Использование соломы

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Использование соломы

В хозяйствах засушливых степных и южных лесостепных районов Западной Сибири основную массу соломы используют на корм скоту, а также в качестве подстилки для животных. С ростом урожаев зерновых культур отдельные колхозы и совхозы стали применять солому в качестве мульчирующего средства и удобрения, что вызвано соображениями агрономического и организационно-экономического порядка: необходимостью защиты почвы от дефляции, лучшего сохранения влаги, восстановления запасов органического вещества, сокращения затрат труда на уборку, перевозку, погрузку и разгрузку соломы. Результатами исследований Алтайского НИИ земледелия и селекции сельскохозяйственных культур и Кулундинской сельскохозяйственной опытной станции установлено, что мульчирование полей соломой способствует прежде всего повышению устойчивости почвы к дефляции. Разбросанная по полю в измельченном или даже в цельном виде солома хорошо защищает почву от выдувания. Наблюдения, проведенные за динамикой влажности почвы, показали, что покрытая мульчирующим слоем соломы она испаряет меньше влаги и лучше сохраняет выпадающие осадки. В Кулундинской степи наблюдается довольно активный процесс минерализации органического вещества, особенно в случае проведения вспашки. Мульчирование соломой в больших нормах способствует накоплению гумуса в почве и улучшению соотношения между азотом и фосфором. Так, при внесении 30 ц/га соломы в почву поступает 8--12 кг/га N, 25--50 -- К2О и 5--8 кг/га P2O5. Положительно воздействуя на почву как защитное средство и удобрение, соломенная мульча обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Например, на Кулундинской сельскохозяйственной опытной станции при использовании соломы в качестве мульчирующего средства на слабодефлированных почвах прибавка урожая зерна яровой пшеницы Саратовской 29 составила 1,5--2,5 ц/га.

В колхозах и совхозах Алтайского края солому измельчают и разбрасывают комбайнами СК-4 с измельчителем, косилками-измельчителями КИР-1,5 и другими машинами, В ряде хозяйств ее разбрасывают по полю комбайнами без копнителя, не измельчая. Комбайны оборудуют специальной рассеивающей вертушкой. Ран-невесеннее закрытие влаги на полях, мульчированных соломой, можно успешно проводить бороной БИГ-3 и лущильником с плоскими дисками ЛД-10М. Использование соломы в качестве мульчирующего средства в южной лесостепи Омской области положительно сказалось на водном режиме почвы, способствовало повышению в ней запасов продуктивной влаги. При малой норме внесения мульчирующего материала (10--30 ц/га) влажность почвы увеличивалась лишь в слое 0--50 см, а при максимальной (100 ц/га) -- на глубине метрового слоя. В последнем варианте в метровом слое почвы к посеву было влаги на 25,7 мм, из них в нижнем слое на 14,1 мм больше, чем на контроле (без использования соломы). мелиорант солома мульчирующий почва

К уборке урожая эти показатели составили соответственно 21,6 и 6,7 мм. В течение всего периода вегетации колебания в увлажнении верхнего слоя почвы на мульчированных участках были меньше, чем в контроле, В летний период водный режим почвы под мульчирующем слоем соломы улучшается вследствие сокращения испарения, лучшего использования осадков, конденсации и сохранения влаги. В накоплении снега зимой на мульчированных и обычных фонах существенной разницы не установлено. Однако выдувание почвы оказалось значительно меньше на участках с применением соломы в качестве мульчи. На мульчированных участках сокращается сток, смыв и размыв почвы талыми водами, увеличивается ее влагозарядка. Так, в 1968 г. после интенсивных (86 мм) дождей запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы на мульчированных площадях возросли на 51,6 мм, а на обычных -- только на 29,7 мм. В июне--июле по утрам на соломенной мульче образовывалась роса, которая несколько увлажняла верхний слой почвы.

