Способы использования соломы на удобрение. 6 страница
Разложение зеленого удобрения в почве происходит значительно быстрее, чем других органических удобрений. После запашки в почву и минерализации зеленой массы сидератов азот, связанный в форме органических соединений, переходит в минеральную форму и используется последующими культурами. Коэффициент использования ими азота зеленого удобрения в первый год почти вдвое выше, чем азота навоза. Кроме того, бобовые сидераты, обладая хорошо развитой и глубоко проникающей в почву корневой системой, извлекают питательные элементы из нижних горизонтов почвы, а также усваивают фосфор и другие питательные вещества из труднорастворимых соединений. Поэтому при разложении запаханной растительной массы пахотный слой почвы обогащается не только органическим веществом и усвояемыми соединениями азота, но также фосфором, калием и кальцием.
Сидераты могут возделываться как самостоятельная культура (занимает поле нескольких лет) и в смеси с другой (основной) культурой (уплотненные посевы). В уплотненных посевах сидераты (люпин, донник, сераделла и др.) могут возделываться одновременно с основной культурой (подсевная культура сидератов) или высеваться после уборки основной культуры (пожнивные посевы сидератов). Характеристика сидератов в промежуточных посевах приведена в табл. 12.21.
12.21. Характеристика сидератов в промежуточных посевах
| Культура | Количество дней вегетации | Урожайность биомассы (включая корни), т/га | Содержание NPK в 1 т, кг |
| Рапс озимый | 10,1 | ||
| Рапс яровой | 10,5 | ||
| Люпин многолетний | 9,2 | ||
| Люпин однолетний | 7,2 | ||
| Клевер луговой | 14,6 | ||
| Вика + овес | 14,3 |
Различают три основные формы зеленого удобрения: полное, укосное и отавное. Полное – когда в почву запахивают всю зеленую массу и корни, отавное – когда запахивают стерневые остатки и корни растений, укосное – когда зеленую массу для запашки перевозят на другой участок.
В условиях Беларуси можно широко применять все три формы зеленого удобрения, используя в качестве сидеральной культуры преимущественно люпин. Большое значение имеет форма использования сидерата: запахивание всего растения вместе с корневой системой, либо только пожнивных и корневых остатков.
На отдаленные поля в большинстве хозяйств органические удобрения, как правило, не вносят, поэтому на этих полях зеленые удобрения и солома должны быть основным источником поступления органического вещества в почву.
При выборе вида промежуточной культуры следует учитывать ее биологические характеристики применительно к конкретным условиям (табл. 12.22).
12.22. Биологическая характеристика сидеральных культур
| Культура | Период от посева до максимальной продуктивности надземной массы, дней | Потребность в тепле – сумма активных температур, °С | Показатель засухоустойчивости культуры |
| Редька масличная | 45–55 | 650–800 | Средне засухоустойчивая |
| Сурепица яровая | 40–50 | 600–750 | Слабо засухоустойчивая |
| Горчица белая | 50–60 | 700–800 | -//- |
| Рапс яровой | 50–60 | 750–850 | -//- |
| Люпин однолетний | 70–80 | 900–1100 | -//- |
| Горох кормовой | 75–85 | 900–1200 | -//- |
| Фацелия | 55–65 | 700–800 | -//- |
| Сераделла | 80–90 | 1100–1300 | -//- |
| Перко (гибрид оз. сурепицы и китайской капусты) | 85–95 | 1200–1400 | -//- |
| Донник белый | 85–95 | 1200–1400 | Очень засухоустойчивая |
| Донник желтый | 85–95 | 1200–1400 | Очень засухоустойчивая |
| Вика яровая | 80–90 | 1100–1300 | Влаголюбивая |
Промежуточные культуры высевают после уборки основной культуры не позднее 5–10 августа. Полученная зеленая масса заделывается в почву поздней осенью перед наступлением заморозков. На участках, подверженных водной и ветровой эрозии, а также в засушливых местах целесообразно оставлять полученную растительную массу на корню для зимовки с заделкой ее ранней весной. Озимый рапс, озимую сурепицу, озимую рожь (лучше всего при совместном посеве с озимой викой) высевают после уборки среднеспелых культур в августе-сентябре. При этом озимый рапс и озимую сурепицу высевают в начале августа, озимую рожь – до начала сентября включительно. Зелёную массу запахивают в почву весной следующего года. Под крестоцветные и злаковые сидеральные культуры рекомендуется вносить азотные удобрения в дозе 40 – 60 кг д. в. Отавная форма зелёного удобрения с учётом запашки пожнивных и корневых остатков эквивалентна – 4т/га навоза, полная форма зелёного удобрения при урожайности сидератов 150–250 ц/га – 15т/га, 250–350 ц/га – 20т/га навоза.
Алкалоидный люпин (однолетний и многолетний) возделывают лишь на удобрение, безалкалоидный используют комбинированно: надземную часть на корм, а корни с пожнивными остатками как зеленое удобрение.
