Введение. Современные достижения науки в виде новых сортов сельскохозяйственных культур и технологий их возделывания определили вектор развития сибирского земледелия [1]. В настоящее время активно внедряется интенсивная система выращивания культур с использованием разнообразного сортимента агрохимикатов. Урожайность зерновых культур в Северном Зауралье достигла 4,0–7,0 т/га зерна, что привело к усилению антропогенной нагрузки на почву [2]. Во многих хозяйствах солома стала единственным органическим удобрением, поэтому главной задачей становится оптимизация процесса ее трансформации в гумус с минимальными потерями питательных веществ. В современных агрофитоценозах практически единственным источником поступления растительных остатков в почву являются сами культурные растения, среди которых зерновые занимают доминирующее значение. В последние годы в России и за рубежом в центре внимания находится изучение процессов, ускоряющих трансформацию питательных веществ и деструкции растительных остатков, которые остаются на полях после уборки зерновых культур [3–6]. Повышенный интерес к данной теме обусловлен снижением содержания гумуса и ухудшением физико-химических свойств пахотных почв [7, 8]. Ведь возврат соломы в почву является одним из источников повышения почвенного плодородия и обогащения верхнего слоя органическим углеродом.Химический состав соломы неоднороден и отличается в зависимости от культуры. В среднем в растительных остатках содержится, %: N – 0,60; P – 0,20; K – 0,78, а соотношение углерода к азоту составляет 1:60 (80) ед. [9, 10]. Широкое соотношение C:N замедляет процессы минерализации и гумификации растительных остатков, что неминуемо приведет к снижению планируемой урожайности зерновых культур [11]. Одним из способов решения данной проблемы для аграриев может служить обработка растительных остатков биологическими препаратами, стимулирующими рост и развитие микробной биомассы, которые в свою очередь ускоряют процессы трансформации питательных веществ из соломы.Цель исследований – изучение изменения химического состава соломы яровой пшеницы при использовании гуминового препарата «Росток» в лесостепи Зауралья.Материалы и методы. Исследования по влиянию гуминового препарата «Росток» на трансформацию растительных остатков зерновых культур выполняли на стационаре кафедры почвоведения и агрохимии ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья с 2013 по 2016 г.Климат северной лесостепи континентальный, теплый, умеренно увлажненный. Данная зона обладает периодически промывным типом водного режима. Почва опытного поля – чернозем выщелоченный, маломощный, тяжелосуглинистый, пылевато-иловатый, на карбонатном покровном суглинке. Содержание гумуса в пахотном слое (0–30 см) варьировало от 7,65 до 9,05 % [12].Исследования выполняли в зерновом севообороте (горохо-овсяная смесь – яровая пшеница – овес), чередование культур за годы исследований не менялось. Минеральные удобрения не использовали. Размеры делянки – 4 × 25 м (100 м2), учетная площадь – 50 м2. Размещение делянок последовательное, в четырехкратном повторении. Солому зерновых культур измельчали и разбрасывали по вариантам. Учет массы соломы и отбор ее на опыты выполняли при сноповом анализе.Обработку почвы (отвальная) проводили после уборки культур на глубину 20–22 см. Весной, при наступлении физической спелости, почвы боронили в 4 следа. В день посева поле культивировали на глубину 8–10 см.Предварительно высушенную и нарезанную (длиной не более 5 см) солому массой 15 г помещали в пакеты из стеклоткани. Образцы размещали на поверхности почвы и заделывали на глубину 10, 20, 30 см, моделируя их распределение в пахотном слое. Закладку образцов соломы выполняли в третьей декаде сентября, после основной обработки почвы. Перед культивацией (май) образцы с глубины 0–10 см извлекали и опять заделывали после проведения весенних агротехнических мероприятий.Перед заделкой соломы в почву производили обработку:Контроль, обработка соломы водой.Обработка соломы гуминовым препаратом «Росток» в концентрации 0,1 %.