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 NО₃ 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 NО₃ 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 NО₃ в слое 0-30 см почвы под посевами сорго в период образования метелки

Рис. 2. Корреляционная зависимость между степенью деструкции соломы пшеницы и содержанием NО₃ в слое 0-30 см почвы под посевами сорго в период цветения 

Рис. 3. Корреляционная зависимость между содержанием NО₃ 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