Вермикомпост (биогумус)

Вермикомпост, или биогумус, – это продукт переработки навоза и различных органических отходов червями. Биогумус содержит макро- и микроэлементы, обладает биологической активностью, содержит гормоны, регулирующие рост растений (ауксин, гиббереллин), важные ферменты – фосфатазы, каталазы и т.д. При этом уменьшается число сальмонелл, вирусов. Черви питаются всеми органическими веществами, которые на 20–25% состоят из целлюлозы (солома, картон, бумага, опилки и др.). Вермикультура (биогумус) за рубежом рассматривается как важный элемент экологически чистого сельскохозяйственного производства и находит определенную государственную поддержку со стороны правительства в льготном финансировании и освобождении вермихозяйств от целого ряда налогов.

Метод вермикультивирования дает определенный эффект в решении проблем устранения животноводческих отходов – превращение в компост жидкого навоза (ФРГ, Италия), переработка на удобрение бытовых и некоторых промышленных отходов, таких как городской мусор, осадки сточных вод (США, Италия, Нидерланды). На компост с помощью дождевых червей перерабатываются отходы промышленности (Япония), ликвидируются жировые отходы (Франция, г. Тулуза).

Наиболее широко используется в вермикулътуре навозный червь Eusenia soetieda. так называемый красный гибридный калифорнийский червь, выведенный в конце 40-х годов XX столетия в США. Он характеризуется большой скоростью роста, плодовитостью, продолжительностью жизни. Максимального размера достигает в 7-месячном возрасте. Его длина 6 – 10 см, темно-красного или красно-коричневого цвета. Формирование всех стадий развития червя составляет около 105 дней, в т.ч. кокон – белая личинка – до 21 дня, белая личинка – красная личинка до 40 дней, красная личинка взрослый червь до 15 дней.

Важной особенностью красного калифорнийскою червя является способность жить в скученном виде и отсутствие инстинкта покидания места обитания в поисках полового партнера и более подходящих условий жизни. Половая активность червя снижается в холодные месяцы, достигает максимума в умеренный сезон и снова снижается в особо жаркие месяцы. В естественных условиях при выращивании на отходах этот червь дает в среднем потомство 200 – 400 особей в год.

Требования к условиям внешней среды: оптимальный температурный режим – 19 – 25°С; режим выживания – 4 – 40°С; частичная гибель популяции – 0 – 4°С; полная гибель популяции – ниже 0°С и выше 42°С; оптимальная влажность субстрата – 70 – 80%; почвенная кислотность – 6,8 – 7,2 рН, периодическая аэрация субстрата. На жизнедеятельность червя отрицательно сказывается наличие в субстрате пестицидов, хлора, аммиака, нерастворимых солей. Гибель червей чаще всего происходит из-за неприемлемости корма, неподходящих условий внешней среды, высокого содержания в корме протеина (более 45 %), образования в субстрате аммиака, сероводорода, застоя воды и понижения температуры ниже критической. Врагами дождевых червей являются крысы и мыши, кроты, птицы, муравьи и мокрицы. Наиболее опасны – кроты.

Продолжительность жизни червя, при соблюдении всех технологических требований, колеблется в пределах 10–16 лет.

У червя отсутствуют зубы, поэтому он питается путем всасывания полужидкой пищи ротовым отверстием. Питаясь субстратом, червь в течение суток двигается в нем по своеобразному эллипсу. Захватывая частички пищи, он выделяет переваренный субстрат в виде копролитов, перемещаясь в верхние ряды (слои). Ареал его обитания составляет 25 –30 см.

В пищеварительном тракте червя органические остатки подвергаются глубоким изменениям: разлагаются до более простых соединений, обогащаются кальцием, магнием, нитратами, фосфорной кислотой; происходит процесс образования гуминовых кислот; многие минеральные соединения превращаются в доступную для растений форму. Под воздействием выделяемого в пищеводе кальцита происходит нейтрализация содержащихся в субстрате кислот.

Прошедшие через кишечник червей органические остатки и земля выбрасываются наружу в виде экскрементов, получивших название вермикомпост (биогумус). За сутки взрослый червь пропускает через свой кишечник количество пищи, примерно равное весу его тела. Около 40 % этого количества пищи расходуется на его жизнедеятельность и 60 % выделяется в виде копролитов. Биогумус обладает большой водопрочностью и образует компоненты почвы, определяющие её структуру.

