Деструктор стерни: что он даёт по цифрам и как вносить

Комбайн ушёл в середине августа, а на гектаре осталось четыре с половиной тонны соломы. До основной обработки две-три недели, и за это время надо решить, что с ней делать: заделать как есть, добавить азот, купить деструктор стерни. Решение принимают быстро, а расплачивается за него уже следующая культура.

Ниже - сколько питания лежит в этой соломе, что управляет её разложением на самом деле, и что показали полевые проверки микробных препаратов, когда их считали по правилам полевого опыта.

Кормозаготовка, кормление и агрономия молочного хозяйства - в блоге 1Корм.

Сокращения

• C/N - соотношение углерода к азоту в остатке. Главное число этой темы: оно определяет, отдаст остаток азот или заберёт.
• НСР - наименьшая существенная разница (в таблицах опытов пишется НСР05). Порог, ниже которого разница между вариантами объясняется случайностью. Прибавку ниже этого порога результатом не считают.

Что остаётся на поле после уборки и сколько в этом питания?

Коротко: после зерновых на гектаре остаётся 4-5 тонн соломы, и в каждой тонне около 5,5-9 кг азота, 0,65-0,87 кг фосфора и 8,3-9,5 кг калия. Калий из соломы уходит в почву почти сразу, азот - только после того, как остаток разложат микроорганизмы. В балансе следующего года это две разные строчки.

Калий лежит в тканях в растворимой форме и вымывается с первыми дождями. Азот связан в органических соединениях, и растению он станет доступен только после минерализации. Записывать в баланс всю тонну целиком - обычная ошибка осеннего расчёта.

Кроме питания, солома работает как мульча. Слой остатков на поверхности сдерживает испарение влаги из почвы. В засушливой зоне это те самые миллиметры, ради которых весной закрывают влагу.

Соотношение углерода к азоту в остатке решает всё дальнейшее. Микроорганизмам для питания нужен корм с C/N около 24:1, и любой остаток шире этого порога заставляет их искать азот на стороне.

Внутри одного растения C/N неоднороден, и это заметно в поле. У пшеницы стебель даёт 86:1, полова 78:1, а листовая пластинка всего 39:1. Лист сходит за сезон, стебель лежит и на следующий год.

Кукуруза, убранная на початок, оставляет в поле особенно много: стебель и лист - это 38,9% сухого вещества растения, и весь этот объём остаётся разлагаться. При урожае зерна 10 т/га на поле ложится около 6 тонн сухой массы стеблей и листьев.

Почему солома забирает азот у следующей культуры?

Коротко: каждая заделанная тонна стерни зерновых связывает 5-13 кг азота на гектар, стоящая стерня - меньше 5 кг. Азот уходит в тела микроорганизмов, которые едят солому, и возвращается по мере их гибели. Захват занимает сутки, возврат растягивается на месяцы, и разрыв между ними приходится на сев следующей культуры.

Порог известен точно. Остаток с C/N выше 30:1 азот забирает, ниже 20:1 - отдаёт. Между этими значениями лежит переходная зона, и солома зерновых с её 70-80:1 находится от неё далеко.

В колоночном опыте на суглинке заделка соломы пшеницы увела в тела микроорганизмов 42 кг азота на гектар. Скачок приходится на первые же сутки после заделки.

Возврат азота из микробной биомассы шёл со скоростью 1,6 кг на гектар в сутки, и через 113 суток после заделки в биомассе всё ещё оставалось 15 кг азота на гектар из связанных 42. Две трети вернулись за сезон, остальное позже.

Для поля с урожаем зерна около 19 т/га на гектаре остаётся почти 11 тонн стеблей, в которых уже содержится 109 кг азота, и чтобы довести массу до соотношения 25:1, требуется около 140 кг азота на гектар дополнительно. Это примерно 12,8 кг на тонну остатков - верхняя граница диапазона по зерновым. При урожае 8-10 т/га счёт делится примерно вдвое, а килограммы на тонну остатков остаются теми же.

Осенняя заделка соломы отражается на азотном питании следующей культуры, и компенсацию закладывают в расчёт нормы под сев, до появления симптомов.

Что на самом деле определяет скорость разложения?

Коротко: контакт остатка с почвой. Заделанный остаток за год теряет около 65% массы, а лежащий на поверхности - около 20%. Разницу в разы даёт один проход дискового орудия по полю. Влага, температура и степень измельчения работают уже поверх этого выбора, внутри границ, которые он задал.

