УДК 633.21: 631.575 : 631.453 : 504.064

И.А.Таутенов, Н.Ш.Нургалиев, Б.К.Байжанова, М.О.Ыдырысова

Кызылординский государственный университет имени Коркыт Ата, Казахстан

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РИСОВОЙ СОЛОМЫ В КАЧЕСТВЕ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ

Аннотация: На основе анализа литературных источников и собственных экспериментальных данных показаны темпы деградации сельскохозяйственных земель в результате антропогенной деятельности и раскрыты причины этого негативного явления.

Проблему утилизации соломы нельзя рассматривать в отрыве от почвенного плодородия. Введение залежных земель в сельскохозяйственный оборот приводит к снижению содержания в почве органического вещества. В основном это происходит за счет уменьшения лабильного гумуса. Показано, что наиболее активно этот процесс протекает в течение первых 20-30 лет. В решении проблемы утилизации незерновой части урожая риса наиболее сложными и взаимоувязанными процессами являются измельчение и заделка соломы в почву.

Предложено внесение компенсирующего азотного удобрения из расчета 8-10кг на каждую тонну соломы, которое способствует повышению интенсивности разложения соломы на 33 %. Для этих целей лучше использоватьсульфат аммония и мочевину.

Выполнение вышеперечисленных требований способствует быстрому разложению соломы в почве при котором она на 40-51 % разлагается в осенне-зимний и весенний периоды, еще на 30 % – в период затопления и только 15-30 % соломы к концу первого года остается неразложившимся.

Ключевые слова: рис, солома, плодородие почвы

Аңдатпа: Әдебиет көздерін талдау және жүргізілген зерттеулер негізінде адамдардың антропогендік әрекеттері нәтижесінде ауылшаруашылық жерлерінің азып-тозуының қарқыны көрсетілген және осы қолайсыз құбылыстың себептері айқындалған.

Күріш сабанын өткелдеу мәселесін топырақ құнарлылығынан бөлек қарауға болмайды. Бос жерлерді ауылшаруашылық айналымына қосутопырақтыңорганикалық затының азаюына әкеп соқтырады. Бұл негізінен лабильді қарашіріктің азаюы есебінен болады. Бұл процесстің әсіресе белсенді жүруі алғашқы 20-30 жылда болатыны көрсетілген. Күріш өнімінің дәндік емес бөлігін өтелдеу мәселесін шешуде күрделі және өзара байланысты процесс сабанды майдалау және топыраққа енгізу болып табылады.

Сабанның ыдырау қарқындылығын 33 пайызға арттыратын сабанның әрбір тоннасына 8-10 кг есеппен азот тыңайтқышын енгізу ұсынылып отыр. Бұл мақсаттар үшін аммоний сульфаты мен мочевина қолданған дұрыс. Жоғарыда келтірілген талаптарды орындау сабанның топырақта тез ыдырауына септігін тигізеді, бұл жерде оның 40-51 пайызы күзгі-қысқы мезгілде және көктемде ыдырайды, тағы 30 пайызы суға бастыру кезеңінде және тек 15-30 пайызы бірінші жыл аяғында ыдырамаған болып шығады.

Кілт сөздер: күріш, сабан, топырақ құнарлылығы

Annotation: Rates of degradation of farmlands as a result of anthropogenous activity are shown and the sources of this negative phenomenon are opened by reference of literature and own experimental data.

The problem of utilization of straw can't be considered in a separation from soil fertility. Introduction of lay lands to an agricultural turn leads to decrease in the contents in the soil of organic substance. Generally it occurs due to reduction of labile humus. It is shown that most actively this process proceeds within the first 20-30 years. In a solution of the problem of utilization of not grain part of a crop of rice the most difficult and interconnected processes are crushing and seal of straw to the soil.

Introduction of the compensating nitric fertilizer at the rate of 8-10 kg on each ton of straw which promotes increase of intensity of decomposition of straw for 33% is offered. For these purposes it is better to use sulfate of ammonium and urea.

