Использование соломы в качестве органического удобрения давно пропагандируется, однако во многих хозяйствах внедряется с трудом. Наряду с организационными и техническими трудностями, одной из основных проблем является иммобилизация почвенного азота целлюлозоразлагающими микроорганизмами. В то же время, установлено, что при внесении соломы усиливается процесс азотфиксации (Ландина, 1992).

В нашем эксперименте, исходя из схемы, солома заделывалась на разную глубину в лугово-черноземную почву, взятую с целинного участка. Интерес представляет соотношение скорости минерализации до внесения соломы и после внесения. Учитывая очень высокое содержание гумуса, а значит и азота в почве, мы сможем проследить как за темпами минерализации нативного органического вещества, так и исследовать влияние соломы на этот процесс.

Одной из практических проблем земледелия является выбор оптимального варианта заделки соломы. Цель исследований – оценить характер трансформации органических веществ в почве при различных способах заделки соломы. Объект исследований – лугово-черноземная почва. Схема вегетационно-полевого опыта была представлена вариантами (способами заделки соломы): 1. Бессменный чистый пар; 2. Заделка на глубину 0-10 см; 3.   15-25 см; 4. 0-10 см + N; 5. Солома на поверхности почвы. Выбор сделан исходя из многочисленных дискуссий о более оптимальном способе, при котором солома будет оказывать пролонгирующий удобрительный эффект и влиять на соотношение процессов гумификации и минерализации.

Содержание органического вещества в почве опыта было очень высоким. Рассмотрим динамику содержания органического углерода (Сорг), щелочнорастворимого (СNaOH) и водорастовримого углерода (CH2O) и углерода детрита (Сд) за годы исследований. Сумма СNaOH и CH2O формирует подвижное органическое вещество (ПОВ), а Сд – лабильное органическое вещество (ЛОВ). Содержание органического углерода в целинной почве, перед закладкой опыта составляло 7770 мг C/100 г почвы. По данным Табл.1 количество Сорг на следующий год значительно сократилось во всех вариантах. В большей степени это было выражено в слое почвы 0-10 см на вариантах с заделкой соломы озимой ржи на 0-10 см внесенной на поверхность (в качестве мульчи). Минерализация органического вещества в первый год исследований не зависела от способа заделки соломы до момента ее внесения в сентябре. Поэтому, разница в содержании Сорг, наблюдаемая нами, возможно, вызвана причинами агрофизического порядка и различной величиной подземной продукции, корневых выделений, повлиявших на скорость минерализации.

   Таблица 1

Содержание групп органических веществ в почве за годы исследований, мг С/100 г

Варианты	Сорг			СNaOH			Сд			CH2O
	1-й год	2-й год	3-й год	1-й год	2-й год	3-й год	1-й год	2-й год	3-й год	1-й год	2-й год	3-й год
Чистый пар	6855	6332	6244	1720	1688	1558	169	140	115	36,0	24,0	37,5
	6980	6822	6777	2388	2309	2260	181	174	163	13,0	25,5	45,0
0-10 см	6779 7209	6709 7161	6690 7034	1656 2130	1476 1994	1433 1903	168 193	150 225	122 214	37,5 20,1	25,5 36,0	39,0 48,0
15-25 см	7196 7203	7086 7124	7025 7088	1768 2080	1597 1916	1480 1884	239 245	152 205	136 170	37,2 22,0	28,4 38,4	42,0 49,5
0-10 см+ N	6930 7255	7350 7614	7131 7320	1757 1993	1549 2164	1493 1954	193 222	378 349	290 271	34,2 20,1	28,5 36,0	43,5 45,0
На поверх-	6703	7274	7211	1887	1621	1659	168	303	261	35,0	30,0	40,5
ности	6549	7162	7150	1964	2116	2135	187	288	230	17,0	34,4	45,0
НСР05	408			80			-			-
	-			162			-			3,4

* верхний ряд – в слое 0-10 см         1-й год – озимая рожь     2-й год - кукуруза нижний ряд – в слое 15-25 см       3-й год – яровая пшеница

 

После заделки соломы ржи в сентябре, в соответствии со схемой опыта, в почву каждой повторности вариантов (исключая чистый пар) поступило 7,2 г С.  На следующий год процесс минерализации был уже выражен в меньшей степени. А в вариантах с внесением соломы в слой 0-10 см + N, и на поверхность почвы, содержание Сорг увеличилось как в верхнем, так и нижнем слоях. Одной из причин этого повышения является рост содержания детрита в этих вариантах. Содержание органического углерода в слое 15-25 см было выше, чем в слое 0-10 см, за исключением варианта с поверхностным внесением соломы. Данный факт подтверждает точку зрения о том, что при безотвальной обработке, смоделированной нами, содержание гумуса в верхнем слое выше, чем в нижнем. Эта закономерность подтвердилась в последующие периоды наблюдений.