Препарат «Росток» производится по запатентованной технологии из низинного торфа и является универсальным регулятором роста и развития растений, адаптируя их к природным и техногенным воздействиям [13]. Норма расхода в пересчете на 1 гектар составила 300 мл препарата с концентрацией 0,1 %. Объем рабочего раствора – 300 л на ту же единицу площади. Максимальная экспозиция длилась 12 месяцев (с сентября по сентябрь следующего года). После извлечения образцов остатки земли аккуратно сметали щеткой, а солому промывали в минимальном количестве холодной воды. Отмытую массу соломы помещали в термостат и сушили до воздушно-сухого состояния при температуре 105 °С с последующим определением показателей: сухой остаток – ГОСТ 26713-85; органическое вещество – ГОСТ 27980-88; азот – ГОСТ 13496.4-93; фосфор – ГОСТ 26657-85; калий – ГОСТ 30504-97; статистическую обработку данных проводили в MS Excel с использованием надстройки AgCStat [14].Результаты и их обсуждение. Для проведения исследований использовали солому яровой пшеницы, выращенной без минеральных удобрений. В среднем за годы исследований исходное содержание азота в соломе составляло 0,69 ± 0,17 % с колебанием значений от 0,47 до 0,95 %, при этом коэффициент вариации достигал 24 %, что соответствовало сильной вариабельности (табл. 1). Исходные значения соотношения углерода к азоту в соломе яровой пшеницы за годы исследований в среднем составляли 67 ± 11 ед. (рис.), что соответствовало средней степени изменчивости (CV – 16 %). Запашка такой соломы без внесения азотсодержащих удобрений в будущем может привести к снижению урожайности вследствие денитрификации из почвы для разложения растительных остатков [15]. Таблица 1Исходное содержание питательных веществ в соломе яровой пшеницы (2013–2016 гг.), % Показательx CVminmaxАзот0,69±0,17240,470,95Фосфор0,18±0,03190,140,25Калий0,67±0,0690,580,75Здесь и далее: x – среднее значение; CV – коэффициент вариации; min – минимальное значение; max – максимальное значение.  Влияние гуминового препарата на соотношение углерода к азоту (C : N)в соломе яровой пшеницы, ед.  Перед запашкой соломы яровой пшеницы содержание фосфора в среднем за годы исследований составляло 0,18 ± 0,03 %, при этом коэффициент вариации достигал 19 %, что соответствовало средней степени изменчивости. Содержание калия в растительных остатках достигало 0,67 ± 0,06 % с колебанием значений от 0,58 до 0,75 %. Коэффициент вариации составлял 9 %, что соответствовало слабой вариабельности.Через 12 месяцев экспозиции содержание азота в соломе, которую обрабатывали водой, уменьшилось в 2,7 раза относительно первоначальных значений (табл. 2). Разброс значений содержания азота в растительных остатках варьировал от 0,19 до 0,35 %, при этом коэффициент вариации составил 22 %, что соответствовало сильной вариабельности. Через 12 месяцев экспозиции значение C:N в соломе, расположенной на поверхности почвы, увеличилось в 2,6 раза относительно исходных значений и достигло 175 ± 11 ед., в результате соответствовало слабой степени изменчивости (CV – 6 %). Увеличение C:N в растительных остатках, расположенных на поверхности почвы, объясняется газообразными потерями азота [16] при разложении соломы и его вымыванием [17], а следовательно ведет к непродуктивным потерям. Содержание азота в соломе, обработанной гуминовым препаратом «Росток», через 12 месяцев экспозиции составляло 0,41 ± 0,14 %, что в 1,6 раза больше относительно контрольного варианта. Разброс значений содержания азота в соломе был от 0,19 до 0,60 %, при этом коэффициент вариации достигал 33 %, что соответствовало сильной вариабельности. Соотношение углерода к азоту в соломе, обработанной гуминовым препаратом и расположенной на поверхности почвы, составляло 108 ± 11 ед., что в 1,6 раза меньше относительно контроля. Коэффициент вариации был равен 10 %, что соответствовало средней степени изменчивости. Обработка соломы гуминовым препаратом оказала положительное влияние на микробную биомассу, что позволило снизить непродуктивные потери азота.Содержание фосфора в соломе, расположенной на поверхности почвы, в контрольном варианте за 12 месяцев экспозиции уменьшилось в 3,6 раза относительно исходных значений и составило 0,05 ± 0,01 %. Разброс значений варьировал от 0,02 до 0,07 %. Обработка соломы гуминовым препаратом не оказала влияния на содержание фосфора относительно контроля. Коэффициент вариации на вариантах с обработанной водой соломой (контроль) и гуминовым препаратом «Росток» составил 32 и 34 % соответственно, что относилось к сильной степени изменчивости.   