Удобрение соломой

В ХХ ст. содержание гумуса в украинских черноземах уменьшилось наполовину. Плодородие почвы, формировавшейся тысячелетиями, было разрушено и утрачено за неполных 100 лет. Предотвратить дальнейшее истощение почвы можно при условии бездефицитного баланса гумуса. Т.е. та часть органики и элементов питания, которую используют для формирования урожая сельскохозяйственных культур, должна возвращаться в почву в виде пожнивных остатков, побочной продукции, органических и минеральных удобрений. Согласно данным научных учреждений, для обеспечения бездефицитного баланса гумуса при условии насыщения зерносвекловичного севооборота пропашными культурами до 28% и наличия в нем поля многолетних трав необходимо вносить на каждый гектар площади севооборота 8—10 т/га навоза и 120 кг/га д.в. минеральных удобрений. Если поля многолетних трав нет, норму навоза следует увеличивать на 2—3 т/га. В интенсивных севооборотах, насыщенных на 50% пропашными культурами, для выхода на бездефицитный баланс гумуса необходимо вносить 10—14 т/га навоза при наличии поля многолетних бобовых трав и 14—17 т/га — без такого поля.

В 90-х годах прошлого столетия уровень внесения минеральных и органических удобрений катастрофически снизился (табл.1). Вслед за Европой в последние годы в США и Канаде усиливается тенденция к биологизации растениеводства (начиная с усовершенствования севооборота, в который включают травы и бобовые культуры). Если севооборот весьма упрощен и узкоспециализирован, в него включают в максимальном объеме промежуточные и сидеральные посевы, которые улучшают плодопеременность в дежурстве и фитосанитарное состояние посевов основной культуры.

Расширение площадей под зерновыми культурами привело к увеличению производства соломы. Прежде ее почти полностью использовали на корм. Сокращение поголовья скота, переход к технологиям интенсивного откорма, в рационах которых соломы нет или процент ее незначителен, дает возможность широко использовать солому для других целей. В частности, одним из важных путей возвращения органики в почву может стать удобрение полей соломой.

Солома является энергетическим материалом для культурного почвообразования и должна быть заделана в почву. Это дает возможность замкнуть малый биологический кругооборот веществ, который был разомкнут при систематическом отчуждении большей части биологической продукции растений. Внесение соломы увеличивает содержание гумуса, улучшает структуру почвы, снижает ее склонность к эрозии, стимулирует процесс азотфиксации. Она является источником питания для почвенных микроорганизмов, без которых доступность отдельных элементов питания была бы ограниченной. Улучшаются также водный и воздушный режимы и поглотительная способность почвы.

Механический аспект

Удобрение соломой не является простым агроприемом. Для того, чтобы она стала по-настоящему ценным органическим удобрением, а не наполнителем, который мешает обработке почвы, солома должна как можно скорее разлагаться. К сожалению, в большинстве случаев удобрение ею проводят с грубыми технологическими нарушениями. В частности, солому измельчают и оставляют надолго на поверхности почвы. За это время быстро теряются запасы влаги в почве, солома пересыхает, и ее разложение начинается лишь после обильных дождей.

Результативность удобрения соломой зависит от того, как ее измельчили комбайном, разбросали по полю и заделали в почву. Поэтому убирать культуру необходимо только комбайнами с измельчителями, соблюдая следующие требования:

• высота среза при уборке — не выше 20 см;
• длина 75% частиц соломы не должна превышать 10 см, а частиц свыше 15 см — не более 5%;
• по полю солому расстилать равномерно, не создавая валков;
• солому заделывать с помощью дисковой бороны (БДТ-7) на глубину до 12 см сразу же после уборки культуры, не допуская высыхания почвы. Достаточная влажность обеспечивает эффективную работу микроорганизмов и быстрое разложение соломы;
• аммиачную селитру вносить перед заделкой соломы из расчета N₁₀/т соломы (ориентировочно: 1 ц селитры на 1 га);
• обязательно провести зяблевую вспашку.

