Проблематика процесів розкладу рослинних залишків

Інж. Алена Вимисліцькаa, Доц. Інж. Ладіслав Варга, PhD.b,  

Кафедра агрохімії і живлення рослин,  Факультет агробіології та продовольчих ресурсів, Словацький сільськогосподарський університет в місті Нітра

Органічні добрива з точки зору збереження родючості ґрунтів, безсумнівно, відіграють важливу роль. Важливим компонентом господарських та органічних добрив є речовини рослинного, або тваринного походження (вуглеводи, целюлоза, геміцелюлоза, лігнін, амінокислоти, білки і т.д.), які є незамінними у зв’язку з підвищення родючості ґрунту. Вони мають високу цінність добрив і за допомогою них у ґрунт потрапляють поживні речовини для рослин - макроелементи та мікроелементи, а також органічні речовини, мікроорганізми, стимуляційні, гормональні та сприятливі для росту складові, такі як ауксини групи фітогормонів.

Дія органічного добрива є здебільшого поступовою та довготривалою у порівнянні з мінеральними добривами, але й між окремими видами сільськогосподарських добрив є значні відмінності. Кількість органічної речовини впливає на біологічні, фізичні, але й хімічні властивості ґрунту.

Із розвитком сільськогосподарського виробництва змінюється технологія виробництва тваринницької продукції, а таким чином і форма, склад та якість сільськогосподарських добрив.  Нові способи непідлогового утримання господарських тварин, спеціалізація сільськогосподарських підприємств, і не в останню чергу економічні інтереси, неминуче ведуть до відмови від класичних методів в області виробництва і використання сільськогосподарських добрив. У зв’язку з цим піднімається питання про необхідність вирощування культур без використання добрив, таким чином, щоб не зменшити вміст органічних речовин у ґрунті та його родючість.

Виробництво сільськогосподарських добрив (гною, сечі, гноївки і т.д.) зі значним скороченням поголів'я худоби, відповідно зменшується. Низький рівень потрапляння поживних речовин із органічних добрив господарства спробували частково поповнити використанням промислових добрив й у першу чергу зосередилися на застосування головним чином азоту, причому значно позаду в балансуванні залишився фосфор, калій, магній, кальцій і багато іншого.

Однак, низький рівень вмісту органічних речовин у ґрунті й надалі залишається проблематичним. Багатим джерелом органічних речовин є солома (містить 80-82% органічних речовин), яка у багатьох господарствах стає надлишковим продуктом і утилізується різними способами безпосередньо на полі (штабелюванням, компостуванням, або продажем для спалювання). Причому в соломі, як у органічній масі, міститься накопичена енергія, яку використовують ґрунтові мікроорганізми в процесах життєдіяльності. Органічна маса, що пройшла процес гуміфіка́ції, покращує фізичну, адсорбційну, біологічну та інші характеристики ґрунту, які мають важливе значення з точки зору підвищення його родючості, що безумовно не підтримує такий спосіб утилізації соломи, як спалювання. Отже, солома би не мала регулярно відвозитись із поля  на продаж, наприклад  на спалювання в якості альтернативного джерела енергії, тому що з довгострокового аспекту поглиблюватиметься зниження родючості ґрунтів.

В умовах Словаччини та Чехії для забезпечення виваженості річна потреба органічних речовин у ґрунті під впливом їх  мінералізації коливається у діапазоні 4-4,5 т на га-1. Ця потреба на орних ґрунтах на 50-60% покривається залишками рослинних культур, а решту 40-50% необхідно доповнити органічними добривами, що складає близько 1,6 - 2,0 тонн органічних речовин на га-1 в рік. При збалансуванні органічних речовин збільшується мікробна активність ґрунту, причому продуктом є новостворена органічна маса.

Різний баланс органічних речовин має кожне підприємство, а в  межах підприємства є також наявні відмінності на окремих ділянках у залежності від системи господарювання та наявності вирощуваних культур в методиці засівання. Багаторічна відсутність кормових на орних землях лише надалі погіршує ситуацію. Згідно деяких розрахунків постачання господарських добрив тваринного походження середній річний дефіцит органічних речовин коливається на рівні 1,5 т га-1.

В умовах Словаччини в сільськогосподарській практиці протягом кількох років використовуються і перевіряються різні мікробні речовин, особливо бактеріальні препарати для вирощування окремих ринкових культур та одночасно шукаються нові можливості їх застосування.

