Кальций и пожнивные остатки кукурузы

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)

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)

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)

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).