Если измельчить солому нет возможности из-за отсутствия комбайнов с измельчителями, тогда проблему можно решить с помощью регулирования высоты среза во время уборки. При прямом комбайнировании высота стерни может составлять 30 и даже 40 см, т.е. почти половина соломы все-таки остается в поле, к тому же равномерно распределенной. После уборки такую стерню обрабатывают тяжелыми дисковыми боронами.

Отрицательные результаты получаем при сжигании соломы и стерни. Это недопустимое проявление бесхозяйственности, поскольку в таком случае уничтожается много полезных микроорганизмов и резко снижается потенциальное плодородие почвы. Безвозвратно теряются органические углерод и азот. Кроме того, наносится большой вред окружающей среде. Сжигание соломы — едва ли не единственный сельскохозяйственный фактор причинения ущерба, приравниваемый к промышленным выбросам в атмосферу.

Агрохимический аспект

Большой ошибкой является пренебрежение таким агроприемом, как внесение в почву азота. Дело в том, что для разложения соломы необходимы микроорганизмы, имеющие белковую природу. При их размножении для построения клеток этих микроорганизмов из почвы удаляется азот, который заменяется на белок. При этом большое значение имеет соотношение углерода и азота, которое в разных органических остатках разное. Минерализация будет полноценной, если такое соотношение равняется 20:1. В соломистых растительных остатках оно составляет 50—100:1. При таких условиях минерализация (разложение) соломы может длиться около двух лет. Чтобы снизить соотношение С:N улучшить условия минерализации и способствовать активному формированию биомассы микроорганизмов, необходимо внести азотные удобрения.

Итак, припахивание соломы без внесения азотных удобрений приводит к резкому уменьшению содержания минерального азота в почве и снижению урожая следующих культур. А внесение соломы в количестве 35—40 ц/га с компенсацией азота (из расчета N₁₀/т соломы) по своему влиянию на повышение плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур равноценно внесению 18—20 т/га навоза.

Для жизнедеятельности микроорганизмов необходимо также достаточное количество фосфора: его вносят из расчета Р8 на каждую тонну соломы, особенно это важно на почвах с недостаточным содержанием доступного фосфора. Здесь следует вносить фосфорные и калийные удобрения. При высоких температурах фосфор и калий быстрее будут входить в состав почвенного комплекса и эффективнее использоваться следующей культурой севооборота (схема).

Вследствие минерализации растительных остатков из них высвобождается значительное количество питательных элементов, которые возвращаются в почву. Например, на каждую тонну зерна с припаханной соломой пшеницы в почву возвращается N₇P₃K₁₆Mg₂, а на каждую тонну семян рапса с припаханной массой остается N₁₄P₆K₄₀Mg₃. Тогда элементы питания выносит лишь основная часть продукции — зерно. Ориентировочное содержание макро- и микроэлементов в растительных остатках наиболее распространенных культур представлено в табл.2.

Соотношение зерна и соломы, в зависимости от особенностей сорта и технологии выращивания, у озимой пшеницы может составлять 1:1,0—1,5. При урожайности 40 ц/га зерна на 1 га остается 40—60 ц соломы. При условии, что в соломе содержится 0,5% азота, 0,2% фосфора, 1% калия, 0,3% кальция, по 0,15% магния и серы, в почву с этим количеством соломы возвратится ориентировочно такое количество макроэлементов N_20-30P_8-12K_40-60Ca_12-18Mg_6-9S_6-9

Расчет сделан только по соломе, а еще часть органики остается в виде стерни и корневой системы растений.

Наилучшие результаты получают при объединении двух способов альтернативного удобрения органикой. После измельчения и заделки соломы в почву необходимо высеять сидеральные культуры. Чаще всего используют капустные виды. Тогда почва наполняется органикой из двух источников: соломы и зеленой массы. Кроме того, сидераты, их корневая система и зеленая масса способствуют минерализации соломы, ускоряя ее. Поздно осенью всю массу припахивают.

