Введение

Стебли, листья, шелуха, корни и т.д., остающиеся после сбора и переработки урожая.

Остатки сельскохозяйственных культур – это отходы, образующиеся в сельском хозяйстве. Выделяют два основных типа:
Полевые остатки – это материалы, оставленные на сельскохозяйственном поле или в саду после сбора урожая. К ним относятся стебли и пни, листья и стручки с семенами. Правильное управление полевыми остатками может повысить эффективность орошения и предотвратить эрозию почвы. Остатки можно запахивать непосредственно в почву или сжигать. В отличие от этого, при минимальной, полосовой или нулевой обработке почвы стремятся максимально сохранить покров из растительных остатков. Для оценки площади, покрытой остатками, можно использовать простые измерения по линейным трансектам.
Остатки переработки – это материалы, остающиеся после переработки урожая в пригодный для использования продукт. К ним относятся шелуха, семена, багасса, патока и корни. Их можно использовать в качестве корма для животных, для улучшения структуры почвы, в качестве удобрений и в производстве.

Производство биотоплива из остатков сельскохозяйственных культур

Из-за высокого содержания углеводов, остатки сельскохозяйственных культур могут рассматриваться как подходящее сырье для производства биотоплива. Разработаны некоторые алгоритмы для оценки потенциальной мощности производства биотоплива из сельскохозяйственных отходов. На основе экспериментальных данных, полученных в исследовании, в котором рисовая солома, предварительно обработанная этанольным органорастворителем, использовалась для производства биоводорода с помощью Enterobacter aerogenes, ежегодный глобальный объем собираемой рисовой соломы (а не общий объем произведенной соломы) для производства биотоплива был оценен примерно в 249 миллионов тонн, что потенциально может дать около 355,78 килотонн водорода и 11,32 миллиона тонн лигнина с использованием предлагаемой технологии органорастворителя. Было установлено, что на долю Китая приходится около 32% глобального потенциала по производству биоводорода из рисовой соломы.

Минерализация

Питательные вещества в большинстве растительных остатков не становятся сразу доступными для использования растениями. Их высвобождение (процесс, называемый минерализацией) происходит в течение нескольких лет. Биологические процессы, участвующие в круговороте питательных веществ в почве, сложны. Ориентировочно, солома зерновых культур высвобождает около 10–15% своих питательных веществ, а остатки гороха – около 35% к следующему году. Скорость минерализации зависит от содержания азота и лигнина (волокна), влажности почвы, температуры и степени перемешивания с почвой. Азот (N) высвобождается довольно быстро из остатков при содержании выше 1,5% (например, в остатках гороха). И наоборот, при содержании ниже 1,2% (например, в соломе зерновых), доступный в почве азот фиксируется (процесс, называемый иммобилизацией) микроорганизмами в процессе разложения остатков. Таким образом, остатки гороха оказывают как краткосрочное, так и долгосрочное положительное влияние на плодородие почвы, в то время как солома зерновых культур уменьшит запас доступных питательных веществ в почве в следующем году. Со временем питательные вещества, зафиксированные почвенными микроорганизмами и гумусом, высвобождаются и становятся доступными для растений. Питательные вещества из растительных остатков не полностью усваиваются культурами. Подобно питательным веществам из удобрений, питательные вещества, высвобождаемые из растительных остатков в почву, подвержены потерям, таким как вымывание (N и S), денитрификация (N), иммобилизация (N, P, K и S) и фиксация (P и K).

Эффективность поглощения питательных веществ

Считается, что эффективность поглощения питательных веществ культурами из удобрений или при разложении растительных остатков примерно одинакова. Например, в первый год около 50% азота (N) из удобрений усваивается надземной частью растений. Удобрения оказывают некоторое последействие, поскольку культуры усваивают небольшое количество питательных веществ в течение двух-трех лет после внесения. Способ внесения удобрений может существенно влиять на эффективность их поглощения растениями. В настоящее время изучается влияние способа размещения растительных остатков (заделка в почву при обработке или оставление на поверхности при безотвальной обработке) на круговорот питательных веществ и эффективность их использования. Таким образом, расчет эквивалента удобрений по содержанию питательных веществ в растительных остатках является разумным способом оценки их частичной ценности.