Використання соломи на добрива

Використання соломи та інших рослинних решток в якості органічних добрив сприяє покращенню агрохімічних, агрофізичних, біологічних і фізико-хімічних властивостей чорнозему типового тією ж мірою, як і гній. Збільшується вбирна здатність грунтів, тривале використання соломи на кислих грунтах поступово зменшує їх кислотність, внесення соломи стимулює процес азотофіксації. Вона є джерелом живлення для грунтових мікроорганізмів, без яких доступність окремих елементів живлення була б обмежена. При застосуванні високих норм соломи (10-15 т/га) важкі грунти стають більш розпушеними і значно швидше підсихають, що у весняний період дозволяє раніше приступити до польових робіт. З кожною тонною соломи з урахуванням пожнивно-кореневих залишків у грунт повертається 8,5 кг азоту, 3,8 кг фосфору, 13- калію, 4,2 – кальцію, 0,7 кг – магнію, та ряд мікроелементів, які накопичуються в соломі більшою мірою, ніж у зерні (заліза – від 10 до 30 г/т, марганцю – від 15 до 70, міді – від 2 до 5, цинку – від 20 до 50, молібдену – від 0,2 до 0,4, бону від – 2 до 5 г на тонну). Покращуючи властивості грунтів, солома позитивно діє на врожайність сільськогосподарських культур. В перший рік після внесення солома не завжди забезпечує її підвищення, а інколи призводить до деякого зниження, коли вноситься без компенсуючої дози азотовмісних добрив. Але за систематичного внесення протягом декількох років позитивний вплив соломи зростає. Реакція окремих культур на удобрення соломою різна. Довгострокові польові досліди в сівозмінах довели, що кращими культурами в перший рік заорювання соломи є бобові і просапні, а гірший результат отримали за посіву озимих зернових культур.  В багатьох дослідах ННЦ ІГА імені О.Н. Соколовського спостерігалась позитивна дія соломи на другу і наступні культури сівозмін.

Основні агротехнічні вимоги щодо застосування соломи зводяться до такого:

  • Солому на добриво варто вносити в першу чергу на збіднених грунтах, на полях що знаходяться від тваринницьких ферм на відстані 5 км, а також при нестачі в господарстві гною;
  • Рівномірність розподілу подрібненої соломи (довжина різання 5-1- см) має складати не менше 75% при обмолоті зерна комбайном;
  • Подріблена солома може залишатися на полі протягом одного-двох тижнів після збиральних робіт, виконуючи роль мульчі, що зберігає грунт від висушування;
  • Після розкидання соломи необхідно внести азотні добрива в дозі 10-12 кг д.р. на 1 т соломи, відразу після цього поле необхідно обробити дисковою бороною на шлибину 8-12 см. Для поліпшення процесу розкладання можна додатково обробити солому гуматовмісними препаратами у кількості від 2 до 6 л на 1 га (на 200-300 л робочого розчину), при цьому на 20-30% знижується доза азоту. Бакова суміш готується разом з азотними добривами і вноситься в один технологічний прийом;
  • Під напівпар рівномірно розподілену по полю і заправлену мінеральним добривом солому потрібно загортати на глибину 20-22 см.
  • Після внесення соломи грунт готується під посів запланованих с/г культур відповідно до прийнятих технологій.

Для більш повного (40-50%) розкладання біомаси соломи потрібно, щоб термін від загортання її в грунт до висіву с/г культур складав не менше 6-8 місяців. За цієї умови вже в перший рік культурні рослини можуть використовувати до 15-25 % азоту, 20-30 % фосфору і 25-40 % калію.

Світова практика і численні дослідження свідчать про те, що спалювання стерні є недоцільним і антиекологічним заходом, який завдає шкоди довкіллю, і, насамперед, грунтам. Установлено, що солома згорає на 1 м2 за 30-40 сек., за цим температура на поверхні досягає 360 ºС, на глибині 5 см-близько 50 ºС. Вигорання гумусу відмічено у шарі 0-10 см. При цьому погіршуються водно-фізичні властивості грунту, знижується його біологічна активність. Термічне навантаження усіх рівнів приводить до зниження чисельності основних еколого-трофічних груп мікроорганізмів (40 ºС є для нех летальною температурою) та ферментативної активності, яка пов’язана з перетворенням вуглецевовмісних сполук. Підраховано, що під час згорання 40-50 ц соломи і стерні, з кожного гектара втрачається 20-25 кг азоту і 1500 – 1700 кг вуглецю.

