Деструкторы стерни в севообороте

По материалам журнала The Ukrainian Farmer

АНАТОЛИЙ КОВАЛЕНКО, канд. с.-х. наук
Институт орошаемого земледелия НААН
Соавторы: Николай Новохижний, Алексей Коваленко, Григорий Тимошенко, кандидаты с.-х. наук

В последние годы появились препараты микробного происхождения, ускоряющие разложение растительных остатков и тем самым улучшающие питательный режим почвы. На опытном поле Института орошаемого земледелия мы провели исследования в севообороте черный пар - озимый рапс - озимая пшеница - сорго - ячмень - подсолнечник при 3 системах обработки почвы. Изучали такие микробные препараты: Контроль; Биодеструктор стерни; Экостерн; Органик-баланс; Бионорм; Деструктор целлюлозы.

Во время выращивания озимой пшеницы урожайность при вспашке под предшественник составила 5,80 т/га, при чизельной обработке - 5,50 т/га и мелкой обработке - 4,82 т/га. Весь урожай был удален с поля. Биомасса стеблей составляла 5,81, 5,44 и 4,98 т/га соответственно и была оставлена на поле в виде стерни и измельченной соломы (табл. 1). По результатам наших исследований, проведенных ранее, соотношения N:С в соломе составляет 1:73 с содержанием азота 0,51% и углерода 37,48%. Содержание фосфора в соломе - 0,25%.

Эффективность деструкторов

Послеуборочный период характеризовался высокими температурами воздуха. Существенные осадки в регионе в этот период не всегда были регулярными. Такой ход погодных условий и состояние почвы не всегда были благоприятными для эффективной деятельности микробных препаратов деструкторов стерни. Однако при их применении степень деструкции соломы и пожнивных остатков существенно повысилась, по сравнению с вариантом без их применения (табл. 2).

На процесс деструкции соломы существенное влияние также оказывали способ и глубина обработки почвы, что связано с глубиной заделки пожнивных остатков, при которой складывались различные условия увлажнения в слое расположения соломы. Таким образом, на контрольном варианте замена вспашки на безотвальную обработку на такую же глубину уменьшала степень деструкции на 3,4%, а переход на мелкую безотвальную обработку - на 7,6%. В среднем по фактору обработки почвы глубокая безотвальная уменьшала степень деструкции на 9,4%, а переход на мелкую обработку - на 18,1%.

Обработка незаделанных растительных остатков озимой пшеницы препаратами-деструкторами при системе ноу-тилл снижала интенсивность разложения соломы до 42,6-46,7%

Влияние на состояние почвы

Влияние микробных препаратов, применявшихся для обработки соломы, на процесс ее разложения меняло также и биологическую активность почвы в посевах следующей за пшеницей озимой культурой - сорго. Трансформация органического вещества пожнивных остатков озимой пшеницы под влиянием микробных препаратов обусловила увеличение численности микроорганизмов, участвующих в процессах преобразования азотных соединений. Таким образом, количество аммонифицирующих микроорганизмов в пахотном слое почвы в начале вегетации сорго увеличилась на фоне вспашки на 1,66-5,80 млн/г по сравнению с необработанным вариантом. Наибольшей была численность микроорганизмов этой группы в случае применения препарата Биодеструктор стерни – 29,64 млн/г.

При безотвальных обработках почвы независимо от ее глубины наибольшей была численность аммонификаторов в случае применения препарата Органик-баланс, превышающая прочие варианты на 1,00-4,65 млн/ч.

Численность нитрифицирующих микроорганизмов также менялась под влиянием микробных препаратов и операций основной обработки почвы. Однако различия между вариантами были несколько меньше, чем по количеству аммонифицирующих микроорганизмов.

Изменение микробиологической деятельности почвы повлияло также и на ее питательный режим. Так, количество нитратов в пахотном слое почвы в начале вегетации сорго было выше при обработке соломы препаратом Экостерн - 64,5 мг/кг. На 11,3-13,7 мг/кг их содержание было меньше в вариантах применения препаратов Органик-баланс, Бионорм и Деструктор стерни. В дальнейшем существенное преимущество имел вариант с применением препарата Органик-баланс. Также следует отметить существенное уменьшение содержания нитратов при обработке соломы микробным препаратом Деструктор целлюлозы.