Implementation of above-mentioned requirements promotes fast decomposition of straw in the soil at which it for 40-51% decays during the autumn and winter and spring periods, for 30% – during flooding and only 15-30% of straw by the end of the first year remains not decayed.

Keywords: rice, straw, soil fertility

При изучении разных способов утилизации рисовой соломы установлено, что минимальная урожайность сформировалась в варианте с наиболее затратным способом утилизации соломы, то есть вывозом её с поля. Сжигание соломы равно как и внесение ее в почву в чистом виде хотя и увеличило урожайность, но эта прибавка находилась в пределах ошибки опыта. Наибольшая урожайность была получена в варианте с внесением соломы совместно с карбамидом. Инокуляция соломы биопрепаратом способствовала получению достоверной прибавки урожая в 5,8 ц/га.

Обоснована необходимость использования рисовой соломы в качестве органического удобрения и предложены агротехнические мероприятия, ускоряющие ее разложение в почве и способствующие повышению урожая зерна риса.

Быстрое падение плодородия почв под рисом связано с интенсивными восстановительными процессами вторичного засоления почвы, которые сопровождаются разрушением больших количеств органических веществ, в результате которые снижается продуктивность земледелия, снижение производительной способности почв рисовых севооборотов, которая требует поиска новых экологически чистых и экономически выгодных средств, разработки рациональных технологических приемов. В настоящее время все большее понимание находят позиции усиления биологических аспектов в сельском хозяйстве. Путём экологизации сельскохозяйственного производства можно достичь повышения стабильности, снижения энерго- и ресурсозатрат в сельском хозяйстве и уменьшения глобальных нарушений процессов круговорота основных биогенных элементов в искусственных агроценозах.

Почвы являются центральным элементом агроэкосистем, и разрушительное, воздействие от антиэкологических энергетических действий проявляется в первую очередь именно в этом компоненте.

Использование земельных угодий человеком всегда сопровождалось потерей продуктивных земель. За последние 10000 лет было потеряно 2000 млн. га (в среднем 0,2 млн. га в год). На последние 300 лет приходится потеря 700 млн. га (2,3 млн. га в год). За последние 50 лет выпали из использования 300 млн. га (6 млн. га в год). Таким образом, за период существования земледелия скорость потери пахотных земель возросла в 50 раз [1].

В определенной степени этому способствует механическая обработка почвы, в результате которой происходит биохимическое разложение органического вещества. Так при увеличении глубины вспашки с 10 до 28 см эмиссия углекислоты возрастает почти в 5 раз [2]. Однако основной причиной деградации земель является катастрофическое снижение содержания в почве органического вещества.

На сегодняшний день проблема утилизации соломы является, по сути, главным бичом рисоводов. При достигнутом уровне урожайности в Краснодарском крае ежегодно на полях остается порядка 800-900 тыс. тонн соломы, которая в нарушение принятых федеральных и краевых законов повсеместно сжигается [3].

Использование соломы для глубокой переработки (например, производство биотоплива) является малоперспективным направлением ее утилизации, так как в зависимости от зоны и применяемых технологий затраты труда на уборку соломы в 2-3 раза выше, чем затраты на уборку зерна. Следовательно, наиболее эффективным способом утилизации крупных объемов соломы является использование её в качестве органического удобрения [4].

По нашим данным при сжигании соломы из неё теряется значительная часть биогенных элементов. И если сухая биомасса уменьшается на 82 %, то количество содержащегося в ней углерода на 97,5 %, при этом азот теряется полностью.

Проблему утилизации соломы нельзя рассматривать в отрыве от почвенного плодородия. По данным английских ученых введение залежных земель в сельскохозяйственный оборот приводит к снижению содержания в почве органического вещества. В основном это происходит за счет уменьшения лабильного гумуса. Показано, что наиболее активно этот процесс протекает в течение первых 20-30 лет. Возвращение почвы в естественное состояние, т.е. в залежь ведет к восстановлению почвенного плодородия [6].