Во второй год исследований минерализация органического вещества проходила в условиях выращивания кукурузы. Известно, что минерализации в первую очередь подвержены соединения легкодоступные для микроорганизмов, поэтому при рассмотрении показателей СNaOH, Сд и CH2O в Табл.1 мы сможем дать более достоверную оценку ―субстрату‖ подвергающемуся минерализации. Характер динамики подвижного органического вещества аналогичен Сорг и только содержание СNaOH в вариантах: 0-10 см + N и ―на поверхности‖ не возросло, как Сорг в первый год, а уменьшилось. Поэтому, несмотря на высокое отношение С:N в поступающем органическом материале, процессу минерализации была подвержена и эта группа гумусовых соединений.

Более высокое содержание ПОВ в слое 15-25 см свидетельствует о зависимости величины этого показателя в данной почве в большей степени от уровня аэробиозиса и влажности, нежели от поступающего органического материала. Практически такая же закономерность наблюдалась и в содержании Сд и СH2O. Ранее уже упоминалось, что среди легкоразлагаемых органических соединений минерализации в первую очередь подвергается детрит. Материалы Табл.2 иллюстрируют показатели, характеризующие степень и направление трансформации органических веществ.

Данные таблицы свидетельствуют о более высокой степени минерализации органического вещества в верхнем слое почвы. Причем происходила минерализация и гумусовых веществ. Здесь необходимо выделить вариант с заделкой соломы на 0-10 см, где на протяжении трех лет исследований в меньшей степени была выражена минерализация фульвокислот. В данном случае мы также можем предположить о меньшей глубине гумификации в почве этого варианта. На глубине 15-25 см приведенный факт наблюдался в варианте с заделкой соломы на 15-25 см, что может говорить о том, что здесь сложились условия менее благоприятные для гумификации.

Доля ПОВ и ЛОВ в структуре органического вещества на глубине 0-10 см указывает на то, что минерализации были подвержены как та, так и другая группы органики. В чистом пару распаду в большей степени был подвержен детрит, нежели щелочногидролизуемые гумусовые вещества. В вариантах с заделкой соломы на 0-10 см и на 15-25 см, разложению, вероятно, были подвержены обе группы легкоминерализуемого органического вещества (ЛМОВ). При внесении соломы на 0-10 см совместно с азотом и при внесении ее на поверхность почвы минерализация осуществлялась за счет ПОВ, а доля детрита в органическом веществе возросла. Поэтому мы можем допустить, что в этих вариантах складывались более благоприятные условия для роста растений и функционирования микроорганизмов, а значит и для протекания процесса дыхания. Интенсивность последнего существенно определяет биогеохимический круговорот углерода. На глубине 15-25 см динамика долевого участия лабильных групп была практически одинаковой с динамикой в слое 0-10 см за исключением варианта с заделкой соломы на 0-10 см. Одной из причин этого может быть смещение корневой системы растений в нижний слой из-за недостатка минерального азота в верхнем слое, обогащенного углеродсодержащим субстратом.

Анализ полученных данных позволяет сделать несколько выводов:

Доля ПОВ и ЛОВ в составе Сорг в почве рассматриваемых вариантов за три года сократилась. Разложению в первую очередь подвергались неустойчивые группы органического вещества. Однако, это наблюдалось только в вариантах с внесением соломы в слой 0-10 см, 15-25 см и, в меньшей степени, в почве, находящейся в условиях бессменного парования.

Заделка соломы в слой почвы 0-10 см + N сопровождается снижением содержания ПОВ, ростом количества ЛОВ к третьему году исследований.

Почва варианта (солома на поверхности почвы), имеющая в составе Сорг самую большую долю ПОВ – 28%, по-видимому, находилась в условиях благоприятных для минерализации этой группы гумусовых веществ, т.к. к концу наблюдений доля ПОВ сократилась до 23%. Тогда как доля детрита в составе Сорг увеличилась.

Список литературы

1.     Ландина М.М. Почвенный воздух. – Новосибирск: Наука, 1992. – 169 с.