Существенного влияния мульчи на структурообразовательные процессы в почве не установлено. На участках с обильным мульчированием обнаружено большое количество особей серой зерновой совки и ее врага -- жужелицы. Ко времени посева количество нитратного азота а почве было выше на делянках, мульчированных соломой, в середине и в конце вегетации -- на участках без применения мульчи, В слое почвы 0--60 см на участках с мульчированием почвы соломой при посеве содержалось нитратов 89 мг/кг почвы, в фазе колошения -- 67 и перед уборкой урожая -- 29 мг/кг; без мульчирования-- соответственно 85; 88 и 81 мг/кг, Таким образом, по мере прогревания почвы и наступления летних температур, когда клетчатка соломы начинает усиленно разлагаться, содержание нитратного азота в почве снижается. По данным исследований, однократное мульчирование почвы соломой не оказало отрицательного влияния на засоренность посевов. Двукратное внесение мульчи на одной и той же площади несколько увеличивало количество сорняков в посевах. Урожайность яровой пшеницы без мульчирования в среднем за три года (1968--1970) составила 7,4 ц/га, с мульчированием соломой в норме 1 т/га -- 8,1, 3 т/га -- 8,5, 5 т/га -- 9,1 и 10 т/га -- 9,7 ц/га. Наши наблюдения показали, что интенсивность разложения соломы определяется главным образом погодными условиями и типом почвы. В сухую осень оно замедляется, весной после увлажнения талыми водами и прогревания солнцем -- усиливается. Во влажные годы этот процесс наиболее интенсивно протекает осенью. На более тяжелых почвах солома разлагается медленнее, чем на легких. Неблагоприятное воздействие соломенной мульчи может проявляться весной при пониженных температурах, когда затягивается созревание почвы и прорастание семян сорных растений. В этих условиях необходима более тщательная предпосевная обработка почвы, способствующая улучшению воздушного, водного и питательного режимов и снижению засоренности полей.

2. Полимеры - структурообразователи и другие мелиоранты

Одна из важнейших причин низкого плодородия эродированных почв и их слабой противоэрозионной устойчивости -- ухудшение физических свойств, главным образом связанных с обесструктуриванием. Неудовлетворительные физические свойства почв обусловливают резкое снижение эффективности применения минеральных удобрений. Продуктивность почвы, бедной питательными веществами, но с благоприятными для растений физическими условиями аэрации и водного режима, бывает иногда выше продуктивности почвы, богатой питательными веществами, но с неудовлетворительными физическими свойствами. Поэтому для эродированных почв особенно большое значение имеет применение полимеров-структурообразователей и других мелиорантов. Полимеры-структурообразователи и другие мелиоранты улучшают агрофизические свойства почв и в первую очередь их структуру. В результате повышается водопроницаемость почв, их аэрация, противоэрозионная и противодефляционная устойчивость, создаются оптимальные условия для микрофлоры, увеличивается содержание доступных для растений питательных веществ. Все это ведет к повышению плодородия почв, урожайности культур, уменьшению эрозии и дефляции. Структурообразующие свойства полимеров определяются их молекулярной массой, химическим составом функциональных групп и формой молекулы, а сам процесс взаимодействия полимеров с почвенными частицами включает явления коагуляции, адсорбции и образования водопрочных связей. Полимеры выпускаются в виде высокосвязных растворов 8--10%-ной концентрации. На месте их разбавляют водой, используя при этом механические мешалки. На поверхность почвы полимеры наносят поливочными машинами, тракторными опрыскивателями и дождевальными установками.

Применение 1 %-ного раствора полиакриламида на дерново-подзолистой почве увеличило количество структурных агрегатов размером более 0,25 мм с 40--42 до 58--66 %. В случае внесения полиакриламида и гидролизованного полиакрилнитрила в норме 0,01 % от массы почвы содержание водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм в дерново-подзолистой почве повышалось с 15,8--16,1 до 29,6--34,4 %, а в оподзоленной пылевато-суглинистой -- с 24,8--26 до 48,2--51,3 %. Под влиянием полимеров в почве заметно возрастало содержание агрегатов размером более 1 мм. В колхозе «Бируинца» Страшенского района Молдавской ССР на обыкновенном слабоэродированном суглинистом черноземе без обработки его полимерами в слое 0--10 см водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм содержалось 41 %, в том числе более 1 мм -- 4 %, а в случае внесения 600 кг/га полиакриламида количество водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм увеличилось до 48 %, в том числе более 1 мм -- до 21 %. На экспериментальной базе «Иванча» Оргеевского района той же республики в выщелоченном тяжелосуглинистом слабоэродированном черноземе без обработки его полимерами водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм насчитывалось 40 %, а после внесения 350 кг/га полимера К-4 -- 59%, при этом содержание агрегатов размером более 1 мм возросло с 14 до 35%. Степень оструктуривания почв полимерами зависит, с одной стороны, от свойств самих почв, а с другой -- от типа полимера, а также от нормы и способа его внесения в почву. Влияние почвенных условий на структурообразующую способность полимеров обусловливается реакцией почвенной среды, механическим составом, степенью распыленности и другими свойствами почвы. Установлено, что структурообразующее действие полиакриламида с увеличением кислотности почв снижается, а с увеличением их щелочности -- повышается. Поскольку взаимодействие полимеров с почвенными частицами носит поверхностный характер, то с увеличением удельной поверхности почвы возрастает структурообразующий эффект полимеров.

