Солома зерновых культур как эффективный источник органики и элементов питания
9 мин чтения
Солома зерновых культур — это доступный источник органического вещества для регулирования баланса гумуса в почве. По общему содержанию органики она практически не уступает навозу. Однако в отличие от него, элементы питания в соломе прочно связаны в сложные растительные полимеры.
Органические соединения соломы химически стабильны. Они не могут быть усвоены растениями напрямую и переходят в доступную форму только после разрушения почвенной микрофлорой.
Состав соломы: сколько питания возвращается в почву
Солома состоит преимущественно из трех групп органических соединений: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Целлюлоза является основой клеточных стенок и придает молекуле стойкую волокнистую форму. Гемицеллюлоза выступает связующим материалом для целлюлозных фибрилл, а лигнин обеспечивает прочность, жесткость стеблей и устойчивость к болезням. Также в соломе содержатся белки, воски и зольные элементы, соотношение которых зависит от почвенно-климатических условий.
| Культура | Гемицеллюлоза, % сухого вещества | Целлюлоза, % сухого вещества | Лигнин, % сухого вещества | Сырой протеин, % сухого вещества | Декстрины, % сухого вещества | Зола, % сухого вещества |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ячмень | 27 | 44 | 7 | 3,7 | 1,4 | 5,6 |
| Овес | 16 | 41 | 11 | 4,7 | 2,0 | 4,8 |
| Рис | 33 | 7 | 2,8 | 0,6 | 5,7 | 26 |
| Пшеница | 36 | 39 | 10 | 3,0 | 0,7 | 3,4 |
При запашке соломы в почву возвращается ценный комплекс макро- и микроэлементов. С четырьмя тоннами соломы зерновых культур поле получает существенный объем питательных веществ. Это позволяет скорректировать дозы минеральных удобрений под последующие культуры в севообороте.
- Органическое вещество с 4 т/га — 3200 кг/га
- Азот с 4 т/га — 14–22 кг/га
- Фосфор с 4 т/га — 3–7 кг/га
- Калий с 4 т/га — 22–55 кг/га
- Кальций с 4 т/га — 9–37 кг/га
- Магний с 4 т/га — 2–7 кг/га
| Элемент питания | Поступление с 4 т/га соломы |
|---|---|
| Органическое вещество | 3200 кг/га |
| Азот | 14–22 кг/га |
| Фосфор | 3–7 кг/га |
| Калий | 22–55 кг/га |
| Кальций | 9–37 кг/га |
| Магний | 2–7 кг/га |
| Сера | 5–8 г/га |
| Бор | 24 г/га |
| Медь | 12 г/га |
| Марганец | 116 г/га |
| Молибден | 1,6 г/га |
| Цинк | 160 г/га |
| Кобальт | 0,4 г/га |
Как разлагается солома: этапы и роль микрофлоры
Минерализация соломы в почве происходит постепенно. Смена групп микроорганизмов жестко обусловлена последовательным разрушением различных органических соединений. Каждый этап переработки требует участия специализированной микрофлоры.
- Разложение легкодоступных компонентов. Сначала разрушаются простые сахара, белки и пентозаны. В этот период активно развиваются неспорообразующие бактерии (в основном рода Pseudomonas), а также мукоровые и пикнидиальные грибы.
- Разложение пектиновых веществ. Позже в процесс включаются микроорганизмы, специализирующиеся на пектинах. Это грибы родов Mucor, Aspergillus и бациллы Вас. Subtilis, Bac. Mesentericus.
- Интенсивный распад клетчатки. Вслед за пектинами начинается распад целлюлозы и близких к ней соединений. На этом этапе формируется типичная целлюлозаразрушающая микрофлора (Cytorhaga, Cellvibrio), а мукоровые грибы сменяются родами Penicillium, Aspergillus, Trichoderma.
