Навоз — смесь с подстилкой отбросов, образуемых домашними животными при обмене веществ, которым нормально сопровождается и поддерживается их жизнедеятельность. Материалом для подстилки служит главным образом солома, преимущественно озимых ржи и пшеницы, но солома, в случае ее недостатка, может быть заменяема многими другими материалами, приближающимися по их физическим, а отчасти и химическим свойствам к соломе (см. Компост). Различают Н. коровий, конский, овечий и свиной. Но в хозяйстве крестьянском, где большей частью животные ходят свободно по хлеву, Н. будет смешанный, которому наиболее приличествует название хлевного. Н. считается самым лучшим удобрением в смысле восстановления плодородия почвы, уменьшаемого постоянным сниманием с них жатв. Так как Н. состоит из извержений домашних животных и подстилки, то рассмотрим каждую из названных частей.
А) Отбросы (экскременты) всякого животного организма суть продукты, с одной стороны, пищеварительного процесса, с другой — процессов, совершающихся в тканях и крови. В каждом кормовом средстве содержатся вещества, усвояемые и не усвояемые животным организмом. Последние, т. е. перевариваемые пищеварительными органами, извергаются организмом в виде кала или, по старому обозначению, твердыми экскрементами. Последнее название, хотя и не совсем правильно, так как кал вовсе не твердое тело, допускается в противоположность действительно жидкому выделению (истинный раствор) — моче. Моча представляет собой выделение всего животного организма. В виде ее выделяются из него отбросы, образующиеся в тканях тела и в крови. Химический состав отбросов очень сложен и зависит главным образом от состава пищевых веществ. Пищевые вещества, проходя пищеварительный канал, подвергаются своеобразному химическому анализу. Одни из этих веществ переходят из нерастворимого состояния в состояние растворимое и способное к прохождению через животные перепонки (таковы изменения с белками и крахмалом) или из грубого комкового состояния в состояние мелкой эмульсии (таково изменение с жирами). Другие составные части пищи проходят по пищеварительному каналу, не подвергаясь значительным химическим и механическим изменениям; таковы роговая и эластическая ткань, а у человека и плотоядных — также и клетчатка или целлюлоза. Первого рода составные части пищи всасываются в пищеварительном канале и становятся затем составной частью крови и тканей; вещества второго рода, не подвергаясь всасыванию, извергаются чрез нижнюю часть пищеварительного канала в виде кала. В последнем к ним присоединяются и некоторые из продуктов желез самого пищеварительного канала, как-то: некоторые составные части желчи, отжившие части слизистых оболочек, выстилающих стенки пищеварительного канала и т. п. Первые вещества, т. е. всосавшиеся составные части пищи, сделавшись плотью и кровью самого организма, остаются в таком виде более или менее долгое время. Через известное время и они расходуются и затрачиваются постепенно в разных процессах, связанных с жизнедеятельностью тела, после сложного ряда разложений и окислений. В результате последних получаются вещества окисленные, простого состава, как углекислота, вода, мочевина и т. п. Такие вещества и должны быть рассматриваемы как истинные отбросы организма в противоположность отбросам пищеварительного канала, т. е. не всосавшимся веществам. Из этих отбросов организма одни, какова газообразная углекислота и отчасти вода, удаляются дыханием; другие же, как мочевина, гиппуровая кислота, мочевая (у плотоядных), креатинин, а также значительная часть воды и углекислоты, связываются с другими соединениями и удаляются из тела главным образом в виде мочи. Следовательно, состав этой последней должен стоять в прямой зависимости от процессов, происходящих в тканях и крови, и только не прямо, а косвенно зависеть от состава пищи. Таким образом экскременты пищеварительного канала и моча говорят исследователю о совершенно разных вещах: первые о том, что проходит тело животного, не всасываясь, а так сказать, в виде балласта, состав же второй, т. е. мочи, говорит о тех процессах, которые происходят в самом существе организма. Принимается, что при нормальном кормлении животного (если оно остановилось в росте, не откармливается, не носит плода и т. п.) из сухого вещества пищи 50% или половина теряется в виде газообразной углекислоты и паров воды, удаляясь из тела через легкие и кожу; только другая половина переходит в Н. в виде твердых и жидких экскрементов. При этом важным обстоятельством является то, что азот пищевых веществ весь появляется снова в извержениях. Только ничтожная часть азота удаляется из тела вместе с выдыхаемым воздухом в виде аммиака и азотистой кислоты, и общий результат, установленный главным образом исследованиями Бишофа и Фойта, остается для валовой оценки совершенно непоколебимым. В виде жидких экскрементов поступает в Н. большое количество азотистых веществ (в моче лошади 1,5—2%, рогатого скота — 1—1,5%, овцы — 1,3—2,5%). Так как азотистые соединения составляют ценную составную часть всякого удобрения, то на утилизирование вместе с Н. жидких экскрементов следует обращать гораздо большее внимание, чем это обыкновенно делается. Немаловажное значение для удобрения имеют и минеральные соли, заключающиеся в жидких экскрементах: кали, натр, известь, магнезия в виде хлористых и сернокислых соединений; фосфорной кислоты в моче травоядных сравнительно очень мало. Притом чем менее груб корм животных, чем больше в нем концентрированных добавок (зерен, избоины и т. п.), тем больше выделяется солей этим путем и тем меньше переходит их в Н. с твердыми экскрементами. Так, при лучшем питании крупного рогатого скота из всех минеральных составных частей корма переходит их в мочу 34—48%. Поэтому при рассмотрении условий образования Н. необходимо считаться со всеми этими обстоятельствами.
