НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ТКАЧЕНКО МИКОЛА АДАМОВИЧ

УДК 631.415

ЕФЕКТИВНІСТЬ АГРОХІМІЧНИХ ФАКТОРІВ ВІДТВОРЕННЯ РОДЮЧОСТІ

ДЕРНОВО–ПІДЗОЛИСТИХ ГРУНТІВ

ЦЕНТРАЛЬНОГО ПОЛІССЯ УКРАЇНИ

Спеціальність: 06.01.03 – агрогрунтознавство і агрофізика

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в лабораторії агрогрунтознавства Інституту землеробства

Української академії аграрних наук

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук,

професор, академік УААН

МАЗУР Генріх Адольфович,

Інститут землеробства УААН,

завідувач лабораторії агрогрунтознавства

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук,

ГНАТЕНКО Олександр Федорович,

Національний аграрний університет,

професор кафедри ґрунтознавства та охорони грунтів

кандидат сільськогосподарських наук, доцент,

ЛАПА Микола Андрійович,

Інститут агроекології та біотехнології УААН,

завідувач лабораторії методично-нормативного

забезпечення агрохімслужби

Провідна установа: Державна агроекологічна академія України

Міністерства АП України, м.Житомир

Захист відбудеться “ 16 ” , березня 2001 р. о 12 30 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 в Національному аграрному університеті

за адресою: 03041, м.Київ-41, вул.. Героїв оборони,15, навчальний корпус № 3,

аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного

університету за адресою: 03041, м.Київ-41, вул.. Героїв оборони,11, навчальний

корпус 10.

Автореферат розісланий “ 1 ” лютого 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Балабайко В.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. З літературних джерел відомо, що в умовах Полісся рівень потенціальної та ефективної родючості дерново-підзолистих грунтів на 50-70% створюється систематичним застосуванням органічних і мінеральних добрив та вапнуванням.

В 1986-1990 рр. на Поліссі в середньому вносили 140-150 кг/га NPK та 11-12 т/га органічних добрив, раз у 6-7 років проводилося вапнування, що забезпечувало урожай зернових 28 ц, 150 ц картоплі, 8-10 ц/га льону-волокна. З 1992 року різко зменшилися обсяги застосування добрив, що в 1994-1995 рр. становило лише близько 20% досягнутих у 1989-1990 роках, а вапнування взагалі не проводиться. Урожайність сільськогосподарських культур знизилась майже вдвічі.

У зв’язку з цим набуває гострої необхідності і є актуальним питання удосконалення наукової основи проведення заходів, спрямованих на підвищення родючості бідних грунтів Полісся, а саме більш глибокого вивчення грунтового покриву, його адаптивності до цих заходів і позитивних змін під їх впливом, пошуку шляхів підвищення ефективності хімічної меліорації і удобрення, раціонального використання землі відповідно до конкретних грунтово-кліматичних умов і специфіки сільськогосподарського виробництва.

Зв’язок роботи з науковими програмами. Дослідження були складовою частиною тематичного плану лабораторії агрогрунтознавства Інституту землеробства УААН з виконання ДНТП “Високоефективні процеси виробництва продовольства” напрямок “Родючість грунтів” № держреєстрації 0196U018390. З 1995-го року брав участь у дослідженнях лабораторії з теми “ Удосконалення методів хімічної меліорації кислих грунтів з метою економії матеріалів, енергетичних витрат та запобігання природнього і антропогенного їх підкислення”, як аспірант, а з 1997-го року, як науковий співробітник.

Мета і завдання досліджень. Метою досліджень було встановити зміни основних властивостей дерново-середньопідзолистого супіщаного грунту та його продуктивності залежно від системи удобрення культур і затухаючої післядії вапнування.

Для її досягнення виконувалися такі завдання:

- визначити структуру вбирного комплексу грунту залежно від удобрення та післядії вапнування на 10–12-й роки;

- визначити нейтралізуючу ефективність вапна, внесеного 9-11 років тому;

- простежити динаміку фізико-хімічних властивостей грунту під впливом удобрення і післядії вапнування;

- встановити кількісні зміни у показниках агрохімічних властивостей під впливом удобрення і післядії вапнування;

- визначити вплив змінених властивостей грунту на продуктивність ланки сівозміни;

- встановити орієнтовні втрати врожаю сільськогосподарських культур у зоні Полісся в зв’язку з фактичним припиненням робіт по хімічній меліорації;

- провести економічну та енергетичну оцінку ефективності факторів відтворення родючості грунту.

Предмет і об’єкт дослідження. Об’єктом дослідження обрано процес зниження родючості дерново-підзолистих грунтів в результаті підкислення від припинення їх вапнування. Предметом досліджень став дерново-середньопідзолистий супіщаний грунт, зміна його фізико-хімічних властивостей під впливом удобрення і вапнування, кількісні зміни інших показників на 10-12 –й рік після внесення вапна, визначення втрат врожаю на основі зниження продуктивності сільськогосподарських культур.

Методи дослідження. Методологічною основою напрямку і постановки наукових досліджень, розробки програми дослідної роботи був системний підхід до процесу відтворення родючості кислих дерново-підзолистих грунтів.

Для вирішення питань, поставлених на вивчення, застосовувались такі методи: польового експерименту, що дає змогу отримати максимально точну картину погіршення властивостей кислих грунтів, лабораторні, економіко-математичні та математичної статистики.