     Одним із бактеріальних препаратів, із яким мають багаторічний досвід багато господарств є „AZOTERˮ, який був першим на словацькому ринку та одним з перших в Європі щодо використання мікробних продуктів у широкому первинному сільськогосподарському виробництві.

Біодобрива серії «Azoter®», сертифіковані в Європі для органічного землеробства та використовуються на її ринку з 1995 року, препарати  виготовляються підприємством «AZOTER Trading» С.Р.О., м. Братислава, Словацька Республіка. З 2016 року біопрепарати «Азотер Ф»,а з 2017- Азотер СЦ» та «Азорхіз» сертифіковані в Україні для використання в органічному землеробстві українсько-швейцарським підприємством «ОРГАНІК СДАНДАРТ». Вони створенні для умов досконалого метабіозу і збагачення ґрунту природним азотом і фосфором . Поживні речовини мобілізуються мікроорганізмами зі сполук недоступних рослинам, які знаходяться в ґрунті та з повітря. Крім цього препарати додатково містять біофунгіциди, які знищують в ґрунтовому горизонті фузаріоз та склеротинію(білу цвіль)Sclerotinia sclerotiorum.

„AZOTERˮ містить три типи штамів бактерій Azotobacter Chroococcum і Azospirillum braziliense беруть участь у несимбіотичній фіксації повітряного азоту, роблять його доступним для рослин, Bacillus megatherium із іншого боку забезпечують постачання фосфору.

Компанія „Azoterˮ уже два роки стабільно добавляє у свої продукти, що використовуються для рослинних залишків, біофунгіциди, як запобіжний захід проти білої гнилі та фузаріозних захворювань в ґрунті.

„AZOTERˮ містить три типи штамів бактерій, які відіграють важливу роль у підтримці і відновленні біологічних властивостей та продуктивності ґрунту. Вони беруть участь в несимбіотичному фіксуванні атмосферного азоту, сприяють процесу розкладання органічної маси в ґрунті, сприяють перетворенню важливих макробіогенних елементів у ґрунті з нерозчинних форм на форми доступні.

Azotobacter Chroococcum і Azospirillum braziliense беруть участь у несимбіотичній фіксації повітряного азоту, роблять його доступним для рослин, Bacillus megatherium із іншого боку забезпечує рослину фосфором.

Ці бактерії пришвидшать процес розкладання органічної маси в ґрунті та рослинних залишків. Узгоджена діяльність бактерій, які продукують обміні речовини і готують тим самим умови для інших видів мікроорганізмів, називається терміном метабіоз, це є теоретичною основою препарату „AZOTERˮ. Mетабіоз, що відбувається в результаті застосування бактерій після інокуляції ґрунту посилює його мікробіологічну активність, збільшує їх кількість, що призводить до прискорення процесу деградації рослинних залишків, у результаті чого знижуються витрати при різних технологіях обробки.

Використання стимулюючого ефекту „AZOTERˮ стає актуальним у прискоренні розкладу рослинних залишків, деяких культур після збирання основного продукту, які залишають на полі велику кількість рослинних залишків лігноцелюлозного характеру в широкому співвідношенні C:N. До таких матеріалів відносять солому зернових культур, або ріпак, який характеризується співвідношенням C:N > 50:1. Залучанням залишків врожаю в ґрунт, ґрунтові мікроорганізми, які розкладають органічну масу, отримають нове джерело харчування з високим вмістом вуглецю та низьким вмістом азоту. В результаті чого мікроорганізми почнуть споживати азот, що міститься в ґрунті, що призведе до біологічного проникнення неорганічного азоту до тіла мікроорганізмів. Згодом це призводить до тимчасового зниження доступного рослинам неорганічного азоту в ґрунті, що може призвести до зниження врожайності посіву наступних сільськогосподарських культур. Заорювання 4 т на га-1 соломи при певних умовах може тимчасово призвести до зв’язування біля 100 кг азоту на га-1. Зв’язування неорганічного азоту мікрофлорою, яка бере участь у мінералізації, є тим інтенсивніше, чим ширше є відношення C:N у заораних залишках сільськогосподарських культур й чим сприятливішими в ґрунті є такі умови, як вологість і температура. Первинно мобільний азот, що міститься в ґрунтовому розчині, внаслідок проникнення в тіло мікроорганізмів стає нерухомим та водночас недоступним для рослин (іммобілізація). Впливом діяльності мікроорганізмів змінюється вміст вуглецю, в той час як загальний об’єм азоту залишається незмінним. Дихаючи, організми випускають CO2, який проникає з ґрунту в атмосферу, в результаті чого кількість вуглецю в ґрунті зменшується, а співвідношення С:N знижується. При співвідношенні вуглецю до азоту 20-30:1 настає рівновага між мінералізацією і іммобілізацією, тобто яка кількість неорганічного азоту стане доступною (мобілізується), така ж кількість стане недоступною (іммобілізованою). Якщо співвідношення С:N досягне показників нижчих ніж 20:1, настане чиста мінералізація, вивільнення, тобто доступ до азоту. Стане доступним не лише іммобілізований азот, але і азот, що міститься у рослинних рештках.  Позитивний вплив на родючість ґрунту має заорювання всіх видів соломи, звісно після додавання азоту для зниження широкого початкового співвідношення C:N, у випадку соломи зернових з 80-100:1 на 25:1. На практиці дуже добре застосовуються рідкі господарські добрива як сеча,гноївка і звісно, дигестат або фугат. На 1 тонну соломи рекомендується застосовувати 10-12 кг азату.

