После уборки урожая в поле остается большое количество пожнивных (растительных) остатков: стеблей, листьев, соломы и иной наземной массы. Они играют важную роль в здоровье почвы и в частности, формировании почвенной биоты, так как содержат большое количество микро- и макроэлементов. Их наличие в поле предотвращает развитие ветровой и водной эрозии, сохраняет влагу в почвенном горизонте.
Проводимые российскими учеными исследования показывают, что пожнивные остатки не только улучшают качество почвы, но и способствуют увеличению урожайности. Они обогащают почву важными микроорганизмами и усиливают ее плодородие. Наличие в поле пожнивных остатков способствуют снижению использования химических удобрений и пестицидов, что благотворно влияет на окружающую среду.
Главным показателем плодородия почвы является содержание гумуса. Этот показатель справедливо оценивается как запас питательных веществ, переходящих из органических соединений в минеральные формы в результате деятельности микроорганизмов. Известно также положительное влияние органического вещества на водно-воздушный и температурный режимы, буферность и биологическую активность, улучшение поглощающего комплекса и обменной способности почвы.
Растительные остатки несмотря на свою, казалось бы, бесполезность, несут большое количество пользы для почвенной биоты и возделываемых культур, считает кандидат биологических наук Александр Шумилин. В период проведения осенних работ в поле растительные остатки заделываются в почву путем зяблевой обработки (лущение стерни, внесение минеральных удобрений, рыхление почвы, борьба с подплужной подошвой). Данные агроприемы являются важными для сохранения продуктивной влаги в почве и последующего получения хороших всходов сельхозкультур.
Некоторыми агроприемами (в частности, борьба с почвенными патогенами, ускорение разложения растительных остатков, борьба с остаточным количеством пестицидов) фермеры пренебрегают. В частности, стоит отметить, что совместно с растительными остатками в почву заделывается большое количество патогенов, которые не были уничтожены фунгицидами.
Хозяйства, которые в качестве основного агроприема используют вспашку, не сталкиваются с проблемой разложения растительных остатков. Однако регионы, для которых характерен недостаток влаги в почве в осенний период, возделывание большого количества сельхозкультур, загущенные посевы, сталкиваются с проблемой высокой концентрации растительных остатков на полях. И в ряде случаев эти остатки препятствуют посеву последующей культуры за счет своей высокой плотности.
На растительных остатках после уборки культуры остается большое количество патогенов.
Большинство возбудителей болезней поражают как однодольные, так и двудольные культуры. В частности, для фузариоза зачастую нет разницы, какую культуру поражать. Даже смена культуры в севообороте не снизит риск поражения растений грибом рода Фузариум. Поэтому крайне важно проводить борьбу с возбудителем заболевания не только на самих растениях, но и в почве на растительных остатках.
В частности, возбудители фузариоза сохраняются в растительных остатках и в почве в течение 2-3 лет. Поэтому крайне важно соблюдать севооборот и возвращать культуру в поле исключительно с соблюдением рекомендованного интервала.
Чтобы минимизировать накопление и концентрацию патогенов в почве при интенсивном севообороте, а также «преобразовать» растительные остатки из бесполезных в полезные рекомендовано использовать препараты, снижающие степень развития патогенов.
Стоит отметить, что после уборки любой культуры в поле остается большое количество пожнивных остатков, соизмеримое объему убранного урожая. К примеру, после уборки 6 т зерновых культур также же количество растительных остатков остается в поле. При уборке подсолнечника и кукурузы объемы еще больше. Подсолнечник после уборки оставляет в поле более 6 т растительных остатков, кукуруза – до 20 т.
Сжигание
По усредненным данным на каждую тонну зерна приходится около 2 т соломы, в которой концентрируется почти 50% элементов питания, потребляемых сельхозкультурой в процессе вегетации. Сжигание лишает почву части минералов, внесенных под культуру в виде удобрений, а также причиняет серьезный ущерб экологии.
Одна тонна соломы содержит около 35% органического углерода, 8,5 кг азота, 4 кг фосфора и 13 кг калия. В процессе ее разложения в почву поступают питательные вещества, способствующие улучшению ее структуры и свойств.
Для того чтобы запустить процесс минерализации 1 т соломы, требуется около 10 кг азота. Солому можно заделать в почву, однако тогда процесс разложения пожнивных остатков затянется и задействует азот почвенной органики, а это в свою очередь неблагоприятно скажется на почвенном плодородии.
Сжигание пожнивных остатков прямо в поле ранее считалось наиболее распространенным методом борьбы с ними до момента введения серьезных штрафов на правительственном уровне. Эксперт отметил, что сжигание несет существенный вред окружающей среде и микробиоте почвы. В частности, это серьезные потери азота и углерода. И если азот в почве еще можно восполнить за счет внесения минеральных удобрений и выращивания культур, насыщающих почву биологическим азотом, то потери углерода восполнить физически невозможно. Даже для частичного восполнения углерода в почве требуется внесение огромного количества органических удобрений, что экономически нецелесообразно. В составе соломы может находится до 20% естественного углерода. Несложно посчитать, какое количество органических удобрений придется внести, чтобы восполнить этот потери углерода, образующиеся при сжигании стерни.