В практике организации вермихозяйств выделяются следующие типы технологических площадей: с использованием стеллажей, открытых буртов, ящиков, контейнеров, с применением лож на открытых площадках и в помещениях. Наиболее простым в обслуживании и наименее капиталоемким является организация вермихозяйства с применением лож (буртов) как на открытых площадях, так и в помещениях. Для помещений наиболее удобным являются неиспользуемые животноводческие фермы.

При расположении лож на открытых площадках необходимо исключить возможный застой воды, который губителен для червя. Поэтому их необходимо располагать на небольших возвышениях с уклоном 1 – 3° и хорошим дренажем. На асфальтированных площадках необходимо делать уклон для стока излишней жидкости. Для стока ливневых вод необходимо прокапывать сточные канавки.

Ложа (бурты) необходимо располагать по направлению преобладающих ветров. Черви боятся ветра и уходят с подветренной стороны. При таком расположении лож лучше сохраняется влажность бурта.

Для повышения продуктивности червя над ложами целесообразно (по возможности) устраивать временные навесы, каркасы, накрытые полиэтиленовой пленкой, ветками из лиственных пород деревьев, соломой. Навесы служат средством защиты от солнца, ветра, дождя и позволяют продлить период функционирования вермикультуры до одного месяца.

С целью механизации трудоемких процессов, связанных с формированием буртов (лож), отделением червя для переселения его в другое место, снятием вермикомпоста, ложа лучше закладывать в виде буртов длиной 20 – 25 м, шириной 1 – 2 м и высотой 0,25 м попарно с расстоянием между ними 0,5 м. По краям буртов предусматриваются поворотные полосы для техники.

С понижением температуры окружающей среды ниже 8 °С необходимо переходить на производство биогумуса в закрытых помещениях. Вермихозяйство в них можно устраивать буртовым способам, с помощью стеллажей контейнерного типа. Буртовой способ в закрытых помещениях не отличается от устройства лож на открытом воздухе.

В условиях Беларуси производство биогумуса можно продлить, используя для этого животноводческие фермы, в которых содержится крупный рогатый скот на откорме. В зависимости от конструкции ферма делится на две половины (вдоль или поперек). В одной половине содержится скот, выполняющий при этом две функции – поддержание необходимого температурного режима и источник для субстрата. Вторая половина занимается под производство биогумуса с использованием лож (буртов) по вышеописанной схеме.

В закрытых отапливаемых помещениях производством биогумуса можно заниматься круглогодично с применением стеллажей и контейнеров. Полки стеллажей делаются деревянными. По их краям устраивают бортики высотой 30 см. Для удобства выемки биогумуса бортики желательно делать откидными. Расстояние между полками по высоте должно быть не более 70 см.

Контейнеры делаются в виде ящиков размером 1,0 м × 0,5 м × 0,25м² что удобно для работы двум рабочим. По краям контейнера приделывают ручки. В процессе производства контейнеры ставят один на один, но не более трех. Контейнерный способ, как и все остальные, основан на особенности червя жить в слое субстрата 25 – 30 см и подниматься в верхние слои по мере поедания корма.

Красный калифорнийский червь перерабатывает практически все виды органических отходов: навоз КРС, птичий помет, свиной навоз, отходы плодоовощных баз, перерабатывающих и целлюлозно-бумажных комбинатов, отходы пивоварения, отходы мясокомбинатов, осадки очистных станций, бытовой мусор. Однако для производства биогумуса как эффективного и экологически чистого органического удобрения наиболее приемлемыми являются навоз и помет сельскохозяйственных животных. Для получения качественного субстрата предъявляется ряд требований. Любой субстрат должен пройти процесс ферментации, в результате которого происходит увеличение температуры субстрата, что в свою очередь приводит к гибели сорных растений, снижению патогенной микрофлоры.

