І. А. ШУВАР,
Внесення тільки мінеральних добрив, не завжди у достатній кількості та у науково обґрунтованому співвідношенні елементів живлення, вкрай недостатнє виконання обсягів хімічної меліорації (вапнування, гіпсування та ін.) земель, а за останні роки ще й нерівномірний розподіл атмосферних опадів за вегетаційний період дають відчутні негативні результати в сучасному землеробстві. Проте землеробська галузь у нашій державі має високий потенціал, а також перспективи до виходу на світовий ринок.
Спалювання соломи і парниковий ефект
В Україні виробляють в середньому близько 50-60 млн т зернових та приблизно таку ж кількість соломи, яку використовують для годівлі тварин та підстилки, для удобрення ґрунту, а можливий її залишок становить 20-40%. Його успішно використовують для виробництва енергії або будівельних матеріалів, для ведення грибництва, а також традиційно виготовляють головні убори — брилі, жіночі капелюшки та ін.
Багаторічні дослідження та економічний аналіз показали, що незважаючи на досвід використання соломи в Україні на добрива і паливо, резерв цього природного ресурсу у сільському господарстві використовується ще недостатньо. Адже наявність залишків соломи, яку часто спалюють на полях (збільшуються обсяги викидів вуглекислого газу, і, як наслідок, посилення «парникового ефекту», нормальне біологічне функціонування ґрунту в цьому випадку відновлюється тільки через 2-3 місяці), свідчить про дисбаланс між тваринництвом і землеробством. За середніми даними аналізів, залежно від умов вирощування, культури, з 1 тонною соломи до ґрунту надходить 5,2 кг азоту, 2,3 кг фосфору, 10,3 кг калію, 3,2 кг кальцію, 1 кг магнію та інших мікроелементів.
Солома як сировина природного походження має різне застосування. Існує декілька технологій використання її й інших рослинних решток на органічні добрива: використання на підстилку, компостування, загортання у грунт з внесенням азотних добрив та ін.
Солома, за використання її на добриво та інші рослинні рештки (вторинна продукція рослинництва), є одним із вагомих резервів поліпшення родючості ґрунту, однак щорічно понад половину їх кількості спалюють. Вважають, що солома не має ніякої цінності і заважає якісному виконанню агротехнічних заходів.
Використання соломи на добриво — це не миттєвий бізнес «купив-продав» як цього дуже хочуть практично усі — сьогодні і усе! Це процес невидимий, на перший погляд, однак дає свої позитивні результати щонайменше через рік часу. Раптових змін родючості можна «досягти» за умов безгосподарного ведення землеробства та господарства загалом (бездумно переорювати грунт, спалювати солому на полі, не вносити органічні добрива, недотримуватися сівозмін, виснажувати грунт тільки вирощуванням беззмінно культур, що дають продукцію вигідну для ринку — і, як кінцевий результат, стрімке/катастрофічне зменшення родючості і фізичне руйнування верхнього родючого шару ґрунту!!!).
Зменшення кількості поголів’я тварин, розширення площі посіву зернових і капустяних культур, які дають велику кількість соломи, є актуальною проблемою не тільки для сільського господарства. Нею ґрунтовно займаються і фахівці енергетичної галузі. Та попри усе це необхідно пам’ятати, що серед законів землеробства існує закон, якого ніхто не відміняв і не матиме ніколи на це права — Закон повернення поживних речовин до ґрунту! у комплексі і взаємопов’язано з іншими законами. Наукове розуміння і практичне використання цих законів уможливлюють ефективно регулювати родючість ґрунту й отримувати високі врожаї сільськогосподарських культур без негативного впливу на довкілля. Скільки вже можна брати з ґрунту, і хто та коли думає повертати узяті своєрідні «безвідсоткові кредити» у природи! А природу не обдуриш, тому про це необхідно пам’ятати кожному і завжди. Чому ми спалюємо солому як не на «пні» чи у покосах, то готові спалити усе тепер вже у тюках чи в інший спосіб у котлах?