Б) Другой материал, из которого составляется Н., есть подстилка. Без подстилки животные извержения, вследствие их склонности к быстрому разложению, пропадали бы для удобрения. Подстилка замедляет быстроту разложения животных экскрементов, вследствие чего она способствует сохранению в Н. самых ценных удобрительных веществ — азотистых; она препятствует сильному развитию в Н. летучих аммиачных соединений. А так как азотистыми веществами особенно богата моча, то чем большей способностью вбирать в себя мочу будет обладать подстилка, тем лучше будет она для сохранения Н. Подстилка и своими составными частями должна вносить в массу Н. удобрительные вещества. Вследствие полого, трубчатого строения стебля злаков, солома легко вбирает в себя жидкие извержения. Такими же свойствами должны обладать и другие материалы, употребляемые в случае недостатка в соломе, который, впрочем, у нас во многих местностях редко ощущается. Солома яровых хлебов идет на корм скоту, но хлева от нее сильно грязнятся и поэтому нужно подстилать ее гораздо больше, против ржаной или пшеничной. Далее, на качество Н. имеет влияние и род животного, из извержений которого он составляется. Различие Н., получаемого от разных животных, зависит как от химического состава, так еще более и от физических свойств кала или помета, извергаемого тем или другим животным.
I. Н. коровий в самом большом почете у хозяев. Извержения рогатого скота очень слизисты, почему удобно смешиваются с подстилкой. Притом рогатый скот много выделяет мочи, гораздо больше, чем лошади или овцы, вследствие чего этот Н. лучше слегается и оттого разлагается только исподволь. Но для получения хорошего Н. от рогатого скота надобно употреблять больше подстилки; зато и собирается Н. больше. Если стлать вдоволь подстилки, то не ощущается вовсе в коровьих хлевах запаха углекислого аммиака, который, напротив, явственно чувствуется в стойлах лошадей, а особенно в овчарнях. Коровий Н. несколько беднее азотом, но в общей массе количество последнего будет не меньше, чем и в других Н. Поэтому и обращение с коровьим Н. гораздо проще, нежели с другими, что, впрочем, зависит также и от способов хранения. У нас, за немногими исключениями, коровий Н. накопляется в хлевах круглый год, но в заграничных хозяйствах он выбрасывается из хлева по крайней мере раз в неделю. В последнем случае Н. должен подвергаться большим изменениям, чем при нашем способе хранения, и требует особой осторожности и внимания при уходе за ним. Оставление коровьего Н. в хлевах от одной летней вывозки до другой у нас сложилось вследствие климатических условий. Н. дает хлевам теплоту, и частая выборка его отнимала бы постоянно эту теплоту, столь существенную для скота в холодное время года. Поэтому наш способ сохранения Н. под скотом предпочтительнее заграничного, и отзывы заграничных хозяев также в пользу его; можно видеть такие примеры в шотландских хозяйствах. Что касается гигиенических условий, то они, при достаточной подстилке и наблюдении за ровным уплотнением Н. по стенам и углам хлевов, не нарушаются в такой степени, чтобы могли отзываться вредно на здоровье животных (о хранении Н. вне хлевов, в так называемых гноевнях, см. Гноище). Коровий Н годится для всяких почв. Но вследствие его более медленного, сравнительно с другими Н., разложения, он будет наиболее полезен для почв рыхлых песчаного характера; менее перепрелый Н. — соломистый — особенно хорош для почв, имеющих наклонность слегаться и оплотневать, каковы, например, почвы глинистые, тяжелые или сильно подзолистые. Большей частью этот Н. употребляется под озимые растения, для чего вывозится во время пара. Средний состав коровьего Н. следующий.