В его компонентах не должно быть инородных загрязнений, таких как камни, металл, куски дерева, стекло. Количество целлюлозосодержащих веществ должно составлять не менее 20 %. При этом необходимо наличие минеральных добавок в виде гашеной извести, мела, сланцевой золы. Целлюлозосодержащими добавками могут быть мелконарезанная солома, торф (желательно верховой с низким рН), навоз КРС с отлежкой более 2 лет, сапропель.

Подготовка субстрата включает.

1. Подбор и тщательное перемешивание компонентов.

2. Тщательный полив субстрата с насыщением влагой до 70 – 80% в течение 3–5 суток.

3.Формирование буртов. В летний период шириной 1,5 – 2,0 м и высотой 0,8 – 1,0 м, в зимней период шириной до 3,0 м и высотой 2м.

4.Укрытие буртов соломой.

5.Ферментация субстрата. После формирования буртов и укрытия их соломой внутри происходит процесс подъема температуры до 50 – 70 ^оС, которая через некоторое время начинает падать.

Если контроль показывает падение температуры, то производят перебивку буртов с обильным поливом, накрывают соломой еще на 1 месяц. Средний срок созревания субстрата в летний период 3–4 месяца, в зимний – 4 – 5. Хранение может длиться 8–10 месяцев с добавлением мела или гашеной извести 3 – 4 кг на 1м³ субстрата.

Вермикомпосты готовят в кучах или емкостях. Для расчета размера гряд, условий кормления червей, количества продукции используется единица площади – ложе (2×1 м). Плотность заселения – 30–100 тыс. червей на одно ложе, количество сырья – 1–1,2 т в год. Кормом могут быть гниющие органические вещества: навоз, солома, трава, опавшая листва, ветви деревьев, отбросы, картон, бумага и др., которые необходимо подготовить, так как у червя нет зубов. Отходы выдерживают в куче, чтобы прошла ферментация, сопровождающаяся сильным нагреванием. Для компостирования сырье укладывают слоями: внизу более крупное, сверху – помельче и увлажняют. Спустя 1–1,5 мес, когда после сильного разогрева температура в куче снизится до 20 °С, в ней делают отверстия и запускают туда червей (примерно по 100 на отверстие). Через 3–4 мес отходы превращаются в компост. Для отделения червей предлагаются разные способы, в том числе сделать рядом со старой новую кучу, куда черви сами переползают в поисках пищи.

При достижении плотности 75 тыс. усл. сд. на 1м² размножение червя замедляется, а при плотности 150 тыс. существует опасность голодания червя, самопоедание и гибель.

В различных странах мира разработаны ГОСТы к составу вермикомпоста (биогумуса). На экскременты червей в биогумусе должно приходиться не менее 70% сухого вещества. Готовый биогумус должен отвечать требованиям, приведенным в табл. 12.17. Существенных различий в этих требованиях к составу биогумуса как в нашей стране, так и в других странах не наблюдается.

12.17. Требования к составу биогумуса

В связи с тем, что в Республике Беларусь ГОСТа на биогумус пока не имеется, в основу для его качественного определения принят ГОСТ Российский Федерации.

Вермикомпост благодаря высокой концентрации элементов питания, агрономически полезных групп микроорганизмов и биологически активных веществ положительно влияет на рост и развитие растений и оздоровляет почвенную биоту. Средние дозы вермикомпоста составляют 3 – 5 т/га.

Урожайность зерновых в первый год применения биогумуса повышается на 6 – 10 ц/га, клубней картофеля – на 50 – 60 ц/га.

Перспективно применение биогумуса в овощеводстве как открытого, так и защищенного грунта.

Биогумус по многим показателям превосходит компосты, полученные традиционным путем. Он обладает лучшими физическими свойствами – более высокой водоудерживающей способностью, содержит больше доступных для растений форм питательных веществ (элементов), особенно азота, что связано с увеличением численности в копролитах червей азотфиксирующих бактерий Особую ценность биогумусу придают гуминовые кислоты, содержание которых колеблется от 5.6 до 17,6 % на сухое вещество.

Биогумус приобретает популярность у садоводов и огородников благодаря небольшим дозам внесения (2,5 т/га при сплошном и 250–300 кг/га при локальном внесении) и меньшим материальным и трудовым затратам на единицу площади по сравнению с расходами на применение традиционных органических удобрений.