Наукова новизна проведених досліджень полягає у визначенні ступеня погіршення основних властивостей дерново-підзолистих грунтів на фоні затухаючої дії вапна і пов’язане з цим зниження ефективності впливу агрохімічних факторів, зокрема системи удобрення на продуктивність сільськогосподарських культур.

Вперше визначено кількісні втрати продукції рослинництва від припинення робіт по хімічній меліорації кислих грунтів, які складають в середньому 1,1 млн. т. зернових одиниць щорічно, що відповідає втраті 113 гривень з одного гектара.

Практична значимість роботи. В результаті проведених досліджень встановлена питома вага впливу мінеральних і органічних добрив та вапнування в структурі продуктивності поліських агроценозів, що є основою для розробки рекомендацій виробництву з питань відтворення та регулювання родючості дерново-підзолистих грунтів.

Виробнича перевірка і впровадження результатів досліджень на площі 50 га у дослідному господарстві “Копилів” Макарівського району, Київської області забезпечили протягом 1997-1999 рр. отримання 45 ц озимої пшениці і 40 ц/га озимого жита. Приріст від вапнування склав: 5,0 ц зерна озимої пшениці та 2,9 ц/га зерна озимого жита.

Особистий внесок здобувача полягає в узагальненні спеціальної літератури по темі дисертації, участі в розробці програми і методики досліджень, особистому виконанні експериментальних досліджень, науковому аналізі і узагальненні отриманих результатів та формулюванні висновків і рекомендацій виробництву.

Апробація роботи. Результати досліджень доповідались і обговорювались на міжнародних науково-практичних конференціях молодих вчених та спеціалістів (Чабани, 1995-1997 рр.), засіданнях лабораторії агрогрунтознавства Інституту землеробства УААН з питань підвищення родючості грунтів (1995-1999 рр.), та засіданнях методичної комісії Інституту землеробства УААН з питань землеробства та рослинництва (1996-2000 рр.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано три наукових праці.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 6 розділів, висновків та рекомендацій виробництву, списку використаної літератури та додатків. Робота викладена на 138 сторінках машинописного тексту, включає 24 таблиці, 21 малюнок, 13 додатків. Список використаної літератури включає 286 найменувань, з яких 31– іноземною мовою.

ЗМІСТ РОБОТИ

ДЕРНОВО-ПІДЗОЛИСТІ ГРУНТИ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ І ПРИЙОМИ ВІДТВОРЕННЯ ЇХ РОДЮЧОСТІ

(огляд літератури)

В розділі подається грунтовний аналіз результатів досліджень вітчизняних та зарубіжних авторів щодо вирішення проблеми відтворення родючості поліських грунтів. Велика увага приділяється визначенню напрямку сучасного розвитку і використанню найбільш розповсюджених на Поліссі дерново-підзолистих грунтів за умов тривалого застосування добрив та меліорантів.

На основі аналізу та узагальнення наукової літератури показано невирішені питання з зазначеної проблеми та обгрунтовано необхідність проведення досліджень за темою дисертації.

УМОВИ, ОБ’ЄКТ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Експериментальна робота проводилась в дослідному господарстві “Копилів” (Макарівського району, Київської області), територія якого розміщена у Правобережному Поліссі України. Грунтовий покрив представлений переважно дерново-підзолистими супіщаними грунтами, що залягають на водно-льодовикових і моренних відкладах.

За морфогенетичними ознаками грунт дослідної ділянки відноситься до дерново-підзолистого типу із середньо вираженим ступенем підзолистого процесу. Йому властива чітка диференціація грунтового профілю на генетичні горизонти з добре розвиненими підзолистим (Е) та ілювіальним (І) горизонтами. За вмістом окремих фракцій у верхніх горизонтах, грунт відноситься до супіщаних різновидностей. З високим вмістом в грунті фракції фізичного піску пов’язані відомі негативні властивості грунтів Полісся: висока пористість, велика водопроникність, низька вологоємкість. Висока кислотність (рН КСl 4.1) і незначний вміст увібраних кальцію (1,51 мг-екв/100 г грунту) і магнію (0,34 мг-екв/100 г грунту) обумовлює низьку ступінь насичення цих грунтів основами (до 41% у верхньому шарі грунту), а також незначну забезпеченість їх поживними речовинами. Вміст азоту легкогідролізованих сполук не перевищує 4,2 , рухомих фосфатів – 3,2 , обмінного калію – 6,2 мг/100 г грунту.

Агрометеорологічні умови в роки проведення досліджень відрізнялись від середньобагаторічних показників, але в цілому вони були сприятливими для отримання в умовах центрального Полісся України врожаю сільськогосподарських культур, зокрема картоплі, ячменю та конюшини.

Основні дослідження виконані в стаціонарному польовому досліді лабораторії агрогрунтознавства. Стаціонарний дослід закладений у 1970 році та реконструйований в 1986 році у відповідності з загальноприйнятою методикою дослідної справи і в натурі проводиться в трьох полях семипільної сівозміни з таким набором та чергуванням культур у часі: люпин на силос - озиме жито - картопля - ячмінь з підсівом конюшини - конюшина - озима пшениця - кукурудза на силос. В роки досліджень в досліді вирощувались такі культури: картопля - 1995-1997 рр., ячмінь - 1996-1997 рр., конюшина червона - 1997 рік. Дослід закладений у триразовій повторності з розміром посівної ділянки 174 м2 (29х6) і облікової - 100 м2 (25х4).