Нитрификационная способность почвы хотя и была несколько повышена под влиянием микробных препаратов, но эти изменения были менее заметными. Также в начале вегетации сорго нитрификационная способность была выше (160,3-167,7 мг/кг) в случае применения препаратов Биодеструктор стерни, Экостерн и Деструктор целлюлозы, что на 9,0-16,4 мг/кг превышало остальные варианты. В конце вегетации более высокую нитрификационную способность обеспечило применение препаратов Деструктор целлюлозы, Бионорм и Органик-баланс - 163,0-169,7 мг/кг почвы.

На основании исследований установлено, что между степенью деструкции соломы пшеницы озимой за 90 дней и содержанием 3 в слое 0-30 см почвы под посевами сорго зернового в первой половине его вегетации существует высокая корреляционная связь: r = 0,56 и 0,80, которая снижается к вегетации растений и становится незначительной (рис. 1 и 2).

Такая же корреляционная связь, как и в предыдущем случае, существует между содержанием 3 в слое 0-30 см почвы под посевами зернового сорго и его урожайностью (рис. 3).

Влияние на урожайность

Изменение биологической активности и питательного режима почвы в процессе разложения соломы под влиянием микробных препаратов при различных операциях обработки почвы повлияло и на уровень урожайности (табл. 3). Дисперсионная обработка полученных экспериментальных данных позволила установить разницу действия и взаимодействия исследуемых факторов на урожайность сорго. Наибольшее влияние на формирование урожая сорго оказали микробные препараты, доля влияния которых составляет 58,2%. Обработка почвы имела несколько меньшее влияние - 14,5%.

Обработка деструкторами растительных остатков последующей культуры в севообороте также способствовала активизации их деструкции, хотя и в значительно меньшей степени, нежели пшеницы, что связано с более поздним сбором сорго. Это способствовало повышению урожайности следующей за сорго культуры ярового ячменя на 0,06-0,27 т/га.

Таким образом, применение деструкторов в условиях Южной Степи является довольно эффективным для улучшения биологической активности почвы и повышения урожайности.

Таблица 1. Биомасса озимой пшеницы и ее химический состав в зависимости от основной обработки почвы

Обработка почвы

Масса соломы, т/га

Накопление, кг/га

азота

углерода

Вспашка

5,81

29,6

2178

Безотвальная глубокая

5,44

27,8

2041

Безотвальная мелкая

4,98

25,4

1866

Примечание. 1 — содержание N — 0,51%; 2 — содержание C — 37,48%

Таблица 2. Степень деструкции соломы озимой пшеницы через 90 дней после обработки различными микробными препаратами, %

Препарат

Вспашка

Безотвальная обработка

Среднее по препарату

глубокая

мелкая

Контроль

26,9

24,6

21,0

24,2

Биодеструктор стерни

58,6

50,8

41,1

50,2

Экостерн

66,2

55,7

47,4

56,4

Органик-баланс

63,4

52,4

48,8

54,9

Бионорм

60,9

50,5

42,4

51,3

Деструктор целлюлозы

56,4

49,3

40,4

48,7

НІР05 1,7

Рис. 1. Корреляционная зависимость между степенью деструкции соломы пшеницы и содержанием 3 в слое 0-30 см почвы под посевами сорго в период образования метелки

Рис. 2. Корреляционная зависимость между степенью деструкции соломы пшеницы и содержанием 3 в слое 0-30 см почвы под посевами сорго в период цветения 

Рис. 3. Корреляционная зависимость между содержанием 3 в слое 0-30 см почвы под посевами сорго в период цветения и урожайности

Таблица 3. Урожайность зерна сорго в зависимости от обработки почвы и микробных препаратов-деструкторов, т/га

Препарат

Обработка почвы

Среднее по фактору В

вспашка

безотвальная

глубокая

мелкая

Контроль

4,24

3,94

4,07

4,08

Биодеструктор стерни

5,32

5,05

4,66

5,04

Экостерн

5,69

5,26

4,98

5,31

Органик-баланс

6,05

5,34

4,99

5,46

Бионорм

4,59

5,00

4,11

4,57

Деструктор целлюлозы

4,90

5,11

4,07

4,69

НІР05 т/га частичные различия: фактор А — 0,23; фактор В — 0,2