Биогумус благодаря высокой концентрации элементов питания, агрономически полезных групп микроорганизмов и биологически активных веществ оказывает положительное влияние на рост и развитие растений и оздоровляет почвенную биоту.

Средние дозы вермикомпоста составляют 3 – 5 т/га. Каждая его тонна повышает урожайность зерновых на 5 – 6 ц/га, клубней картофеля на 50 – 60 ц/га. Последействие вермикомпоста слабо выражено. Особенно перспективно применение биогумуса в овощеводстве как открытого, так и защищенного грунта.

Сапропель

Сапропель (от греч. sapros – гнилой и pelos – грязь, ил) – донные отложения пресноводных водоемов различной окраски – от розовой до темно-коричневой. На воздухе естественная окраска исчезает. Представляет собой ор-ганоминеральные соединения и используется для производства сапропелевых удобрений. Сапропель образуют остатки растений и животных, минеральные и органические примеси, приносимые в водоемы водой и ветром. Сохнет медленно, с трудом отдавая влагу, но высохнув, становится очень твердым и вновь не намокает. Содержит гуминовые кислоты, фульвокислоты, гемицеллюлозу, целлюлозу, битумы, золу (в среднем 20–60 %).

Общие запасы сапропеля в республике оцениваются в 2,76 млрд. м³. Самые крупные отложения (мощностью 20 м) – озеро Судобль в Минской области и Большое Святое в Витебской области. Таким образом, запасы сапропеля в Беларуси находятся преимущественно в районах с большими запасами торфа. В качестве перспективного заменителя торфа сапропели могут рассматриваться только в 36 районах республики. Сапропель добывают земснарядами с намывом пульпы в отстойники, где в первый год он обезвоживается, а на второй после промораживания (в результате чего он становится рыхлым) его сушат и он превращается в сыпучую массу влажностью около 50 %. В зависимости от места добычи сапропели могут содержать от 0,6 до 2,6 % общего азота, от 0,14 до 0,19 – фосфора, от 2,5 до 43,8 – кальция, от 0,3 до 2,3 % – магния. Почти не содержат калия (следы). Доступного азота и фосфора в сапропеле в 3 раза меньше, чем в навозе. Содержание органического вещества колеблется от 12 до 80 %, золы – от 19 до 88 % (в сухом веществе), в том числе до 20–30 % углекислого кальция и магния. Качество сапропелевых удобрений регламентируется техническими условиями (табл. 12.18).

12.18. Физические и химические показатели сапропелевых удобрений

В зависимости от содержания кремнезема (SiO₂) и оксида кальция (СаО) сапропели подразделяют на органические (зольность менее 30 %), кремнеземистые (содержат более 50 % кремнезема), известковистые (содержат более 30 % оксида кальция) и смешанного состава. Известковистые сапропели в качестве известкового удобрения не хуже мела и доломитовой муки. Целесообразнее использовать сапропель на песчаных и супесчаных почвах. Заделывают сапропель спустя неделю после распределения по полю. Доза внесения сапропеля в два раза больше, чем навоза. По удобрительной ценности 1 т сапропелей равноценна 0,6–0,7 т торфонавозных компостов. Применение сапропеля в качестве местного удобрения требует больших затрат на его добычу, транспортировку и внесение.

Экономически оправдана перевозка сапропелей на расстояние до 20 км. Кремнеземистые сапропели не имеют удобрительной ценности.

В качестве удобрений используют также ил пресных вод (землистая масса). Различные виды ила содержат от 6 до 30% перегноя, 0,25–2 – азота, 0,25–0,5 – фосфора и 0,2–0,8 % – калия. Дозы ила под озимые – 30 т на 1 га, овощные, картофель, корнеплоды – 70 т и более. В почву ил заделывают после проветривания. Его можно использовать также как компонент при приготовлении компостов.

Зеленое удобрение

В условиях интенсивного земледелия наблюдается активная минерализация гумуса. А это приводит к ухудшению агрохимических, физико-химических, биологических и других свойств почвы, т.е. к снижению ее плодородия, поэтому комплексное использование всех видов органических удобрений для пополнения запасов гумуса в почве, создания не только бездефицитного, но и положительного его баланса – важная задача современного земледелия. В этой связи зеленым удобрениям должно быть уделено значительно большее внимание как мощному средству повышения плодородия почвы.