При условии ранней жатвы и достаточных запасов влаги в почве редька масличная или горчица белая в случае сева с 20 июля по 10 августа формируют высокий урожай зеленой массы вплоть до 20-30 сентября. Поэтому такую систему удобрения соломой и зеленой массой можно применять и под озимые культуры.

Использование соломы на удобрение

Солома является важным источником органического удобрения. Для этих целей она широко используется в зарубежной и отечественной земледельческой практике, в хозяйствах, специализирующихся на производстве зерна и обеспечивающих хорошую кормовую базу для животноводства.

Научные предпосылки использования соломы на удобрение следующие:

Солома — источник питательных элементов. Химический состав соломы довольно широко изменяется в зависимости от почвенных и погодных условий. В среднем она содержит 0,5% азота, 0,25 — фосфора (Р2О5), 0,8 — калия (К20) и 35-40% углерода в форме различных органических соединений. В соломе находятся некоторые количества серы, кальция, магния, различных микроэлементов (бор, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт и др.). При средних урожаях зерновых (20-30 ц/га) в почву с соломой будет возвращено 10-15 кг азота, 5-8 — фосфора (Р2О5), 18-24 кг калия (К20), а также соответствующее количество микроэлементов.

Солома — активный энергетический материал для образования гумуса почвы и повышения микробиологической активности почвы. По химическому составу солома зерновых культур характеризуется довольно высоким количеством безазотистых веществ (целю- лоза, гемицеллюлоза, лигнин) и низким содержанием азота и минеральных элементов. Широкое отношение С : N в соломе (70-80) оказывает большое влияние на разложение ее в почве. Оно заключается в следующем. Солома поставляет микрофлоре почвы легкодоступный источник углерода. Целлюлозоразлагающие микроорганизмы испытывают сравнительно высокую потребность в азоте. Учитывая небольшое количество его в соломе, микроорганизмы потребляют минеральный азот из почвы, т.е. идет процесс иммобилизации азота. Если азота почвы ограниченное количество, то тормозятся процессы разложения соломы. Установлено, что для нормального протекания процессов разложения соломы отношение C:N должно быть 20-30 : 1. Более узкое соотношение этих элементов приводит к минерализации азотистых соединений, а более широкое — усиливает процессы иммобилизации азота.

Эффективность удобрения соломой заметно возрастает при дополнительном внесении азота. Сравнительная оценка удобрения соломой с компенсацией азота и навозом показывает их близкую эффективность. Важно при этом, чтобы с внесенной соломой и азотом достигалось соотношение С: N, равное 20:1. При компостировании соломы в аэробных условиях выход гумуса составил 7,9%, а при добавлении к соломе минерального азота — 8,5% от общей массы соломы. Наиболее интенсивно гумус образуется в первые 4 месяца компостирования, в период разложения целлюлозы и гемицеллюлозы. Причем гумус накапливается в максимальном количестве в период самой высокой численности микроорганизмов, что указывает на причастность их к образованию гумуса. В сочетании с соответствующим минеральным удобрением, жидким навозом или с используемыми в качестве сидератов бобовыми культурами солома по действию на содержание гумуса в почве часто не уступает эквивалентному количеству навоза.

Применение соломы для удобрения улучшает физикохимические свойства почвы, уменьшает потери азота, повышает доступность фосфатов и биологическую активность почвы, в результате чего улучшаются условия питания растений.