Останніми роками практично не побачиш на полях посівів конюшини, люцерни, еспарцету? Нема потреби їх вирощувати, бо скорочено поголів’я тварин, порушено структуру посівних площ, і, відповідно, нема гнойових господарств. Вносити тільки мінеральні добрива і засоби захисту — це ще не технологія, а наруга над нашими раніше родючими ґрунтами, очікування «манни з неба» у вигляді високих урожаїв і щораз більших прибутків. Природна родючість ґрунту — засіб виробництва даний Богом і природою теж не вічний! Нам на основі досягнень новітніх вітчизняних та закордонних, адаптованих для ґрунтово-кліматичних умов України, технологій необхідно прагнути досягти сталих врожаїв сільськогосподарських культур, якомога менш залежних від природних умов.
В останні роки в усьому світі посилена тенденція до біологізації землеробства. Якщо сівозміна короткої ротації вузькоспеціалізована, то її необхідно максимально насичувати культурами проміжного вирощування (на корм чи сидерат), які поліпшують плодозміну та фітосанітарний стан посівів основної культури. Науково обґрунтоване чергування культур у сівозміні з проміжними посівами за впливом на грунт наближається до біогеоценозів, створених природою.
За результатами багаторічного дослідження кафедри загального землеробства Львівського національного аграрного університету (Шувар І. А., 2005, 2010) встановлено, що за умов біологізації землеробства внаслідок використання на добриво соломи та зеленої маси капустяних культур на сидерат у п’ятипільній польовій сівозміні кількість водотривких агрегатів на час збирання врожаю в орному (0-20 см) і підорному (20-40 см) шарах в середньому досягла 79,7 % (коефіцієнти структурності 2,59), або збільшилась порівняно до показників на час сівби культур відповідно на 9,97 і 10,3 %; на господарському контролі — відповідно 76,2 % (коефіцієнти структурності 2,36), або збільшилась на 8,46 і 8,12 %.
Солома є енергетичним матеріалом для культурного землеробства і повинна бути використана з користю для ґрунту — це уможливлює замкнути малий біологічний кругообіг речовин, який був розірваний внаслідок систематичного відчуження значної частини біологічної продукції рослин. Внесення соломи збільшує вміст гумусу, поліпшує структуру ґрунту, зменшує схильність до ерозії, стимулює процес азотфіксації, є джерелом живлення для мікроорганізмів у ґрунті. Поліпшуються також водний і повітряний режими і вбирна здатність ґрунту.
У сучасних виданнях опубліковано значну кількість матеріалів, які стосуються використання соломи на добриво. Проте наукові дослідження і виробничий досвід вкотре підтверджують про доцільність і необхідність, за сучасних умов ведення землеробства, використовувати частину соломи на добриво з високими показниками екологічності йефективності для родючості ґрунту.
Цінність соломи як добрива
У приораній соломі є усі інгредієнти, які в процесі розкладання органічних речовин у ґрунті можуть бути заново використані рослинами. За підрахунками фахівців з Польщі (Kr. Jegorow та ін.), якщо до ґрунту внести 5 т/га соломи зернових культур, то у вигляді поживи для рослин надходить близько 30 кг азоту, 12 кг фосфору і 90 кг калію. Кількість мікроелементів мінімальна, однак сірки міститься близько 8 кг і кальцію майже 16 кг.
Повернення побічної продукції у грунт створює кращі умови для кругообігу речовин у землеробстві, використання соломи як добрива покриває дефіцит органічної речовини в грунтi на 20-25%. Про значущість повернення післяжнивних решток до ґрунту відомий вчений Ютас Лібіх, зокрема, зазначав: «Поверніть ґрунтові те, що ви у нього взяли, або не чекайте від нього у майбутньому стільки, скільки раніше».
Під впливом агротехнічних заходів та природних чинників може мати вагомі сумніви щодо інгредієнтів живлення. На швидкість розкладання соломи у ґрунті можуть впливати різні чинники, а саме: тип ґрунту, його гранулометричний склад, глибина загортання, уміст поживних елементів в ньому, а також погодні умови.
Однак ефективність використання соломи на добриво значно зростає за умов використання сучасних вітчизняних біопрепаратів — біостимуляторів.
