Спецможливості
Технології

Використання біомаси культур для живлення ґрунту

28.07.2021
2556
Використання біомаси культур для живлення ґрунту фото, ілюстрація

Врожайність, отримана з 1 га зібраних площ, за вирощування у цілому зернових і зернобобових становить 48,2 ц/га. А щодо, зокрема, пшениці (озима і яра) врожайність у середньому по Україні нижча на 5,7 ц/га, або ж 11,8%. Рівень продуктивності кукурудзи на зерно по регіонах коливається в досить широкому діапазоні — від 51,9 ц/га (Степ) до 78,6 (Лісостеп) і досить істотно залежить від зони вирощування, ґрунтово-кліматичних умов та інтенсивності технології, яка складається із системи удобрення, генетичного потенціалу гібрида, системи ЗЗР в умовах підпри­ємств та господарств (табл. 1).

 

Кукурудза за своїми фізіологічними особливостями належить до групи культур, які динамічно засвоюють поживні речовини з ґрунту, а на створення 1 т зерна з відповідною кількістю листостеблової маси потребує в середньому: 24–30 кг N, 10–12 — Р2О5 і 25–30 кг К2О. Окрім основних біогенних елемен­тів, у живленні рослин важливе значення мають сірка, кальцій, магній, залізо, марганець, бор, мідь, цинк. Протягом вегетаційного періоду рослини нерівно­мірно споживають елементи мінерального живлення. Якщо у фазі ВВСН 00–13 кукурудза засвоює їхню незначну кількість, то у фазі ВВСН 51–57 за одну добу споживає 3,2 кг/га N, 0,9 — Р2О5 і 3,4 кг/га К2О. Інтенсивне використання азоту триває до воскової стиглості зерна культури, піки поглинання та особливо критичний його дефіцит настає в період від появи волоті до цвітіння рослин. Фосфор кукурудза поглинає триваліший час і засвоює його рівномірно аж до воскової стиглості зерна. Однак особливо гостра потреба у фосфорному живленні в кукурудзи в початкові фази розвитку, а саме від ВВСН 13–15. Калій культура інтенсивно поглинає у перший період вегетації. У розвитку кукурудзи можна виокремити два важливі періоди живлення і мінерального удобрення головними елементами: період від ВВСН 12–18 до ВВСН 51–57.

Кукурудза має добре розвинену кореневу систему, здатну поглинати поживні речовини з великого об’єму ґрунту. Кращий строк унесення фосфорних і калійних добрив — з осені під основний обробіток, завдяки якому відбувається рівномірний розподіл та формується гомогенний профіль ґрунту з доступним умістом елементів.

Основний обробіток ґрунту має бути диференційований: полицевий і безполицевий. Це може бути як глибока оранка на 28–30 см, мілкий дисковий обробіток після колосових попередників, так і в зонах за достатнього зволоження акумуляційний — глибокий чизельний обробіток на 43–45 см, завдяки якому в осінньо-зимовий період відбуватиметься накопичення продуктивних запасів вологи. Перенесення частини азотних і фосфорних добрив з основного удобрення у припосівне і в підживлення не знижує продуктивності кукурудзи, а, навпаки, забезпечує потрібну їхню кількість у ґрунті для реалізації генетичного потенціалу рослин. Особливо це слід ураховувати в зоні достатнього зволоження з промивним типом водного режиму на ґрунтах легкого гранулометричного складу, де осіннє внесення азотних добрив супроводжується вимиванням їх опадами в глибші горизонти.

В цілому, якщо проаналізувати співвідношення NPK у системі удобрення, то частка азотних добрив становить у середньому 70%. Зростання частки азотних добрив пояснюється зниженням дози внесення органічних добрив до рівня 780 кг/га. Слід зазначити, що в окремих областях норма мінеральних добрив на 1 га становить у середньому 179 кг/га, зокрема: Волинська (194), Чернігівська (182), Львівська, Київська, Чернівецька та Тернопільська (172 кг/га). Система застосування органічних добрив у цих регіонах теж містила показники вище середнього рівня по Україні, зокрема у Волинській 2,4 т/га, Київській — 1,7 та Львівській — 1,4 т/га. Частка фосфорних і калій­них добрив у рази менша, порівняно з азотними, і займає в середньому 16 та 13% відповідно (табл. 2).

Представлені розрахунки не відображають і не містять чітких рекомендацій щодо застосування тієї чи іншої дози добрив, однак подані дані дають змогу розмежовувати особливості та участь кожного біогенного елемента на основі структури та співвідношення (N:P:K, %) для формування рівняння продуктивності та відобразити фізіологічні вимоги культури до умов живлення. Для застосування чітких доз добрив і корегування системи удобрення потрібно враховувати низку чинників, включаючи матеріально-технічну базу конкретного господарства, та проводити детальний агрохімічний аналіз ґрунту.

Рослинні рештки є цінним і незамінним джерелом відтворення органічної речовини в ґрунті, поживним і енергетичним субстратом для мікроорганізмів, ефективним заходом регулювання агрофізичних властивостей, температурного режиму (поверхні), протиерозійним прийомом. І на сьогодні, за дефіциту органічних добрив, є особливо актуальним заходом регулювання поживного режиму ґрунту. Сформований об’єм біомаси кукурудзи є достатнім для регулювання поживного режиму, збереження та відтворення родючості ґрунту.

