ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

Цигода

Владислав Станіславович

УДК 631.51:633.63:631.8:631.582

Ефективність глибин зяблевої оранки під цукрові буряки на фоні тривалого застосування різних систем удобрення на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу

Спеціальність: 06.01.01 – загальне землеробство

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2001

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Уманській державній аграрній академії на кафедрі агрохімії та грунтознавства протягом 1996-2000 рр.

Науковий керівник:

доктор сільськогосподарських наук, професор

КАРАСЮК Іван Маркіянович,

Уманська державна аграрна академія,

завідувач кафедри агрохімії та грунтознавства

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор, МАЛІЄНКО Анатолій Митрофанович, Інститут землеробства УААН, завідувач лабораторії обробітку грунту і боротьби з бур'янами

кандидат сільськогосподарських наук, доцент, МАКСИМЧУК Іван Пантелеймонович, Національний аграрний університет, доцент кафедри загального землеробства

Провідна установа: Інститут цукрових буряків УААН

Захист відбудеться “ 27 ” червня 2001 р. о 10 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Інституті землеробства УААН.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН за адресою: 08162, Київська область, Києво-Святошинський район, смт. Чабани, Інститут землеробства УААН, вченому секретареві.

Автореферат розісланий “ 18 ” травня 2001 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради, Кравченко Л.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Обробіток грунту поряд з іншими ланками раціональних заходів в інтенсивному землеробстві зони чорноземних грунтів займає одне з важливих і чільних місць. Різноманітні грунтово-кліматичні умови України потребують диференційованого підходу до його проведення. В системі обробітку ґрунту під цукрові буряки зяблева оранка традиційно відіграє основну роль. Незважаючи на досвід її застосування, багато питань залишаються невирішеними. Навколо цього питання ведуться палкі суперечки, але на сьогоднішній день серед вчених і практиків виникають сумніви щодо глибини оранки. Особливо це стосується Правобережного Лісостепу України, де в ґрунтовому покриві переважають чорноземи важкого гранулометричного складу, які в процесі тривалого нераціонального використання значно втратили родючість, знеструктурились, мають низьку водопроникність, що зумовлює розвиток водної ерозії, а також значну засміченість грунту насінням бур'янів.

Глибина і способи обробітку грунту також впливають на ефективність добрив. Тому вивчення глибини оранки під цукрові буряки на фоні тривалого застосування різних систем удобрення на чорноземі опідзоленому важкосуглинковому є досить актуальним на сучасному етапі розвитку землеробства.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи проводились згідно науково-технічної програми на 1996-2000 рр. “Родючість грунту” (номер державної реєстрації 0196U012626) та тематичних планів Уманської державної аграрної академії.

Мета та завдання досліджень. Головною метою роботи було встановити ефективність різної глибини зяблевої оранки чорнозему опідзоленого під цукрові буряки, на фоні тривалого застосування різних систем удобрення в польовій сівозміні. Для реалізації цієї мети було поставлено вирішити такі завдання:

-

- встановити вплив глибини оранки та систем удобрення на забур'яненість посівів цукрових буряків;

- вивчити особливості росту і розвитку цукрових буряків та формування їх урожаю залежно від глибини оранки та удобрення;

- розрахувати економічну ефективність дії і післядії різної глибини оранки на фоні тривалого застосування добрив у сівозміні.

Об'єкт дослідження. Глибина оранки під цукрові буряки на фоні тривалого застосування різних систем удобрення в польовій сівозміні і її вплив на родючість, урожайність та якість цукрових буряків.

Предмет дослідження. Чорнозем опідзолений важкосуглинковий, цукрові буряки.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети користувалися польовим і лабораторним методом. На фоні тривалого систематичного застосування добрив у польовій сівозміні вивчали вплив різної глибини оранки на зміну родючості грунту, ріст, розвиток, формування урожаю і якість коренеплодів цукрових буряків. Лабораторними методами (фізичними, фізико-хімічними, хімічними) досліджували зразки грунту і рослин.

Наукова новизна. В умовах Правобережного Лісостепу України встановлено особливості зміни агрофізичних, агрохімічних і біологічних параметрів родючості грунту під впливом поглибленої оранки на 40 см і обґрунтована доцільність її періодичного проведення під цукрові буряки на чорноземі опідзоленому важкосуглинковому. Такий захід сприяє зменшенню щільності грунту, збільшенню вмісту агрономічно цінних і водостійких агрегатів, підвищенню водопроникності грунту та зниженню темпів його підкислення. При цьому проходить самоочищення грунту від насіння бур'янів. Показана ефективність тривалого застосування добрив у польовій сівозміні.

