Оцінити стан і встановити напрям еволюційних змін родючості чорноземів Степу дозволяє порівняння цілинних і орних земель. Наприклад, на території Ерастівської дослідної станції Інституту зернових культур НААН України (П’ятихатський район Дніпропетровської області) найсуттєвіші зміни вмісту гумусу спостерігали в шарі 0–30 см (6,15% на цілині за 4,24% на ріллі). Далі по профілю вона поступово звужується і вже в шарах ґрунту від 30–40 см до 90–100 см коливається в межах 0,35–0,18% з перевагою цілинної ділянки. Потужність гумусованого профілю ґрунтів цілинної ділянки наближається до 70–80 см, а на ріллі — до 60–70 см. У сучасних умовах за відсутності достатньої кількості гною для підвищення родючості ґрунтів застосовують побічну продукцію рослинництва. Обсяги виробництва її в Україні сягають 80–100 млн тонн на рік. Основна частка цієї продукції (понад 50%) — солома зернових колосових і зернобобових культур.
Результати наукових досліджень і практичний досвід застосування не незернової частини врожаю доводять, що використання соломи є ефективним засобом підтримання бездефіцитного балансу гумусу й поживних елементів, додатковим джерелом органічних добрив. Зважаючи на це значна частина її має повертатися до біологічного колообігу. Солома містить майже 15% води і приблизно на 80% складається з органічної речовини. Целюлоза, пентозани, геміцелюлоза й лігнін слугують енергетичними матеріалами для мікроорганізмів ґрунту, а продукти їх деструкції — будівельним матеріалом для лабільного гумусу. Хімічний склад соломи суттєво змінюється залежно від властивостей ґрунту, агротехнічних заходів і погодних умов. У середньому солома містить 0,5% азоту, 0,25 — фосфорного ангідриду, 0,8 — окису калію і 35–40% органічного вуглецю. З одною тонною рослинного субстрату на 1 га ґрунту може надійти 5 кг азоту; 2,5 кг фосфору; 8 кг калію; 8–9 г бору; 1–3 г міді; 6–14 г марганцю; 0,5 г молібдену, 3–13 г цинку і 0,3–1,0 г кобальту. За гумусовим еквівалентом одна тонна соломи замінює 2,5–3,0 т підстилкового гною.
Під час розкладання соломи через відносно низький умістом у ній азоту, процеси мінералізації істотно переважають над процесами гуміфікації. З наявної в ґрунті свіжої органічної речовини в середньому 80–90% мінералізується до кінцевих продуктів (вуглекислота, вода, елементи живлення) і тільки 10–20% бере участь у синтезі гумусних сполук. Установлено, що для кореневих решток озимої пшениці коефіцієнт гуміфікації становить у межах 0,15–0,18 (С : N — (35–40):1), для соломи — приблизно 0,10 (С : N — 80:1), для гною — 0,2–0,3 (С : N — (25–30):1).
Класична технологія використання соломи на добриво передбачає ретельне подрібнення її і рівномірне розподілення по полю під час збирання врожаю, наступне внесення й загортання у вологий ґрунт — переважно амонійних форм азотних добрив. Найкращі результати отримують, коли довжина часток соломи не перевищує 10 см, а загортання її на першому етапі проводиться важкими дисковими боронами на глибину 6–8 см. Через певний проміжок часу (зазвичай не менше як 3–4 тижні) на полі виконують технологічні операції, передбачені регламентом вирощування сільськогосподарської культури. Під впливом мульчування соломою помітно змінюється напрям і інтенсивність біохімічних процесів у ґрунті, зокрема, зростає вміст у ньому рухомих сполук фосфору та калію, посилюється діяльність основних груп мікроорганізмів азотного ряду. У посівному шарі завдяки кращому забезпеченню енергетичним матеріалом, а також меншому коливанню вологості й температури збільшується чисельність корисної фауни. Крім того, використання соломи на добриво має важливе екологічне значення:
- утилізується велика маса органічної речовини, що мінералізується в ґрунті, елементи продуктів напіврозкладання повністю поглинаються ґрунтовим комплексом;
- солома повторно додається до колообігу мінерального й органічного живлення рослин для формування нового врожаю;
- солома, розкладаючись у ґрунті протягом тривалого часу, не забруднює його високими концентраціями нітратного азоту, органічним фосфором і калієм;
- сталий баланс надходження до ґрунту й витрат елементів живлення рослинами із соломи унеможливлює вимивання рухомих елементів і винесення їх із поверхневим стоком
у водойми; - рівномірно розкидана по полю солома в спекотний літній час захищає ґрунт від пересихання й ущільнення;
- внесення соломи в ґрунт стимулює розвиток ґрунтової фауни, що виявляється в підвищеній активності бактерій, дощових черв’яків й інших живих організмів;
- з ліквідацією скирт соломи погіршуються умови розмноження мишоподібних гризунів, накопичення насіння бур’янів, а також патогенної мікрофлори зернових культур.