Положительное влияние полимеров на почву зависит от нормы их внесения. На слабо- и среднесмытых тяжелосуглинистых черноземах при использовании полимера К-4 в норме 0,005 % от массы почвы количество водопрочных агрегатов увеличивалось на 4%, 0,01%--на 8% и 0,03%--на 16%. С нарастанием нормы внесения полиакриламида (0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5% от массы почвы) содержание водопрочных агрегатов в сероземе повышалось соответственно на 17,2; 24,9; 77,1; 94,4; 98,3 и 99,7%. В этих исследованиях выявлена очень высокая структурообразующая способность полимеров. Так, внесение полиакриламида в норме 0,1 % увеличивало количество водопрочных агрегатов в темно-каштановой почве в 20 раз, в светло-каштановой -- в 44 и в обыкновенном сероземе -- в 135 раз. Еще более эффективным оказался полимер К-4. В результате использования полимеров снижается плотность, увеличивается скважность и влагоемкость, значительно повышается водопроницаемость почв. Например, после использования 1 %-ного раствора полиакриламида скорость впитывания воды в дерново-подзолистую почву возросла примерно в 3 раза, в карбонатный легкосуглинистый чернозем -- в 2 раза. На почвах, обработанных полимерами, после дождя корка обычно не появляется. В оструктуренных почвах, как правило, бывает больше влаги. Увеличение противоэрозионной устойчивости почв в случае внесения полимеров приводит к уменьшению стока и эрозии. В наших исследованиях, проведенных в колхозе «Бируинца» Страшенского района Молдавской ССР на слабоэродированном суглинистом черноземе (склон 8°), в варианте без применения полимеров сток от двух ливней составил 9,8 мм, смыв почвы -- 12,1 т/га, а при использовании полиакриламида (600 кг/га) -- соответственно 2,2 мм и 2,7 т/га.

3. Образование гумуса в компостах и навозе

Овсяная солома с добавлением неорганических питательных солей разлагалась в течение 273 дней при 37°С. В процессе разложения целлюлоза исчезла почти совершенно, количество гемицеллюлоз и жиров заметно уменьшилось; количество же лигнинов по отношению к другим составным частям увеличилось значительно, но еще значительнее повысилось содержание золы и протеинов. Увеличение относительного содержания золы обязано ее накоплению в результате разложения некоторых органических комплексов. Повышение количества протеинов было не только относительное, но и абсолютное, главным образом, в результате синтеза микробами протеинов из неорганического азота, прибавленного к компосту. Количество лигнина увеличилось вследствие его большей сопротивляемости разложению микроорганизмами, чем других составных частей. Кроме того, на скорость разложения соломы в компостах и на образование гумуса оказывают большое влияние температура и влажность (1229). Сравнение химического состава компостов из «искусствеиного навоза» с компостами из конского навоза приведено в табл. 26 (см. стр. 190). Вместо применения для компостов материалов, богатых углеродом и бедных азотом, как, например, солома, что вызывает необходимость добавления неорганических солей азота, можно употреблять смесь двух органических остатков, одного бедного и другого богатого азотом. Смесь такого рода была впервые испытана (1234а) для приготовления компостов для грибниц (шампиньонниц). Шеффер и Карапуркар (944а) нашли, что смесь люцерны и соломы в отношении 1 : 3 с содержанием азота в 1,363 % и отношением С : N = 26,4 -- 80,8 : 1 содержала необходимое (достаточное) для оптимального разложения соотношение углерода и водорода.