| Воды | Орган. вещ. | Кали. | Фосф. к. | Фосф. к. | Др. минерал. вещ. | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| По Майеру | 75% | 18,1% | 0,53 | 0,68 | 0,32 | 6,91 |
| По Гофману | 75% | 15,1% | 0,50 | 0,50 | 0,33 | 5,77 |
II. Конский Н. Так как лошади получают лучший корм, чем рогатый скот, то их экскременты богаче азотистыми и другими питательными для растений веществами. Так, в их помете и моче азота содержится около 2,0%, калия 1,95%, фосфорной кислоты 0,32, тогда как у рогатого скота соответствующими числами будут для азота от 0,4 до 1,3%, калия 1,35% и фосфорной кислоты только около 0,15%. В физическом отношении между теми и другими также большая разница. Конский помет имеет форму шаровидную, малоудобную для смешения с подстилкой; притом лошади выделяют весьма мало мочи. Все это, в связи с химическим составом экскрементов, способствует их быстрому разложению, что наглядно доказывает каждая куча, если Н. выбрасывается из конюшни. Но зато быстрое разложение конских извержений сопровождается значительным выделением теплоты, почему издавна свежий конский Н. употребляется для набивки парников, следовательно, имеет большое значение в огородничестве, но сравнительно малое в полевом хозяйстве. В хозяйствах крестьянских, где все домашние животные свободно ходят по двору, быстрое разложение конского Н. и происходящие вследствие этого потери азота менее чувствительны, так как он здесь смешивается и уминается ногами животных. Но при улучшенном содержании лошадей, для сохранения их здоровья считают необходимым выбрасывать их испражнения из стойл в кучи, где помет, несмотря на прибавляемую подстилку, быстро сгорает, что сопровождается убылью как углеродистых, так в особенности азотистых веществ. В конце концов может получиться от конского Н. только землистый остаток, как это выходит из наблюдений Буссенго, Гаццери и др. В общем, потеря может простираться до 4/5 азота и 2/3 и даже более углерода. В видах предотвращения такой убыли конского Н. давно принимаются разные меры. Так, например, в северной России, в Шенкурском уезде Архангельской губернии, настилают в хлевах, по выборе из них Н., слой торфа или торфянистой земли, которая там называется тундрой. Эта тундра вбирает в себя мочу, а так как она сама по себе трудно разлагается, то, напитываясь навозной жижей, предохраняет и последнюю от быстрого разложения и способствует лучшему оплотневанию навозной массы. В других местах употребляют настоящий торф или торфяной войлок. Советуют также с той же целью, где это возможно по устройству хлевов, перемещать лошадей в хлева рогатого скота и наоборот, а также поливать иногда конский Н., особенно в жаркое время, водой, через что вытесняется из Н. воздух, а масса несколько уплотняется; еще лучше, понятно, употреблять для этой цели навозную жижу. Если где накопляется много чистого конского Н., как это бывает на конских заводах, при содержании войсками значительных количеств лошадей, во всех подобных случаях конский навоз, называемый практиками горячим, всего более будет пригоден для почв плотных и холодных, но с примесью торфа, дерна и т. п. он полезен и для почв легких, песчаных, только действие его кратковременное в сравнении с Н. коровьим, вследствие его быстрого разложения. Средний состав конского Н.: воды 70%, органических веществ 26,3%, азота 0,7%, кали 0,94%, фосфорной кислоты 0,14%, остальных минеральных веществ 3,7%.
