Використання соломи в якості органічного добрива
Внаслідок незбалансованого внесення і винесення органічного речовини і ерозії грунтів щорічні втрати гумусу з полів складають в середньому 0,6-0,7 т на гектар, тобто більше 40 млн. т. При цьому деякі грунту змінилися настільки, що можуть бути віднесені до інших різновидів або навіть до іншого типу грунтів.
Добриво є вагомим антропогенним фактором, який впливає на грунт і агрофітоценозів в цілому. Ефективне його вплив на родючість грунту залежить від доз добрив, кількості залишених кореневих і пожнивних залишків, спрямованості біологічних процесів в грунті. Гумусовий стан ґрунту залежить від балансу органічної речовини, а також мінімізації таких факторів, як ерозія та прискорена мінералізація. За даними різних науково-дослідних установ, для забезпечення бездефіцитного балансу гумусу необхідно щорічно вносити в 7 т / га органічних добрив.
Провідну роль в регулюванні гумусового балансу грає застосування основного органічного добрива - гною. Однак значне скорочення поголів'я великої рогатої худоби в останні роки призвело до зниження обсягів виробництва гною і зменшення його внесення в якості добрива.
Таким чином, використання землі велося і, на жаль, ведеться до сьогоднішнього дня з повним ігноруванням закону повернення в грунт поживних речовин. Альтернативою бездумного ставлення до землі може стати розробка екологічно безпечних систем землеробства, які дозволяють вирощувати екологічно чисту продукцію при прогресуючому підвищенні ґрунтової родючості. Грунтозахисні технології біологічного землеробства дозволяють економити паливо (в 2-4 рази), мінеральні добрива (в 2 і більше разів), пестициди (в 5-8 разів), робочий час (в 3 рази) і мати влагонакопительная ефект. Такі технології поряд з використанням гною, передбачають використання нетоварної частини врожаю - соломи і грубостебельних залишків, а також сидератів.
Застосування соломи, як альтернативи традиційним органічним добривам вивчалося багатьма вітчизняними та зарубіжними вченими. У країнах з розвиненим сільськогосподарським виробництвом основна маса пожнивних залишків застосовується як добриво і лише незначна їх частка спалюється. Так, в Німеччині спалюється 5% соломи, а 45% застосовується як органічне добриво. У Франції спалюється 12%, решта застосовується в тваринництві, або вноситься в ґрунт як добриво. Така ж тенденція в Бельгії, Великобританії, Нідерландах, Люксембурзі. У Великобританії використання соломи в порівнянні з попередніми роками зросла в 18 разів. Однак, ще недавно, на початку 50-60 років минулого століття, в зв'язку з поглибленням процесів спеціалізації, з одного боку, і з-за відсутності ефективних агрохімікатів для боротьби з хворобами рослин і надійних засобів механізації велика частина соломи спалювалась.
На жаль, навіть сьогодні серед певної частини населення східної Європи і Азії поширена думка про доцільність спалювання соломи як ефективного засобу боротьби з хворобами і шкідниками. Але при цьому не враховується збиток, що наноситься грунту після спалювання органічної речовини. Так, на одному квадратному метрі солома згорає за 30-40 секунд, при цьому температура на поверхні грунту може досягати 360 0 С, на глибині 5 см - близько 50 0 С. Вигорання гумусу відбувається в шарі 0-5 см, а втрата води - в шарі 0-10 см. Дослідження показали, що при спалюванні соломи погіршуються водно-фізичні властивості грунту, зменшується її біологічна активність. Зокрема, збільшується глевкість грунту, а частка агрономічно цінних агрегатів і водостійкість знижуються.
Солома містить близько 15% води і приблизно на 80% складається з органічної речовини, але її хімічний склад значно змінюється в залежності від властивостей грунту і погодних умов. В середньому солома містить 0,5% азоту, 0,25 - фосфорного ангідриду, 0,8 - окису калію і 35-40% органічного вуглецю, 25 г бору, 15 - міді, 150 - марганцю, 2 - молібдену, 200 - цинку і 0,5 г кобальту.