Целлюлоза оказывает более длительное и глубокое воздействие на биологическое равновесие почвы, чем пентозаны и белки. В ее разрушении участвуют представители разных систематических групп. К ним относятся высшие и микроскопические грибы (включая микохитридиевые), миксобактерии, аэробные бактерии Cellvibrio и Cellulomonas, а также актиномицеты и анаэробные бактерии.
Непосредственно в расщеплении клетчатки участвуют грибы родов Dematium, Phoma, Penicillium, Stachybotrys, Monotospora, Hapljgraphium, Trichoderma. В более плодородных почвах встречаются грибы рода Chaetomium. Деятельное участие в этом процессе принимают также несовершенные грибы родов Aiternaria и Fumago.
Скорость разрушения клетчатки напрямую зависит от типа почвы и ее состояния. Активность целлюлозоразлагающей микрофлоры нарастает по генетическому ряду почв — от подзолов к дерново-подзолистым, серым лесным почвам и черноземам. Наибольшей целлюлозной активностью обладают микроорганизмы черноземов и бурых лесных почв. В подзолистых почвах этот процесс идет наименее активно.
Азотная компенсация и прямая заделка соломы в почву
Почти все виды соломы, за исключением зернобобовых, имеют очень широкое соотношение углерода к азоту (C:N). Скорость разложения растительных остатков напрямую зависит от этого баланса: чем соотношение уже, тем быстрее солома переработается в поле. Если запахать солому в чистом виде, почвенная микрофлора заберет доступный азот для собственного развития. В результате культурные растения в первый год столкнутся с азотным голоданием, что приведет к снижению урожайности.
- Компенсационный азот — от 3,5 до 15 кг на 1 т соломы
- Длина измельчения соломы — 5–10 см
- Первичная глубина заделки — 5–8 см
- Азот при заделке в поле — 40–60 кг/га
Чтобы избежать дефицита азота, солому заделывают по определенным правилам. Наибольшую отдачу этот метод показывает в зонах достаточного увлажнения на тяжелых почвах. Во время уборки зерновых солому измельчают до 5–10 см и равномерно разбрасывают по полю. Затем вносят азотные удобрения из расчета 40–60 кг/га действующего вещества (при необходимости добавляют и фосфор), после чего сразу проводят дискование или лущение на глубину 5–8 см.
Не запахивайте свежую солому сразу на глубину 25–30 см. В глубоких слоях без доступа достаточного количества кислорода процессы разложения практически останавливаются. Дождитесь, пока солома в верхнем слое заметно разложится, и только после этого проводите зяблевую вспашку на полную глубину.
Существуют альтернативные варианты работы с соломой без ее предварительного измельчения. Если солому оставляют в валках, по полю распределяют расчетную норму азотных удобрений, а затем проводят плоскорезную обработку на глубину 12–15 см поперек валков. Также заделка измельченной соломы отлично сочетается с внесением жидкого навоза. В этом случае ее запахивают сразу после распределения навоза, при этом обязательно используют комбайновые измельчители для равномерного покрытия почвы.
| Культура | Норма внесения соломы, т/га |
|---|---|
| Озимые | 3–5 |
| Яровые | 2–3 |
Приготовление подстилочного навоза и компостов
Традиционный способ утилизации соломы — использование ее в животноводстве для получения подстилочного навоза. Технология состоит из трех последовательных шагов. Сначала солому после обмолота свозят к краям полей или непосредственно к фермам. Затем ее складируют в скирды для хранения и расходуют на корм и подстилку скоту в стойловый период.
Другой эффективный способ — производство компостов на специальных площадках. Для этого солому измельчают комбайном или доставляют к буртам в копнах. Минеральные удобрения лучше вносить напрямую в компостную массу: там они быстрее перерабатываются микрофлорой и входят в состав доступных гумусовых соединений.
Правила безопасности при закладке компоста: не используйте сорные растения с семенами, чтобы не засорить поля. Запрещено добавлять в бурты картофельную ботву с фитофторой и овощи, пораженные грибковыми болезнями. При этом растения с вирусными или бактериальными патологиями использовать можно — возбудители этих болезней полностью погибают под воздействием высоких температур при компостировании.
