Міфи та факти про розкладання рослинних решток сільгоспкультур (американський досвід)

Махді аль-Кайса, факультет агрономії Айовського Університету

Рослинні рештки відіграють значну роль у зміцненні біологічного складу ґрунту, наповнюючи його органічним вуглецем і азотом, які живлять і дають енергію мікроорганізмам, які там мешкають. Щоб зрозуміти, як розкладаються залишки, необхідно врахувати процеси і механізми біологічної і хімічної активності, що залежать від екологічних умов, а саме, від температури повітря, вологості та кислотності (pH) ґрунту, обсягів кисню і типів мікроорганізмів, які в ньому живуть.

До складу рослинних решток входять:

• лігнін,
• целюлоза,
• геміцелюлоза,
• макро- і мікроелементи.

Щоб вивільнити або зруйнувати більшість цих органічних форм, біологічні та ферментативні процеси, контрольовані широким колом мікроорганізмів, що залежать від різних факторів, повинні відбуватися з різною швидкістю, виходячи з умов навколишнього середовища і ґрунту.

У сільському господарстві сівозміни і інші способи впливу на екосистему можуть вносити істотні зміни в процес розкладання залишків. Однак серед фермерів і агрономів існує загальна думка про те, що фізична зміна структури решток, тобто подрібнення їх на мілкі частинки або оранка можуть прискорити процес розкладання.

Крім того, вони ж стверджують, що внесення азотних добрив після збирання врожаю може прискорити процес розкладання пожнивних рештків. Обидві ці думки невірні, і ось чому.

Вплив систем оробітку ґрунту на розкладання рослинних решток

Нещодавно було проведено дослідження для вивчення впливу трьох різних систем оробітку ґрунту на посівах кукурудзи. Вони включають:

• глибокий обробіток ґрунту;
• strip-till (ST);
• no-till (NT) за умов остаточного розщеплення Bt і non-Bt залишків кукурудзи.

Поле з рослинними рештками

Результати трирічних досліджень з використанням всіх систем обробітку в польових і лабораторних умовах не показали істотних відмінностей в розкладанні або відсотковому залишкові Bt і non-Bt решток кукурудзи.

Крім того, через 12 місяців досліджень не спостерігалась різниця між системами обробітку ґрунту або розкладанням гібридів Bt і non-Bt в полі. 34-49% решток кукурудзи залишалися на поверхні ґрунту.Результати трирічних досліджень з використанням всіх систем обробітку в польових і лабораторних умовах не показали істотних відмінностей в розкладанні або відсотковому залишкові Bt і non-Bt решток кукурудзи.

Вплив азотних добрив на розкладання рослинних решток

Впродовж 2 років за розкладанням пожнивних решток кукурудзи спостерігали в процесі внесення трьох різних доз азоту (UAN 32%), 0,30 і 60 фунтів (27,2 кг) N/акр (0,404 га) на залишки кукурудзи відразу після збирання врожаю. Певну кількість решток злаку зважували і поміщали в нейлонові сітчасті мішки і зберігали на полі відразу після збирання врожаю для оцінки розкладання. Швидкість цього процесу оцінювали кожні три місяці протягом усього року.

Результати показали, що з часом розкладання часток кукурудзи збільшилося. Після кожного періоду оцінки, залишалося все менше решток. При цьому, доза азоту не впливала на швидкість розкладання.

Ці результати показують, що застосування азотних добрив для стимуляції розкладання залишків не є ефективними. Застосування речовини для розкладання решток відразу після збирання врожаю, як це зазвичай практикується, не є доцільною стратегією, тому що після осіннього врожаю температура ґрунту і повітря знижується.

Розкладання залишків дуже сильно залежить від вологості і температури ґрунту, тому що вони впливають на активність мікробів, які беруть участь у розщепленні. Тому, з економічної та екологічної точки зору, застосування азоту не особливо сприяє даному процесу.

Ті ж результати спостерігалися за лабораторної оцінки розкладання решток кукурудзи. Для такого дослідження були взяті ті ж зразки залишків і ті ж дози азоту, що і для польового експерименту. Зразки часток кукурудзи з поля інкубували в лабораторії при постійній температурі 0°С і 32,2°С протягом приблизно 30 днів кожен.

Швидкість розкладання решток в лабораторних умовах відповідала польовим умовам. Як і в результаті польового дослідження, не було виявлено відмінностей в розкладанні під впливом різних доз азоту.

Результати лабораторних досліджень підтвердили результати польових досліджень: роль температури грає велику роль в розкладанні залишків, порівняно з азотом. При більш низьких температурах (0°С) швидкість розкладання була значно нижче, ніж при високих температурах (32,2°С). Застосування азоту не спричинило ніякого істотного впливу на розкладання решток.

Висновок

З економічної та екологічної точки зору, застосування оранки та азоту з метою прискорення розкладання решток може бути контрпродуктивним.

З економічної точки зору, це спричиняє додаткові витрати на закупівлю матеріалів, палива, відповідних інструментів і оплату праці.

З екологічної точки зору, оранка і азотні добрива не дуже доцільні практики, тому що вони можуть сприяти погіршенню якості ґрунту і води за рахунок збільшення потенціалу ерозії, зниження седиментів і погіршення якості води.

Дослідження Університету Айови не підтримують практику оранки та внесення азотних добрив з метою впливу на розкладання решток. Порушення ґрунту не веде до поліпшення його якості і не викликає розщеплення пожнивних залишків. Розкладання їх залежить від біологічних процесів, на які впливають екологічні та ґрунтові умови.