Таблица 2Конечное содержание питательных веществ в соломе яровой пшеницы, расположенной на поверхности почвы (2013–2016 гг.), % ВариантПоказательx CVminmaxКонтроль (вода)Азот0,25±0,05220,190,35Фосфор0,05±0,01320,020,07Калий0,27±0,10360,100,40Гуминовый препарат «Росток»Азот0,41±0,14330,190,60Фосфор0,05±0,02340,020,07Калий0,33±0,06190,200,40  За 12 месяцев экспозиции содержание калия в соломе, расположенной на поверхности почвы, в контрольном варианте уменьшилось в 2,5 раза относительно исходных значений и составило 0,27±0,10 %, при этом значения варьировали от 0,10 до 0,40 %. Коэффициент вариации был равен 36 %, что соответствовало сильной вариабельности. Обработка соломы гуминовым препаратом «Росток» не оказала существенного влияния на высвобождение калия из растительных остатков 0,33 ± 0,06 %. Коэффициент вариации составлял 19 %, что соответствовало средней степени изменчивости.Характер изменения питательных веществ в запаханной соломе отличался от соломы, разлагающейся на поверхности почвы. Значения содержания азота в растительных остатках через 12 месяцев экспозиции двух вариантов перекрывали друг друга (табл. 3). Данная тенденция наблюдалась и при оценке показателя соотношения углерода к азоту (контроль – 72 ± 16 %, Росток – 60 ± 4 %). Это объясняется тем, что заделка растительных остатков в почву оказала положительное влияние на нитрифицирующую микробиоту и уменьшило непродуктивные потери азота. Таблица 3Конечное содержание питательных веществ в запаханной (0–30 см) соломе яровой пшеницы (2013–2016 гг.), % ВариантПоказательx CVminmaxКонтроль (вода)Азот0,66±0,08130,520,78Фосфор0,05±0,02330,020,07Калий0,10±0,03250,070,15Гуминовый препарат «Росток»Азот0,73±0,12160,520,95Фосфор0,04±0,02370,020,07Калий0,13±0,05380,080,20  За 12 месяцев экспозиции содержание фосфора в изучаемых вариантах уменьшилось более чем в 3,5 раза относительно исходных значений, при этом диапазон значений варьировал от 0,02 до 0,07 %. Коэффициент вариации на контроле и с обработкой гуминовым препаратом «Росток» составил 33 и 37 %, что соответствовало сильной степени изменчивости. Значения содержания калия в запаханных растительных остатках к концу периода экспозиции на обоих вариантах перекрывали друг друга, а коэффициент вариации соответствовал сильной вариабельности.В ходе дисперсионного анализа было установлено, что остаточное содержание азота в соломе на 31 % (Fфакт > Fтеор) зависит от локализации (фактор А) расположения растительных остатков на поверхности почвы или запашки (табл. 4). Выявлено положительное влияние гуминового препарата «Росток» на сохранность азота в соломе на 20 % (фактор В). На трансформацию фосфора в растительных остатках не оказывает влияния локализация (Fфакт ˂ Fтеор), при этом отмечается высокое влияние гуминового препарата «Росток» – на 89 % (Fфакт > Fтеор). Таблица 4Результаты двухфакторного дисперсионного анализа Источник вариацииАзотФосфорКалийС : NFфакт.Fтеор.Влияние, %Fфакт.Fтеор. Влияние, %Fфакт.Fтеор.Влияние, %Fфакт.Fтеор.Влияние, %Фактор A (локализация)63,34,0310,08,6068,34,07362,84,037Фактор B (Росток)19,83,120266,53,189432,43,184157,13,132Взаимодействие AB16,63,1160,08,6017,33,13125,73,125  Очень низкое влияние на трансформацию калия в соломе оказывает локализация 7 %, при этом значение по влиянию гуминового препарата в 12 раз выше и составляет 84 % (Fфакт > Fтеор). Выявлено положительное влияние всех источников вариации (факторы А, В и взаимодействие АВ) на соотношение углерода к азоту в растительных остатках – от 25 до 32 % (Fфакт > Fтеор).Заключение. В результате проведенных исследований было установлено, что обработка соломы зерновых культур гуминовым препаратом «Росток» оказывает положительное влияние на ее разложение и высвобождение питательных веществ (N, P, K). За 12 месяцев экспозиции содержание азота в запаханной соломе не изменялось, тогда как в соломе, расположенной на поверхности почвы, его содержание уменьшилось в 2,8 раза.Обработка гуминовым препаратом «Росток» стимулирует разложение запаханной соломы без непродуктивных потерь азота, а расположенной на поверхности почвы теряет азот в меньшей степени.В ходе исследований было установлено, что степень снижения содержания азота на 31 % зависит от локализации и на 20 % от применения гуминового препарата «Росток». Характер изменения фосфора и калия в соломе зерновых культур более чем на 80 % зависит от обработки соломы гуминовым препаратом «Росток». Локализация соломы не оказывает достоверного влияния.