В многолетнем опыте заделанный остаток через год сохранял 35% исходной массы, через два года 15%. Поверхностный через год сохранял 80%, через два 75%. Почва вокруг остатка сдерживает высыхание и сама служит источником микроорганизмов.

Следующий по силе фактор - влага. В полевом массиве из 105 площадко-лет (площадка за один сезон) сильнее всего на скорость разложения влияли средняя суточная влажность воздуха и число дождливых дней. Сумма температур в этом ряду оказалась слабее.

Разложение практически останавливается ниже +1,7 °C и при влажности почвы около коэффициента завядания, и никакая обработка этого не меняет.

Тепло без влаги не работает. В опыте, где остаток увлажняли до четырёх разных уровней и держали при трёх температурах, нагрев с 15 до 35 °C ускорял разложение только на влажном остатке. На сухом он не давал ничего: микроорганизмам нужна плёнка воды на поверхности субстрата.

Отсюда практический вывод по срокам обработки. Осеннее окно после уборки работает за счёт совпадения: остаточное тепло почвы и осенние дожди приходятся на одни и те же недели. Обработка по сухой стерне в августовскую жару попадает в худшую из возможных комбинаций.

У измельчения свой эффект, и держится он недолго. В инкубационном опыте мелкая фракция разлагалась быстрее крупной только первые двое суток, дальше тенденция развернулась. Польза измельчения не в скорости биохимии, а в том, что мелкий остаток можно равномерно распределить и заделать.

Чем опасны неразложившиеся остатки, кроме азота?

Коротко: они держат запас инфекции. Возбудители корневых и стеблевых гнилей зимуют в растительной ткани, и чем дольше эта ткань лежит целой, тем выше инфекционная нагрузка на следующую культуру. Пшеница по кукурузной стерне даёт самый высокий риск фузариоза колоса из всех предшественников.

Возбудитель фузариоза сохраняется в неразложившемся стебле, весной формирует спороношение на его поверхности, и споры попадают на колос в фазу цветения. Пока субстрат цел, источник заражения на поле сохраняется.

Заделка снижает запас инфекции двумя путями сразу. Ткань попадает в среду с активной микрофлорой и конкуренцией, а измельчение разрывает стебель, ускоряя распад заражённых участков.

Слой соломы работает теплоизолятором: поле под ним прогревается медленнее открытого и дольше остаётся сырым, а разница в температуре пахотного слоя доходит почти до двух градусов. Весной хозяйство замечает эту разницу по календарю сева.

Пожнивные остатки, микробиология почвы и подготовка поля - смежная для нас тема: 1Корм поставляет микробный препарат для разложения пожнивных остатков. Что по нему известно из опытов - в разделах ниже.

Ускоряет ли азот разложение соломы?

Коротко: нет. Это проверяли дважды и оба раза с одним результатом. Трёхлетний полевой опыт с тремя системами обработки и тремя нормами азота показал, что через 12 месяцев в поле остаётся 34-49% массы остатков независимо от того, чем пахали и сколько азота дали.

Второй опыт с сетчатыми мешочками разводил факторы ещё чище: ячмень, кукуруза и пшеница, поверхность против заделки, три нормы азота от нуля до 112 кг/га. Разложение ускорили заделка и узкое C/N культуры, внесение азота не ускорило ничего.

Азот на солому вносят, чтобы закрыть иммобилизацию для следующей культуры. Скорость разложения он при этом не меняет. Это разные задачи, и путаница между ними стоит нормы удобрения, потраченной впустую.

Ровно та же логика применима к любому препарату, который обещает ускорить разложение: сперва стоит спросить, что именно он должен ускорить, если скорость задают влага, контакт с почвой и C/N остатка.

Что такое деструктор стерни и из чего он сделан?

Коротко: деструктор стерни - жидкий препарат живых почвенных бактерий, который вносят опрыскивателем по измельчённым остаткам и сразу заделывают. В составе обычно несколько родов бактерий: одни отвечают за ферменты разложения, другие за подавление патогенов, третьи за работу с почвенным фосфором. Полевыми проверками из этих ролей подтверждена малая часть. Прямо измерено другое - разное поведение групп при высыхании, и оно определяет весь регламент внесения.

Типичный состав включает две группы. Спорообразующие бациллы выделяют ферменты, работающие по гемицеллюлозе остатка; кристаллическую часть клетчатки их набор ферментов не берёт. Сушку эта группа переносит за счёт спор. Неспорообразующие псевдомонады заселяют зону корня; из их ферментов подтверждены протеазы, а ферментов по клеточным стенкам грибов у этой группы не нашли.