В перерасчете на денежный эквивалент, около 800 руб/га теряет фермер при сжигании трех тонн соломы с каждого гектара.
Вспашка
Затраты на вспашку даже в регионах нечерноземной зоны будут составлять порядка 30 литров ГСМ на 1 гектар, что в денежном эквиваленте составляет в среднем 1800 рублей/га. В регионах с тяжелыми глинистыми почвами глубокую вспашку сложно провести, допускается проведение дискования.
Внесение минеральных удобрений
Внесение больших доз минеральных удобрений, в частности, азота ускоряет разложение растительных остатков. Однако проблема в том, что сам по себе азот независимо от его формы не производит разложение растительных остатков, которые являются питательной средой для микроорганизмов, обитающих в почве. Внесение ударных доз удобрений провоцирует еще большее развитие патогенов и спор грибов, которые остались после уборки сельхозкультуры как на пожнивных остатках, так и в почве. И именно эти патогены способствуют разложению растительных остатков.
Одним из эффективных методов переработки остатков эксперт назвал использование биодиструкторов, которые в совокупности с вносимыми минеральными удобрениями в рекомендуемых дозировках будут эффективно справляться с оставшейся на поле растительностью.
Биодиструкторы способствуют разложению послеуборочных и корнепожнивных остатков, повышают плодородие почвы, за счет обогащения ее питательными веществами и развития полезной микрофлоры.
Одной из проблем разложения пожнивных остатков особенно зерновых культур является высокое содержание лигнина в составе соломы. Лигнин сложнорасщепляемый, имеет большую пространственную структуру и соответственно большую массу молекул. Только после разложения лигнина растительные остатки начинают терять свою структуру.
С расщеплением лигнина успешно справляется род грибов-аскомицетов Триходерма. Поэтому при выборе биодиструктора стерни предпочтение следует отдавать продуктам, содержащим данный гриб.
После уборки на поле остается около 3 тонн соломы (при урожайности 25-40 ц/га). В одной тонне растительных остатков пшеницы содержится: 5 кг азота, 1,5 кг фосфора, 10 кг калия.
Ориентировочно 3 тонны соломы на поле при ее разложении дают в альтернативе около 4 тыс. рублей. Использование диструкторов позволяет повысить эффективность содержащихся в пожнивных остатках элементах питания. Некоторые виды биодиструкторов повышают доступность элементов питания не только из вносимых удобрений, но и из соломы и самой почвы. В частности, фосфор отличается низкой степенью поглощения растениями из удобрений. Большая часть фосфора является немобильной, во-вторых, данный элемент очень быстро связывается с почвой, особенно с тяжелой, глинистой, а использование диструкторов позволяет повысить доступность данного элемента.
Аналогичная ситуация с пожнивными остатками подсолнечника и кукурузы. В частности, после уборки подсолнечника на поле остается в среднем 5-7 тонн растительных остатков. В среднем, в них содержится 50-75 кг азота, 25-30 кг фосфора, 200-250 кг калия, что в целом позволяет фермеру в последующем экономить на внесении синтетических минеральных удобрений. При этом подсолнечник считается самой «азотовозвращающей» культурой. К примеру, если пшеница возвращает в почву 1/3 накопленного азота с растительными остатками, то подсолнечник – 2/3 азота. Поэтому чем быстрее будут разложены растительные остатки подсолнечника, тем больше элементов питания (и не только азота) вернется в почву и будет доступно растениям в следующем году.
По кукурузе и подсолнечнику проблемой является скорость разложения пожнивных остатков. Во-первых, их очень много остается в поле, во-вторых, размер этих остатков в сравнении с соломой от зерновых культур достаточно большой и их разложение в естественной среде может растянуться на 4-5 лет. Даже при хорошем измельчении период разложения 70% растительных остатков подсолнечника в поле составляет минимум два года и то при условии хорошей влагообеспеченности. Применение диструкторов ускоряет процесс разложения растительных остатков и подсолнечника, и кукурузы. Действующие вещества, входящие в диструкторы, снижают твердость и размер растительных остатков, которые становятся более ломкими и не затрудняют выполнение агротехнологических работ в поле, в том числе посев последующих культур в новом сельхозсезоне.
Пожнивные остатки являются ценным ресурсом для обогащения почвы. Оставаясь в поле, они выполняют сразу несколько функций:
Улучшение структуры почвы
Растительные остатки помогут сохранять рыхлую и крупногранулированную структуру почвы, что способствует проникновению влаги и воздуха в нижние горизонты.
Повышение гумуса
Оставленная на поле растительность постепенно разлагается и способствуют образованию гумуса в почве, а также высвобождению питательных веществ.
Защита почвы
Пожнивные остатки предотвращают эрозию почвы, смывание плодородного слоя под влиянием ветра и дождя.
Уменьшение сорной растительности
Послойное покрытие пожнивными остатками снижает количество сорняков, которые могут прорастать и конкурировать с посевами.
В целом, обогащение почвы пожнивными остатками является эффективным способом поддержания ее плодородия и устойчивого земледелия. Их правильное использование поможет улучшить структуру почвы, повысить ее плодородие и снизить вредное воздействие на окружающую среду. При грамотном подходе можно добиться повышения рентабельности производства за счет снижения норм внесения минеральных удобрений и повышения урожайности сельхозкультур.