Норми внесення вапна для розкислення грунту

За традиційною технологією меліорації кислих грунтів, яка мала місце впродовж 60-80-х років минулого сторіччя, на слабокислих грунтах вносять 3-4 т вапна на 1 Га (з розрахунку на СаСО3,  за гідролітичною кислотністю), на середньокислих  – 5-6 т/га і сильнокислих – 7-9 т/га врозкид по поверхні грунту з подальшим його заорюванням. Вапняні добрива рекомендовано вносити під культури, які найбільш чутливі до внесення меліоранту (цукровий бур’як, люцерна, конюшина, ячмінь, озима пшениця тощо).  Однак традиційна технологія хімічної меліорації кислих грунтів, яка проводиться ізольовано від цілісної системи відтворення їх родючості, призводить до неефективного використання дефіцитних і дорогих удобрювальних засобів, тобто вона є енерговитратною і нерентабельною. Тому на теперішній час і перспективний періоди агровиробництва ця технологія не може задовольнити землекористувачів. Серед багатьох існуючих технологій окультурення кислих грунтів в останні роки широкого розповсюдження набула технологія компенсаційної (підтримувальної) меліорації. Вона передбачає збагачення грунтів кальцієм як елементом живлення та антагоністом гідрогенних іонів. У порівнянні з традиційною технологією, дози вапна зменшують у 3-4 рази. Завдяки цьому вторинного підкислення грунту не відбувається. За цією технологією вносять не 3-5 тон вапна на 1 Га, як цього вимагає традиційна технологія, а лише 1,0-1,5 тони один раз в 4-5 років. Застосування технології підтримувального вапнування дозволяє тривалий час зберігати слабокислу і близьку до неї реакцію грунтового середовища. За таких умов досягається значана економія коштв. Тобто, технологія підтримувальної меліорації передбачає внесення вапняних матеріалів у дозах, розрахованих саме на стабілізацію кислотно-лужної рівноваги грунтів у межах допустимих рівнів. Цю технологію доцільно застосовувати як з метою запобігання вторинного підкислення  грунтів і заощадження коштів, так і для нейтралізації підкислюючої дії на грунт мінеральних добрив. Підтримувальні заходи найкраще застосовувати на слабокислих і вторинно підкислених грунтах.

Вапнування кислих грунтів

Сталий розвиток агропромислового виробництва сільськогосподарської продукції на кислих грунтах можливий тільки за умов постійного відтворення родючості грунтів. Починаючи з 1990 року, обсяги вапнування кислих грунтів, що проводилося за рахунок держбюджету, різко впали. Якщо наприкінці вісімдесятих років в Україні вносили вапно на площі біля 1,5 млн. га, то, починаючи з 2000 року, площі вапнування різко скоротилися і не перевищують 50 тис. га. Середня доза внесення вапна підвищилась з 5,1 т/га до 6-7 т/га. Останнє свідчить про те, що на практиці переважно вапнують сильно кислі грунти з метою недопущення їх кислотної деградації.

В останні роки спостерігається деяка тенденція до збільшення обсягів внесення вапнякових меліорантів на кислих грунтах. Окрім цього, за дослідженнями Національного наукового центру «Інститут грунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського» термодинаміки грунтових процесів показують, що суцільне і надмірне вапнування кислих грунтів нерідко призводить до розвитку небезпечних явищ у сучасному грунтоутворенні, які суттєво можуть погіршити екологічний стан не тільки грунтового, але й навколишнього середовища.

До екологічно небезпечних явищ, що мають місце на кислих грунтах за умов їх перевапнування, відносять:
– Спалах процесів розкладу та мінералізації органічної речовини кислих грунтів під впливом вапнування, нейтралізація грунтового середовища, що призводить до надмірного накопичення у грунтовому розчинні нітратного азоту;
– Інтенсифікація процесів вимивання нітратів, кальцію та водорозчинної органіки в підгрунтові води, емісія діоксиду вуглецю і газообмінних сполук азоту з грунту в аеротон, тобто посилення процесів евтрофікації та забруднення поверхневих вод, атмосферного повітря;
– Перевапнування малобуферних грунтів, у процесі якого відбувається надто різке зрушення кислотно-основної рівноваги і грунти трансформуються з грунтів з кислою реакцією до грунтів з лужною, що є агроекологічно несприятливим явищем для вирощування сільськогосподарських культур (люпину, жита, льону, картоплі тощо). Стійкість до хвороб названих культур у цих умовах істотно падає. Післядія явища перевапнування кислих грунтв може тривати 2-3 і більше років;
– Перевапнування нерідко є причиною виникнення дефіциту для рослин ряду мікроелементів (міді, цинку, кобальту і ін.) через їх трансформацію в малодоступні для рослин форми та антагоністичні взаємовпливи.