Применение зеленого удобрения способствует экологическому оздоровлению почвы, эффективной санитарной очистке полей от вредителей и возбудителей болезней, увеличивает количество полезных микроорганизмов и урожайность сельскохозяйственных культур. Используя крестоцветные и бобовые культуры можно значительно усилить профилактическое санитарное действие севооборота.

Зеленое удобрение – это свежая растительная масса, запахиваемая в почву для обогащения ее органическим веществом, азотом и другими элементами питания. Этот прием называют еще сидерацией, а растения, выращиваемые на удобрение, – сидератами. Основные научные предпосылки применения зеленого удобрения состоят в следующем.

Зеленое удобрение – важнейший источник гумуса и азота в почве. В зависимости от вида сидеральной культуры с 1 т зеленого удобрения в почву в среднем поступает 140 кг органического вещества, 3,5–5,0 кг азота, 1,1–1,3 кг фосфора и 2,8–3,8 кг калия, 1–3кг кальция и 0,4–1,4кг магния (табл. 12.19).

12.19. Средний состав зеленого удобрения

При запашке зеленой массы сидератов в количестве 35–40 т/га в почву попадает 150–200 кг азота, что равноценно 30–40 т навоза. Коэффициент использования азота зеленого удобрения (в первый год действия) вдвое выше, чем такой же коэффициент навоза. Бобовые сидераты обогащают пахотный слой почвы усвояемым фосфором, калием и другими элементами. Так, на легких почвах в Вуберне (Великобритания) ежегодное запахивание сидератов в течение 7 лет увеличило содержание органического вещества на 10 %, на Ротамстедской опытной станции использование зеленого удобрения в течение 30 лет позволило накопить органического углерода в почве около 35 т/га. В Баварии (Германия) применение зеленого удобрения на суглинистой почве в течение 25 лет повысило содержание гумуса с 2,2 – 2,3 до 2,8 %, в то время как при внесении только минеральных удобрений содержание гумуса в почве снизилось до 1,9 %.

Зеленое удобрение улучшает агрохимические, физико-химические и физические свойства почвы. Они повышают величину рН, сумму поглощенных оснований, снижают величину гидролитической кислотности и подвижного алюминия. Обогащая почву органическим веществом, зеленое удобрение повышает связность песчаных и супесчаных почв, что улучшает их водно-физические и физические свойства.

Растущие промежуточные сидераты, особенно многолетний люпин, вегетирующий осенью и весной между основными культурами севооборота, предотвращают потери питательных элементов из пахотного слоя почвы, защищают ее от процессов водной и ветровой эрозии, т.е. являются элементами почвозащитной системы земледелия.

На зеленое удобрение обычно возделывают бобовые культуры (люпин, донник, горох, сераделлу), которые накапливают большое количество – до 150–200 кг/га – азота, что равноценно 30–40 т/га навоза. По содержанию азота 1 т зеленого удобрения равноценна 1 т навоза (табл. 12.20).

12.20. Содержание питательных элементов в навозе и зеленом удобрении, кг/т

В единице растительной массы бобовых сидератов находится примерно такое же количество (иногда и больше) азота, как и в единице навоза, но фосфора и калия меньше, поэтому последние восполняют, внося соответствующие удобрения.

Разложение зеленого удобрения в почве происходит значительно быстрее, чем других органических удобрений. После запашки в почву и минерализации зеленой массы сидератов азот, связанный в форме органических соединений, переходит в минеральную форму и используется последующими культурами. Коэффициент использования ими азота зеленого удобрения в первый год почти вдвое выше, чем азота навоза. Кроме того, бобовые сидераты, обладая хорошо развитой и глубоко проникающей в почву корневой системой, извлекают питательные элементы из нижних горизонтов почвы, а также усваивают фосфор и другие питательные вещества из труднорастворимых соединений. Поэтому при разложении запаханной растительной массы пахотный слой почвы обогащается не только органическим веществом и усвояемыми соединениями азота, но также фосфором, калием и кальцием.