Структуротворча здатність соломи
Солома, окрім важливої удобрювальної функції, є цінним джерелом надходження поживних речовин до ґрунту для утворення гумусу, що свідчить про цінність орних земель. В Україні, як у сусідній Польщі, серед сільськогосподарських культур переважають посіви зернових. Вирощування зернових у беззмінних посівах не гарантує очікуваних результатів (про це йшлося у попередніх публікаціях!). Натомість, солома як добриво є надзвичайно важливим джерелом надходження органічних речовин до грунт і вміст гумусу, яка впливає на сорбційну здатність і водні властивості ґрунту. Цим ми можемо забезпечити надходження близько 70 % органічних речовин близьких за вартістю до норми підстилкового гною (якого практично нема!). Рослини, які найбільше реагують на внесення соломи, — просапні і родини капустяні, а серед просапних — картопля. У сівозмінах, насичених зерновими культурами, необхідно мати на увазі небезпеку ураження рослин хворобами кореневої системи. Тому не можна приорювати солому на полі, де вирощували зернові частіше, ніж через 2 роки.
Особливості технології приорювання соломи
Готуючи ґрунт до майбутнього урожаю, дуже важливо зберегти на його поверхні і кваліфіковано загорнути рослинні рештки. Саме рослинні рештки — стерня, солома тощо є незамінним матеріалом для утворення ґрунту і нагромадження гумусу та необхідних поживних речовин для живлення рослин і мікроорганізмів у ґрунті. Адже мікрофлора ґрунту відіграє важливу роль у формуванні його як живої системи. Ґрунт за сприятливих умов є сприятливим середовищем для розвитку різноманітних груп бактерій, грибів, здатних продукувати ферменти, що руйнують лігнін, целюлозу, клітковину, білки рослинних решток, переводять складні сполуки у прості форми, доступні для рослин.
Приорювання соломи необхідно ретельно спланувати і якісно приорати. Стерня, що залишається за збиранням врожаю, не повинна перевищувати 20 см. Солому необхідно максимально подрібнювати обладнаними січкарнями комбайнами, найменші частинки не повинні перевищувати 15 см. Часто солому залишають у покосах, а пізніше спалюють на полі, чого категорично не можна робити! Подрібнена солома повинна бути рівномірно розподілена на поверхні поля, що уможливить якісне її приорювання й одночасно швидший перебіг процесу її розкладання. Найчастіше для цього використовують культиватори-лущильники і борони, які за один прохід виконують дві функції — лущіння і боронування. Адже неякісно подрібнена і не розкладена солома негативно впливає на якість сівби культури, гальмує появу сходів рослин.
Швидкість розкладання соломи значно залежить від наявності азоту в ґрунті та від кількості доданого до приораної соломи азоту. Для перебігу цього процесу можна додавати азот у різних формах: мінеральний (аміачна селітра, сульфат амонію, сечовина), або у вигляді гною, рідкого гною, гноївки, барди спиртзаводів. Для убезпечення швидких темпів розкладання соломи відповідно до вимог озимих культур на кожну тонну соломи необхідно внести близько 10 кг азоту.
Недоцільно приорювати солому на добриво на ґрунтах, що мають малу біологічну активність, сильну кислотність, а також надто пересушених. Нестача вологи у ґрунті, як і її надлишок, можуть негативно впливати на перебіг розкладання органічних речовин соломи.
На легких ґрунтах (легкого гранулометричного складу) солому необхідно загортати у грунт на глибину близько 10 см, а на важких — 8 см.
Відчутний ефект від застосування соломи на добрива для вмісту гумусу помітний не відразу. Однак цього можна досягти за умов дотримання усіх вимог її застосування, уже через кілька років може проявитись її значення продуційним ефектом для рослин.
У зв`язку з дороговизною мінеральних добрив у більшості господарств подрібнену солому безпосередньо загортають у грунт, проте від такого внесення першого року ефекту немає (можливе навіть зменшення урожайності), оскільки солома перегниває, особливо кукурудзяна, впродовж 2-3 років.
Наукові дослідження в Україні та за кордоном, а також досвід успішних агрогосподарств свідчать, що солому необхідно вміти ефективно використати у сучасному землеробстві. Заслуговують особливої уваги дослідження, виконані в ПП «Біоконверсія» на Івано-Франківщині та в інших областях.