У цілому нормоване вапнування кислих грунтів позитивно впливає на їх агроеклогічний стан, незважаючи на можливі негативні явища, які нами відмічено вище. Позитивна дія вапна полягає у:
– Нейтралізації грунтової кислотності й зміщенні поглинутого іону гідрогену на іон кальцію вапняного меліоранту;
– Поліпшенні азотного режиму грунтів через активізацію діяльності корисних мікроорганізмів, особливо азотофіксуючих і нітрифікуючих бактерій;
– Запобіганні виникненню мікробного токсикозу при застосуванні мінеральних добрив;
– Покращенні умов життєдіяльності дощових черв’яків, які сприяють аерації, фільтрації й утворенню водостійких агрегатів;
– Перешкодженні надходженню в рослини важких металів і радіонуклідів;
– Стимуляції розвитку корисних мікроорганізмів, які мають важливе агрономічне значення;
– Сприянні процесам знешкодження залишків біоцидів (пестицидів, гербіцидів, фунгіцидів тощо);
– Зниженні ушкодження рослин хворобами та шкідниками;
– Підвищенні ефективності внесених добрив та якості отриманої продукції.

Внесене у грунт вапно діє і як поживна речовина, оскільки в ньому міститься кальцій, четвертий за значенням із десяти найважливіших макроелементів у живленні рослин.

Формування кислого середовища грунту. Вторинне підкислення

Кисле грунтове середовище формується під впливом елювіальних, глейових, підзолистих, глейових, глеє-елювіальних та інших елементарних процесів грунтоувторення. Значна частина грунтів успадкувала свою кислу реакцію від материнської породи. В умовах промивного і застійно-промивного водного режимів із грунту вимиваються лужні та лужноземельні катіони, присутність яких надає середовищу грунту нейтральної та лужної реакції. Інтенсивний розвиток грунтоутворення за елювіально-ілювіальним типом призводить до формування грунтів з кислою реакцією грунтового розчину навіть на карбонатних породах (наприклад, сірі лісові та опідзолені грунти на карбонатних лесах, дернові опідзолені на крейдяно-маргенальних відкладах тощо). У цьому випадку кальцій, як один з найефективніших регуляторів кислотно-лужної рівноваги грунту, є спорідненим з колоїдним комплексом грунту і швидко включається в процес грунтоутворення, нейтралізуючи кисле середовище грунту. Інша справа з грунтами, для яких кальцій є «чужорідним» елементом (буроземи кислі, дерново-підзолисті й буроземно-підзолисті грунти). Він погано включається в органо-мінеральний колоїдний комплекс грунту, утворює бікарбонати і швидко вимивається з грунтового середовища, посилаючи водночас емісію діоксиду вуглецю з грунту в аеротоп.

Природна кислотність грунтів формуються в процесі трансформації органічних речовин грунту. При низькому вмісті в рослинному опаді лужноземельних металів та білкових сполук, особливо в анаеробному середовищі, процес бродіння завершується утворенням різноманітних органічних кислот, що сильно підкислюють грунт, особливо якщо в ньому відсутні нейтралізатори цих кислот.

Процес вторинного підкислення грунтів відбувається також під впливом розбалансованих систем землеробства і техногенних випадів. Це пов’язане з інтенсивним застосуванням мінеральних добрив, особливо азотних, випаданням кислих дощів, порушенням структури сівозміни (висока насиченість сівозміни кальцієфільними культурами, що виносять з урожаєм значну кількість кальцію і призводить до декальцинації грунту). Наприклад, глибоке заорювання зеленої маси сидеральних небобових культур на сильно ущільнених і/або перезволожених грунтах через відсутність дренажу чи глибокого розпушування різко інтенсифікує розвиток глейових процесів і, як наслідок, підкислення грунтового середовища. Процес вторинного підкислення, обумовлений кислотними опадами та незбалансованим застосуванням мінеральних добрив, зачіпає навіть нейтральні за своєю природою чорноземи типові.