В Краснодарском крае за первые 50 лет с момента строительства рисовых оросительных систем плодородие почв в рисовых севооборотах снизилось на 30 %. Внедрение в производство научно обоснованных севооборотов, выращивание люцерны и внесение навоза позволили снизить темпы падения почвенного плодородия. Однако последствия экономических реформ 1990-х годов, проявившиеся в повсеместном нарушении агротехнологической дисциплины привели к тому, что за последние 12 лет содержание гумуса уменьшилось ещё на 11 %.

Такая трансформация почв в результате сельскохозяйственного использования приводит к потере активного гумуса и сопровождается уменьшением микробной биомассы почвы с 25-30 до 1,5 т на гектар и снижением азотфиксирующей способности почвы с 300 до 50 кг/га. Однако природа не терпит пустоты и место агрономически ценной микрофлоры занимают патогенные микроорганизмы.

Такая трансформация почвенногомикробоценоза самым негативным образом сказывается на устойчивости агрофитоценозов к всевозможным патогенам. Сегодня мировой рынок пестицидов оценивается в сумму около 30 млрд. долларов ежегодно. Используется более 1 млн. тонн пестицидов, причем 60% из них в сельском хозяйстве. Практика показывает, что потребление пестицидов за последние годы возросло в десятки раз, но потери урожая из-за вредных организмов не уменьшились, а наоборот, возрастают. Как ни парадоксально, но подобная статистика ставит под сомнение «эффективность» пестицидов [5].

В решении проблемы утилизации незерновой части урожая риса наиболее сложными и взаимоувязанными процессами являются измельчение и заделка соломы в почву. В настоящее время, как измельчение, так и заделка рисовой соломы в почву технически не отработаны, что сдерживает масштабное использование ее в качестве удобрения.

Измельчить и заделать рисовую солому в почву можно двумя способами, наиболее приемлемыми для выполнения поставленной задачи. При поточной технологии рисовая солома измельчается измельчителем, установленным на комбайне, одновременно с обмолотом риса. Однако это неизбежно ведёт к снижению показателей процесса уборки риса. В частности производительность работы комбайна снижается на 30 %, расход топлива увеличивается на 15 %, срок его службы сокращается на 25 %. К тому имеющиеся в хозяйствах комбайны не обладают достаточной мощностью для измельчения рисовой соломы, которая в виду особенностей химического состава и физико-механических свойств требует в 2-2,5 раза больших усилий на разрыв стеблей.

При раздельной технологии рисовая солома после обмолота укладывается рисоуборочным комбайном в валок, затем она подбирается, измельчается и разбрасывается мобильным полевым измельчителем, например MS 170. Установлено, что из указанных способов измельчения рисовой соломы наиболее предпочтительным является второй. Экономия приведённых затрат при технологии утилизации рисовой соломы с помощью её измельчения мобильным измельчителем в сравнении с одновременным обмолотом зерна и измельчением соломы составляет 25 % [6].

Однако, заделка соломы в чистом виде нередко приводит к снижению урожая. Это связано с тем, что в результате хозяйственной деятельности, как уже было сказано, в почве в разы сократилась численность агрономически ценной микрофлоры, в том числе целлюлозолитических и лигнолитических микроорганизмов. Как следствие солома не успевает разложиться в осенне-зимне-весенний период, и токсичные продукты ее полураспада оказывают угнетающее действие на растения риса.

К тому же при разложении соломы происходит перегруппировка азотных соединений в сторону уменьшения минеральных и увеличения органических форм, что с одной стороны способствует сохранению азота почвы от вымывания и потерь в результате денитрификации, но в тоже время переводит его на начальных этапах вегетации в недоступную для растений форму.

Выходом из этого положения является внесение компенсирующего азотного удобрения из расчета 8-10 кг на каждую тонну соломы, которое способствует повышению интенсивности разложения соломы на 33 %. Для этих целей лучше использоватьсульфат аммония и мочевину.