Однолетний алкалоидный люпин запахивают в фазе образования блестящих бобиков на главном стебле (к этому времени он накапливает максимальное количество азота). На паровых полях его запахивают за 2–3 недели до посева озимых.
Многолетний алкалоидный люпин наибольшее количество зеленой массы образует на третий-четвертый год жизни. При однолетнем использовании его подсевают под яровые зерновые и запахивают на второй год жизни на паровом поле в период массового цветения. На корм люпин скашивают в фазе бутонизации – цветения на высоте 8–10 см – так лучше отрастает отава. На силос его убирают в период от цветения до образования бобиков.
Сераделлу экономически выгодно возделывать как подсевную культуру (весной под озимые или яровые). После уборки зерновой культуры сераделла растет до глубокой осени и может быть использована на семена, на корм (укосная масса) и на зеленое удобрение (вся масса или только отава).
Надземную массу двулетнего донника скашивают до цветения, позже он грубеет. Отаву как зеленое удобрение запахивают осенью или весной. Люпин, донник и другие сидераты можно использовать на зеленое удобрение в виде самостоятельной культуры (выращивают как парозанимающую культуру, т. е. занимают поле с весны и запахивают во второй половине лета), как промежуточную подсевную или пожнивную культуру (выращивают в промежутке между уборкой одной культуры и посевом другой), а также в виде укосной массы, выращенной на другом участке в течение ряда лет (многолетний люпин).
Глубина запашки сидератов влияет на урожайность сельскохозяйственных культур и накопление гумуса в почве. Мелкая их заделка существенно повышает урожайность, но оказывает незначительное воздействие на накопление гумуса в почве, глубокая – наоборот. Глубокая заделка сидератов особенно важна для легких почв. При запахивании вместе с сидератами торфа, соломы разложение первых замедляется, добавление к зеленому удобрению навоза, жижи ускоряет его разложение.
Под бобовые сидераты обычно вносят фосфорные и калийные удобрения, а семена обрабатывают Сапронитом или другими препаратами клубеньковых бактерий и молибденовыми удобрениями (25–50 г на гектарную норму семян).
По данным Полесской опытной станции, внесение навоза в дозе 54 т/га повышало урожайность озимой ржи на 7,3 ц/га, а запашка 30 т/га зеленой массы люпина – на 7,5 ц/га. Зеленое удобрение как весьма эффективное и дешевое местное средство играет важную роль в повышении плодородия малоокультуренных почв при недостатке навоза и других органических удобрений в хозяйстве или при необходимости перевозки их на дальние поля.
Расширение посевов сидератов позволяет также в определенной мере ограничить использование торфа – невосполняемого фактора регуляции биоклиматических процессов на окружающих территориях. Однако расширение масштабов применения зеленого удобрения сдерживают семеноводство и отсутствие системы машин и технологий для возделывания и эффективного использования сидератов, прежде всего бобовых растений с высокой способностью к симбиотической азотфиксации.
Солома
Эффективным способом использования соломы является ее непосредственное применение на удобрение без отчуждения из агроценоза. 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. Для этого в первую очередь должна быть использована солома рапса и других крестоцветных культур, солома гречихи, кукурузы, люпина, кормовых бобов, сои, которые в чистом виде практически не используются на корм и подстилку.
Использование соломы в качестве удобрения обосновывается рядом соображений агрономического и организационно-экономического характера: обеспечение почвы органическим веществом, сокращение производственных затрат и экономия труда благодаря отсутствию работ по уборке, перевозке, погрузке и разгрузке соломы, разбрасыванию подстилки и удалению навоза, его погрузке и разгрузке, буртованию и разбрасыванию по полю.
Научные предпосылки использования соломы на удобрение следующие.
Солома–источник питательных элементов. Химический состав соломы довольно широко изменяется в зависимости от биологических особенностей культур, почвенно-климатических условий. По химическому составу солома зерновых культур характеризуется довольно высоким количеством безазотистых веществ (целюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) и низким содержанием азота и минеральных элементов. В среднем она содержит 0,5 % азота, 0,25 – фосфора (Р2О5), 0,8 – калия (К2О) 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 урожаях зерновых (20–30 ц/га) в почву с соломой будет возвращено 10–15 кг азота, 5–8 – фосфора (Р2О5), 18–24 га – калия (К2О), а также соответствующее количество микроэлементов.
Солома–активный энергетический материал для образования гумуса. Широкое отношение С : N в соломе оказывает большое влияние на разложение ее в почве. 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. Ценность соломы как органического удобрения обусловлена высоким содержанием в ней органического вещества. Из применяемых в настоящее время удобрений солома содержит наибольшее его количество. По содержанию углерода солома в 3,5 – 4,0 раза превосходит подстилочный навоз, что является чрезвычайно важным в регулировании баланса органического вещества почвы. Из 1 т соломы может синтезироваться 140 кг гумуса, а из 1 т соломистого навоза – 40 кг. Для благоприятного протекания биохимических процессов в почве при внесении органических удобрений необходимо обеспечение оптимального углеродно-азотного соотношения (20–30:1). Различные виды органических удобрений характеризуются разным соотношением углерода к азоту (табл. 12.23). При более широком отношении C/N происходит иммобилизация азота почвы, при более узком отношении усиливается минерализация гумуса и увеличиваются непроизводительные потери азота. При внесении органических удобрений целесообразно сочетать их таким образом, чтобы соотношение углерода к азоту приблизить к оптимальному.