Положительное действие соломы на плодородие почвы и урожай сельскохозяйственных культур возможно при наличии необходимых условий для ее разложения. Так, скорость микробного разложения соломы зависит от наличия в почве источников питания для микроорганизмов, их численности, видового состава и активности, типа почвы, ее окультуренности, температуры, влажности, аэрации и др. Например, разложение соломы усиливается при внесении различных источников азота, дополнительном внесении фосфора на почвах, бедных фосфором, внесении таких микроэлементов, как марганец, молибден, бор, медь и др. Отмечено также, что интенсивность разложения клетчатки возрастает от дерново-подзолистых почв к серым лесным и черноземам. Оптимальная температура разложения клетчатки 28-30°С и влажность почвы 60-70% от полной ее влагоемкости. Интенсивность разложения соломы в верхнем слое почвы заметно выше, что объясняется хорошей аэрацией почвы, а также большой численностью и разнообразием видового состава микроорганизмов.

Внесение соломы в почву усиливает азотфиксирующую способность, ферментативную активность почвы. Часто в первый год внесения соломы урожай злаковых культур снижается. Это объясняется наличием в соломе и образованием токсических соединений в процессе ее разложения, а также ухудшением условий азотного питания растений при закреплении почвенного азота микроорганизмами в связи с широким отношением в соломе С : N.

Особое значение удобрение соломой имеет для бобовых культур, фиксирующих молекулярный азот атмосферы. Более высокий эффект от соломы получается при обработке семян бобовых нитрагином, поэтому на площадях, удобренных соломой, желательно размещать в первую очередь бобовые или пропашные культуры. Заблаговременно внесенная в почву солома стимулирует азотфиксирующую способность бобовых и существенно повышает их урожай.

Питание азотом пропашных культур обеспечивается вследствие мобилизации азота почвы при ее междурядных обработках. Азот минеральных удобрений снижает депрессирующее действие соломы на зерновые культуры. Иммобилизованный в присутствии соломы азот минеральных удобрений характеризуется большей подвижностью, меньшей устойчивостью к кислотному гидролизу и минерализуется интенсивнее, чем азот, иммобилизованный без соломы, особенно азот гумуса. В последействии соломы усиливаются процессы мобилизации азота в почве, повышается использование растениями как иммобилизованного азота удобрений, так и азота почвы, что и определяет положительное ее действие на урожай последующих культур.

Существует несколько способов использования соломы на удобрение.

Измельченную и разбросанную по полю солому запахивают осенью при подъеме зяби или весной в районах достаточного увлажнения. Целесообразно этот прием сочетать с зеленым удобрением. Это позволяет в большинстве случаев исключить внесение минерального азотного удобрения, а также создает благоприятные условия для образования гумуса в почве после запахивания.

На почвах тяжелого гранулометрического состава и во влажных климатических условиях разбросанную по полю солому не запахивают, а заделывают поверхностно лущильником, дисковой бороной или фрезой. Такой способ заделки в этих случаях дает лучший эффект по сравнению с заделкой ее плугом. Там, где возможно, после поверхностной заделки соломы желательно посеять промежуточную пожнивную, лучше бобовую культуру.

Солому используют также в качестве мульчи для борьбы с водной и ветровой эрозией почвы. Мульчирование создает благоприятные условия для впитывания воды в почву, уменьшает, а иногда и полностью устраняет опасность поверхностного стока, способствует более равномерному распределению воды по поверхности почвы, улучшает структуру пахотного горизонта, ослабляет испарение влаги.

При оставлении стерни и соломы, в случае замены обычной обработки почвы безотвальной, на 40-60% уменьшается скорость ветра над поверхностью почвы, вследствие этого угроза ветровой эрозии становится менее опасной, поэтому в зонах, подверженных ветровой эрозии, где обработку почвы проводят безотвально, заделывать солому в почву не рекомендуют.

На площадях, удобренных соломой, желательно в первую очередь размещать бобовые или пропашные культуры. При посеве на этих площадях злаковых культур полезно внести азотные удобрения из расчета 8-10 кг азота на 1 т соломы. Вносимый вместе с соломой азот в общей норме минеральных удобрений не учитывается, так как он включается в общий оборот азота почвы и может играть определенную роль лишь при систематическом применении соломы на удобрение в севообороте.

