [15]
Гуано летучих мышей использовалось в качестве удобрения на протяжении тысяч лет, особенно инками , которые так ценили летучих мышей и их гуано, что наказанием за убийство летучей мыши была смерть. Гуано летучих мышей содержит большое количество таких элементов, 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 искусственными удобрениями безопасно использовать внутри и снаружи дома, больших садов или небольших растений, и не вымывается из почвы, а остается и продолжает медленно питать растения и улучшать почву. Гуано также богато микробами биоремедиации, которые помогают очищать почву от неестественных токсинов, которые могут препятствовать росту растений и вызывать быстрое гниение. [16]
Моча , как человеческая, так и животная, является удобрением: мочевина в моче представляет собой азотное соединение, 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] В то время как моча животных, таких как крупный рогатый скот и свиньи, широко используется на фермерских полях, человеческая моча, за исключением части канализационного ила, в настоящее время не допускается к использованию в каких-либо [ необходимо разъяснение ] коммерческих сельскохозяйственных операциях. Однако проводятся исследования, которые показали, что выдерживание мочи в закрытых контейнерах в течение 12–16 месяцев устраняет 99% вредных бактерий из-за увеличения содержания мочевины и, следовательно, pH. [17]
Побочные продукты животного происхождения . Когда любое животное разделывают, только около 40–60 % живого животного превращается в рыночный 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 , жидкие растительные удобрения , гуминовую кислоту , зерновую муку, аминокислоты и экстракты морских водорослей . Другие примеры — это натуральные ферментативно-усвояемые белки. Разлагающиеся остатки урожая ( зеленое удобрение ) прошлых лет — еще один источник плодородия.
Компост дает растениям мало питательных веществ, но он обеспечивает стабильность почвы за счет увеличения органического вещества. Компост действительно помогает микроорганизмам размножаться, что в свою очередь расщепляет разлагающийся растительный материал на существенные биодоступные питательные вещества, которые растения могут легко усвоить. [27] Компост не обязательно должен быть полностью растительным: его часто делают из смеси богатых углеродом растительных отходов и богатых азотом животных отходов, включая человеческие экскременты, как средство удаления патогенов и запаха из последних. [28]
Зерновые шроты могут быть сделаны из кукурузного глютена, люцерны, хлопкового семени или сои. Большинство из них поставляют азот и калий, но соевый шрот обеспечивает азот и фосфор. [27] При первоначальном распространении они могут вызвать увеличение аммиака в почве и сжечь семена, рекомендуется использовать их после того, как растения разовьются, чтобы обеспечить успех урожая.
Другие исследования ARS показали, что водоросли, используемые для улавливания азота и фосфора, стекающего с сельскохозяйственных полей, могут не только предотвратить загрязнение воды этими питательными веществами, но и могут использоваться в качестве органического удобрения. Ученые ARS изначально разработали «очиститель водорослевого дерна» для уменьшения стока питательных веществ и повышения качества воды, поступающей в ручьи, реки и озера. Они обнаружили, что эти богатые питательными веществами водоросли, после высыхания, можно применять для рассады огурцов и кукурузы и получить рост, сопоставимый с тем, который наблюдается при использовании синтетических удобрений. [29]
Зола, образующаяся при сжигании растений, также является важным калийным удобрением. [30]
Торф , или дерн, — это растительный материал, который разлагается лишь частично. Это источник органического вещества. Почва с более высоким содержанием органического вещества менее склонна к уплотнению, что улучшает аэрацию почвы и дренаж воды, а также способствует поддержанию микробного здоровья почвы. [31] [11] Иногда его считают наиболее широко используемым органическим удобрением, а по объему он является лучшей органической добавкой.
Осадок сточных вод , также известный как биотвердые 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 он чаще всего используется на несельскохозяйственных культурах, таких как лесоводство или рекультивация почв . Использование биотвердых веществ в сельскохозяйственном производстве встречается реже, и Национальная органическая программа Министерства сельского хозяйства США (NOP) постановила, что биотвердые вещества не допускаются в производстве органических продуктов питания в США; хотя ил имеет биологическое происхождение (в отличие от минерального), он неприемлем из-за накопления токсичных металлов, фармацевтических препаратов, гормонов и других факторов. [32]
В связи с опасениями по поводу патогенов, переносимых человеком, а также растущим спросом на туалеты со смывом и централизованную очистку сточных вод, биотвердые отходы стали заменять ночной осадок (из человеческих экскрементов) — традиционное органическое удобрение, прошедшее минимальную обработку. [ необходима цитата ]
В неорганическом земледелии распространен компромисс между использованием искусственных и органических удобрений [ необходима ссылка ] , часто используя неорганические удобрения в сочетании с внесением органических веществ, которые легкодоступны, таких как возврат остатков урожая или внесение навоза.
Покровные культуры также выращиваются для обогащения почвы в качестве зеленого удобрения путем фиксации азота из атмосферы [33] , а также фосфора (путем мобилизации питательных веществ) [34] в почве .
Деревья-удобрения способствуют органическому земледелию, извлекая питательные вещества из глубины почвы и помогая регулировать использование воды. [35]
Бобовые покровные культуры или деревья-удобрения также выращиваются для обогащения почвы в качестве зеленого удобрения путем фиксации азота из атмосферы [36] , а также фосфора (путем мобилизации питательных веществ) [ 37 ] .
В целом, питательные вещества в органических удобрениях для садов и более разбавлены, и гораздо менее доступны для растений. Однако это может быть желательно как форма медленно высвобождающегося удобрения, содержащего нерастворимый азот. По своей природе органические удобрения увеличивают физические и биологические механизмы хранения питательных веществ в почвах, снижая риски чрезмерного удобрения. Содержание питательных веществ в органических удобрениях, растворимость и скорость высвобождения питательных веществ, как правило, 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 органических мульчированных системах, чем в синтетическом контроле. [40]
Существуют «быстродействующие» органические удобрения с риском ожога удобрения . 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 избыточного углекислого газа . [44] [45] [46]
Органические питательные вещества увеличивают численность почвенных организмов, обеспечивая органическими веществами и микроэлементами организменные связи, такие как грибковая микориза [ 47] (которая помогает растениям усваивать питательные вещества), и могут значительно сократить внешние поступления пестицидов, энергии и удобрений за счет снижения урожайности. [48]
Органические удобрения из компостов и других источников могут существенно различаться от партии к партии. [49] Без тестирования партии количество внесенных питательных веществ не может быть точно известно. Тем не менее, одно или несколько исследований показали, что они по крайней мере столь же эффективны, как химические удобрения в течение более длительных периодов использования. [50]
{{cite web}}
: |first2=
имеет общее название ( помощь ){{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)