Разница между этими группами определяет весь регламент внесения. Спора переживает сушку и ультрафиолет, вегетативная клетка псевдомонады обеих этих нагрузок не выдерживает. Срок жизни препарата на стерне задаёт неспорообразующая часть состава.

Отсюда же берётся требование к хранению. Живой препарат берут под сезон и держат в холоде: доли компонентов при хранении расходятся, и через полгода в канистре уже не то соотношение, что было при отгрузке.

Работают ли деструкторы стерни в поле?

Коротко: воспроизводимого полевого эффекта у живых микробных препаратов пока не показано. В контролируемых условиях они работают, при переносе в поле статистическая достоверность эффекта теряется. Так показали и сводный анализ 47 полевых опытов по стимуляторам, и многоштатная проверка азотфиксирующих препаратов на 61 площадко-годе. Проверять такой препарат имеет смысл на своём поле: оставить контрольную полосу без обработки и взвесить её отдельно.

Самая крупная сводка по теме собрала 136 опытов с микробными и небиологическими стимуляторами, из них 47 полевых. В контролируемых условиях прибавка была достоверной, в поле она составила 3% и от нуля статистически не отличалась. По пшенице отдельно - 2%, тоже недостоверно.

Многоштатная проверка в США дала ту же картину на большем массиве. Из 61 площадко-года по пяти самым массовым микробным препаратам прибавку дали два опыта на кукурузе, остальные 59 не дали ничего. На таком фоне обещание снизить под препарат норму азота проверку не проходит.

Фермерские опыты добавляют важную деталь о воспроизводимости. У одного хозяйства препарат дал прибавку почти в половину урожая на одном поле и ноль на соседнем. У другого разница не дотянула до порога достоверности. У третьего сочетание препарата со сниженной нормой азота дало достоверное снижение урожая.

Причина, по которой такие препараты свободно продаются при таких результатах, регуляторная. В Евросоюзе препараты такого класса регистрируют как почвоулучшители или биостимуляторы, и доказывать минимальную эффективность в поле при регистрации не требуется. Регистрация в этом классе подтверждает состав и безопасность, полевой результат в её предмет не входит.

Отдельная деталь - чего в литературе нет вовсе. Полевых опытов, где мерили бы саму скорость разложения после обработки препаратом, практически нет: их закладывают прямо сейчас, результатов пока не опубликовано. Ближайшая работа по поверхностным остаткам эффекта на скорость разложения не нашла.

Ускоряет ли препарат само разложение остатков?

Коротко: в опытах ускоряет, но слабее азота. Через два месяца после закладки солома озимого рапса разложилась на 25% в контроле, на 31% с препаратом и на 35% с азотом. На соломе гороха ряд тот же: 48%, 52% и 56%. Утроенная доза препарата не прибавила к обычной ничего.

Из этой таблицы следуют три вещи, и все три полезны при планировании. Препарат прибавил к разложению 4-6 процентных пунктов против контроля. У азота на тех же остатках вышло 8-10 пунктов. Разницу в 4-6 пунктов за два месяца по стерне глазом не увидеть, она ловится только взвешиванием.

Утроенная доза на обоих остатках осталась на уровне обычной. Увеличением дозы результат не покупается, и это стоит помнить, когда обработку планируют «с запасом».

Отдельно по гороху видно ограничение метода. Солома бобовых имеет узкое соотношение углерода к азоту и разлагается вдвое быстрее рапсовой сама по себе, поэтому доля, которую может добавить препарат, там меньше всего.

Ещё одно наблюдение из тех же опытов касается почвенной микрофлоры. На заделанной стерне кукурузы препарат поднял число клеток в почве примерно втрое против варианта без него, то есть биологическая активность действительно растёт. Связать этот рост с прибавкой урожая в тех же опытах не удалось.

Что показали опыты с деструктором стерни?

Коротко: сам по себе препарат прибавку почти не даёт, часть результатов не дотягивает до НСР. Работает связка со сниженной нормой азота: срезанная на треть норма вместе с препаратом обогнала полную норму без него - на ячмене и на картофеле. Это единственная схема из проверенных, где препарат окупается измеримой величиной - сэкономленным азотом.

Опыты ставили по пожнивным остаткам разных культур, тест-культурами были яровой ячмень, озимая тритикале и картофель. Ниже результаты по ячменю, посеянному по остаткам озимой тритикале, за два года.