Органічні добрива вносили під картоплю з розрахунку 35 т/га, що в перерахунку на гектар сівозмінної площі становить 10 т/га. Мінеральні добрива під картоплю вносили в дозах N90P60K90, під ячмінь N60P45K45 , конюшина червона вирощувалась без добрив. На варіантах 2NPK вносили подвійну дозу добрив. Фосфорні і калійні добрива вносили під зяблеву оранку, азотні - навесні під передпосівний обробіток грунту. Основне місце внесення вапна в сівозміні - поле люпину. Вапно вносили у формі меленого вапняку. Дози вапна розраховували за гідролітичною кислотністю Нг-1,0 - 5,0 т/га, 1,5 - 7,5 т/га СаСО3 . У 9-му варіанті меліорант вносили у формі доломітового борошна (СаMg(CO3)2). Вапняні матеріали вносили весною під передпосівну культивацію перед посівом люпину у 1986 році.

Схема стаціонарного досліду

( варіанти, у яких проводилися дослідження)

1. Контроль.

2. СаСО3 (1,0 Нг).

3. NPK

4. NPK + CaCO3 (1,0 Нг)

7. Гній + NPK - фон

8. Фон + CaCO3 (1,0 Нг)

9. Фон + CaMg(CO3)2 (1,0 Нг)

14. Гній (10т/га - сівозмінної площі) + 2NPK

15. Гній (10т/га - сівозмінної площі) + 2NPK + CaCO3 (1,5 Нг)

Система обробітку грунту була традиційною для зони Полісся України та культур сівозміни, що вирощувались в досліді.

Зразки грунту відбиралися після збирання врожаю з горизонту 0-20 см у п’яти місцях ділянки, з яких виготовляли змішаний зразок. Підготовка їх до аналізу проводилася за загально прийнятою методикою.

Аналітичні роботи виконувалися за такими методами: гумус - за Тюріним в модифікації Сімакова; рН сольової витяжки - потенціометрично; обмінна кислотність і рухомий алюміній - за Соколовим; гідролітична кислотність - за Каппеном; обмінний і водорозчинний кальцій і магній - комплексометричним методом; азот легкогідролізуємих сполук - за Корнфілдом; рухомі фосфати та обмінний калій у витяжці Кірсанова - фотоколориметрично та полум’яно-фотометрично; мікроелементи - фотоколориметрично (ФЕК-56).

Математичний аналіз даних здійснювали з використанням дисперсійного, регресійного і кореляційного аналізів за методами математичної статистики (Доспєхов Б.А.,1973).

Економічну ефективність застосування мінеральних та органічних добрив при роздільному і сумісному внесенні з вапном за різних систем удобрення та без нього визначали з урахуванням їх вартості, транспортування та внесення в цінах 1997 року.

Енергетичну оцінку заходів відтворення родючості дерново-середньопідзолистого супіщаного грунту проводили з використанням енергетичних еквівалентів наведених в книзі “Енергетичний аналіз інтенсивних технологій в сільськогосподарському виробництві” (Медведовський О.К., Іваненко П.І., 1988).

ВПЛИВ СИСТЕМИ УДОБРЕННЯ ТА ВАПНУВАННЯ НА ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРУНТУ

Зміна актуальної та потенціальної кислотності в дерново-середньопідзолистому супіщаному грунті під впливом системи удобрення та вапнування

Результати, одержані в польовому досліді показали, що внесення вапна знижує всі види грунтової кислотності і зменшує до мінімуму вміст рухомого алюмінію. В таблиці 1 представлені результати визначення рН сольової витяжки на 10-й,11-й та 12-й роки дії вапна. З наведених даних видно, що його меліоративний вплив на кислотність грунту стійко зберігається на протязі даного періоду. Якщо у 1985 році величина рН (КСl) у варіантах (8,9) була 4,5 і 4,7, то на 11-й і 12-й роки після вапнування цей показник утримувався практично на рівні 5,3 і 6,0, що майже відповідає оптимальним значенням для поліських сівозмін.

Аналізуючи динаміку обмінної кислотності за рН сольовим, можна зробити висновок, що сільськогосподарське використання грунтів з промивним типом водного режиму не залежно від системи удобрення не припиняє процес опідзолення, а значить, і підкислення. Це наглядно показують 1, 3, 7 та 14 варіанти. А у варіанті 3, де застосовувались одні мінеральні добрива та у варіанті 14 з гноєм та подвійним мінеральним удобренням процес підкислення посилювався і грунт із

Таблиця 1- Динаміка кислотності в дерново-середньопідзолистому супіщаному грунті в залежності від вапнування та удобрення

(0-20 см, 1995-1997 рр.)

№ |

Варіанти досліду | рН (KCl) |

Нг, мг-екв на

100 г грунту

Рік | дії | вапна

вихід.

1985 | 10-й | 11-й | 12-й | вихід.