Солома, що рівномірно розподілена на поверхні поля або загорнута у верхній шар ґрунту, сприяє поліпшенню хімічних і фізичних властивостей чорнозему, пришвидшує інфільтрацію вологи в глибокі горизонти, зменшує ерозію, запобігає запливанню ґрунту й утворенню поверхневої кірки. Подрібнені рослинні рештки поглинають залишковий невикористаний азот, запобігають його втратам, а потім, розкладаючись, віддають наступним культурам. До того ж скорочується кількість проходів агрегатів по полю, витрати праці та коштів.
Розвиток негативних явищ (гальмування ростових процесів, пожовтіння листків, зниження врожайності зерна) доволі часто зумовлений закріпленням азотних сполук ґрунту мікроорганізмами, які розкладають рослинні рештки. З метою усунення депресивного впливу останніх на рослини рекомендують вносити компенсаційний азот (8–12 кг/т) у післязбиральний період, коли виконають фонове лущення стерні (під озимину, за достатньої зволоженості орного шару, на малородючих ґрунтах), або весною — у рік вирощування просапної культури (на високих агрохімічних фонах та ерозійно податливих землях). Інколи солому загортають без застосування компенсаційних доз азотних добрив, окремо, але з невеликим збільшенням їх кількості за основного (осіннього чи весняного) внесення. Бажано вибирати такі строки внесення компенсаційного азоту, щоб період найбільш енергійного біологічного поглинання поживних речовин ґрунту за розкладання соломи не збігався в часі з посиленою вегетацією рослин. Недоцільно вносити наднормативний азот за утилізації горохової соломи, а також на полях, які відводять під чистий пар.
Перспективним напрямом використанням побічної продукції рослинництва є й заміна азотних добрив комплексними біопрепаратами (деструкторами) для пришвидшення процесів розкладання рослинних решток. Важливо враховувати, що невикористаний з осені додатковий азот за певних умов може піддаватися денітрифікації або мігрувати з низхідними потоками води. Якщо в посушливі роки вертикальне переміщення нітратів не перевищує позначки 50 см, то у вологі роки вони транспортуються на глибину до 1,5 м залежно від кількості й характеру опадів в осінньо-зимовий період, гранулометричного складу ґрунту, способів його обробітку тощо. Азот, що мігрує глибше як 1 м, рослини засвоюють тільки після використання ними вологи верхніх шарів і подальшої її капілярної подачі з нижніх горизонтів до поверхні. Тобто надходження глибокопромитих нітратів у зону зосередження основної маси коренів польових культур гальмується найбільше за дощової й прохолодної погоди навесні, коли висхідний рух води під дією градієнтів температури та вологості уповільнюється.
Як показали спостереження, наявність значної кількості рослинних решток у верхньому шарі ґрунту за безполицевого обробітку ускладнює контроль над бур’янами. Рослинні компоненти перешкоджають контакту гербіцидів із ґрунтом, чим обмежують міграцію й сприяють випаровуванню їх, особливо за нерівномірного розподілу стерні на поверхні поля, відсутності опадів, вітряної сухої погоди. У поєднанні зі зміною фітоценотичної структури бур’янів, їх резистентності й кількісної динаміки це вимагає відповідного підвищення доз застосування хімічних препаратів. Використання соломи на добриво може створювати потенційну загрозу збільшення вмісту токсичних речовин у ґрунті (через вивільнення фенолів і кислот із розкладанням «свіжого» рослинного субстрату), що гальмує проростання насіння, уповільнює ріст коренів, призводить до невирівняності посівів і зниження продуктивності рослин.
За мілкого загортання соломи існує ймовірність погіршення якості допосівної підготовки ґрунту й сівби, що потребує насамперед удосконалення технічного супроводу операційної технології вирощування польових культур на стерньовому фоні. Для послаблення або повного усунення подібних явищ рекомендують дотримуватися сівозмін, а також вносити солому переважно під ярі пізні культури на тлі застосування помірних доз мінерального азоту та відповідних знарядь, що забезпечують змішування пожнивно-кореневих решток із великим обсягом ґрунту.
Олександр ЦИЛЮРИК, Дніпровський державний аграрно-економічний університет