Сидераты могут возделываться как самостоятельная культура (занимает поле нескольких лет) и в смеси с другой (основной) культурой (уплотненные посевы). В уплотненных посевах сидераты (люпин, донник, сераделла и др.) могут возделываться одновременно с основной культурой (подсевная культура сидератов) или высеваться после уборки основной культуры (пожнивные посевы сидератов). Характеристика сидератов в промежуточных посевах приведена в табл. 12.21.

12.21. Характеристика сидератов в промежуточных посевах

Различают три основные формы зеленого удобрения: полное, укосное и отавное. Полное – когда в почву запахивают всю зеленую массу и корни, отавное – когда запахивают стерневые остатки и корни растений, укосное – когда зеленую массу для запашки перевозят на другой участок.

В условиях Беларуси можно широко применять все три формы зеленого удобрения, используя в качестве сидеральной культуры преимущественно люпин. Большое значение имеет форма использования сидерата: запахивание всего растения вместе с корневой системой, либо только пожнивных и корневых остатков.

На отдаленные поля в большинстве хозяйств органические удобрения, как правило, не вносят, поэтому на этих полях зеленые удобрения и солома должны быть основным источником поступления органического вещества в почву.

При выборе вида промежуточной культуры следует учитывать ее биологические характеристики применительно к конкретным условиям (табл. 12.22).

12.22. Биологическая характеристика сидеральных культур

Промежуточные культуры высевают после уборки основной культуры не позднее 5–10 августа. Полученная зеленая масса заделывается в почву поздней осенью перед наступлением заморозков. На участках, подверженных водной и ветровой эрозии, а также в засушливых местах целесообразно оставлять полученную растительную массу на корню для зимовки с заделкой ее ранней весной. Озимый рапс, озимую сурепицу, озимую рожь (лучше всего при совместном посеве с озимой викой) высевают после уборки среднеспелых культур в августе-сентябре. При этом озимый рапс и озимую сурепицу высевают в начале августа, озимую рожь – до начала сентября включительно. Зелёную массу запахивают в почву весной следующего года. Под крестоцветные и злаковые сидеральные культуры рекомендуется вносить азотные удобрения в дозе 40 – 60 кг д. в. Отавная форма зелёного удобрения с учётом запашки пожнивных и корневых остатков эквивалентна – 4т/га навоза, полная форма зелёного удобрения при урожайности сидератов 150–250 ц/га – 15т/га, 250–350 ц/га – 20т/га навоза.

Алкалоидный люпин (однолетний и многолетний) возделывают лишь на удобрение, безалкалоидный используют комбинированно: надземную часть на корм, а корни с пожнивными остатками как зеленое удобрение.

Однолетний алкалоидный люпин запахивают в фазе образования блестящих бобиков на главном стебле (к этому времени он накапливает максимальное количество азота). На паровых полях его запахивают за 2–3 недели до посева озимых.

Многолетний алкалоидный люпин наибольшее количество зеленой массы образует на третий-четвертый год жизни. При однолетнем использовании его подсевают под яровые зерновые и запахивают на второй год жизни на паровом поле в период массового цветения. На корм люпин скашивают в фазе бутонизации – цветения на высоте 8–10 см – так лучше отрастает отава. На силос его убирают в период от цветения до образования бобиков.

Сераделлу экономически выгодно возделывать как подсевную культуру (весной под озимые или яровые). После уборки зерновой культуры сераделла растет до глубокой осени и может быть использована на семена, на корм (укосная масса) и на зеленое удобрение (вся масса или только отава).

Надземную массу двулетнего донника скашивают до цветения, позже он грубеет. Отаву как зеленое удобрение запахивают осенью или весной. Люпин, донник и другие сидераты можно использовать на зеленое удобрение в виде самостоятельной культуры (выращивают как парозанимающую культуру, т. е. занимают поле с весны и запахивают во второй половине лета), как промежуточную подсевную или пожнивную культуру (выращивают в промежутке между уборкой одной культуры и посевом другой), а также в виде укосной массы, выращенной на другом участке в течение ряда лет (многолетний люпин).