При розкладанні соломи в грунт надходять не тільки необхідні для рослин мінеральні сполуки, але і багато вуглекислого газу (до 25% від загальної маси соломи). З'єднуючись з водою, він утворює вугільну кислоту, яка сприяє переведенню в розчинну форму певної кількості поживних елементів грунту. Солома, тому, покращує кореневе живлення і повітряний режим грунту. Закладення соломи позитивно впливає на процеси, що відбуваються в грунті, в тому числі і на збільшення запасів гумусу. Шляхом закладення пожнивних залишків можна збільшити загальну чисельність мікроорганізмів в грунті в 1,4-2 рази, а патогенних - зменшити в десятки разів.
Отже солома має важливе значення в регулюванні балансу органічної речовини, що надходить в грунт, особливо на віддалених від ферм полях, де внесення гною, серед інших причин, неможливо з технічних і економічних причин.
Втім, серед позитивних характеристик, використання соломи має і свої недоліки. До негативних властивостей соломи слід віднести її депресивну дію на культуру, в яку вона вносилася в якості добрива. Встановлено, що крім широкого співвідношення С: N, інгібуючу дію пов'язано з присутністю в соломі розчинних форм органічних сполук. Водна витяжка зі свіжої соломи затримує розвиток рослин. В соломі і продуктах її розкладання виявлено ряд похідних фенолу, які здійснюють токсичну дію на рослини. У грунті продукти розкладання соломи - ванілінова, кумаровая і бензойна кислоти помітно пригнічують ріст рослин. Фітотоксичної ефект продуктів розкладання соломи проявляється в затримці росту коренів, порушення обміну речовин, хлорозе. Крім фенольних сполук, при розкладанні соломи утворюється ряд органічних кислот: мурашина, оцтова, молочна, масляна, щавлева, бурштинова, валеріанова і ін. Також шкідливих для розвитку кореневої системи рослин. Особливо багато шкідливих сполук накопичується при анаеробному розкладанні соломи. В аеробних умовах і в грунтах з високою біологічною активністю токсичні сполуки розкладаються швидше.
Встановлено, що велике значення в усуненні депресивного ефекту соломи на рослини має азот. Його високі дози зводять до мінімуму депресивний вплив витяжки з соломи.
Найкращий ефект спостерігається при додаванні сульфату амонію за тиждень до посіву соломи. Детоксикація свіжої соломи відбувається за рахунок стимуляції азотом мікробіологічного комплексу грунту. При цьому умови розкладання соломи в грунті грають головну роль в характері накопичення продуктів розкладання органічної речовини. Фітотоксичні з'єднання, що утворилися в аеробних умовах можуть швидше засвоюватися мікроорганізмами або бути інактивованих в результаті адсорбції органічними або мінеральними колоїдами, або нейтралізовані іншими сполуками в процесі гуміфікації.
Відомо, що розкладання рослинних залишків у грунті проходить повільно і залежить від якості їх закладення і погодних умов. Встановлено, що за 2,5-4 місяці розкладається до 46% соломи, за півтора-два роки - до 80%, решта - пізніше. При розкладанні 1 кг соломи в грунті вже через 3 місяці утворюється близько 50 г гумусу, а через 2 роки новоутворення закінчується, досягаючи максимального значення близько 90-100 м Новостворені гумусові речовини відносяться до класу так званого "живильного гумусу» - через 4 роки відзначається їх зменшення до 70 м
Розкладання органічної речовини рослинних залишків відбувається тим швидше, чим більше в них міститься азоту. Розрахунки показують, що при внесенні соломи в якості добрива необхідно внести азотні добрива з розрахунку 10-15 кг діючої речовини на кожну тонну соломи.
Через те, що мікроорганізми, які розкладають органічні сполуки, відносяться до аеробного групи, процес перегнивання соломи буде йти більш стабільно при достатній аерації ґрунту. Активність мікроорганізмів підвищується, якщо замість мінеральних азотних добрив додати в солому рідкий гній (6-10 т / га). До відома, подрібнена солома більш вологоємна в порівнянні з цілою, більш гігроскопічна, рівномірніше розподіляється в орному шарі грунту і стає більш доступною для мікрофлори.