Практичне значення одержаних результатів. Для підвищення продуктивності цукрових буряків, зменшення забур'яненості посівів та покращення агрофізичних властивостей чорнозему опідзоленого, глибину зяблевої оранки необхідно періодично збільшувати до 40 см. В результаті цього підвищується урожайність цукрових буряків на 22-51 ц/га, що дає змогу підвищити заводський вихід цукру на 3,6-7,5 ц/га. Обгрунтовано умови ефективного внесення фосфорних добрив у рядки при сівбі. Ці рекомендації пройшли виробничу перевірку в ПСП “Вільшана Слобідка” Уманського району Черкаської області на площі 40 га; в СВК “Іскра-к” Гайворонського району Кіровоградської області на площі 50 га; в СК “Лан” Теплицького району Вінницької області на площі 75 га.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні польових та лабораторних досліджень, аналізі і теоретичному обґрунтуванні одержаної наукової інформації, узагальнення її у наукових статтях, проведенні статистичного аналізу одержаних даних, розрахунках економічної ефективності, а також перевірці одержаних результатів досліджень у виробничих умовах.

Апробація результатів досліджень. Основні положення та розробки дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на наукових конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів Уманської державної аграрної академії (1998-2000); науковій конференції молодих вчених та спеціалістів “Прикладне значення сучасних теоретичних досліджень в грунтознавстві та агрохімії” (Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського, Харків, 1998); на наукових конференціях присвячених: 100-річчю від дня народження заслуженого працівника Вищої школи, доктора сільськогосподарських наук, професора М.М. Шкварука, (Умань, 1998); 155-річчю Уманської державної аграрної академії, (Умань, 1999); 100-річчю від дня народження заслуженого працівника Вищої школи, доктора сільськогосподарських наук, професора С.С. Рубіна, (Умань, 2000); науковій Всеукраїнській конференції молодих вчених Агроекологія як основа стабільності сільського господарства (Харківський державний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, Харків, 2000).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 6 наукових праць, в тому числі 5 статей у виданнях, що затверджені ВАК України як фахові і тези.

Обсяг і структура роботи. Робота складається із вступу, огляду літератури, опису природно-кліматичних умов та методів дослідження, 7 розділів з описами результатів власних досліджень, висновків, списку використаних джерел, додатків. Текст дисертації викладено на 114 сторінках комп'ютерного набору; в роботі 35 таблиць; 11 рисунків; бібліографія налічує 278 найменувань, з них 25 латиницею; 11 додатків поданих на 11 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Проблеми і перспективи застосування різних систем основного обробітку грунту під цукрові буряки. У розділі подано огляд літератури з питань сучасного стану поставлених у роботі проблем. Розглядаються питання впливу різної глибини зяблевого обробітку грунту на його агрофізичний стан, водний, поживний режими, біологічну активність, забур’яненість посівів, ростові процеси та врожайність цукрових буряків.

Умови і методика проведення досліджень. Дослідження з вивчення впливу глибини зяблевого обробітку грунту на продуктивність цукрових буряків після тривалого застосування добрив у польовій сівозміні проводилися на дослідному полі Уманської державної аграрної академії, закладеному в 1964 році професором І.М. Карасюком, що розміщене в Маньківському природно-сільськогосподарському районі Середньо-дніпровсько-Бузького округу Лісостепової Правобережної провінції України.

Грунт дослідного поля – чорнозем опідзолений звичайний важкосуглинковий на лесі, що відзначається невисоким вмістом в орному шарі гумусу (3,31 %). Ступінь насиченості грунтового профілю основами знаходиться в межах 81-97 %, реакція грунту слабокисла (рHKCl 5,5), гідролітична кислотність – 18-20 смоль/кг грунту. Вміст рухомих форм фосфору і калію середній – в межах 80-120 мг/кг грунту (за методом Чирікова), легкогідролізованого азоту низький – 100 мг/кг грунту (за методом Корнфілда).

Клімат району досліджень помірно-континентальний і за основними елементами погоди характерний для підзони нестійкого зволоження. Метеорологічні умови в роки проведення досліджень відрізнялись своєю контрастністю. Кожний рік мав свої особливості, що дозволило зробити більш достовірну оцінку досліджуваних варіантів. Так, середньобагаторічна кількість опадів складає 618 мм і в роки проведення польових досліджень коливалась в межах 550 до 778 мм. Найбільш гостропосушливим під час вегетації цукрових буряків був 1999 рік. Поряд з малою кількістю опадів цей рік характеризувався значно вищою, в порівнянні з багаторічними даними, середньодобовою температурою повітря. Все це призвело до гострої нестачі вологи, що негативно позначилось на продуктивності цукрових буряків. Сприятливі погодні умови, які складалися протягом 1998 і 2000 років, забезпечили отримання більш високої врожайності коренеплодів цукрових буряків.

Ефективність зяблевої оранки під цукрові буряки на різну глибину вивчали на фоні тривалого застосування різних систем удобрення культур в сівозміні в ланці однорічні трави – озима пшениця – цукрові буряки. Після збирання врожаю проводили поліпшений зяблевий обробіток грунту з оранкою у вересні на глибину 20 і 30 см плугом ПЯ-3-35, а на 40 см – ПД-4-35.