III. Н. овечий. В большей части русских северных хозяйств он не играет никакой роли, так как здесь овцы содержатся в очень незначительном числе. В южных же и восточных губерниях содержатся большие стада мериносов, но овечьим Н. пользуются не в виде удобрения, а в виде топлива — кизяка. За границей овечий Н. также не особенно высоко ценится, хотя по составным частям кала и мочи — содержанию азота и минеральных веществ — он стоит выше даже конского. В извержениях и моче овец содержится азота 1,8 до 4,2%, кали до 2,5%, фосфорной кислоты до 0,6%. Средний состав овечьего Н.: воды 64,6%, органических веществ 31,8%, азота 0,8%, кали 0,67%, фосфорной кислоты 0,23%, остальных минеральных веществ 2,76%. Причину сравнительно низкой оценки овечьего удобрения надобно искать в особых его свойствах. Помет овец, хотя овцы своим постоянным движением способствуют уплотнению навозной массы, тоже трудно смешивается с подстилкою, причем овцы дают очень мало мочи, что еще более усиливает неудобства такого смешения. Между тем вследствие большого содержания азота овечьи извержения очень быстро разлагаются, что наглядно доказывает особый острый запах, ощущаемый в овчарнях и происходящий главным образом от улетучивания углекислого аммиака. Если бы выбрасывать этот Н. из хлевов, то он еще скорее бы разлагался. Поэтому овечий Н. обыкновенно держится в овчарнях по несколько месяцев, и даже целый год. Так делается и за границей, и тем не менее не удается предохранить его от быстрого разложения. Поэтому этот вид Н. всего удобнее смачивать от времени до времени, особенно летом, водой; затем, после опорожнения хлевов, настилают в овчарнях торф, а чтобы руно овец не грязнилось сильно — устилают обильно соломой. Таким путем удается получать от овец Н. хорошего качества. Овечий Н., также как конский, считается горячим, отчего, где он скопляется в больших количествах, предпочитают употреблять его для почв более плотных и холодных.
IV. Н. свиной еще менее считается выгодным для удобрения, хотя мнения об этом довольно различны. Так, например, английские агрономы считают этот Н. сильным удобрительным средством, немецкие же — наоборот. Обращаясь к составным частям помета и мочи свиней, действительно, надобно признать его нисколько не уступающим Н. от рогатого скота, с которым он имеет некоторое сходство, вследствие большого содержания жидких выделений. Азота содержится в них до 0,9%, калия тоже до 0,9%, а фосфорной кислоты до 0,4%. Но так как свиньи питаются кормом не только растительного, но и животного происхождения, то их извержения представляют большие колебания в химических составных частях. Разнообразием кормов, поедаемых свиньями, объясняется известный факт, что свиной Н. часто содержит в себе много семян сорных трав, которые, проходя через желудок животного, все-таки не утрачивают своей жизненной силы и содействуют распространению на полях сорных растений. Далее, свиной Н. считается холодным, так как он, вследствие большого количества жидкости, выделяемой свиньями, очень медленно разлагается. Чтобы содержать свиней в чистоте, необходимо большое количество подстилки, а она еще более замедляет его разложение. Для устранения всех этих неудобств хорошо смешивать свиной Н. с извержениями конскими, ускоряющими его разложение.
Н. вывозят в поле более или менее лежалый. Оставаясь целый год под скотом или в особых навозохранилищах, Н. непрерывно подвергается изменениям, которые сопровождаются часто большими потерями самых ценных для растений веществ. Правильнее было бы вывозить Н. в поле свежим и тотчас же запахивать в землю, тогда все выделяющиеся в виде газов полезные вещества связывались бы самой почвой, но на практике это невыполнимо: нельзя же пахать землю, когда она под снегом. Процессы, происходящие в Н. во время его накопления, чрезвычайно сложны и многое в этих процессах неясно. Самые обширные исследования принадлежат Буссенго, Фелькеру и др., но в последнее десятилетие особенно трудились над исследованием Н., во время его хранения, французские ученые: Дегерен, Мюнц, Гэйон, Петерман, Грандо и многие др., а у нас в России Виноградский, Войтов и Северин. Долгое время гниение Н. рассматривалось как процесс чисто химический. Полагали, что в экскрементах животных вообще большинство органических веществ, пропитываясь водой, получает способность претерпевать ряд разложений, которые состоят преимущественно в явлениях окисления и в новой группировке элементов вещества с потерей химического напряжения и с освобождением теплоты. Благодаря процессу окисления органическое вещество Н. более или менее разрушается, с выделением углекислоты и воды. Вместе с тем наступают изменения и азотистых тел, сопровождающиеся образованием углекислого аммиака. То и другое вызывает потери: в первом случае углекислоты, а во втором — азота. Но выделение углекислоты — потеря не важная, а теряние азота Н. составляете один из самых чувствительных ущербов