1985 | 10-й | 11-й | 12-й

1 | Без добрив | 4,1 | 4,0 | 4,0 | 4,2 | 2,6 | 2,6 | 2,8 | 2,8

2 | СаСО3 (1,0Нг) | 4,2 | 4,47 | 5,35 | 4,55 | 2,2 | 1,9 | 1,8 | 2,0

3 | NРК | 4,4 | 4,4 | 4,15 | 3,95 | 3,1 | 3,2 | 3,5 | 3,6

4 | NРК + СаСО3 (1,0 Нг) | 4,0 | 4,5 | 5,27 | 4,65 | 3,1 | 3,0 | 1,98 | 2,18

7 | Гній + NРК - фон | 4,2 | 4,2 | 4,0 | 4,3 | 2,8 | 2,7 | 2,9 | 3,0

8 | Фон + СаСО3 (1,0 Нг) | 4,5 | 5,28 | 5,3 | 5,1 | 2,6 | 1,9 | 1,89 | 1,5

9 | Фон + СаМg(СО3)2

(1,0 Нг) | 4,7 | 6,08 | 6,4 | 5,75 | 2,4 | 1,42 | 1,33 | 1,79

14 | Гній + 2NРК | 4,5 | 4,5 | 4,2 | 4,0 | 3,2 | 3,2 | 3,6 | 3,9

15 | Гній + 2NРК+СаСО3 (1,5Нг) | 4,3 | 5,45 | 6,55 | 5,35 | 4,2 | 1,68 | 0,94 | 2,0

середньокислого став сильнокислим (рНсол 4,0-4,5).

Аналогічна закономірність відмічена по гідролітичній і обмінній кислотності, які знизились за цей період на варіантах з внесенням повної дози вапна до мінімальних значень. Висока доза вапна (1,5 Нг) навіть на фоні подвійної дози мінеральних добрив більш суттєво впливала на зменшення цих показників. Слід відмітити, що застосування повної дози вапна, розрахованої за величиною Нг (вар. 2, 4, 8) на 10-12 рік поступово знижує свою меліоративну дію.

Особливо помітно те, що на вапнованих варіантах підкислення грунту на зазначений період іде не так інтенсивно, як на невапнованих, особливо з застосуванням мінеральних добрив. Грунт вапнованих варіантів з застосуванням мінеральних добрив та без них на протязі 10-12 років мав середньокислу реакцію (рН 4,6-5,1).

Оптимальні параметри властивостей грунту досягаються і підтримуються більш тривалий період при застосуванні доломітового борошна (вар. 9). За таких умов навіть на 12-й рік дії рН (КСl) та Нг відповідали оптимальним параметрам для поліських сівозмін.

При зниженні величини рН на 0,45 одиниці, а обмінної кислотності на 0,04 мг-екв/100 г грунту (вар.3), вміст рухомого алюмінію збільшився проти вихідного стану на 1,18 і досяг майже критичної величини 4,81 мг/100 г грунту. Збільшення обмінної кислотності на 0,54 мг-екв/100 г грунту (вар. 14) відповідало підвищенню його вмісту на 4,24 мг проти вихідного і становило 5,48 мг/100 г грунту (рис. 1). Така різка відмінність обумовлена різними вихідними величинами ємкості катіонного обміну грунту.

1 2 3 4 7 8 9 14 15 Варіанти

Рис. 1. Динаміка обмінної кислотності (мг-екв. на 100 г. грунту) та вмісту

рухомого алюмінію (мг. на 100 г. грунту)

Зворотня закономірність спостерігається при внесенні зростаючих доз вапна. Так, по фону повної дози вапна вміст рухомого алюмінію знизився з 4,42 мг (вар. 4) до 1,84 мг на 100 г грунту після 12-го року дії вапна. На фоні високої дози вапна (вар. 15) вміст рухомого алюмінію знижувався до мінімуму, що обумовлено досягненням реакції грунту близької до нейтральної, що є оптимальною для поліських сівозмін (рН 5,3-6,5). Така ж закономірність відмічена і для обмінної кислотності (рис. 1.).

Встановлено, що кращою формою меліоранта для легких дерново-підзолистих грунтів Полісся є доломітове борошно. У варіанті, де його застосовували оптимальні параметри властивостей грунту підтримувалися більш тривалий період (рНсол на 11-12-й рік становив 6,4-5,7).

Вплив вапнування та системи удобрення на вбирний комплекс грунту

Аналізуючи дані, що наведені в таблиці 2, можна з впевненістю стверджувати, що через 12 років після вапнування у вбирному комплексі грунту збереглися істотні зміни.

Посилення підзолистого процесу в грунті відбувається на контролі, при застосуванні мінеральних добрив і у поєднанні їх подвійної дози з гноєм. Вміст кальцію у вбирному комплексі на 12-й рік застосування повного мінерального добрива понизився з 28 до 24 % (вар.3). У варіанті 7 зменшення відносного вмісту кальцію у вбирному комплексі грунту дещо нівелюється позитивною дією гною. У випадку застосування подвійної дози мінеральних добрив позитивна дія гною на вбирний комплекс грунту не простежувалась (вар.14); питома вага кальцію на 12-й рік становила 29 проти 42 % у вихідному грунті.

Таблиця 2 - Структура обмінних катіонів у вбирному комплексі грунту залежно від вапнування та удобрення

№ |

Варіанти досліду | Вихідні значення | 12-й рік

(1997 р.)

1985 р.