Кислі отмосферні опади (кислі дощі), які є безпосереднім наслідком забруднення атмосфери викидами промислових підприємств, несуть суттєву загрозу родючості грунтів і їх агроекологічному стану. Негативна дія кислих атмосферних опадів полягає у підвищенні інтенсивності вимивання речовин, руйнуванні агрономічно цінної структури, порушенні газового режиму, пригніченні біоти грунту, в активізації переходу в рухомі форми алюмінію, заліза, важких металів, радіонуклідів, які чинять токсичний вплив на розвиток рослин і забруднюють рослинницьку продукцію.

Зазначимо, що за норму вважають атмосферні опади, показник рН яких дорівнює 5,5 -5,7 одиниць. За багаторічними дослідженнями Національного наукового центру «Інститут грунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського» та інших наукових установ,  у теперішній час в Україні нерідко випадають дощі з рН 4,5 і менше.

Що дешевше хімічна меліорація чи добрива? Або як впливає кислотність ґрунту на засвоєння елементів живлення

Українським науково-практичним центром «Інститут живлення рослин» проведено дослідження оптимального показника pH, при якому засвоюється уся доза більшості добрив внесених для сільськогосподарських рослин.

Кислотність ґрунту – надзвичайно важливий фактор впливу на ріст та розвиток сільськогосподарських рослин, а саме, на засвоєння ними поживних речовин. pH, реакція ґрунтового розчину фактично визначає агрохімічні якості ґрунтів, і як наслідок, ростові процеси у рослин. Наслідки невідповідності вимог рослини до показника кислотності ґрунту, та його фактичного значення згубні для аграріїв. Окрім втрат врожаю, це ще й значне падіння якісних характеристик продукції.

Кислотність ґрунту багато у чому визначає доступність поживних речовин для рослини. Відразу, зазначимо, що надмірно низькі показники (pH < 4,0) і надзвичайно високі (pH >9,0) обумовлюють токсичний вплив на кореневу систему рослин, і фактично, вбивають останніх. А у межах цього діапазону кислотність ґрунту визначає можливість засвоєння рослиною основних елементів живлення. Так, для прикладу, при pH=4,0-5,5 марганець, залізо та алюміній переходять у легкодоступні форми і нарощують власну концентрацію до токсичного рівня. Надлишок цих елементів погано впливає на розвиток усіх рослин, порушуючи білковий та вуглеводний обмін речовин, процеси утворення органів розмноження, та часто призводить навіть до загибелі посівів. Низький показник кислотності призводить до гальмування і пригнічення процесів засвоєння сірки, кальцію, магнію та молібдену. Результат такого голодування – загибель рослин, на яких не помічалось ніяких тривожних ознак. Занадто висока кислотність ґрунту дуже погано впливає на розвиток бульбочкової бактерії, що практично унеможливлює необхідний рівень засвоєння азоту бобовими рослинами.

На сильно лужних ґрунтах (pH=7,5-8,5) помітно знижується доступність марганцю та міді, цинку та бору, заліза та багатьох інших мікроелементів. У даному випадку це пов’язано із утворенням нерозчинних гідроокисів цих елементів, і не здатністю рослин засвоювати їх у такому вигляді. При оптимальній кислотності ґрунту поживні елементи залишаються у доступній для рослин формі, що забезпечує необхідний рівень живлення. Рослини засвоюють мінеральні елементи за рахунок діяльності кореневої системи, у вигляді катіонів і аніонів (позитивно та негативно заряджених іонів). Причому рослини поглинають іони не лише з ґрунтового розчину, а й ті, що перебувають на часточках гумусу і глинистих мінералах. Цей процес відбувається за рахунок впливу кореневих виділень, що мають хорошу розчинну здатність, органічних та амінокислот,  на тверду фракцію ґрунту. Саме цей вплив і обумовлює перехід поживних речовин у доступну форму.

А тепер перейдемо до найцікавішого, до того як впливає кислотність ґрунту на рівень засвоєння поживних речовин:

201512022478

Залежність засвоєння основних елементів живлення від рівня pH ґрунту

Таблиця демонструє, яка кількість добрив у відсотках, засвоюється при різному рівні кислотності ґрунту.

Отже, оптимальним показником pH є 6,5-7,0, при якому засвоюється уся доза більшості добрив внесених для сільськогосподарських рослин. При pH 5,5 ми втрачаємо фактично четверту частину внесеного азоту, третину калію, та половину фосфору, а це все наші з вами гроші, вкладені у купівлі цих добрив і недозароблені на врожайності. Так давайте прикинемо, що нам обійдеться дорожче, вапнування аби досягнути оптимального рівня кислотності ґрунту, чи катастрофічні втрати добрив?