Сократить дозы компенсирующего азотного удобрения, а в перспективе полностью от него отказаться можно путем инокуляции соломы сложными микробными заквасками. Однако при использовании биопрепаратов есть ряд нюансов. Для них губительны ультрафиолетовые солнечные лучи, поэтому опрыскивание соломы и последующую ее заделку необходимо выполнять с 18 часов вечера до 9 часов утра. В пасмурные дни временных ограничений нет. Оптимальным является установка опрыскивателя с баком непосредственно на лущильник. В этом случае препарат вносится во время лущения в течение всего дня в любую погоду.

Говоря о необходимости применения биопрепаратов при использовании соломы в качестве органического удобрения необходимо подробнее остановиться на ее химическом составе. Как известно, рисовая солома на 22 % состоит из лигнина, затрудняющего разрушение тканей, в частности волокон клетчатки. При 15 % содержании лигнина расщепление целлюлозы значительно замедляется. При 20-30 % лигнина процесс еще более замедляется, и при 40% содержании лигнина ткань практически не поддается разрушению. Расщепление лигнина осуществляется в основном грибами, а их численность в почве за последние 50 лет снизилась в 6-7 раз.

Потребность в использовании соломы на удобрение определяется принятыми в хозяйстве севооборотами, балансом гумуса, обеспеченностью почв органическим веществом.

Вносить её в первую очередь следует на старопахатных землях и участках с легкими по механическому составу почвами, как правило, имеющими низкое плодородие

При использовании соломы на удобрение необходимо соблюдать следующие требования: тщательно измельчать солому (не менее 70 % ее должно быть размером до 10см) и равномерно разбрасывать; вносить компенсирующее азотное удобрение и биопрепараты; заделывать с осени в поверхностный (0-12см) слой почвы дисковыми орудиями, обеспечивающими лучшее перемешивание соломы с почвой; дополнительно использовать зеленую массу сидератов. Зеленые удобрения (зимующий горох, вика, зернобобовые смеси) ускоряют процесс разложения соломы и повышают её эффективность, посеянные по задискованной в почву соломе они способствуют увеличению прибавки урожая риса до 25 ц/га.

Выполнение вышеперечисленных требований способствует быстрому разложению соломы в почве при котором она на 40-51 % разлагается в осенне-зимний и весенний периоды, еще на 30 % – в период затопления и только 15-30 % соломы к концу первого года остается неразложившимся.

При изучении разных способов утилизации рисовой соломы установлено, что минимальная урожайность сформировалась в варианте с наиболее затратным способом утилизации соломы, то есть вывозом её с поля Сжигание соломы равно как и внесение ее в почву в чистом виде хотя и увеличило урожайность, но эта прибавка находилась в пределах ошибки опыта. Наибольшая урожайность была получена в варианте с внесением соломы совместно с карбамидом. Инокуляция соломы биопрепаратом способствовала получению достоверной прибавки урожая в 5,8 ц/га.

Литература:

1. Розанов А.Б.,Розанов Б.Г. Экологические последствия антропогенных изменений почв // итоги науки и техники. Почвоведение и агрохимия. – М.: ВИНИТИ, 1990. – Т. 7. – 153 с.

2. Харченко А.Г. Знать бы, как соломку постелить // Поле деятельности.– 2013.-№11.- С. 48-54.

3. Совещание по проблеме утилизации рисовой соломы в Краснодарском крае // Рисоводство. – 2010.-№ 16. - С- 9.

4. Долгих Ю.Р., Ладатко А.Г., Грачева Н.П., Сметов А.С. Использование соломы в качестве органического удобрения под рис / Повышение плодородия почв рисовых полей.- М.: Наука, 1977.- С. 252-262.

5. Девятова Т.А., Свиридов А.К., Шумилова Я.В. Изменение физических и водно-физических свойств почвы при внесении соломы // Вестн. ВГУ. Сер. Геогр. Геоэкол.- 2010. - № 2. - С. 50-51.

6. Русакова И.В., Еськов А.И. Оценка влияния длительного применения соломы на воспроизводство органического вещества дерново-подзолистой почвы // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук.- 2011. - № 5.- С. 28-31.