Са2+ | Мg2+ | Н+ | Са2+ | Мg2+ | Н+

1. | Без добрив | 1,51

33,9 | 0,34

7,6 | 2,6

58,4 | 1,1

26,3 | 0,29

6,9 | 2,8

66,8

2. | СаСО3 (1,0Нг) | 1,34

35,6 | 0,22

5,9 | 2,2

58,5 | 1,64

42,5 | 0,22

5,7 | 2,0

51,8

3. | NРК | 1,31

27,5 | 0,35

7,4 | 3,1

65,1 | 1,2

23,8 | 0,24

4,8 | 3,6

71,4

4 | NРК + СаСО3 (1,0 Нг) | 1,22

26,8 | 0,23

5,1 | 3,1

68,1 | 1,35

36,5 | 0,17

4,6 | 2,18

58,9

7 | Гній + NРК - фон | 1,94

38,6 | 0,28

5,6 | 2,8

55,8 | 1,9

37,6 | 0,15

3,0 | 3,0

59,4

8 | Фон + СаСО3 (1,0 Нг) | 1,50

34,4 | 0,26

6,0 | 2,6

59,6 | 1,48

46,0 | 0,24

7,5 | 1,5

46,5

9 | Фон + СаМg(СО3) (1,0 Нг) | 2,01

42,2 | 0,35

7,4 | 2,4

50,4 | 2,3

50,3 | 0,48

10,5 | 1,79

39,2

14 | Гній + 2NРК | 2,60

42,1 | 0,37

6,0 | 3,2

51,9 | 1,70

29,1 | 0,24

4,1 | 3,9

66,8

15 | Гній + 2NРК+СаСО3 (1,5Нг) | 1,57

26,1 | 0,24

4,0 | 4,2

69,9 | 1,9

45,6 | 0,27

6,5 | 2,0

47,9

Примітка. В чисельнику – мг-екв./ 100 г грунту; в знаменнику - % ;

У варіантах з вапном дуже виразно проявляються позитивні зміни у структурі обмінних катіонів навіть на 10-12-й рік після внесення його в грунт. Найкращий ефект досягнуто при внесенні полуторної дози вапна на фоні органічних та подвійної дози мінеральних добрив (вар. 15), вміст Са2+ у вбирному комплексі залишився на рівні близько 46 % проти 26 % у 1985 році, а водню відповідно 48 % проти 70 %. Важливо відмітити, що на 12-й рік після вапнування практично на всіх варіантах з використанням меліорантів намітилась тенденція до зниження вмісту Са2+ і Мg2+ та підвищення вмісту Н+.

Встановлено, що на 10-12-й рік після застосування меліорантів позитивна дія їх знижується і у вбирному комплексі грунту відбуваються зміни в бік погіршення структури обмінних катіонів, що веде до зниження родючості грунтів легкого гранулометричного складу. Після вапнування доломітовим борошном (вар.9) змінюється співвідношення між Са2+ і Mg2+ і вміст обмінного Mg2+ зростає на 4-7 %, що є бажаним для збіднених на цей елемент легких грунтів підзолистого типу.

Органічна речовина грунту в залежності від тривалого застосування

добрив і вапнування

Оцінюючи показники вмісту гумусу, що були визначені в грунті на контролі і вапнованому варіанті можна стверджувати, що при екстенсивному землеробстві зниження вмісту гумусу відбувається до певної межі і стабілізується на певному рівні, нижче якого вже не опускається. Стабілізуюча дія вапна в даному випадку не суттєва. При мінеральній системі удобрення вміст гумусу в грунті також суттєво знижується тому, що рослинні рештки сільськогосподарських культур не забезпечують повного його відтворення в грунті. Втрати гумусу у 3-му варіанті склали 3 т і дещо менші 2,7 т/га вони були у 4-му варіанті, де мінеральна система удобрення поєднувалась з вапнуванням.

При внесенні 10 т/га (сівозмінної площі) гною в поєднанні з середніми та високими дозами NPK фактичний вміст гумусу в грунті протягом 12 років залишався стабільним, тобто був на рівні вихідного.

У вапнованому грунті зростає біологічна активність і поліпшується азотний режим, але це зумовлено не тільки одностороннім розкладом органічних речовин, а й зміною комплексу фізико-хімічних властивостей грунту внаслідок нейтралізації надмірної кислотності. Результати наших дослідів свідчать про те, що внесення 10 т/га гною, мінеральних добрив та вапнування в типовій поліській сівозміні підтримує вміст гумусу на природньому рівні в більш-менш стабільному стані, навіть з тенденцією до зростання.

Використання в якості хімічного меліоранта доломітового борошна забезпечило позитивний баланс вмісту гумусу в грунті. Відмічено збільшення його вмісту на 0,1 % (3 т/га).

Проте, стабілізуюча дія вапна на кінець другої ротації сівозміни затухає, а разом з тим зменшується процентний вміст гумусу.

ВПЛИВ СИСТЕМИ УДОБРЕННЯ І ВАПНУВАННЯ НА АГРОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРУНТУ

Закономірної зміни вмісту азоту легкогідролізуємих сполук в грунті під впливом післядії вапна на 10-12-й рік не спостерігалося. Що стосується зниження його вмісту на неудобреному грунті, то тут має місце виснаження невеликих початкових запасів внаслідок виносу з урожаєм, щорічними втратами його при вимиванні та в результаті денітрифікаційних процесів. Позитивну дію доломіту можна пояснити тим, що підтримуючи оптимальні властивості і режими грунту на протязі більш тривалого часу активізуються мікробіологічні процеси, які сприяють мінералізації органічної речовини, в результаті чого вміст рухомих форм азоту зростає.

Зниження вмісту рухомих фосфатів у дерново - підзолистому супіщаному грунті дослідної ділянки відбувається на контрольному варіанті (вар.1), на фоні мінеральних добрив (вар. 3) та по органо-мінеральному фону з подвійною дозою NPK, без вапнування (вар.14). Очевидно, підвищення кислотності грунту, зменшення вмісту обмінних основ, а також більший винос фосфору урожаєм сільськогосподарських культур є головним фактором зниження вмісту рухомих фосфатів в орному шарі грунту. В окремих випадках зниження може бути викликане їх вимиванням.