Надходження біогенних елементів із рослинною продукцією та поверхневими рештками залежить від урожайності основної продукції і посівних площ культури. З нетоварною частиною врожаю пшениці (озима та яра разом) у ґрунт надходило в середньому 143 кг/га біогенних елементів, зокрема 65,3 кг/га азоту, 17 — фосфору та 60,7 кг/га калію. Кількість поживних елементів і частка кожного біогенного елемента: N 46%, Р — 12 та К — 42% в структурі, — залежала від вмісту елементів у біома­сі та рівня врожайності культури. Кількість фосфору, що надходила в ґрунт, була в рази менша порівняно з кількістю азоту та калію. Надходження останніх із рослинною продукцією серед проаналізованих біогенних елементів було на одному рівні, а найбільше серед зон вирощуванням їх надходило в лісостеповій — 72,1 (N) та 68 (К) кг/га. Слід зазначити, що біомаса пшениці є потужним джерелом у рециркуляції елементів живлення, а також альтернативним джерелом органічних добрив.

Залучення біомаси соняшнику в колообіг поживних речовин у системі «ґрунт — рослина» забезпечує в середньому по зонах вирощування надходження азоту 55,9 кг/га та вдвічі більше з біомасою кукурудзи — 91,8 кг/га. Що стосується повернення фосфору, то його надходило в 3 та 2,5 рази менше, порівняно з кількістю азоту, а частка з біомасою соняшнику становила 19,6% та кукурудзи — 12,0%. Особливу увагу слід звернути на надходження калію з біомасою кукурудзи та соняшнику, частка якого у співвідношенні відповідно становила 57 та 75%, у цілому цього було достатньо для відшкодування витрат елемента на формування зерна, кількість якого була відповідно 23,2 та 29,3 кг/га. Оптимальним або наближеним до оптимального співвідношення біогенних елементів, які надходили в ґрунт із заорюванням побічної продукції і поверхневих решток, та винесенням їх з основною продукцією було за вирощування кукурудзи — 60:23:17% та пшениці (озима і яра) 63:22:15% (табл. 2).

Частка винесення біогенних елементів з основною продукцією чітко змінювалася як у межах зони вирощування, так і серед біологічного виду залежно від фізіологічних особливостей живлення рослин. Якщо з побічною продукцією та поверхневими рештками пшениці в ґрунт надходило 46% азоту в співвідношенні елементів — NPK — 46:12:42, то з біомасою соняшнику та кукурудзи — лише 18% (NPK — 18:7:75) та 31% (31:12:57) відповідно. Водночас із основною продукцією соняшнику та кукурудзи рівень винесення азоту у співвідношенні перевищував кількість надходження на 37 і 29%. Тому й формувався від’ємний баланс за азотом, який слід оптимізувати за допомогою застосування мінеральних добрив і враховувати кількість втрат цього елемента з фільтрацією атмосферних вод (15%) та газоподібні втрати (24%). Застосування калійних добрив за вирощування соняшнику та кукурудзи на зерно слід звести практично до рівня винесення калію з основною продукцією, що в середньому становить 23,2 та 29,3 кг/га відповідно (рис.).

Подрібнена й загорнута в ґрунт біомаса під впливом мікроорганізмів, грибів і актиноміцетів розкладається. Швидкість перебігу процесу розкладання залежить від кліматичних умов, типу ґрунту, умов для мікроорганізмів і їхньої чисельності, температури ґрунту й аерації, його фізичних, хімічних і біоло­гічних властивостей. Важливою характеристикою речовини, що легко розкладається (ЛОР), є вміст у ній азоту, а також співвідношення С:N, що впливає на швидкість її розкладання та інтенсивність гуміфікаційних процесів. Оптимальним співвідношенням С:N для біологічного розкладання соломи є 20:1, що характерне для зернобобових (соя), та 30:1 (горох). Істотно ширше співвідношення у зернових колосових — пшениця, ячмінь — 1:80. Мінералізація листостеблової маси кукурудзи за сприятливих умов у перший рік може досягти рівня 50–60%, із коефіцієнтом гумі­фікації 0,15–0,20 та співвідношенням С:N — 50:1. Однак мікроорганізми, які розкладають свіжу органічну масу, споживатимуть із ґрунту розчинні сполуки азоту, зумовлюючи іммобілізацію азоту, допоки співвідношення C:N не буде в межах 20–25:1. Тому для якісного й швидкого розкладання біомаси культури із широким співвідношенням С:N, яка надходить у ґрунт, потрібно застосовувати азотні добрива, мікробно-ферментні препарати для прискорення процесу гуміфікації і мінералізації свіжої біомаси, яку загортають у ґрунт.

 

Н. Борис, канд. с-г. наук, старш. наук. співробітник відділу агроґрунтознавства і ґрунтової мікробіології, ННЦ «Інститут землеробства НААН»

Журнал «Пропозиція», №12, 2019 р.

Інтерв'ю
Міжнародна насінницька компанія Strube, яка спеціалізується на селекції цукрового буряка, пшениці, жита і ріпаку, в 2017-му відзначає своє 140-річчя. В Україні офіс компанія відкрила в 2008 році. Про
У Нідерландах існує сумна приказка: «Фермерові належать тільки його жінка й діти, все інше на фермі належить банку». Тобто, банки понавидавали всім фермерам аж до найменших стільки кредитів, скільки

1
0