Варіанти досліду розміщувались методом розщеплених ділянок. Розмір посівної ділянки 170 м2, а облікової – 45 м2. Повторність досліду триразова. У досліді застосовуються такі добрива: напівперепрілий підстилковий гній великої рогатої худоби, аміачна селітра, суперфосфат гранульований, калійна сіль змішана (табл. 1).

Дослідження за впливом глибини зяблевого обробітку грунту на агрофізичні показники проводили такими методами: вологість грунту – термогравіметричним методом; щільність складення – методом ріжучого кільця; структурно-агрегатний склад – методом просіювання у модифікації Савінова; водостійкість структурних агрегатів – обліково-статистичним методом Андріанова; водопроникність – методом Нестерова, з використанням приладу ПВН-00 та формули і поправочних коефіцієнтів Хазіна.

Агрохімічні показники грунту визначали: обмінну кислотність – в 0,1н KCl суспензії грунту потенціометрично; вміст нітратного азоту – іонометричним методом; рухомих форм фосфору і калію – в 0,5 н витяжці CH3COOH (методом Чирікова); біологічну активність – за методом Карпачевського та ступенем розкладу у грунті лляного полотна.

Таблиця 1 – Схема досліду з вивчення глибин зяблевої оранки під цукрові буряки на фоні тривалого застосування різних систем удобрення в польовій сівозміні

Система удобрення в сівозміні (з 1964 року) та заходи обробітку | Без добрив (контроль) | Органо-мінеральна | Органічна | Мінеральна

Насиченість добривами на 1 га сівозмінної площі– | Гній 9 т + N45P67.5K36 | Гній 13,5 т | N90P90K90

Удобрення цукрових буряків– | Гній 30 т/га + N60P135K30 | Гній 45 т/га | N135P135K135

Глибина оранки під цукрові буряки, см, 1998-2000 рр. | 20 | 30 | 40 | 20 | 30 | 40 | 20 | 30 | 40 | 20 | 30 | 40

Для розрахунку прогнозування просторової доступності фосфору добрив рослинами цукрових буряків використовували метод, запропонований Г.М. Господаренком (1993). Його суть полягає у поєднанні механістично-математичного підходу і даних лабораторного досліду. Цей підхід механістичний, оскільки моделюється співвідношення росту коренів на ювенільних етапах розвитку рослин і розподілення фосфору добрив у шарі грунту, який обробляється. При цьому порівнюються теоретична довжина кореня, необхідна для досягнення зони розміщення першої гранули добрива у грунті, з експериментально встановленою довжиною кореневої системи, яка може бути сформована лише за рахунок фосфору, що міститься у насінні і показника оптимального його вмісту у сухій речовині проростка.

Вивчення забур’яненості посівів цукрових буряків проводили кількісним і гравіметричним методами. Засміченість грунту насінням бур'янів визначали шляхом їх відмивання на ситах у зразках грунту, відібраних буром Калентьєва.

Облік врожаю проводили суцільним методом. Вміст цукру та інші показники технологічних якостей коренеплодів розраховували за даними, отриманими за допомогою напівавтоматичної лінії “Венема” у філіалі Інституту цукрових буряків УААН.

Економічну ефективність розраховували згідно технологічної карти і розроблених рекомендацій і нормативів.

Одержані в дослідах показники обробляли методами математичної статистики (Мойсейченко, Єщенко, 1994).

ЗМІНА АГРОФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ГРУНТУ ЗАЛЕЖНО ВІД ГЛИБИНИ ЗЯБЛЕВОГО ОБРОБІТКУ ГРУНТУ НА ФОНІ ТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ РІЗНИХ СИСТЕМ УДОБРЕННЯ В СІВОЗМІНІ

Щільність та загальна шпаруватість грунту. Відомо, що головним показником фізичного стану грунту є його будова, яка виражається через щільність грунту і загальну шпаруватість. Дослідженнями встановлено, що щільність грунту залежить як від обробітку, так і систем застосування добрив у польовій сівозміні.

Перед сівбою цукрових буряків за різної глибини оранки та системи удобрення щільність шару грунту 0-10 см знаходилася в межах 1,11-1,17 г/см3, а в шарі 0-50 см – 1,15-1,20 г/см3. У процесі вирощування цукрових буряків проходять зміни щільності грунту в усіх варіантах досліду. Так, при

оранці на 20 і 30 см вона з глибиною поступово зростала до 30 см, а потім спостерігалося її зменшення. При цьому в шарі 20-30 см щільність грунту відповідно становила 1,30–1,34 г/см3, що наближається до критичного значення. Це пояснюється проявом елювіального процесу, в результаті якого дрібні часточки грунту переміщуються з верхніх шарів у нижні і їх ущільнюють. При оранці на 40 см проходить рихлення цього ущільненого шару грунту (рис.1).