Покращення і підтримання поживного режиму грунту на високому рівні відбулося при застосуванні доломітового борошна (вар. 9) та полуторної дози вапна (1,5 Нг) у 15 варіанті. На цих варіантах на 12-й рік післядії вапна вміст рухомих фосфатів перевищував вихідні показники і складав відповідно 14,3 та 21,0 мг на 100 г грунту.

Встановлено, що вапнування позитивно впливає на вміст рухомих фосфатів в грунті всіх вапнованих варіантів. Тенденція до поступового зниження їх вмісту на 10-12-й рік післядії вапна очевидно пов’язана з поступовим підкисленням грунту.

Аналізуючи результати досліджень слід відмітити, що вміст обмінного калію в орному шарі досліджуваного грунту, у великій мірі залежить від системи удобрення, а вплив вапна досить незначний. Різке підвищення вмісту обмінного калію спостерігалось у 1995 році, причиною цьому очевидно було внесення свіжого гною. Вміст обмінного калію досяг 16,5 мг у фоновому варіанті з одинарною дозою мінеральних добрив (вар.7) і 24,5 мг/100 г грунту у 14 варіанті, де застосовувалась подвійна доза мінеральних добрив на фоні (10 т/га сівозмінної площі) гною. На вапнованих варіантах (8,9,15) вміст калію був високим (21-26 мг/100г грунту). В 1996 році калійний режим дещо погіршився на цих варіантах, а в 1997-му його вміст знизився до вихідних значень і навіть нижче. У 9-му варіанті, де використовувався доломіт (CaMg(CO3)2 – 1,0 Нг) вміст обмінного калію був дещо вищим від вихідного, а саме – 15,3 мг/100 г грунту, що є оптимальним для дерново-підзолистих грунтів.

Отже, калійний режим дерново-середньопідзолистого супіщаного грунту, який дуже низько забезпечений рухомими формами калію в основному поліпшується за рахунок застосування мінеральних і органічних добрив, особливо при високих дозах їх внесення, а негативної дії вапна на вміст і рухомість сполук калію в грунті не виявлено.

Вміст цинку та міді в дерново-підзолистому супіщаному грунті змінюється в основному за рахунок застосування органічних і мінеральних добрив. Відмічено зниження вмісту рухомих форм марганцю на всіх вапнованих варіантах, що є позитивним для кислих грунтів Полісся. Зниження рухомості бору було незначним, борного голодування у рослин в роки досліджень не виявлено.

ВПЛИВ СИСТЕМИ УДОБРЕННЯ ТА ВАПНУВАННЯ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

Продуктивність ланки і типової сівозміни Полісся в залежності від вапнування і удобрення культур

Аналізуючи продуктивність ланки сівозміни картопля - ячмінь - конюшина на 10 - 12-й рік дії вапна при застосуванні різної системи удобрення (табл. 3) слід відмітити, що найкращим виявився 9-й варіант, де вносили повне мінеральне

Таблиця 3 - Продуктивність культур у ланці сівозміни в залежності від системи

удобрення та вапнування

Варіанти досліду | Урожайність, ц/га | Продуктивність ланки

сівозміни | Приріст врожаю

від вапна,

в %

картопля

(1995-97рр.) | ячмінь

(1996-97 рр.) | коню-шина

(1997 р.) | в ц зерно-вих оди-ниць з га | в % до контролю

1 | 51,5 | 15,3 | 210 | 19,9 | 100 | -

2 | 61,0 | 16,9 | 263 | 23,9 | 120,1 | 20,1

3 | 82,0 | 17,7 | 323 | 28,9 | 145,2 | -

4 | 85,8 | 21,5 | 403 | 34,5 | 173,4 | 28,2

7 | 101,5 | 29,4 | 383 | 37,4 | 188,1 | -

8 | 125,6 | 30,9 | 423 | 41,9 | 210,7 | 21,6

9 | 127,0 | 32,0 | 457 | 44,1 | 221,6 | 33,5

14 | 134,0 | 30,0 | 453 | 43,8 | 220,3 | -

15 | 156,5 | 30,7 | 477 | 47,1 | 236,9 | 16,6

добриво,10 т/га (сівозмінної площі) гною, а в якості меліоранта використовували доломітове борошно (1,0 Нг). Приріст продукції від вапна тут склав 6,7 ц/га зернових одиниць відносно фону (вар.7), а це майже 34%. На провапнованому контролі (вар. 2) приріст урожаю склав 4 ц/га, що відповідає 20 %, а застосування вапна на фоні повного мінерального добрива (вар.4) забезпечило приріст 5,6 ц/га – 28 %. Відносно невисокі прирости від вапна (22 %) отримані у 8-у варіанті, де в якості меліоранта використовували вапнякове борошно. Найменший приріст врожаю від застосування вапна виявився у 15 варіанті, він склав лише 17 %. Невисокі надбавки продукції від застосування вапна на 10-12-й рік ще раз підтверджують висновок про необхідність проведення вапнування не рідше ніж один раз на 7-8 пільну сівозміни повними дозами за гідролітичною кислотністю.