Норма дополнительного внесения азота с соломой может существенно различаться и зависит от климата, плодородия почвы, вида соломы, зеленого удобрения, вида высеваемой на этих площадях культуры. Во всяком случае установлено, что депрессивное действие соломы на первой культуре можно предотвратить, если внести такое количество минерального азота, которое обеспечит отношение С : N, равное 20: 1.

Систематическое внесение высоких норм азотных удобрений в севообороте, особенно при возделывании пропашных культур,, часто полностью удовлетворяет потребность в этом питательном элементе как растений, так и микроорганизмов. В этом случае внесение дополнительного азота при удобрении соломой может не дать положительного эффекта. В то же время на почвах, недостаточно окультуренных, при удобрении соломой и посеве промежуточной пожнивной небобовой культуры норма азота может быть повышена до 15-20 кг на 1 т соломы.

Хороший эффект наблюдается при комбинации удобрения соломой и зеленого удобрения. При этом могут быть использованы различные виды зеленого удобрения: самостоятельные посевы, пожнивные или подсевные культуры. Лучшее действие отмечается при использовании на зеленое удобрение бобовых культур, так как солома оказывает положительное действие на рост бобовых и фиксацию ими азота из атмосферы. Даже при подсеве под злаковую культуру клевера и осенней заделке его с соломой отпадает необходимость во внесении минерального азота, так как его достаточно накапливается клевером. Если в качестве пожнивного зеленого удобрения используется небобовая культура, то возникает необходимость во внесении минеральных азотных удобрений. Во всех случаях хороший положительный эффект от комбинации соломы на удобрение и сидерации получается при высоком урожае культур, высеваемых на зеленое удобрение. Приемы внесения и способы заделки соломы представлены в табл. 1.

Табл. 1.Приемы внесения и способы заделки соломы

Измельченную и разбросанную по полю солому запахивают осенью, а в районах достаточного увлажнения запахивают весной

На тяжелых по гранулометрическому составу почвах во влажных климатических условиях разбросанную солому лучше не запахивать, а заделывать лущильником, дисковой бороной, фрезой

В зонах, подверженных ветровой эрозии, почву обрабатывают безотвально, заделывать солому не рекомендуется

Солому используют в качестве мульчи для борьбы с водной и ветровой эрозией

Минеральные азотные удобрения можно заменить бесподстилочным жидким навозом из расчета не менее 6-8 т на 1 т соломы. При таком сочетании это удобрение будет действовать не хуже обычного подстилочного навоза.

Применение соломы на удобрение с добавлением небольшого количества минерального азота либо в сочетании с бесподстилочным навозом или с зеленым удобрением испытано во многих республиках и почвенно-климатических условиях и дало хороший положительный эффект. Например, в Белоруссии на типичных для республики дерново-подзолистых, сильнооподзоленных почвах, на легких суглинках и на легких супесчаных раздельное внесение в почву 3 т/га измельченной соломы и 27 т/га жидкого навоза оказало практически такое же влияние на урожай культур звена севооборота (картофель, ячмень, многолетние травы), как и 30 т/га подстилочного навоза.

Все это свидетельствует о необходимости широкого использования на удобрение излишков соломы в качестве важного источника гумуса почвы, как фактора ее плодородия. Схематично пути повышения эффективности соломы, применяемой в качестве удобрения представлены в табл. 2.

Табл. 2. Пути повышения эффективности соломы, используемой в качестве органического удобрения

Посев бобовых после внесения

Внесение соломы под посев пропашных

Сочетание соломы с зеленым удобрением

На 1 т соломы вносят 10-20 кг минерального азота при использовании под зерновые культуры, до соотношения С.М -20.1

На 1 т соломы вносят 6-8 т навоза с целью предотвращения иммобилизации азота почвы

Солома стимулирует азотфиксирующую способность бобовых культур

Дефицит азота восполняется за счет мобилизации его при междурядных обработках

Этот прием позволяет в большинстве случаев исключить внесение минерального азота