Протягом вегетації цукрових буряків відбувалося поступове ущільнення грунту в усіх варіантах досліду і перед збиранням набувало найвищого значення. Але при цьому слід відмітити, що при оранці грунту на 40 см за органо-мінеральної і органічної систем щільність грунту була дещо нижчою, ніж за мінеральної системи удобрення та в контролі, де добрива не застосовували.

Поруч з щільністю у формуванні рівня родючості грунту важливе місце належить його шпаруватості. В наших дослідах перед сівбою цукрових буряків загальна шпаруватість в усіх варіантах досліду була задовільною. При цьому оранка на 40 см за органо-мінеральної і органічної систем удобрення дещо підвищувала її значення порівняно з іншими варіантами досліду. Протягом вегетації цукрових буряків загальна шпаруватість грунту залишалась задовільною і становила залежно від глибини оранки та системи удобрення 54,4% – 55,8%. Різниця між варіантами була незначною і нестійкою. Вона не могла істотно впливати на водний, повітряний і поживний режими грунту.

Структурно-агрегатний стан. Одним з факторів, який суттєво впливає на інші властивості грунту, є його структура. Наші дослідження показали, що глибина обробітку чорнозему опідзоленого за тривалого застосування різних систем удобрення в сівозміні певною мірою впливає на його структуру (табл. 2).

Без добрив Органо-мінеральна Органічна Мінеральна

Таблиця 2 – Агрегатний стан 0-10 см шару грунту перед сівбою цукрових буряків, 1998-2000 рр.

Глибина зяблевої оранки, см | Система удобрення

Без добрив | Органо-мінеральна | Органічна | Мінеральна

20 | 74

44 | 79

62 | 80

62 | 76

46

30 | 76

47 | 83

70 | 82

70 | 78

56

40 | 79

57 | 87

84 | 86

85 | 80

59

Примітка: над рискою – вміст повітряно-сухих агрегатів (0,25 – 10 мм), %;

під рискою – вміст водостійких агрегатів розміром 5 – 7 мм, %.

В середньому за три роки найвищий вміст агрономічно цінних повітряно-сухих агрегатів (0,25 –10 мм) у шарі грунту 0-10 см перед сівбою цукрових буряків був у варіантах за органо-мінеральної і органічної систем удобрення, при оранці на глибину 40 см – 86 – 87%, що на 5–14% вище від контролю, і на 8 – 18% від оранки на 20 см. У цих варіантах також найвищим був вміст водостійких агрегатів розміром 5 – 7 мм.

Водопроникність грунту, як встановлено дослідженнями, в більшій мірі залежить від глибини оранки, ніж від систем удобрення культур у польовій сівозміні (рис. 2).

Так, за органо-мінеральної системи удобрення найвища водопроникність грунту спостерігалася при оранці на глибину 40см. Вбирання води грунтом особливо інтенсивно проходило протягом перших двох годин досліду. Починаючи з третьої години, водопроникність грунту стабілізується і переходить у фазу фільтрації.

За органо-мінеральної і органічної систем удобрення при оранці на 30 і 40 см після перших трьох годин відбувалося подальше поглинання води грунтом і за 4, 5 і 6 годину воно відповідно становило 28-44, 14-20 і 3-10 мм/год.

Найнижча водопроникність грунту протягом третьої години була на перелозі, у варіантах без добрив та за органо-мінеральної системи удобрення з оранкою на глибину 20 см.

Режим вологості грунту. В основних районах бурякосіяння України, поруч із забезпеченням рослин поживними речовинами, вода є вирішальним фактором вирощування високих урожаїв цукрових буряків. Регулювання водного режиму є одним із важливих, а іноді вирішальним заходом підвищення врожайності цукрових буряків, впливають за допомогою основного обробітку ґрунту.

Наші дослідження показали, що запаси вологи в грунті перед сівбою цукрових буряків за органо-мінеральної та органічної систем удобрення при оранці грунту на 40 см були більш високими. Якщо у варіанті без добрив найвищий вміст доступної вологи в півтораметровому шарі грунту перед сівбою становив 311 мм, то за органо-мінеральної і органічної систем удобрення при оранці на глибину 40 см її вміст збільшувався на 31 мм.

До початку збирання цукрових буряків відбулося значне зменшення запасів доступної вологи в шарі грунту 0-150 см і її запаси у всіх варіантах досліду практично вирівнювалися.

ЗМІНА РОДЮЧОСТІ ГРУНТУ ЗАЛЕЖНО ВІД ГЛИБИНИ ЗЯБЛЕВОГО ОБРОБІТКУ ГРУНТУ І СИСТЕМ УДОБРЕННЯ

Поживний режим грунту. В умовах інтенсивного землеробства при застосуванні органічних і мінеральних добрив у сівозміні роль глибини зяблевого обробітку грунту і системи удобрення набуває особливого значення.

