После уборки кукурузы на зерно на поле остается очень много растительных остатков. Считается, что отношение сухого вещества (СВ) зерна к СВ соломы в зависимости от гибрида и условий роста в период вегетации колеблется в широких пределах — от 1:1 до 1:1,5. При соотношении 1:1,2-1,4 для формирования 10 т сухого вещества зерна растения обеспечат 12-14 тонн зеленой массы соответственно. Запахивая такое количество пожнивных остатков, которые содержат около 42% Corg, мы вносим в почву от 5,04 до 6 тонн органического углерода. С учетом коэффициента гумификации (0,25%) в почве сформируется 1,26-1,47 т/га гумуса. Если правильно распорядиться этим количеством растительных остатков, то можно снизить потери органического вещества почвы в результате возделывания этой культуры (табл. 1).
Таблица 1. Коэффициент репродукции и снижения органического вещества (Kundler и др. 1981)
| Культура либо органическое удобрение | Коэффициент репродукции (+) или снижения (-) в т/га органического вещества для почв: | ||
| легких | средних | тяжелых | |
| Корнеклубнеплоды | - 1,26 | - 1,40 | - 1,54 |
| Кукуруза | - 1,12 | - 1,15 | - 1,22 |
| Зерновые, масличные | - 0,49 | - 0,53 | - 0,56 |
| Зернобобовые | + 0,32 | + 0,35 | + 0,38 |
| Травы | + 0,95 | + 1,05 | + 1,16 |
| Бобовые | + 1,89 | + 1,96 | + 2,10 |
| Навоз (25% СВ) 10 тонн | + 0,70 | ||
| Животнов. стоки (перегной) (7% СВ) | + 0,28 | ||
| Солома (86% СВ) | + 1,80 | ||
Главным фактором, ограничивающим активность диазотрофов, является подкисление почвы, недостаток кальция и магния, а также внесение азота. Диазотрофные бактерии очень полезны. Они не связывают свободный азот, что требует затрат энергии, если применяем этот элемент в форме удобрения. Исследования указывают, что в результате запашки соломы с одновременным внесением извести можно закрепить свободный азот почвенными диазотрофами в количестве 15-25 кг N/га. Сравнивая баланс азота на полях с запаханной соломой и известкованием и на полях, где вносили азот по соломе, можно видеть, что в первом случае в почве повышается содержание гумуса (рис. 1). О скорости разложения соломы, помимо степени измельчения, говорит соотношение С : N, которое в соломе особенно большое (табл. 2), а также соотношение содержания лигнин : N.
Таблица 2. Соотношение C : N в растительных остатках, запаханных в почву (Grzebisz 2008)
| Органическое вещество | Соотношение C : N |
| Гумус почвы | 10 : 1 |
| Навоз | 15 : 1 |
| Солома кукурузы | 40 : 1 |
| Солома пшеницы | 80 : 1 |
| Солома ржи | 100 : 1 |
| Пожнивные остатки бобовых и зернобобовых культур | 27 : 1 |
На основе этих двух показателей органическую массу, запаханную в почву, делят по способности к биодеградации на 4 класса (табл. 3). Скорость разложения пожнивных остатков прямо пропорциональна содержанию полисахаридов и обратно пропорциональна содержанию лигнина и соотношения С : N.
В почве интенсивное разложение полисахаридов начинается уже через несколько недель после запашки и прекращается через 4-6 месяцев. Полный распад целлюлозы, которая преобладает среди соединений углерода, длится от 6 до 9 месяцев после запашки биомассы в почву. Полисахариды играют большую роль в формировании наиболее благоприятной комковатой структуры почвы.
Таблица 3. Классификация растительного материала по степени разложения (биодеградации) (Praveen-Kumar и др. 2003)
| Восприимчивость к биоразложению | Показатель способности к биоразложению | |
| C : N | Лигнин : N | |
| Высокая | < 18 | < 5-4 |
| Умеренная | 19-27 | 5-7 |
| Невысокая | 28-60 | 7,5-15 |
| Очень низкая | > 61 | > 15 |
Скорость разложения кукурузной соломы, как и соломы других культур, зависит не только от тщательности ее измельчения и перемешивания с почвой. На нее влияет степень развития почвенных микроорганизмов, которая, в свою очередь, зависит от ряда факторов, в том числе от доступности углерода (С) и азота (N). Соотношение C:N в соломе кукурузы составляет в среднем от 40:1 (табл. 2). Это довольно много и означает, что пожнивные остатки представляют для почвенных микроорганизмов очень хороший источник углерода, но недостаточный — азота. Поэтому микроорганизмы, разлагающие вегетативную биомассу, восполняют этот дефицит, забирая азот из почвы (Nmin). Этот процесс приводит к периодическому недостатку азота, а в результате — к азотному «голоданию» молодых растений. Особенно страдают озимые зерновые и рапс, посевы изреживаются, нарастает засоренность, урожай снижается. После того, как запасы почвенного азота исчерпываются, деятельность микроорганизмов снижается, что в результате затягивает разложение растительных остатков.
Именно поэтому повсеместно рекомендуется при запашке соломы в почву вносить азот. Однако научные исследования этого не подтверждают. Иногда запашка соломы может оказывать негативное влияние на почву. Это проявляется во влажные годы, когда продукты гидролиза целлюлозы подвергаются процессам ферментации в условиях недостатка углерода. Продукты ферментации сахаров обладают сильным фитотоксичным влиянием на растения, что становится видно по их усыхающему виду, ограничению усвоения минеральных элементов и повышенной восприимчивости к инфекции. Известкование при запашке соломы лучше проводить непосредственно после уборки культуры. Далее рекомендуется двукратное перемешивание соломы и кальция с верхним слоем почвы на глубину 8-12 см, а затем вспашка.
Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2013 г., № 17).