Соло-вариант в первый год дал 2,3 ц/га при НСР 2,1, то есть едва перешагнул порог достоверности. По остаткам кукурузы в другом опыте соло-прибавка составила 1,2 ц/га при НСР 2,05 - ниже порога, статистически это ноль.

В четвёртом варианте норму азота меняли по годам: в первый год препарат работал поверх полной нормы, во второй норму срезали на треть - 60 кг азота вместо 90.

Связка ведёт себя иначе. Вариант с препаратом дал 16,3 и 11,5 ц/га против 13,4 и 5,6 у полной нормы азота без препарата, причём во второй год - на трети нормы азота меньше. На картофеле сниженная норма с препаратом дала 169 ц/га против 152 у полной нормы, правда, НСР в том опыте не приводится.

Независимого полевого повторения этих результатов в открытых источниках нет, а в фермерских опытах точно такая же связка препарата со сниженным азотом дала достоверное падение урожая. Одинаковая схема в разных руках дала противоположный знак.

Почему внесённые бактерии плохо приживаются в почве?

Коротко: внесённая популяция падает ниже порога обнаружения за срок от нескольких суток до месяца. Почва уже заселена, свободных ниш в ней мало, а целлюлозоразрушающие микроорганизмы есть в ней всегда. Добавлять таких бактерий туда, где они и так есть, смысла мало.

Основной причиной непостоянства результатов при внесении бактерий в почву давно называют быстрое падение численности и активности внесённых клеток сразу после попадания в грунт.

В лабораторной колонке с почвой внесённая популяция ушла ниже предела обнаружения за трое суток. В опыте на трёх разных почвах, где внесённый вид считали отдельно от фоновых, численность падала во всех трёх, а в одной через десять суток он уже не отличался от фона.

Скорость разложения целлюлозы в поле задают грибы: в подстилке, где доминируют грибы, целлюлоза уходила в десять раз быстрее, чем в почве, где доминируют бактерии. Бактериальный препарат добавляет бактерий туда, где темп определяют не они.

Антагонисты патогенов в почве тоже присутствуют изначально. В шести европейских почвах из 1788 выделенных бактерий подавлять возбудителей корневых гнилей умела почти каждая пятая. Эту работу почва делает и без внесения.

Как вносить деструктор стерни, чтобы он дожил до работы?

Коротко: доза 3 л/га в 300 л рабочего раствора, осенью однократно по измельчённым остаткам, вечером или в пасмурную погоду, с заделкой на 5-15 см в течение 3-5 часов. Каждый пункт регламента закрывает свою причину гибели клеток: ультрафиолет, высыхание на поверхности, потерю контакта с субстратом и несовместимость в баке.

1. Измельчить и равномерно распределить остатки. За широкозахватным комбайном полова ложится полосами: всходы в них выпадают, заделка идёт неровно. У большинства машин равномерный разброс не выходит за 9-10,5 м.
2. Приготовить раствор из расчёта 3 л препарата на 300 л воды на гектар. В бак при работающей мешалке залить около 100 л воды, влить препарат, довести объём водой до 300 л. Процеживать через сито или марлю: осадок забивает распылители.
3. Использовать раствор в день приготовления, перед подачей перемешать. Разведённая суспензия живых клеток не предназначена для хранения.
4. Не смешивать в баке с окислителями. Перекись водорода и перуксусная кислота убивают живой препарат в баке. Вода с высоким содержанием хлора и щелочная вода тоже снижают жизнеспособность.
5. Работать вечером или в пасмурную погоду. Голая бактериальная клетка солнечного ультрафиолета не переносит, спора держится на порядки дольше.
6. Заделать в течение 3-5 часов после внесения. Скорость высыхания важнее самого высыхания: при быстрой сушке неспорообразующие бактерии теряют кратно больше клеток, чем при медленной.
7. Заделывать дисковыми орудиями или лущильниками на 5-15 см. Контакт с почвой - главный фактор скорости разложения, и он же защищает клетки от высыхания и ультрафиолета.
8. Держать препарат в холоде и брать под сезон. Соотношение компонентов при хранении смещается, и часть состава теряется быстрее остальных.

Пункты 5, 6 и 8 закрывают одну и ту же уязвимость - неспорообразующие компоненты препарата. Если из регламента выпадает любой из них, до работы доживает только спорообразующая часть состава.

Какие ошибки обнуляют обработку?