Для приготовления качественного органического удобрения важно правильно сформировать штабель. Базовый способ закладки начинается с подготовки соломенной подушки:
- Уложите измельченную солому полосой шириной 4 м на длину площадки и уплотните ее гусеничным трактором до толщины 50–70 см.
- Вывезите на подушку бесподстилочный навоз и переслоите его соломой в соотношении 10:1 по массе.
- Наращивайте высоту штабеля до 2,0–2,5 м в зависимости от исходной влажности навоза.
В холодное время года применяют очаговый способ компостирования. На площадку укладывают соломенную подушку шириной 10 м и толщиной 20–30 см, прикатывают ее трактором, после чего завозят жидкий навоз и измельченную солому в отношении 10:1. Весной, когда масса оттает и подсохнет, ее перемешивают бульдозером и формируют бурт шириной 4 м и высотой 2,5–3,0 м.
Летом компост готовят площадочным методом. На соломенную подушку толщиной 20–30 см распределяют навоз в пропорции 10:1, выдерживают смесь 2–3 дня и формируют штабель бульдозером. В летний период удобрение созревает за 2–3 месяца, после чего его вносят навозоразбрасывателями по прямоточной схеме или вывозят для хранения в полевые бурты.
Для внесения соломы используют два основных метода: мульчирование и соломенное укрытие. Выбор технологии зависит от влажности почвы, засоренности поля и климатических условий региона. При мульчировании солому измельчают, равномерно распределяют по полю и мелко заделывают в почву.
- Измельчение соломы.
- Равномерное покрытие почвы мульчей.
- Мелкая заделка путем смешивания соломы с почвой дисковой бороной или лущильником после уборки зерновых.
Этот прием наиболее эффективен во влажных условиях, так как предотвращает сильный рост сорняков. Мульчирование надежно защищает почву от водной и ветровой эрозии. Оно улучшает впитывание воды, снижает или полностью устраняет поверхностный сток, а также способствует более равномерному распределению влаги и ослабляет ее испарение. В подходящих климатических условиях мульчированную почву целесообразно использовать под посев пожнивной культуры.
При методе соломенного укрытия измельченную солому оставляют в поле и запахивают лишь весной. Под укрытием создаются оптимальные условия для развития микрофлоры и почвенных животных, которые ускоряют разложение органики. Метод сокращает испарение влаги, положительно влияет на структуру и спелость почвы. Его целесообразно применять в среднеувлажненных районах на слабозасоренных почвах, сочетая с подсевом сидератов.
Влияние на почвенные процессы и сочетание с сидератами
Внесение соломы в почву увеличивает ее ферментативную активность. Отмечается рост фосфатазной, дегидрогеназной и инвертазной активности, а также численности микроорганизмов. Это оказывает существенное воздействие на процессы трансформации азота.
Внесение соломы временно смещает баланс процессов мобилизации и иммобилизации азота в сторону закрепления его в органической форме. Этот процесс обратим: биологически связанный азот минерализуется и позже усваивается последующими культурами.
Использование соломы непосредственно на удобрение повышает плодородие почвы и обеспечивает прибавку урожая. При этом хозяйство освобождается от больших издержек на сбор и транспортировку соломы. В полевых испытаниях внесение соломы под поздние пропашные культуры показало высокую эффективность.
- Норма внесения под поздние пропашные — 5–10 т/га
- Эффект с азотными удобрениями — на уровне обычных доз навоза
- Бобовые сидераты — исключают потребность в азотных удобрениях
Хороший результат дает удобрение соломой в сочетании с сидератами. При этом можно использовать различные виды зеленого удобрения: самостоятельные посевы, пожнивные и подсевные культуры. Использование в качестве сидератов бобовых растений полностью снимает необходимость внесения минеральных азотных удобрений.