В своем исследовании о вредном влиянии соломы на развитие растений Коллисон и Конн (Collison и Conn) (183) пришли к заключению, что имеются два фактора, способствующие проявлению его: во-первых, влияние ряда составных частей соломы, позволяющих почвенным микроорганизмам уменьшать запас усвояемого азота в почве; во-вторых, присутствие в соломе ядовитых веществ, оказывающих на рост растений непосредственное отрицательное действие. Тот факт, что это влияние может быть подавлено внесением азотистых удобрений, и то, что солома не оказывает вредного действия на развитие бобовых растений (818а), повидимому, опровергает эту теорию. Было даже доказано, что вредное действие бурого угля на урожай культур может быть устранено введением усвояемого азота в количестве, достаточном для снижения в угле отношения углерода к азоту до величины 20 : 1 (944а).

4. Иммобилизация азота

Азот аммонийных и нитратных соединений, поглощенных микробными клетками, включается в органические полимеры и временно выводится из круговорота, так как он становится недоступным для растений. Процесс иммобилизации сказывается на применении удобрений: происходит снижение коэффициента использования азотных удобрений растениями в условиях микробной конкуренции за субстрат. Доля иммобилизованного азота зависит от применяемого удобрения и почвенных условий. В случае одновременного с минеральными удобрениями внесения соломы в подзолистых почвах она составляет 20 %. В орошаемом земледелии иммобилизация азота -- это средство сокращения потерь азотных удобрений от вымывания. Процессы микробиологического закрепления азота следует учитывать при выборе способов обработки почвы, противоэрозионных мероприятии и при внесении удобрений. Например, внесение соломы под зерновые перед посевом закрепляет азот и вызывает азотное голодание растений; запашка соломы осенью удерживает азот от вымывания; солома, внесенная под бобовые, всегда дает положительный эффект. Что происходит с микробной биомассой в почве? Опыты с тяжелым изотопом азота 15N показали, что мобилизация азота микробной биомассы (по поступлению 15N в растение) происходит медленно: за вегетационный период используется всего от 30 до 60 % иммобилизованного азота.

5. Пополнение почвы органическим веществом

Солому, используемую в качестве мульчи, важно тщательно измельчать. Результаты исследований Ставропольского НИИСХ показали, что заделанная в почву солома в первоначальный период соприкасается с ней не более чем на 25 % своей наружной поверхности. Интенсивность разложения частиц соломы в почве при прочих равных и благоприятных условиях прямо зависит от площади их поверхности и контакта с почвой. Частицы соломы, соприкасающиеся с почвой наружной и внутренней поверхностью, начинают разлагаться почти вдвое интенсивнее, чем частицы, соприкасающиеся лишь наружной поверхностью. Поэтому чем больше поврежден поверхностный слой соломы, тем лучше она разлагается. По данным исследований, проведенных в 1978--1980 гг. в Украинском НИИ орошаемого земледелия, при орошении наблюдается весьма быстрое разложение соломы. Так, в первые два месяца после запашки 6 т/га соломы озимой пшеницы (в период выращивания пожнивной овсяно-гороховой смеси) степень разложения соломы составила 45 %. На Северном Кавказе рекомендуется следующая технология мульчирующей обработки почвы под озимую пшеницу после уборки высокостебельных пропашных культур. Для получения наибольшего количества мульчирующего материала подсолнечник, кукурузу, клещевину и сорго на зерно убирают с оставлением всей надземной массы на поле. Если стебли кукурузы и сорго используют на силос, их скашивают по возможности (не в ущерб кормовой базе) на самом высоком срезе. Для измельчения пожнивных остатков применяют дисковые гидрофицированные лущильники Г1ДГ-15, ЛДГ-10 и ЛДГ-5. После тщательного послеуборочного измельчения стеблей проводят рыхление почвы. Чтобы сохранить наибольшее количество стеблей на поверхности, почву рекомендуется рыхлить на глубину 4--5 см. Применение мульчирующей обработки почвы под озимую пшеницу после поздних пропашных культур в сравнении со вспашкой повышает урожайность зерновых в засушливые годы в среднем на 1,7--3,1 ц/га.

Размещено на Allbest.ru