Известкование и разложение пожнивных остатков кукурузы

После уборки кукурузы на зерно на поле остается значительное количество растительных остатков. Считается, что в растительных остатках кукурузы отношение сухого вещества (СВ) зерна к СВ соломы в зависимости от гибрида культуры и условий роста в период вегетации колеблется в широких пределах — от 1:1 до 1:1,5. При урожайности сухой массы зерна 100 ц/га и отношении СВ зерна к соломе 1:1,2-1,4 в почву поступит соответственно 12-14 тонн биомассы. При запашке такого количества пожнивных остатков, которые содержат около 42% углерода (Corg), в почву попадает 5,04-5,88 тонн органического углерода. Если учесть, что коэффициент гумификации органического вещества оставляет 0,25%, то в почву с соломой кукурузы поступит 1,26-1,47 т/га новообразованного гумуса. Если правильно поступить с этим количеством биомассы, то можно ликвидировать снижение содержания органического вещества в почвах разного гранулометрического состава при возделывании этой культуры (табл. 1).

Таблица 1. Коэффициент репродукции и разложения органического вещества (Kundler и др., 1981)

Известно, что активность обитающих в почве бактерий диазотрофов ограничивает подкисление почвы, недостаток содержания в ней кальция и магния, а также внесение азотного удобрения. Диазотрофные бактерии очень полезны, поскольку связывают атмосферный азот, обогащая им почву. Однако этого не происходит, если азот вносится в почву с минеральным удобрением. Исследования показывают, что в результате запашки соломы с одновременным внесением извести атмосферный азот связывается почвенными диазотрофами в количестве 15-25 кг N/га, что свидетельствует о положительном влиянии приема на жизнедеятельность данных бактерий.

На полях, где солома запахивалась в почву с известью, повышается содержание гумуса по сравнению с полями, где по соломе вносили азот (рис.). На скорость разложения биомассы в почве, помимо степени ее измельчения, также влияет соотношение в различных видах соломы С : N, а также соотношение лигнин : N (табл. 2).

Таблица 2. Соотношение C : N в растительных остатках, запаханных в почву (Grzebisz, 2008)

На основе этих двух показателей органические остатки культур делят на 4 класса по способности к разложению при запашке в почву (табл. 3). Скорость разложения пожнивных остатков прямо пропорциональна содержанию в них полисахаридов и обратно пропорциональна содержанию лигнина и соотношению С : N.

Таблица 3. Классификация растительного материала по степени биоразложения (Praveen-Kumar и др., 2003)

В почве интенсивное разложение содержащихся в растительных остатках полисахаридов начинается уже через несколько недель после их запашки и прекращается через 4-6 месяцев. Полный распад целлюлозы, которая преобладает среди соединений углерода, длится от 6 до 9 месяцев после запашки остатков. Полисахариды играют положительную роль в формировании наиболее благоприятной комковатой структуры почвы.

Скорость разложения соломы любой культуры зависит не только от степени ее измельчения и перемешивания с почвой, но и от развития почвенных микроорганизмов, которые эти остатки разлагают. В свою очередь, развитие почвенных микроорганизмов зависит от ряда факторов, в том числе и от доступности углерода (С) и азота (N).

Соотношение C : N в соломе кукурузы составляет в среднем 40 : 1 (табл. 2). Это довольно много и означает, что пожнивные остатки кукурузы являются для почвенных микроорганизмов хорошим источником углерода, но недостаточным по азоту. Поэтому микроорганизмы восполняют этот дефицит, используя азот из запасов почвы (Nmin). Этот процесс способствует возникающему недостатку азота, что в результате приводит к азотному «голоданию» молодых растений. Особенно страдают от этого озимые зерновые и рапс, посевы которых изреживаются, увеличивается их засоренность, снижается урожайность. После того, когда запасы почвенного азота исчерпываются, интенсивность развития микроорганизмов в почве снижается, что замедляет разложение остатков. Именно поэтому повсеместно рекомендуется при запашке соломы в почву вносить азотные удобрения. Однако не все научные исследования это подтверждают.

Запашка соломы может негативно влиять на почву во влажные годы, когда продукты разложения 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 инфекциям. Вносить известь при запашке соломы лучше непосредственно после уборки культуры. Далее рекомендуется двукратное перемешивание соломы с известью с верхним слоем почвы на глубине 8-12 см, а затем вспашка.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2013 г., № 17).