Коротко: дневная обработка по сухой стерне в жару, заделка на следующий день, прошлогодняя канистра и попытка компенсировать всё это увеличенной дозой. Каждая ошибка сокращает число живых клеток, доехавших до субстрата. Ни одна из них не видна по результату в тот же сезон, и потому они повторяются из года в год.

Обработка днём в жару. Сочетание прямого солнца и сухой поверхности остатка убивает вегетативные клетки быстрее всего. Работа вечером стоит одного переноса в графике.

Заделка через сутки. Ночь на сухой стерне под ветром - это та самая быстрая сушка, при которой неспорообразующая часть гибнет сильнее всего. Если техника не успевает заделать в тот же день, обрабатывать участок не стоит вовсе.

Прошлогодний остаток препарата. Жизнеспособность падает при хранении неравномерно по компонентам, и канистра со склада прошлого сезона содержит другой препарат, чем указано на этикетке.

Увеличенная доза «для надёжности». Утроенная доза в том же опыте с минерализацией остатков не прибавила к обычной ни одного процентного пункта. Кратное превышение нормы не компенсирует нарушенный регламент.

Ставка на препарат вместо заделки. Заделка меняет скорость разложения втрое; у препарата в сводных полевых проверках достоверного эффекта не нашлось вовсе.

Когда деструктор стерни не нужен?

Коротко: когда C/N остатка узкое, когда солому вывозят с поля и когда поле уходит в зиму сухим или холодным. В первом случае разлагать почти нечего, во втором разлагать нечего вовсе, в третьем процесс остановится до весны независимо от того, что внесли. Ни в одном из трёх случаев обработка на результат не влияет.

Сено и зелёная масса бобовых идут по C/N около 25:1 и ниже - такой остаток азот отдаёт сам. Солома зернобобовых шире, 30-40:1, но и она разлагается вдвое быстрее рапсовой без всякой обработки.

Если солома уходит с поля на подстилку или в корм, задача разложения не стоит вовсе. Самый длинный опыт по этому вопросу идёт 32 года. Урожайность пшеницы на нём оказалась стабильнее там, где солому вывозили, и заметнее всего - на высоких нормах минерального азота.

Вывозить солому всегда из этого не следует. Заделка сама по себе не гарантирует ни прибавки урожая, ни его устойчивости по годам, и рассчитывать на автоматическую выгоду от возврата органики не стоит. Тем более её не даёт препарат, внесённый поверх этой заделки.

Ниже +1,7 °C процесс стоит, и живые клетки в этих условиях просто ждут весны, теряя численность.

Отдельный случай - поля, где основную обработку не делают вовсе. Препарат вносят под заделку, и без неё остаток остаётся на поверхности со всеми последствиями для скорости разложения.

Что даёт результат без препарата?

Коротко: три действия дают основную часть результата и не стоят ничего сверх обычных проходов. Равномерно распределить остатки, заделать дисковым орудием и заложить в норму азота под следующую культуру поправку на иммобилизацию. Порядок именно такой: без равномерного разброса два других шага работают вполсилы.

1. Равномерность разброса. Настроить измельчитель и разбрасыватель половы на полную ширину жатки. Стоит он только времени механизатора на настройке.
2. Заделка вместо оставления на поверхности. Разница между 65% и 20% потери массы за год достигается одним проходом дискового орудия.
3. Поправка на иммобилизацию. 5-13 кг азота на каждую тонну заделанных остатков сверх расчёта. Считают её по массе остатков на поле, до сева.

Чего делать не стоит - сжигать. Огонь уничтожает органическое вещество остатка целиком, и азот с серой уходят в атмосферу вместо почвы. Заодно теряется мульчирующий слой, который экономил влагу, и калий, который был бы доступен уже к весне.

Невыровненный слой остатков весной сдвигает сроки сева и мешает сеялке выдержать глубину заделки семян. Осенняя обработка снимает эту проблему до того, как она станет весенней и срочной.

Если препарат в схему всё же ставят, покупают в нём одно - шанс срезать норму азота на треть, сохранив урожайность. Именно шанс: схема сработала в одной серии опытов, независимого повторения у неё нет, а в хозяйствах, где пробовали похожую, урожай на сниженном азоте достоверно падал. Самостоятельной прибавки к урожаю за препаратом нет ни в одной проверке.

Посчитать, сколько азота свяжут остатки в конкретном севообороте, и решить, нужен ли на этих полях микробный препарат, можно с нашим агрономом - карточка и форма заявки на странице ПОЛИБАКТ.