Незважаючи на позитивний досвід господарств щодо використання органічних добрив (гноївки, сечі), дигестатів, азотних промислових добрив, або мікробних препаратів для рослинних залишків після вирощування пшениці, ячменю, кукурудзи і ріпаку, даному питанню не приділяють належної уваги, у результаті чого маємо ділянки на яких погано зійшли рослини, які не є зрівняні та відстають у рості. Погане сходження рослин може бути пов'язано з наявністю фенолів, які присутні в рослинних залишках із широким співвідношенням C:N.  Наявність фенолів спричиняє інгібіційний вплив на проростання насіння та на мінералізаційну мікрофлору, в результаті чого процеси розкладу рослинних залишків у ґрунті тривають довше. Необхідні ґрунтові умови для ефективної дії препарату, такі: величина рН – від 5,4 до 8,0, вміст гумусу в орному шарі ґрунту більше 1–1,5%, волога 25–30 мм, температура ґрунту більше 8°С.

Незважаючи на позитивний досвід господарств щодо використання органічних добрив (гноївки, сечі), дигестатів, азотних промислових добрив, або мікробних препаратів для рослинних залишків після вирощування пшениці, ячменю, кукурудзи і ріпаку, даному питанню не приділяють належної уваги, у результаті чого маємо ділянки на яких погано зійшли рослини, які не є зрівняні та відстають у рості. Погане сходження рослин може бути пов'язано з наявністю фенолів, які присутні в рослинних залишках із широким співвідношенням C:N.  Наявність фенолів спричиняє інгібіційний вплив на проростання насіння та на мінералізаційну мікрофлору, в результаті чого процеси розкладу рослинних залишків у ґрунті тривають довше.

Для прискорення процесів розкладання рослинних залишків у ґрунті (наприклад розрізаної соломи) окрім класичних, роками перевірених суспензійних, рідких та твердих органічних добрив, підходить також комбінація з бактеріальними препаратами.

 При одночасному застосуванні рослинних залишків та бактеріального препарату „AZOTERˮ залишки рослин  функціонують як стартер для розмноження бактерій препарату AZOTER, що призводить до покращення біологічних властивостей ґрунтів і відновлення їх продуктивності.

Норма витрати препарату «Azoter®» на один гектар є 10 л. Оскільки препарат містить високу концентрацію бактерій, після його застосування значно збільшиться бактеріальна мікрофлора у ґрунті, що призведе не тільки до швидкого розкладу рослинних залишків, але й до значної економії коштів та спрощення підготовки ґрунту до посіву. «Azoter®» своїм впливом на ґрунт при відповідних умовах вологості і температури, окрім зазначених переваг, синтезуватиме достатню кількість азоту( до 60-70 кг/га в д.р. восени та 40-50 кг/га в д.р. по весні) та зробить доступним необхідну кількість фосфору(до 40-50 кг/га в др. восени та 20-30 кг/га в д.р. по весні), якого вистачить для задоволення потреб вирощуваних культур на ранніх стадіях росту.

Запрошуємо Вас до взаємовигідної співпраці та бажаємо гарних врожаїв….