Цей висновок переконливо підтверджується довготривалими (30 років) дослідженнями лабораторії агрогрунтознавства, де виконувалась робота. Отримані результати в стаціонарному досліді на дерново-середньопідзолистому супіщаному грунті, за дві останні ротації сівозміни показали (табл.4), що в першій ротації семипільної сівозміни при застосуванні вапна і одних мінеральних добрив (вар. 4) сумарний приріст урожаю склав 15,5 ц зернових одиниць в тому числі 4,7 ц/га від вапна. При поєднанні вапнування з органічними і мінеральними добривами (вар. 8) сумарний приріст склав 22,7 і 5,9 ц/га, а при застосуванні доломітового борошна - 27,2 і 10,4 ц/га зернових одиниць відповідно.

Таблиця 4 - Вплив вапнування і удобрення на продуктивність семипільної сівозміни на дерново-середньопідзолистому супіщаному грунті, ц/га зернових одиниць.

(За даними лабораторії агрогрунтознавства ІЗ УААН)

Варіанти досліду | Перша ротація сівозміни (1986 - 1992 рр.) | Друга ротація сівозміни (1993 - 1999 рр.)

Загальна

продук-тивність культур | Приріст урожаю від внесення | Загальна

продук-тивність культур | Приріст урожаю від внесення

NPK | після-дія

гною | вапна | сумарної дії факторів | NPK | після-дія гною | вапна | сумарної

дії

факторів

1 | 28,2 | - | - | - | - | 20,3 | - | - | - | -

2 | 32,8 | - | - | 4,6 | - | 23,1 | - | - | 2,8 | -

3 | 39,0 | 10,8 | - | - | - | 29,1 | 8,8 | - | - | -

4 | 43,7 | - | - | 4,7 | 15,5 | 32,2 | - | - | 3,1 | 11,9

6 | 45,2 | - | - | - | 17,0 | 35,4 | - | - | - | 15,1

7 | 45,0 | 3,7 | 6,0 | - | 16,8 | 36,4 | 2,6 | 7,3 | - | 16,1

8 | 50,9 | - | - | 5,9 | 22,7 | 39,5 | - | - | 3,1 | 19,2

9 | 55,4 | - | - | 10,4 | 27,2 | 42,1 | - | - | 5,7 | 21,8

14 | 46,9 | - | - | - | 18,7 | 40,2 | - | - | - | 19,9

15 | 50,5 | - | - | 3,6 | 22,3 | 41,4 | - | - | 1,2 | 21,1

В другій ротації сівозміни приріст урожаю при застосуванні вапнякового і доломітового борошна на фоні добрив значно знизився. Так, нижчим він був у четвертому варіанті на 1,6 , 8-му на 2,8 , 9-му на 4,7 та 15-му на 2,4 ц/га зернових одиниць порівняно з приростом у першій ротації. Цей факт пояснюється поступовим затуханням дії меліоранта починаючи з сьомого року дії вапна. Слід відмітити також і зменшення ефективності дії внесених добрив. Так ,в другій ротації семипільної сівозміни при застосуванні мінеральних добрив по фону сиромеленого вапняку (вар. 4)сумарний приріст урожаю знизився на 3,6 ц/га порівняно з першою ротацією. Така тенденція спостерігалась і по органо-мінеральному фону удобрення, сумарний приріст урожаю знизився у 8-му варіанті на 3,5 , 9-му варіанті на 5,4 , 15-му на 1,2 ц/га зернових одиниць. Ефективність застосування органічних добрив на фоні вапнування знизилася на 1,9 ц/га (вар.6 – Гній+СаСО3) зернових одиниць порівняно з першою ротацією сівозміни, тобто із затуханням дії вапна поступово знижується ефективність дії добрив.

Втрати продукції рослинництва від повторного підкислення грунтів

Виходячи з ситуації, що склалась в аграрному секторі економіки України, ми поставили собі за мету визначити орієнтовні втрати продукції рослинництва від повторного підкислення грунтів. Для цього були використанні дані досліджень довготривалого стаціонарного досліду на дерново-середньопідзолистому супіщаному грунті, де вивчалися різні системи удобрення у поєднанні з вапнуванням.

Якщо умовно накласти схему нашого досліду на всю площу кислих грунтів Полісся України (4 млн. га ріллі), то можна окреслити орієнтовні втрати рослинницької продукції щорічно за різних систем удобрення на фоні затухаючої дії вапна. Так, за умови інтенсивного землеробства, тобто з використанням повного органо-мінерального удобрення, втрати продукції рослинництва складають 9,6 –18,8 млн. ц зернових одиниць (табл..5). В грошовому виразі це становить 101-197 грн з

Таблиця 5 - Орієнтовні втрати продукції рослинництва від повторного підкислення грунтів.

№ |

Система удобрення та вапнування |

Приріст урожаю від внесення вапна у 1 рота-

ції сівозміни,

ц/га зерн. од. (1986-1992рр.) |

Приріст уро-жаю від піс-лядії вапна у

2 ротації сі-возміни, ц/га зерн.од.

(1993-1999рр.) |

Зниження приросту врожаю у 2 ротації |

Втрати продукції рослинниц-тва від не

проведення вапнування,

грн/га

В ц/га зернових одиниць | На кислих грунтах

Полісся, в

ц зерн.