12.23. Соотношение углерода к азоту в разных видах органических удобрений
| Вид удобрения | Влажность, % | Отношение C/N |
| Навоз подстилочный КРС | 21:1 | |
| Навоз полужидкий КРС | 18:1 | |
| Навоз жидкий КРС | 10:1 | |
| Солома зерновых | 80–100:1 | |
| Зеленая масса | 10–15:1 |
Широкое отношение углерода к азоту (80–100:1) сдерживает биохимическое разложение соломы, поэтому его необходимо уменьшить. В связи с этим немецкие ученые Н.В. Hutchinson и E.N. Richaris еще в 1921 г. сформулировали понятие «азотного фактора», означающее количество неорганического азота в граммах, которое органически связывается на каждые 100 г разлагаемого вещества. В зависимости от вида соломы этот показатель равен 0,5–1,0, т.е. для нормального разложения соломы на каждые 100 г ее необходимо вносить 0,5–1,0 г минерального азота, что приведет к уменьшению отношения C/N соломы до 20–30:1.
В зависимости от вида соломы содержание азота в ней может изменяться в 2–3 раза, в результате и отношение C/N существенно варьирует и, соответственно, на 1 т соломы требуется внесение различного количества дополнительного азота (табл. 12.24).
12.24. Средний состав соломы и соотношение углерода к азоту в соломе
сельскохозяйственных культур, % в сухом веществе
| Культура | Органический углерод | Содержание, % в сух. в-ве | Соотношение углерода к азоту (C/N) | Добавка азота на 1 т соломы, кг д.в. | ||||
| N | P2O5 | K2O | СаО | MgO | ||||
| Рожь озимая | 0,48 | 0,28 | 1,98 | 0,19 | 0,09 | |||
| Пшеница озимая | 0,58 | 0,23 | 2,12 | 0,19 | 0,09 | |||
| Тритикале озимое | 0,56 | 0,27 | 2,07 | 0,17 | 0,07 | |||
| Пшеница яровая | 0,49 | 0,21 | 2,17 | 0,13 | 0,14 | |||
| Тритикале яровое | 0,47 | 0,27 | 2,06 | 0,11 | 0,07 | |||
| Ячмень яровой | 0,55 | 0,21 | 2,60 | 0,11 | 0,06 | |||
| Овес | 0,55 | 0,38 | 2,21 | 0,16 | 0,06 | |||
| Люпин узколистный | 1,11 | 0,35 | 1,94 | 0,93 | 0,56 | |||
| Соя | 1,10 | 0,51 | 1,89 | 1,02 | 0,41 | |||
| Гречиха | 0,85 | 0,52 | 3,20 | 0,60 | 0,46 | |||
| Просо | 0,64 | 0,43 | 2,57 | 0,24 | 0,44 | |||
| Рапс яровой | 0,70 | 0,43 | 2,06 | 0,84 | 0,24 | |||
| Кукуруза | 0,55 | 0,22 | 2,33 | 0,34 | 0,23 |
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 физико-химические 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 перед посевом Cапронитом, 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.
Способы использования соломы на удобрение.
1. Измельченную и разбросанную по полю солому запахивают осенью при подъеме зяби или весной в районах достаточного увлажнения.
2. 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.
3. 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. Измельчение соломы рекомендуется не более 3 – 7 см и она равномерно распределяется по ходу комбайна.
4. 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.
5. На площадях, удобренных соломой, желательно в первую очередь размещать бобовые или пропашные культуры. При посеве на этих площадях небобовых культур полезно внести азотные удобрения из расчета 8–10 кг азота на 1 т соломы зерновых культур и 7 – 8 кг N – крестоцветных. 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.
6. 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.
7. 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 запашке 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.
Минеральные азотные удобрения можно заменить бесподстилочным жидким навозом из расчета не менее 6–8 т на 1 т соломы. Удобрения заделывают в почву, выполняя лущение стерни на глубину 8–10 см. Через три недели зябь вспахивают. На глинистых и суглинистых почвах навоз вносят осенью или весной, на супесчаных и песчаных – только весной.
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 в России, Беларуси и других странах и различных почвенно-климатических условиях и дало хороший положительный эффект. Например, в Беларуси на типичных для республики дерново-подзолистых, сильнооподзоленных почвах, на легких суглинках и 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.
Во время уборки озимых культур солому измельчают, равномерно распределяют по поверхности поля и заделывают на глубину 8–10 см. Лучше после заделки соломы сеять зернобобовые культуры, так как под другие, особенно зерновые, необходимо вносить по 10–12 кг азота на тонну запаханной соломы.