Глубина запашки сидератов влияет на урожайность сельскохозяйственных культур и накопление гумуса в почве. Мелкая их заделка существенно повышает урожайность, но оказывает незначительное воздействие на накопление гумуса в почве, глубокая – наоборот. Глубокая заделка сидератов особенно важна для легких почв. При запахивании вместе с сидератами торфа, соломы разложение первых замедляется, добавление к зеленому удобрению навоза, жижи ускоряет его разложение.

Под бобовые сидераты обычно вносят фосфорные и калийные удобрения, а семена обрабатывают Сапронитом или другими препаратами клубеньковых бактерий и молибденовыми удобрениями (25–50 г на гектарную норму семян).

По данным Полесской опытной станции, внесение навоза в дозе 54 т/га повышало урожайность озимой ржи на 7,3 ц/га, а запашка 30 т/га зеленой массы люпина – на 7,5 ц/га. Зеленое удобрение как весьма эффективное и дешевое местное средство играет важную роль в повышении плодородия малоокультуренных почв при недостатке навоза и других органических удобрений в хозяйстве или при необходимости перевозки их на дальние поля.

Расширение посевов сидератов позволяет также в определен­ной мере ограничить использование торфа – невосполняемого фактора регуляции биоклиматических процессов на окружающих территориях. Однако расширение масштабов применения зеленого удобрения сдерживают семеноводство и отсутствие системы машин и технологий для возделывания и эффективного использования сидератов, прежде всего бобовых растений с высокой способностью к симбиотической азотфиксации.

Солома

Эффективным способом использования соломы является ее непосредственное применение на удобрение без отчуждения из агроценоза. Для этих целей она широко используется в зарубежной и отечественной земледельческой практике, в хозяйствах, специализирующихся на производстве зерна и обеспечивающих хорошую кормовую базу для животноводства. Для этого в первую очередь должна быть использована солома рапса и других крестоцветных культур, солома гречихи, кукурузы, люпина, кормовых бобов, сои, которые в чистом виде практически не используются на корм и подстилку.

Использование соломы в качестве удобрения обосновывается рядом соображений агрономического и организационно-экономического характера: обеспечение почвы органическим веществом, сокращение производственных затрат и экономия труда благодаря отсутствию работ по уборке, перевозке, погрузке и разгрузке соломы, разбрасыванию подстилки и удалению навоза, его погрузке и раз­грузке, буртованию и разбрасыванию по полю.

Научные предпосылки использования соломы на удобрение следующие.

Солома–источник питательных элементов. Химический состав соломы довольно широко изменяется в зависимости от биологических особенностей культур, почвенно-климатических условий. По химическому составу солома зерновых культур характеризуется довольно высоким количеством безазотистых веществ (целюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) и низким содержанием азота и минеральных элементов. В среднем она содержит 0,5 % азота, 0,25 – фосфора (Р₂О₅), 0,8 – калия (К₂О) и 35–40% углерода в форме различных органических соединений. В соломе находятся некоторые количества серы, кальция, магния, различных микроэлементов (бор, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт и др.).

При урожаях зерновых (20–30 ц/га) в почву с соломой будет возвращено 10–15 кг азота, 5–8 – фосфора (Р₂О₅), 18–24 га – калия (К₂О), а также соответствующее количество микроэлементов.

Солома–активный энергетический материал для образования гумуса. Широкое отношение С : N в соломе оказывает большое влияние на разложение ее в почве. Установлено, что для нормального протекания процессов разложения соломы отношение C:N должно быть 20–30 : 1. Более узкое соотношение этих элементов приводит к минерализации азотистых соединений, а более широкое – усиливает процессы иммобилизации азота. Ценность соломы как органического удобрения обусловлена высоким содержанием в ней органического вещества. Из применяемых в настоящее время удобрений солома содержит наибольшее его количество. По содержанию углерода солома в 3,5 – 4,0 раза превосходит подстилочный навоз, что является чрезвычайно важным в регулировании баланса органического вещества почвы. Из 1 т соломы может синтезироваться 140 кг гумуса, а из 1 т соломистого навоза – 40 кг. Для благоприятного протекания биохимических процессов в почве при внесении органических удобрений необходимо обеспечение оптимального углеродно-азотного соотношения (20–30:1). Различные виды органических удобрений характеризуются разным соотношением углерода к азоту (табл. 12.23). При более широком отношении C/N происходит иммобилизация азота почвы, при более узком отношении усиливается минерализация гумуса и увеличиваются непроизводительные потери азота. При внесении органических удобрений целесообразно сочетать их таким образом, чтобы соотношение углерода к азоту приблизить к оптимальному.