для земледелия. В настоящее время дается другое, а именно биологическое объяснение процессов. Но при этом нельзя исключить и действие химизма, так как химические и биологические процессы идут неразрывно друг с другом (см. Гниение). Действительно, опыты Дегерена показали, что гниение Н. есть всецело результат жизнедеятельности самых разнообразных низших организмов, которые находят в Н. благоприятные для своего развития условия. Результатом деятельности тех и других низших организмов являются разные, с одной стороны, газообразные продукты, а с другой — твердые тела. К числу первых Дегерен относит углекислоту, пары углекислого аммиака, небольшие количества сернистого водорода, азот, метан или болотный газ, к числу вторых — разные гуминовые вещества. Эти процессы находятся в совершенной зависимости от температуры, как это ясно доказал Гэйон, помещая свежий конский Н. в ящики, из которых один имел стенки решетчатые, а другие были со всех сторон закрыты. В первом ящике температура достигала 65—70°, во втором — температура окружающего воздуха. И в том, и другом случае найдена масса микробов, из которых одни переносят свободный кислород на органические вещества и тем их окисляют, другие, для поддержания своей жизнедеятельности, отнимают кислород от самого органического вещества и таким образом его восстановляют. По отношению к азотистым соединениям окислительные процессы сводятся к образованию азотистой и азотной кислоты, дающих при наличности основных веществ соответствующие соли этих кислот, продуктами же процессов восстановительных являются: азот газообразный и аммиак. В некоторых же случаях, а именно при совершенном устранении доступа свободного кислорода к органическим веществам, находящимся в гниении или брожении, второй процесс берет верх и при нем не только не образуется вновь окисленных соединений азота, но и образовавшиеся раньше восстановляются до азотистой кислоты, аммиака, а иногда даже и газообразного азота, что происходит в отсутствии веществ, могущих связать выделяющийся аммиак, но может быть и следствием деятельности особых низших организмов. Общий результат всех этих весьма сложных процессов должен выразиться в уменьшении количества органического вещества, в потере из него части аммиака и азота и в обогащении остающегося органического вещества Н. азотом. Главная причина, почему изменение Н. идет в указанном направлении, лежит в том, что он играет роль пищи для низших организмов; эти изменения будут продолжаться до тех пор, пока Н. не превратится в такое гумусовое вещество, которое мало способно играть роль пищи для низших организмов (Густавсон, «20 лекций агрономической химии», 1889). Мы уже упоминали выше, при рассмотрении разных навозов, о средствах к предохранению от потерь, происходящих при их накоплении. Кроме указанных, предлагалось еще множество других средств, но большинство их оказалось малопригодными. Для земледельца важно получить Н. в несколько перепрелом виде, тогда он скоро разлагается в почве, распадаясь при этом на простые соединения и элементы, быстро усваиваемые растениями. Большинство же предложенных средств или настолько сильно дезинфицировало Н., что какие-либо его полезные изменения не могли уже иметь места, или только связывали на непродолжительное время выделившийся аммиак, но не предупреждали новое его образование. Только в самое последнее время германским ученым, Штуцеру, Бюрри и Герфельду, по-видимому, удалось решить вопрос о лучшем сохранении в Н. питательных для растений веществ в положительном смысле. Опыты они производили над мочевиной, мочевой и гиппуровой кислотами, главными и наиболее легко разлагаемыми азотистыми соединениями Н. Известные количества этих веществ они заражали бактериями или из чистых культур, полученных лабораторным путем, или каплей гниющей навозной жижи, в которой уже происходило разложение и образование углекислого аммиака, благодаря тем же бактериям. В том и другом случае разложение имело место, протекало быстро и в результате давало переход из сложных азотистых тел, каковы мочевина, мочевая и гиппуровая кислоты к углекислому аммиаку. Таким образом выяснился процесс образования углекислого аммиака. Решив же, что он-то и имеет преимущество над всеми другими возможными изменениями азотистых соединены Н., потому что эти бактерии находятся повсюду и с чрезвычайной быстротой разлагают Н., эти исследователи занялись изысканием такого химического средства, которое бы, с одной стороны, уничтожало указанные бактерии, производящие путем образования углекислого аммиака потери азота, а с другой — не мешало бы полезному изменению Н. Наиболее подходящим средством оказалась слабая серная и фосфорная кислоты. Даже в полупроцентном растворе они уничтожают эти бактерии. Употребление этих кислот или их солей, по всей вероятности, и даст земледельцу надежный способ обезопасить себя от потерь азота в Н. Но на практике это еще не исследовано.