З метою поліпшення родючості ґрунту запропонована технологія використання соломи і рослинних решток на добриво передбачає пришвидшене розкладання їх і використання рослинами, застосовуючи біодеструктор «Вермистим-Д». Технологічно цей процес виконують у такій послідовності: після збирання зернових культур, кукурудзи, соняшнику солома й інші рослинні рештки, подрібнені наявними у господарстві подрібнювачами, рівномірно розподіляють на поверхні ґрунту і зразу обприскують (200-300 л води на гектар). До робочого розчину додають (залежно від кількості соломи на гектарі) 8-12 кг/га аміачної селітри (карбаміду або КАСУ). Замість азотних добрив можна використовувати рідкі органічні добрива — гноївку (табл. 1).
Таблиця 1. Внесення «Вермистим-Д» під різні сільськогосподарські культури
Після цього загортають їх у грунт на глибину 10-12 см. У процесі перебігу пришвидшеної деструкції рослинних решток відбувається знищення патогенів, які потрапляють у грунт разом з рослинними рештками. Родючість ґрунту поліпшується унаслідок забезпечення його азотофіксуючою, фосфатмобілізуючою, бактеріоцитною та фунгіцидною мікрофлорою, природними вітамінами, гормонами росту рослин, амінокислотами та мікроелементами.
Природний процес розкладання клітковини живими організмами супроводжується збільшенням чисельності корисних мікроорганізмів у ґрунті, активізацією їх життєдіяльності і придушенням патогенної мікрофлори, поряд із поліпшенням родючості ґрунту відбувається і її оздоровлення.
За допомогою біодеструкторів можна контролювати чисельність збудників хвороб, шкідників, утримувати вологу в ґрунті, а також збільшувати біологічну активність ґрунту, адже після деструкції солому оселяють активні мікроорганізми, які швидко розповсюджуються, конкурують між собою за «їжу», продукують речовини, які пригнічують збудників хвороб та утворюють ферменти, що перетворюють складні вуглецеві сполуки соломи в доступні для рослин речовини.
Внесення біопрепарату «Вермистим-Д» на рослинні рештки зернових, кукурудзи, соняшнику сприяє стимуляції росту й розвитку мікробіоти в грунті, целюлозоруйнівних, азотофіксуючих, фосфатмобілізуючих та інших мікроорганізмів, які, оселившись на рослинних рештках, разом з аборигенною мікрофлорою руйнують їх, тобто живляться ними. Унаслідок цього утворюється гумус та розчинні, доступні для рослин форми, необхідних рослинам макро- та мікроелементів.
На відміну від традиційної технології (спалювання або приорювання решток) у запропонованій технології з використанням препарату «Вермистим-Д”:
- не знищуються цінні органічні рослинні рештки;
- зберігаються корисні живі істоти, які заселяють грунт і поліпшують його родючість;
- не розвиваються патогенні мікроорганізми та шкідники у ґрунті, які в майбутньому можуть зменшувати врожайність сільськогосподарських культур;
- ґрунт збагачується органічними речовинами, збільшується його аерація, вологоємність, стійкість до процесів вітрової і водної ерозії, висушування та ін.
Одна тонна соломи після деструкції за вмістом органічних речовин, азоту, фосфору і калію рівноцінна 3-5 т якісного гною вологістю 75 %.
Наукові дослідження і виробничий досвід свідчать про позитивний вплив деструкції рослинних решток на врожайність основних сільськогосподарських культур (табл. 2).
Таблиця 2. Урожайність кукурудзи на зерно за різних способів деструкції соломи, т/га
Нами встановлено, що у середньому за роки дослідження найвищою урожайність кукурудзи на зерно (10,2 т/га, або на 2,1 т/га більше порівняно до контролю) була у варіанті, де здійснювали деструкцію соломи та рослинних решток препаратом «Вермистим-Д» (8 л/га з додаванням 10 кг/га аміачної селітри) та після загортання їх у ґрунт і висівання гірчиці білої.
Нами у ПФ «Богдан і К» Івано-Франківської області виконано також дослідження з вивчення впливу деструкції соломи препаратом «Вермистим-Д» сумісно з висіванням культур на сидерат на процеси розкладання соломи (табл. 3).