Отже, для найбільш ефективного використання соломи в якості органічного добрива важливо дотримуватися певних правил:
- Солому на добриво слід вносити в першу чергу на бідних ґрунтах, на полях, що знаходяться від тваринницьких ферм на відстані більше 5 км, а також при нестачі в господарстві гною;
- Солому можна вносити під всі сільськогосподарські культури: просапні, кормові, зернові та зернобобові. Найбільш повно солома використовується при закладенні під основний обробіток грунту;
- Рівномірність розподілу подрібненої соломи (довжина різання 5-10 см) повинна становити не менше 75% безпосередньо при обмолоті зерна комбайнами;
- Подрібнена солома може залишатися в полі протягом одного-двох тижнів після збиральних робіт, виконуючи роль мульчі, що охороняє грунт від висушування;
- Після розкидання соломи необхідно внести азотні добрива в дозі 10-15 кг д. У. на 1 т соломи, потім не більше, ніж через два дня поле повинно бути оброблено дисковою бороною на глибину 8-12 см;
- Під напівпар рівномірно розподілене по полю і заправлену мінеральним добривом солому потрібно закладати на глибину 20-22 см;
- Після внесення соломи грунт готується під посів запланованих сільськогосподарських культур відповідно до прийнятих технологій. Для більш повного (40-50%) розкладання біомаси соломи потрібно, щоб термін від закладення її в грунт до посіву сільськогосподарських культур становив не менше 6-8 місяців. При дотриманні таких рекомендацій вже в перший рік культурні рослини можуть використовувати до 15-25% азоту, 20-30% фосфору і 25-40% калію з соломи.
Використання соломи на добриво має велику екологічну значимість:
- Утилізується величезна маса органічної речовини, яка мінералізується в грунті, елементи продуктів напіврозпаду повністю поглинаються ґрунтовим комплексом;
- Солома відновить в круговорот мінерального і органічного живлення рослин для формування нової біомаси рослин і вирощування нового врожаю;
- Солома, розкладаючись в грунті протягом тривалого часу, не забруднює її високими концентраціями нітратного азоту, органічним фосфором і калієм;
- Стійкий баланс надходження в грунт і поглинання елементів живлення рослинами з соломи виключає вимивання рухомих елементів і винос їх з поверхневим стоком у водойми;
- Рівномірно розкидана по полю солома в спекотне річний час захищає ґрунт від пересихання і ущільнення;
- Внесення соломи в грунт сприяє розвитку ґрунтової фауни, що полягає в підвищенні активності бактерій, дощових черв'яків і інших живих організмів, які сприяють поліпшенню агрохімічних і фізичних властивостей грунту;
- З ліквідацією скирт соломи погіршуються умови розмноження мишоподібних гризунів, накопичення насіння бур'янів, а також патогенної мікрофлори сільськогосподарських культур.
Спалювання стерні допускається як виняток при масовому зараженні колосових культур кореневими гнилями і фузаріозом, що перевищує допустимий граничне значення. Рішення про це повинен приймати відповідна обласна або районна комісія.
Агрономічна ефективність використання соломи на добрива доведена численними дослідами і практикою. При використанні побічної частини врожаю колосових культур на добриво скорочується число проходів агрегатів по полю, зменшується ущільнення грунту, витрати праці скорочуються в 4,7-6,3 рази, витрати коштів - в 1,7-1,9 рази. Тривалими виробничими дослідами встановлено, що при використанні соломи зернових колосових перевищення врожайності зерна кукурудзи в становить в середньому 25-30%; знижуються також витрати на виконання технологічних операцій і витрата палива (від 15% до 55%).
Отже, за відсутності гною збереження родючості грунту повинно здійснюватися за рахунок побічної продукції рослинництва, а щоб уникнути недостатньої забезпеченості грунту рухомими формами поживних елементів необхідно вносити мінеральні добрива, альтернативи яким поки немає.
З повагою, кандидат сільськогосподарських наук, провідний науковий співробітник Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр'єва НААН, докторант, священнослужитель Сергій Володимирович Авраменко.