од.х 106

2. | CaCO3 | 4.6 | 2.8 | 1.8 | 7,2 | 75.6

4. | NPK+CaCO3

(1.0 Hг) | 4,7 | 3,1 | 1,6 | 6,4 | 67,2

8. | Гній+NPK+

CaCO3 (1.0 Hг) | 5,9 | 3,1 | 2,8 | 11,2 | 117,6

9 | Гній + NPK + CaMg(CO3)2

(1.0 Нг) | 10,4 | 5,7 | 4,7 | 18,8 | 197,4

15 | Гній+2NPK+

CаCO3 (1.5 Нг) | 3,6 | 1,2 | 2,4 | 9,6 | 100,8

Середнє зниження по варіантах–– | 2,7 | 10,8 | 113,4

Примітка: Обчислення проводились з розрахунку, що на Поліссі нараховується близько 4 млн. га кислих орних земель.

Вартість 1 ц продукції у зернових одиницях = 42 грн. (в цінах 1999 року).

одного гектара, або 403–790 млн. гривень щорічно. В середньому втрати складають 1,1 млн.т зернових одиниць, або це 113 гривень з гектара.

Проте, на нашу думку більш достовірними даними по недобору урожаю від ігнорування такого заходу, як вапнування, є дані, отримані при накладанні системи удобрення, що вивчалась у 2-му та 4-му варіантах (реальна ситуація, яка відображує дійсність). Тому недобір 6,4-7,2 млн.ц зернових одиниць на кислих грунтах, що відповідає втраті 67-76 гривень з одного гектара веде до недобору близько 285 млн.грн. щорічно.

ЕКОНОМІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАХОДІВ ВІДТВОРЕННЯ РОДЮЧОСТІ ДЕРНОВО- СЕРЕДНЬОПІДЗОЛИСТОГО СУПІЩАНОГО ГРУНТУ

Результати обчислення економічної ефективності свідчать про високу рентабельність вапнування, внесення мінеральних і органічних добрив. Найкраще себе зарекомендували 8 і 9-й варіанти, де приріст продукції від застосування вапна на 1 га ріллі склав відповідно 250 і 282 гривні. Завдяки невеликим затратам на вапнування, його окупність була високою на всіх варіантах досліду. Найкращим виявився варіант (9), де застосовувалося доломітове борошно. Тут сумарний приріст урожаю перевищив затрати на внесення CaMg(CO3)2 у 10,4 раз.

Внесення 10 т/га (сівозмінної площі) гною, 150 NPK діючої речовини і повної дози вапна, на 10-12-й рік післядії меліоранту забезпечує отримання високого коефіцієнту енергетичної ефективності (2,11-2,13) та збільшення енергоємності грунту.

Встановлено, що наведена система удобрення та хімічна меліорація знаходиться в межах оптимуму для дерново-підзолистих грунтів центрального Полісся України.

ВИСНОВКИ

1.Тривале сільськогосподарське використання дерново-підзолистого супіщаного грунту при застосуванні одних мінеральних добрив, особливо подвійної їх дози, без вапнування, призводить до посилення процесу підкислення, грунт стає сильнокислим (рН 4,0-4,3).

2. Внесення повної дози вапна (4,5-5,0 т/га) у поєднанні з органічними (10 т/га сівозмінної площі) та мінеральними (150 кг/га д.р.) добривами, забезпечує оптимальну реакцію грунтового розчину до 6-7-го року (рН сол 5,7-5,8), після чого в результаті втрат кальцію, відновлюється процес підкислення і вже на 12-й рік грунт за кислотністю наближається до початкового стану (рН сол 5,1), тобто настає необхідність повторного вапнування.

3. Оптимальна реакція дерново-підзолистого супіщаного грунту швидше досягається і підтримується більш тривалий період при застосуванні високої дози вапна (1,5 за Нг-7,5 т/га ) та доломітового борошна (1,0 Нг), рН (КCl) на 12-й рік у першому випадку становить-5,4, а в другому-5,8, що практично відповідає оптимальному рівню для поліських сівозмін.

4. Встановлено, що внесення вапна у повній дозі за величиною гідролітичної кислотності викликає значні зміни у вбирному комплексі грунту. Майже на всіх вапнованих варіантах у структурі обмінних катіонів зростає питома вага кальцію на 8-14 %, а водню адекватно знижується, поліпшується співвідношення обмінних катіонів. Ємкість вбирання підвищується на 18% проти вихідного стану грунту.

5. Розширене відтворення вмісту гумусу в дерново-підзолистому супіщаному грунті досягається внесенням 10 т гною,150 кг NРК діючої речовини на 1га сівозмінної площі і повної дози вапна за Нг (4,5-5,0 т/га). Така система удобрення забезпечує бездефіцитний баланс гумусу, стабілізує його вміст у грунті і на 10-12-й рік після вапнування вміст його зростає на 9,7% проти вихідного стану.

6. Вапнування на фоні добрив підвищує вміст рухомого фосфору до14,3 мг, обмінного калію до 15,3 мг на 100 г грунту проти фонового варіанту –9,15 і 8,4 мг/100г відповідно, тобто сприяє забезпеченню оптимального вмісту поживних речовин у дерново-підзолистому грунті.

7. Динаміка мікроелементів (Zn,Cu,Mn,B), на вапнованому дерново- підзолистому супіщаному грунті змінюється в основному за рахунок застосування органічних і мінеральних добрив,особливо цинку та міді,зниження рухомості бору було незначним.Вміст рухомих форм марганцю знижувався до 4,7мг проти вихідного стану 9,5мг на 100г грунту,що є позитивним для кислих грунтів зони Полісся.

8. Позитивна дія вапнування на урожайність культур сівозміни проявляється на 10–12-й рік, особливо при застосуванні його на фоні добрив у повній дозі за Нг.