Альтернативні рішення у використанні соломи

В агровиробництві сьогодні накопичується значна кількість відходів біомаси рослинних решток, які практично ніяк не використовуються. Частина приорюється або застосовується як корм для тварин чи підстилку, проте малочисельна тваринницька галузь не має настільки великої потреби в цьому.

Тому зі зростанням площ посівів зернових культур постає реальна потреба утилізації цих решток. На жаль, у багатьох випадках поширена практика спалювання соломи та стебел на місці їхнього утворення, що призводить до незворотних процесів деградації ґрунтів та загибелі корисних мікроорганізмів, які живуть в ньому. Крім того, від спалювання стерні на полях, які розташовані неподалік населених пунктів, страждають домогосподарства і самі люди.

Солома як добриво

Використання післяжнивних решток є одним із напрямів біологізації сільськогосподарського виробництва. Внаслідок їхнього розкладання, зокрема соломи, під дією ґрунтових мікроорганізмів та ферментів, які використовують її як джерело харчування, утворюється значна кількість органічної речовини, яка і визначає рівень родючості ґрунтів.

Основною причиною пошуку альтернативних джерел поживних речовин є зменшення використання органічних добрив у сучасному сільському господарстві. Власне використання соломи, у комплексі з невеликою кількістю мінеральних добрив, дасть змогу не лише зекономити та підвищити природну родючість, а й впровадити елементи біологізації, що призведе до підвищення якості вихідної продукції з екологічної точки зору.

Тож що і як робити? Найпоширеніший спосіб — це подрібнення та заорювання соломи в ґрунт. Проте сама собою вона не піддається швидкому розкладанню, оскільки містить у своєму складі велику кількість органічного вуглецю. Він поліпшує основні фізичні показники ґрунтової родючості, зокрема щільність, водопроникність, мікробіологічну активність, але поряд з тим уповільнює процес розкладання целюлози.

З початком розкладання активність і чисельність мікрофлори різко збільшується, що призводить до зосередження основної кількості азоту в мікроорганізмах. Саме в цьому і полягає суть природного кругообігу азоту та вуглецю. Проте, варто зауважити, що цей процес проходить досить повільно і щоб його пришвидшити необхідно додатково вносити біологічні препарати, дія яких спрямована на розкладання пожнивних решток. Значна роль серед таких препаратів належить біодеструкторам, які містять у своєму складі симбіотичні мікроорганізми, які не лише підсилюють азотне живлення, а й підвищують кількісні показники фосфору та калію, а також активізують мінералізацію їхніх важкодоступних форм.

Аби процеси мінералізації пройшли правильно, необхідно провести агрозаходи максимально чітко. В ідеалі, подрібнити та рівномірно розподілити рештки на необхідній площі. Середня висота зрізу не повинна перевищувати 20 см, а самі часточки соломи 2,5–4,5 см. Щоб зберегти вологу та запустити ефективну роботу ґрунтової біоти, необхідно відразу після обмолоту провести лущення стерні, що в подальшому додатково покращить проростання насіння озимих культур.

Стандартна технологія передбачає проведення класичної полицевої оранки після дискування, але доцільність цього заходу визначається індивідуально для конкретних ґрунтово-кліматичних умов, сівозміни та системи удобрення.

Особливу увагу необхідно звернути на глибину загортання пожнивних решток, адже процес мінералізації відбувається лише у зоні розвитку анаеробних мікроорганізмів, які потребують кисню аби продукувати. Саме тому оптимальна глибина загортання становить 8–12 см. Якщо подрібнення проведено належним чином, то в сантиметровому шарі ґрунту кожного гектара поля можна рівномірно розподілити майже 1 т соломи. Якщо ж провести глибинне заорювання (20–25 см), запускаються процеси анаеробного характеру, які є причиною виділення низькомолекулярних жирних кислот, що мають токсичну дію на процеси росту та розвитку рослин.

Невчасно проведені заходи щодо використання пожнивних залишків провокують певні ризики. Зокрема, накопичення патогенної мікрофлори та збільшення популяцій і різновидів шкідників, які здатні суттєво знизити врожай та ускладнити подальшу боротьбу з ними.