Таблиця 3. Вплив деструкції соломи препаратом «Вермистим-Д»
сумісно з висіванням культур на сидерат на процеси розкладання соломи, %
Облік кількості нерозкладеної соломи показав, що найкраще деструкція соломи й інших рослинних решток проходила у варіанті деструкції соломи і рослинних решток препаратом «Вермистим-Д”» ( 6л/га) + карбамід (10 кг/га) з висіванням сумішки культур на сидерат (гірчиця біла, 6 кг/га + редька олійна, 12 кг/га).
Особливості використання соломи та сидерату на добриво
За останні роки у багатьох країнах світу та в Україні широко впроваджують технології пришвидшеної деструкції сидератів, соломи і рослинних решток за допомогою біодеструкторів.
З метою ефективного використання зелених добрив як нагромаджувачів гумусу для регулювання процесів гуміфікації-мінералізації сидератів важливо мати дані про гранулометричний склад ґрунту, його фізико-хімічні властивості, гідротермічний режим і біологічну активність, а також хімічний склад зелених добрив, співвідношення ву них С:N. Останнє за умов сільськогосподарського виробництва можна регулювати подовженням періоду вегетації культур на сидерат, їх видовим складом, а також використанням сидерату у поєднанні з соломою злакових культур, у якій міститься 35-40 % вуглецю і близько 0,5 % азоту.
Доцільність поєднання сидерації з використанням соломи злакових культур підтверджується також біохімічним складом останньої. Відомо, що від особливостей біохімічного складу органічного матеріалу, що надходить до ґрунту, значною мірою залежить як інтенсивність мікробіологічного розкладання органічних речовин у ґрунті, так і активність мікроорганізмів у процесах утворення гумусу. Ступінь гуміфікації також залежить від інтенсивності мікробіологічного розкладання органічних речовин у ґрунті. Субстрати, збагачені біологічно нестійкими формами органічних сполук, зазнають швидкого мікробіологічного окиснення з утворенням таких кінцевих продуктів, як вуглекислий газ та вода.
Використання зеленої маси культур на сидерат у поєднанні з соломою злакових культур, багатих на лігнін та інші ароматичні сполуки, має позитивні наслідки для поліпшення родючості ґрунту.
Застосування ж проміжної сидерації у поєднанні з внесенням решток злакових культур забезпечує, крім вищеперерахованих позитивів, умови для додаткового синтезу гумусних сполук, тобто сумісне використання сидерату та решток злакових культур сприяє, крім оптимізації співвідношення С:N, спрямуванню мікробіологічних процесів у бік синтезу гумусу.
Ця проблема набуває особливого значення за умов інтенсивно-екологічного землеробства. Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва з широким застосуванням різних агротехнічних заходів супроводжується значними змінами екологічного стану в агроценозах.
Поєднання зеленої маси сидерату (С : N = 20-25:1) і соломи (С : N = 80-100:1) створює у ґрунті сприятливі умови для розкладання: гальмує втрати азоту у процесі розкладання зеленої маси і пришвидшує — для соломи. До речі, чим дрібніша січка, тим ефективніше відбуваються процеси розкладання соломи у ґрунті.
Висновки
По-перше, спалювання соломи це злочин; а по-друге, встановлено, що загортання соломи без деструкції або без внесення азотних добрив, за 2,5-4 місяці розкладається лише до 46% соломи, за 1,5-2 роки — до 80%, решта пізніше, при цьому відбувається споживання вільного азоту мікроорганізмами, що призводить до зменшення родючості ґрунту.
Деструкція соломи деструктором «Вермистим-Д» (4-8 л/га), залежно від культури з додаванням 8-15 кг/га аміачної селітри, а у біологічному землеробстві замість азотних добрив висівають культури на сидерат, або вносять 5-15 т/га гноївки — пришвидшується розкладання решток, знищуються патогени, коефіцієнт розкладання соломи на пару впродовж 3-4 місяців становить 70-90% (залежно від культури), збільшується кількість мікроорганізмів, урожайність зростає на 25-35%, за зменшення витрат на придбання мінеральних добрив на 40-50%.