Важливим фактором родючості грунту для польових культур і особливо для цукрових буряків є реакція ґрунтового розчину. Тривале застосування добрив у сівозміні і глибина обробітку грунту значно впливають на зміну кислотності грунту. Так, у варіанті з органо-мінеральною системою удобрення при оранці на 20 і 30 см у шарі грунту 0-10 см показник рНKCl знаходився на рівні відповідно 5,0 і 5,2, тоді як при оранці на 40 см – 5,4, що вказує на зменшення кислотності грунту за рахунок переміщення на поверхню більш нейтрального нижнього шару (табл. 3).

Таблиця 3 – Кислотність та вміст рухомих форм елементів живлення в грунті за різної глибини оранки та систем удобрення, 1998-2000 рр.

Система

удобрення | Глибина оранки, см | рНKCl | N-NO3, мг/кг | Р2О5, мг/кг | К2О, мг/кг

Шар грунту, см

0-10 | 10-20 | 0-10 | 10-20 | 0-10 | 10-20 | 0-10 | 10-20

Без добрив | 20 | 5,3 | 5,2 | 4,8 | 4,7 | 94 | 93 | 92 | 89

30 | 5,4 | 5,5 | 5,0 | 4,6 | 96 | 95 | 93 | 91

40 | 5,5 | 5,4 | 3,8 | 4,9 | 85 | 89 | 88 | 89

Органо-мінеральна | 20 | 5,0 | 4,9 | 7,7 | 7,6 | 194 | 196 | 124 | 118

30 | 5,2 | 5,1 | 8,0 | 8,5 | 196 | 198 | 125 | 117

40 | 5,4 | 5,1 | 6,5 | 7,9 | 188 | 170 | 118 | 107

Органічна | 20 | 5,2 | 5,1 | 7,6 | 7,4 | 145 | 146 | 120 | 119

30 | 5,3 | 5,2 | 7,9 | 8,3 | 147 | 145 | 124 | 118

40 | 5,5 | 5,3 | 6,3 | 7,5 | 140 | 141 | 112 | 106

Мінеральна | 20 | 4,5 | 4,6 | 6,9 | 7,4 | 158 | 163 | 121 | 116

30 | 4,7 | 4,5 | 7,3 | 7,9 | 161 | 157 | 123 | 118

40 | 4,9 | 4,7 | 6,2 | 7,3 | 150 | 148 | 115 | 109

Дослідження свідчать, що глибина обробітку і системи удобрення в сівозміні істотно впливають на азотний режим грунту.

Якщо у варіанті без добрив вміст нітратного азоту в грунті за різної глибини обробітку був практично однаковим, то при внесенні добрив за органо-мінеральної, органічної і мінеральної систем удобрення його розподіл у грунті змінювався залежно від глибини оранки. При оранці на 20 і 30 см нітратний азот розподілявся по шарах грунту однаково.

При оранці на 40 см в шарах грунту 0-10 і 10-20 см його було дещо менше, а в більш глибоких шарах – більше.

Забезпеченість грунту рухомими формами фосфору за різних систем удобрення і глибини обробітку має відповідний вплив на ріст і розвиток цукрових буряків. Необхідно відмітити, що при оранці на 40 см проходить перерозподіл фосфору по профілю грунту. Особливо звертає на себе увагу зменшення його у шарі грунту 0-10 см. Фосфор, як відомо, особливо необхідний рослинам на початку вегетації. Тому при поглибленні оранки особливо ефективним є внесення фосфорних добрив у рядки.

В результаті проведення хімічних аналізів не завжди вдається розкрити складну взаємодію між фосфором добрив, грунтом і рослинами. При цьому найважливішим аспектом засвоєння фосфору рослинами виступає просторовий.

видно із рис. 3, потреба у внесенні фосфорних добрив в рядки значно зростає із збільшенням глибини оранки. Особливу увагу на цей агрозахід необхідно звернути при вирощуванні цукрових буряків, при проведенні під них глибокої оранки і низьких дозах внесених фосфорних добрив.

В наших дослідах при різній глибині оранки на ділянках без добрив відмічено низький вміст рухомих форм калію в грунті, в той час як за різних систем удобрення він був середнім і майже однаковим при різній глибині зяблевої оранки.

Порівняно з варіантом без добрив ділянки за різних систем удобрення, містили рухомого калію на 21-22 мг/кг грунту більше. Розподіл рухомого калію в окремих шарах грунту був нерівномірний. Так, перед сівбою цукрових буряків за всіх систем удобрення при оранці на 20 і 30 см верхні шари грунту 0-10 і 10-20 см були багатші рухомим калієм, в той час як підорні шари грунту його містили менше. Збільшення глибини оранки на 40 см зменшувало вміст рухомого калію в шарах грунту 0-10 і 10-20см порівняно з рухомими фосфатами не істотно.