Вплив ґрунтових мікроорганізмів

У зовсім невеликій кількості ґрунту містяться мільйони клітин мікроорганізмів, функції яких досить різноманітні та різноспрямовані. Їхня діяльність є причиною накопичення великої кількості органічної речовини протягом року. Аби розкласти целюлозу необхідні бактерії різних таксономічних груп, зокрема ряд актиноміцетів, міксобактерії, окремі види Clostridium та деякі бактерії Pseudomonas. Окрему функцію відіграють гриби роду Trichoderma, які мають широкий адаптивний потенціал та є дієвим агентом у боротьбі з хворобами сільськогосподарських культур. Проте, спільне у цих мікроорганізмів те, що вони мають здатність синтезувати ферменти, які розщеплюють целюлозу, геміцелюлозу, пропектин та лігнін, що є визначальним у використанні пожнивних залишків, зокрема й соломи.

 Відомо, що у зв’язку з високим вмістом вуглецю, солома розкладається дуже повільно, тому застосування препаратів, що містять живі штами целюлозоруйнуючих бактерій, дає змогу швидше та ефективніше впоратися із пожнивними залишками в полі. Окрім цього, вони активно заселяють ризосферу й попереджують розвиток ґрунтових патогенів.

Процес розкладання доволі складний і багатоетапний. Спершу має пройти гуміфікація пожнивних решток, а уже потім розкладання гумінових речовин до простих форм (амінокислоти, вітаміни, полісахариди та мінеральні елементи живлення), які безпосередньо засвоюються рослиною.

Загалом виділяють дві групи препаратів, враховуючи вміст того чи іншого компонента. Перші, які містять у своєму складі целюлозоруйнівники, другі, які містять вже продукти їхньої життєдіяльності, тобто гумінові речовини. В складі перших переважають штами бактерій та грибів, які ще й, окрім мінералізації, здійснюють азотфіксацію та мобілізацію фосфору та калію. Другі ж, лише стимулюють діяльність уже наявних у ґрунті мікроорганізмів (целюлозоруйнівників).

Віднедавна виділяють ще один вид препаратів у вигляді бактеріальних консорціумів, які являють собою повноцінний симбіоз бактерій, що ефективно працюють у широкому діапазоні природно-кліматичних факторів.

Солома як джерело енергії

Ще один альтернативний напрям — використання соломи в якості джерела енергії. Інколи об’єми побічної продукції зерновиробництва достатньо великі і використати їх повністю в якості добрива неможливо. Тому все більше науковців шукають різні шляхи їхньої утилізації, зокрема останніми роками популяризується їхнє використання в якості енергетичної сировини. Йдеться не лише про стебла польових культур чи спеціальні енергетичні культури, а й про солому. Єдина не зайнята ніша у виробництві твердого палива — це виробництво пелет із соломи.

Нескладні підрахунки показали, що за валового збору зерна в межах 80 млн тон, потенційно для енергетичних потреб можна використати приблизно половину цього об’єму. Енергія, яка при цьому отримується, здатна перевищити потужність більшості опалювальних систем, що використовуються в сільських місцевостях. Використання соломи на такі потреби, поряд із економією природного газу, сприятиме зменшенню викидів СО₂ в атмосферу орієнтовно на 12–16 млн т. Теплова енергія 1 кг соломи з вологістю 15 % становить майже 14,3 МДж, що рівноцінно енергії 0,81 кг деревини, 0,75 кг вугілля або 0,41 м³ природного газу. Ще однією перевагою спалювання соломи в енергетичних цілях є те, що зольні залишки, які утворились, мають досить високий вміст калію, що дає можливість використовувати попіл в якості добрива. Аби ефективно використати цей енергетичний резерв необхідно враховувати вміст мінеральних частин та вологість. Летючі речовини складають орієнтовно 70 %. Це є причиною того, що солома є досить «важким» паливом. Для повноцінної тепловіддачі вологість соломи не повинна перевищувати 20 %.

Тож, як краще використати солому? Однозначної відповіді на це запитання немає, адже специфіка ведення безвідходного агровиробництва досить складна. Насамперед необхідно враховувати всі фактори, зокрема і місце розташування господарства відносно ринку збуту. Лише тоді приймати рішення продати її на енергетичні цілі, згодувати тваринам чи загорнути в ґрунт.

Використання палива з соломи має ряд переваг, зокрема:

Екологічність та безвідходність виробництва;

Зниження собівартості продукції;

Економічно вигідне використання відходів рослинництва;

Забезпечення сільського населення робочими місцями;

Зменшення викидів СО₂ в атмосферу.

Марія Августинович, к. с-г. н., завідувачка науково-дослідною лабораторією інноваційних технологій та впровадження ТОВ «УНПЦ «Інститут живлення рослин»

Журнал «Пропозиція», №6-7, 2021 р.