Результати наукових досліджень і практичний досвід застосування незернової частини врожаю доводять, що солома є ефективним засобом підтримання бездефіцитного балансу гумусу і поживних елементів, додатковим джерелом органічних добрив. У зв’язку з цим значна частина її має повертатися до біологічного кругообігу.
Солома містить майже 15% води і приблизно на 80% складається з органічної речовини. Целюлоза, пентозани, геміцелюлоза і лігнін слугують енергетичними матеріалами для мікроорганізмів ґрунту, а продукти їх деструкції — будівельним матеріалом для лабільного гумусу. Хімічний склад її 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 1 т 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 1 т соломи замінює 2,5–3,0 т підстилкового гною.
Під час розкладання соломи, у звʼязку з відносно низьким умістом у ній азоту, процеси мінералізації істотно переважають над процесами гуміфікації. Із наявної у ґрунті свіжої органічної речовини в середньому 80–90% мінералізується до кінцевих продуктів (вуглекислота, вода, елементи живлення) і лише 10–20% бере участь у синтезі гумусних сполук. Встановлено, що для кореневих решток озимої пшениці коефіцієнт гуміфікації знаходиться у межах 0,15–0,18 (С: N — 35–40:1), для соломи — приблизно 0,10 (С: N — 80:1), гною — 0,2–0,3 (С: N — 25–30:1).
Класична технологія використання соломи на добриво передбачає ретельне подрібнення її і рівномірне розподілення полем під час збирання врожаю, наступне внесення й загортання у вологий ґрунт — переважно амонійних форм азотних добрив. Кращі 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 3–4 тижнів) на полі виконують технологічні операції, передбачені регламентом вирощування сільськогосподарської культури.
Під впливом мульчування соломою помітно змінюється напрям та 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 і температури, збільшується чисельність корисної фауни.
Подрібнені рослинні рештки поглинають залишковий невикористаний азот, запобігають його втратам, а потім, розкладаючись, віддають наступним культурам. При цьому скорочується число проходів агрегатів полем, витрати праці та коштів.
Підвищення кількості рослинних решток на полях господарств сприяє:
- запобіганню спалювання стерні та соломи;
- збільшенню у сівозмінах культур суцільного висіву;
- серед групи просапних культур підвищенню часток високостеблових культур та зменшенню низькостеблових;
- підвищенню урожайності культур;
- проведенню якомога меншої кількості операцій з обробітку ґрунту, особливо в ерозійно небезпечні періоди;
- мінімалізації проходів сільськогосподарської техніки;
- оптимізації швидкості руху агрегатів під час обробітку ґрунту;
- використанню голчастих борін замість зубових;
- застосуванню мульчувального (безполицевого) обробітку ріллі.
Розвиток негативних явищ (гальмування ростових процесів, пожовтіння листків, зниження урожайності зерна) доволі часто обумовлений 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 співпадав із часом посиленої вегетації рослин. Недоцільно вносити наднормативний азот під час утилізації горохової соломи, а також на полях, які відводяться під чистий пар.
Перспективним напрямом використання побічної продукції рослинництва є й заміна азотних добрив комплексними біопрепаратами (деструкторами) для прискорення 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 і характеру опадів в осінньо-зимовий період, гранулометричного складу ґрунту, способів його обробітку тощо.
Азот, що мігрує глибше одного метра, засвоюється рослинами лише 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 і прохолодної погоди навесні, коли висхідний рух води під дією градієнтів температури і вологості уповільнюється.
Проблеми, пов’язані із залученням до кругообігу всієї побічної продукції попередника, найчастіше виникають у разі порушення відповідних технологічних регламентів виконання робіт, за перенасичення сівозмін зерновими колосовими культурами, в аномальні за метеоситуацією роки.
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 і 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 і кількісної динаміки це вимагає відповідного підвищення доз застосування хімічних препаратів.
Використання соломи на добриво може створювати потенційну загрозу збільшення вмісту токсичних речовин у ґрунті (за рахунок вивільнення фенолів і кислот із розкладанням «свіжого» рослинного субстрату), що спричиняє гальмування проростання насіння, уповільнення росту коренів, невирівняність посівів і зниження продуктивності рослин.
За мілкого загортання соломи існує вірогідність погіршення якості допосівної підготовки ґрунту і 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, які забезпечують змішування пожнивно-кореневих решток із великим об’ємом ґрунту.
Використання соломи на добриво має важливе екологічне значення:
- утилізується велика маса органічної речовини, що мінералізується у ґрунті, елементи продуктів напіврозкладу цілком поглинаються ґрунтовим комплексом;
- солома повторно включається до кругообігу 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 і витрат елементів живлення рослинами з соломи виключає вимивання рухомих елементів і винос їх із поверхневим стоком у водойми;
- рівномірно розкидана полем солома в спекотний літній час захищає ґрунт від пересихання й ущільнення;
- внесення її у ґрунт стимулює розвиток ґрунтової фауни, що виявляється у підвищеній активності бактерій, дощових черв’яків та інших живих організмів;
- із ліквідацією скирт соломи погіршуються умови розмноження мишоподібних гризунів, накопичення насіння бур’янів, а також патогенної мікрофлори зернових культур.