Біологічна активність грунту. У комплексі природних і антропогенних факторів, що впливають на підвищення родючості грунту, провідна роль належить біологічній активності мікроорганізмів, що зумовлює специфіку трансформації органічної речовини і синтезу гумусу. Як показали наші дослідження, кількість виділеної з грунту вуглекислоти тісно пов'язана із глибиною його обробітку і системою удобрення.

Найбільше виділення вуглекислоти спостерігається за органо-мінеральної та органічної систем удобрення при глибині оранки на 30 і 40 см. В середньому за 3 роки досліджень вона становила 255-273 кг/га за годину (рис. 4). Найменше виділялося вуглекислоти в усіх варіантах досліду при оранці на 20 см і становило 193-213 кг/га за годину.

Спостереження за інтенсивністю розкладу лляної тканини за 60-денний період показують, що у середньому за три роки досліджень найкраще вона розкладалася за органо-мінеральної і органічної систем удобрення при оранці грунту на глибину 30 і 40 см. У цих варіантах у шарі грунту 0-15 см її розклалось відповідно 41-46% і 43-46%, а у шарі грунту 15-30 см –53-57% і 60%.Найнижчий рівень розкладу лляної тканини був у варіанті без добрив і становив у шарі грунту 0-15 см 26-29%, а у шарі 15-30 см 28 – 31%.

ЗАБУР’ЯНЕНІСТЬ ПОСІВІВ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ ЗА РІЗНОЇ ГЛИБИНИ ЗЯБЛЕВОЇ ОРАНКИ ТА СИСТЕМ УДОБРЕННЯ

Бур'яни значно знижують врожай цукрових буряків, тому зменшення їх негативного впливу є досить актуальним питанням.

Дослідження з глибиною оранки під цукрові буряки, що проводилися після тривалого застосування різних систем удобрення свідчать, що глибина оранки суттєво впливає на розподіл насіння бур'янів в орному і підорному шарах грунту.

Залежно від глибини оранки, насіння бур'янів в ґрунті розподіляється неоднаково. При оранці на 20 см 44% його знаходиться в шарі грунту 10-20 см, тоді як у шарах 0-5 і 5-10 см лише 21 і 23% від загальної кількості в шарі 0-30 см. При оранці на 30 см у шарі грунту 10-20 і 20-30 см його відповідно було 30 і 49%, тоді як у шарі грунту 0-5 і 5-10 см лише 9 і 12%. При оранці на 40 см найбільше насіння бур'янів знаходилося в шарах грунту 20-30 і 30-40 см – 39 і 28% і найменше – в шарах 0-5 і 5-10 см – 2 і 5%. Такий розподіл насіння бур'янів при оранці на 40 см створює умови для самоочищення грунту, оскільки з глибоких шарів його менше проростає.

Локалізація насіння бур'янів у верхньому шарі грунту при оранці на 20 см призводить до значного збільшення забур’яненості посівів. Так, найбільша кількість бур’янів у посівах цукрових буряків була за органічної і органо- мінеральної систем удобрення при оранці на 20 і 30 см. Загальна кількість бур’янів у цих варіантах становила відповідно 50 і 62 шт/м2. При оранці на 40 см їх було в два рази менше (табл. 4).

Найпоширенішими видами у посівах цукрових буряків були малорічні злакові та дводольні бур'яни. Найбільше їх було при оранці на 20 і 30 см за всіх систем удобрення та у варіанті без добрив. Порівняно з оранкою на 40 см, у варіанті без добрив їх було більше

Таблиця 4 – Забур’яненість посівів цукрових буряків у період появи сходів за різної глибини оранки і систем удобрення, шт/м2, 1998-2000рр.

Система

удобрення | Глибина оранки, см | Загальна кількість бур'янів | В тому числі

малорічних зла-кових і дводоль-них | багаторічних

Без добрив | 20 | 46 | 32 | 14

30 | 43 | 28 | 15

40 | 28 | 20 | 8

Органо-

мінеральна | 20 | 59 | 35 | 24

30 | 50 | 38 | 12

40 | 30 | 24 | 6

Органічна | 20 | 62 | 45 | 17

30 | 60 | 38 | 22

40 | 32 | 24 | 8

Мінеральна | 20 | 43 | 29 | 14

30 | 39 | 29 | 10

40 | 25 | 19 | 6

на 63-71%, за органо-мінеральної системи – на 63-69%, органічної – на 53-63%, мінеральної – на 66%. В усіх варіантах досліду зустрічалися багаторічні бур'яни, проте їх було у 1,8-2,9 рази менше, ніж малорічних злакових і дводольних, але при оранці на 20 і 30 см порівняно із оранкою на 40 см їх було більше на 4-18 шт./м2. Нижча забур'яненість посівів пояснюється тим, що під час глибокої зяблевої оранки на 40 см насіння бур'янів більш глибоко заробляється в грунті і менше проростає у посівах під час вегетації цукрових буряків.