12.23. Соотношение углерода к азоту в разных видах органических удобрений

Широкое отношение углерода к азоту (80–100:1) сдерживает биохимическое разложение соломы, поэтому его необходимо уменьшить. В связи с этим немецкие ученые Н.В. Hutchinson и E.N. Richaris еще в 1921 г. сформулировали понятие «азотного фактора», означающее количество неорганического азота в граммах, которое органически связывается на каждые 100 г разлагаемого вещества. В зависимости от вида соломы этот показатель равен 0,5–1,0, т.е. для нормального разложения соломы на каждые 100 г ее необходимо вносить 0,5–1,0 г минерального азота, что приведет к уменьшению отношения C/N соломы до 20–30:1.

В зависимости от вида соломы содержание азота в ней может изменяться в 2–3 раза, в результате и отношение C/N существенно варьирует и, соответственно, на 1 т соломы требуется внесение различного количества дополнительного азота (табл. 12.24).

12.24. Средний состав соломы и соотношение углерода к азоту в соломе

сельскохозяйственных культур, % в сухом веществе

В сочетании с соответствующим минеральным удобрением, жидким навозом или с используемыми в качестве сидератов бобовыми культурами солома по действию на содержание гумуса в почве часто не уступает эквивалентному количеству навоза.

Применение соломы для удобрения улучшает физико-химические свойства почвы, уменьшает потери азота, повышает доступность фосфатов и биологическую активность почвы, в результате чего улучшаются условия питания растений. Положительное действие соломы на плодородие почвы и урожай сельскохозяйственных культур возможно при наличии необходимых условий для ее разложения. Так, скорость микробного разложения соломы зависит от наличия в почве источников питания для микроорганизмов, их численности, видового состава и активности, типа почвы, ее окультуренности, температуры, влажности, аэрации и др. Например, разложение соломы усиливается при внесении различных источников азота, дополнительном внесении фосфора на почвах, бедных фосфором, внесении таких микроэлементов, как марганец, молибден, бор, медь и др.

Отмечено также, что интенсивность разложения клетчатки возрастает от дерново-подзолистых почв к серым лесным и черноземам. Оптимальная температура разложения клетчатки 28–30 °С и влажность почвы 60–70 % от полной ее влагоемкости. Интенсивность разложения соломы в верхнем слое почвы заметно выше, что объясняется хорошей аэрацией почвы, а также большой численностью и разнообразием видового состава микроорганизмов.

Внесение соломы в почву усиливает азотфиксирующую способность, ферментативную активность почвы.

Часто в первый год внесения соломы урожай злаковых культур снижается. Это объясняется наличием в соломе и образованием токсических соединений в процессе ее разложения, а также ухудшением условий азотного питания растений при закреплении почвенного азота микроорганизмами в связи с широким отношением в соломе С : N.

Особое значение удобрение соломой имеет для бобовых культур, фиксирующих молекулярный азот атмосферы. Более высокий эффект от соломы получается при обработке семян бобовых перед посевом Cапронитом, поэтому на площадях, удобренных соломой, желательно размещать в первую очередь бобовые или пропашные культуры. Заблаговременно внесенная в почву солома стимулирует азотфиксирующую способность бобовых и существенно повышает их урожай. Питание азотом пропашных культур обеспечивается вследствие мобилизации азота почвы при ее междурядных обработках.

Азот минеральных удобрений снижает депрессирующее действие соломы на зерновые культуры. Иммобилизованный в присутствии соломы азот минеральных удобрений характеризуется большей подвижностью, меньшей устойчивостью к кислотному гидролизу и минерализуется интенсивнее, чем азот, иммобилизованный без соломы, особенно азот гумуса. В последействии соломы усиливаются процессы мобилизации азота в почве, повышается использование растениями, как иммобилизованного азота удобрений, так и азота почвы, что и определяет положительное ее действие на урожай последующих культур.