До початку збирання урожаю за різної глибини оранки і систем удобрення кількість бур'янів зменшувалася: у варіанті без добрив порівняно з попереднім періодом при оранці на 20 і 30 см у 3-4 рази, а при оранці на 40 см – у 5 разів; за органо-мінеральної системи удобрення при оранці на 20 і 30 см – у 5,4- 5,5 раза, при оранці на 40 см – у 10 разів; за органічної системи удобрення при оранці на 20 см – у 5,2-5,7, при оранці на 40 см – у 8 разів, за мінеральної системи удобрення при оранці на 20 і 30 см кількість бур'янів зменшилася у 3- 4 рази, а при оранці на 40 см – у 5 разів.

Агротехнічні заходи по догляду за посівами цукрових буряків сприяли знищенню вегетуючих бур'янів, а ріст і розвиток рослин, збільшення розмірів листової поверхні значно пригнічували їх розвиток і перед збиранням врожаю їх кількість на дослідних ділянках різко зменшувалась порівняно з періодом з'явлення сходів.

ВПЛИВ РІЗНОЇ ГЛИБИНИ ЗЯБЛЕВОГО ОБРОБІТКУ ГРУНТУ НА ФОНІ ТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ СИСТЕМ УДОБРЕННЯ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

Урожайність коренеплодів цукрових буряків значно залежала від умов вирощування. Незважаючи на достатньо високий рівень природної родючості чорнозему опідзоленого, урожайність коренеплодів у контролі без добрив в усі роки досліджень значно поступалася варіантам, що розміщувались після тривалого систематичного внесення добрив у сівозміні (табл. 5).

Таблиця 5 – Урожайність коренеплодів цукрових буряків за різної глибини зяблевої оранки і систем удобрення, ц/га

Система

Удобрення

(фактор А) | Глибина оранки, см

(фактор Б) | Рік досліджень | В середньому за три роки

1998 | 1999 | 2000

Без добрив | 20 | 286 | 242 | 358 | 295

30 | 303 | 253 | 381 | 312

40 | 326 | 275 | 419 | 340

Органо-

мінеральна | 20 | 428 | 325 | 522 | 425

30 | 449 | 340 | 555 | 448

40 | 478 | 372 | 601 | 484

Органічна | 20 | 383 | 294 | 508 | 395

30 | 412 | 317 | 547 | 425

40 | 442 | 346 | 590 | 459

Мінеральна | 20 | 390 | 291 | 500 | 394

30 | 406 | 300 | 534 | 413

40 | 439 | 334 | 585 | 453

НІР05 за факторами:

А 19 17 29

В 16 15 25

Наведені в табл. 5 дані свідчать, що глибина зяблевої оранки на фоні тривалого застосування різних систем удобрення культур в сівозміні не однаково впливала на урожайність коренеплодів цукрових буряків. В середньому за три роки досліджень найнижчу врожайність цукрових буряків одержано у варіанті без добрив (295-340 ц/га). Тривале застосування відповідних систем удобрення в сівозміні підвищувало урожайність коренеплодів за різної глибини зяблевого обробітку на 47-191 ц/га. При цьому зменшення глибини оранки з 30 до 20 см забезпечувало достовірну різницю в урожайності у 1998 і 2000 роках. В 1999 році у варіанті без добрив і за мінеральної системи удобрення зниження урожайності було неістотним.

В результаті збільшення глибини зяблевої оранки з 30 до 40 см в середньому за три роки урожайність цукрових буряків підвищувалась на усіх варіантах досліду на 22-51 ц/га. При цьому збільшення глибини оранки з 20 до 40 см в 1998-1999 роках підвищувало урожайність коренеплодів на 40-59 ц/га, а в більш зволоженому 2000 році на 61-85 ц/га.

Математична обробка даних про урожайність коренеплодів в середньому за 1998-2000 рр. свідчить про те, що на зростання врожаю найбільший вплив мають погодні умови: їх частка у формуванні врожаю склала 62%, в той час як частка впливу добрив становила 26% і зяблевого обробітку – 5%.

Технологічні якості коренеплодів цукрових буряків. Вміст цукру в коренеплодах є основним, але не єдиним показником якості сировини для переробки. В середньому за три роки досліджень цукристість коренеплодів у досліді знаходилася в межах 14,4-15,3%. Важливими резервами збільшення виробництва цукру, крім його вмісту в коренеплодах, також є їх урожайність та технологічна якість. Тому кінцевим об'єктивним критерієм і основною оцінкою, що враховує дію всіх факторів, є заводський вихід цукру з одиниці площі, який повно відображає та інтегрує їх дію на рослини цукрових буряків. В наших дослідах заводський вихід цукру в середньому за три роки досліджень залежно від варіанту досліду становив 36,3-56,6 ц/га.

Поглиблення зяблевої оранки під цукрові буряки з 20 до 40 см після тривалого застосування різних систем удобрення дозволило підвищити заводський вихід цукру на 3,6-7,5 ц/га або на 7-13 %, в той же час при її зменшенні з 30 до 20 см – збір цукру практично не знизився.

Післядія різної глибини обробітку грунту на агрофізичні властивості грунту, забур'яненість і урожайність ярого ячменю. У післядії оранка на 20 і 30 см протягом 1999-2000 рр. змінювала щільність грунту перед сівбою ярого ячменю в межах 1,11-1,29 г/см3, в той час як при оранці на 40 см вона була нижчою і коливалася в межах 1,08-1,20 г/см3.

Зяблева оранка під цукрові буряки на 40 см у післядії збільшувала під ячменем водопроникність грунту, що дозволило за 6 годин поглинути 319 мм води, а при оранці на 20 і 30 см за цей же час поглинання води становило 237-264 мм. При оранці на 40 см під цукрові буряки, забур'яненість наступного ячменю зменшувалася порівняно з іншими варіантами досліду на 58-63%.

Найбільш чітко проявлялася післядія оранки на 40 см при вирощуванні ячменю на фоні тривалого застосування органо-мінеральної системи удобрення культур сівозміни (табл. 6).

Таблиця 6 – Післядія глибини оранки під цукровими буряками на стан грунту і урожайність ячменю за органо-мінеральної системи удобрення,

1999-2000 рр.

Глибина оранки, см | Щільність шару грунту (см), г/см3 | Водопроник-

ність за 6 годин, мм, 2000 рік | Кількість бур’янів, шт/м2 | Урожайність зерна, ц/га

0-10 | 10-20 | 20-30 | мало-річних | багато-річних

20 | 1,14 | 1,22 | 1,29 | 237 | 85,0 | 15,0 | 36,7

30 | 1,11 | 1,20 | 1,29 | 264 | 75,0 | 12,5 | 38,2

40 | 1,10 | 1,14 | 1,21 | 319 | 31,0 | 6,5 | 40,0

Найвища урожайність зерна ячменю (40 ц/га) була отримана у післядії глибокої оранки на 40 см на фоні органо-мінеральної системи удобрення, найменша (36,7 ц/га) при оранці на 20 см.

Економічна ефективність глибин зяблевої оранки під цукрові буряки після тривалого застосування відповідних систем удобрення в польовій сівозміні. Дослідження та економічний аналіз показали, що в умовах підзони нестійкого зволоження Правобережного Лісостепу України на чорноземі опідзоленому важкосуглинковому під впливом поглиблення зяблевої оранки до 40 см отримано найвищу урожайність цукрових буряків. При цьому найефективнішою вона була на фоні органо-мінеральної та органічної систем удобрення при глибині оранки на 40 см. Завдяки високій урожайності у цих варіантах була найнижча собівартість 1 ц цукрових буряків і становила відповідно 5,11 і 4,92 грн. Найвища собівартість 1 ц цукрових буряків була у варіанті без добрив при оранці на 20 і 30 см і склала відповідно 6,79 і 6,46 грн. Проведення зяблевої оранки на 40 см на фоні органо-мінеральної і органічної систем удобрення забезпечило отримання максимального прибутку, який складав відповідно 3480 грн. і 3438 грн., що на 1175-1252 грн. і 490-639 грн., або на 40-54 і 17-25% більше, ніж у варіантах без добрив та мінеральній системі удобрення. Це і забезпечило високий рівень рентабельності, яка за органо-мінеральної та органічної систем удобрення при оранці на 40 см і становила відповідно 141 і 153%.

Поглиблення оранки до 40 см на фоні органо-мінеральної і органічної систем удобрення позитивно вплинуло на наступну культуру – ярий ячмінь.

Розрахунки економічної ефективності вирощування якого показали, що при поглибленій оранці до 40 см за органо-мінеральної і органічної систем удобрення було отримано максимальний прибуток. У цих варіантах він склав відповідно 340 і 408 грн., що на 134 і 202 грн. більше, ніж у варіанті без добрив. Найвищий рівень рентабельності ярого ячменю був також при оранці на 40 см за органо-мінеральної та органічної систем удобрення.

Отже, економічний аналіз технології вирощування цукрових буряків і ярого ячменю, дія і післядія глибини зяблевої оранки на фоні тривалого застосування різних систем удобрення, вказують на доцільність поглиблення оранки до 40 см.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичні узагальнення та нове вирішення питань обробітку грунту чорнозему опідзоленого важкосуглинкового в умовах Правобережного Лісостепу України шляхом встановлення особливості зміни агрофізичних, фізико-хімічних і біологічних його властивостей, як важливих параметрів родючості, і обгрунтована доцільність поглиблення оранки до 40 см під цукрові буряки, що виявляється у наступному:

1.

2.

3.

4.

5.