УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

БІЛЯВСЬКИЙ ЮРІЙ АДАМОВИЧ

УДК: 631.81:631.51:631.445.2

АГРОЕКОЛОГІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ДОБРИВ ТА СПОСОБІВ ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ СІРИХ ОПІДЗОЛЕНИХ ГРУНТІВ В УМОВАХ ПОЛІССЯ

03.00.16 – екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

КИЇВ – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі грунтознавства та землеробства Державного агроекологічного університету.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, член-кореспондент УААН Славов Володимир Петрович, Інститут м`ясного скотарства УААН, завідувач відділом технології утримання м'ясної худоби

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Карпусь Микола Михайлович, Інститут агроекології та біотехнології, головний науковий співробітник науково-організаційного відділу

кандидат сільськогосподарських наук Коломієць Лариса Петрівна, Інститут землеробства УААН, старший науковий співробітник лабораторії захисту грунтів від ерозії.

Провідна установа: Уманська державна сільськогосподарська академія, м. Умань

Захист відбудеться 21.05. 2002 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 при Інституті агроекології і біотехнології УААН за адресою: 03143 Київ-143, вул. Метрологічна, 12.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту агроекології і біотехнології УААН.

Автореферат розісланий 18.04.2002 року.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, кандидат хімічних наук Г.В. Заякіна

ЗАГАЛЬНА  ХАРАКТЕРИСТИКА  РОБОТИ

Актуальність теми. Прогресуюче погіршення якісного стану агроландшафтів в Україні, зниження родючості грунтів створюють реальну загрозу подальшого загострення кризи виробництва сільськогосподарської продукції і екологічно чистих продуктів харчування (М.В. Лісовий, 1998). В нинішніх умовах в Україні особливого значення набуває проблема зниження антропогенного тиску на агроекосистеми, що негативно впливає на відтворення родючості грунту в процесі його інтенсивного сільськогосподарського використання, зокрема на Поліссі.

За сучасних умов надійним засобом забезпечення функціонування агроекосистем є екологізація сільськогосподарського виробництва, яка може стримати процес їх деградації та знизити залежність від техногенних чинників (В.М. Кавецький, 1994, О.Г. Тараріко, 1999). Однією з обов'язкових умов екологізації аграрного сектора в сучасних економічних та екологічних умовах є розробка технологій, які були б побудовані на принципах відновлення природних ресурсів і посилення процесів саморегуляції систем при відносно невисоких витратах ресурсів техногенного походження (О.О. Созінов, 1997). Для вдосконалення і ефективного впровадження таких технологій необхідно досконало вивчити вплив основних їх елементів – системи обробітку та удобрення на екологічний стан компонентів агроекосистем, зокрема, грунту в різних грунтово-кліматичних зонах України, в тому числі й в Поліссі, що й було покладено в основу наших досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною програми досліджень кафедри грунтознавства і землеробства Державного агроекологічного університету за темою: "Впровадження елементів біологічної системи землеробства, спрямованих на виробництво екологічно чистої продукції в умовах Полісся України" (номер державної реєстрації 0199 Y003682).

Мета досліджень - вивчити агроекологічні показники сірих опідзолених грунтів, продуктивність і якість урожаю агроценозу, та визначити еколого-агрономічну ефективність застосування різних систем удобрення та способів обробітку грунту.

У відповідності з метою досліджень ставились завдання вивчити:

·

· вплив застосування різних систем удобрення і різних способів обробітку на концентрацію важких металів в орному шарі сірого опідзоленого грунту та на забрудненість ними рослинницької продукції;

· залежність продуктивності і якості урожаю багаторічних трав, озимої пшениці, льону-довгунця від застосування різних систем удобрення і різних способів обробітку сірого опідзоленого грунту;

· еколого - економічну ефективність застосування досліджуваних систем удобрення та способів обробітку сірого опідзоленого грунту в умовах Полісся України.

Об'єкт дослідження – системи удобрення та способи обробітку сірого опідзоленого грунту при вирощуванні багаторічних трав, озимої пшениці та льону-довгунця.

Предмет дослідження - агроекологічний стан сірого опідзоленого грунту при застосуванні різних систем удобрення та способів обробітку в умовах Полісся.

Методи досліджень. При виконанні роботи були використані спеціальні та загальні методи досліджень: хімічний – для вивчення агрофізичних (щільність грунту, шпаруватість, запаси вологи), агрохімічних (гумус, лужногідролізований азот, рухомий фосфор, обмінний калій, кислотність) і екотоксикологічних (вміст валових і рухомих форм важких металів) властивостей грунту; вимірювально-ваговий – для визначення урожайності сільськогосподарських культур; порівняльно-розрахунковий і статистичний – для визначення економічної та енергетичної ефективності систем удобрення та способів обробітку грунту.

Наукова новизна одержаних результатів. В агроекологічних умовах Полісся вперше досліджені і вдосконалені основні елементи технологій вирощування багаторічних трав, озимої пшениці та льону-довгунця в напрямку їх екологізації та зниження витрат енергоресурсів. Доведено, що застосування альтернативних систем удобрення та способів мінімалізованого обробітку грунту позитивно впливає на вирішення таких екологічних проблем як збереження та підвищення родючості сірих опідзолених грунтів, зростання біоенергетичного коефіцієнту посіву в польовій сівозміні, зниження антропогенного навантаження на агроекосистему. Досліджено вплив застосування безполицевого обробітку та альтернативних традиційній систем удобрення на агрофізичні та агрохімічні властивості сірих опідзолених грунтів. Вивчено вплив вище вказаних елементів системи землеробства на забруднення грунту важкими металами, надходження їх у продукцію рослинництва, та розраховані коефіцієнти переходу важких металів у зерно озимої пшениці.

Практичне значення одержаних результатів. Удосконалені і впроваджені у сільськогосподарське виробництво Житомирської області маловитратні технології вирощування багаторічних трав, озимої пшениці та льону-довгунця, які базуються на застосуванні альтернативної системи удобрення з підвищеними нормами внесення органічних добрив та безполицевого обробітку сірого опідзоленого грунту.

Реалізація результатів досліджень. Результати досліджень впроваджено в селянському господарстві "Норинське" с. Норинськ Овруцького району Житомирської області на площі 65 га.

Особистий внесок здобувача. Автор дисертаційної роботи особисто розробив програму і методику проведення досліджень, провів польові досліди, виконав лабораторні аналізи та статистичну обробку результатів досліджень, розрахував економічну та енергетичну ефективність. Частка внеску автора в аналіз і теоретичне обгрунтування одержаної наукової інформації та в її узагальнення, в розробку основних наукових положень та висновків з проведених досліджень становить 90%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались: на V з'їзді Українського товариства грунтознавців та агрохіміків, м. Рівне, 1998 р.; на засіданні Житомирської обласної філії Українського товариства грунтознавців та агрохіміків, 1999 р.; на Всеукраїнській конференції молодих вчених "Агроекологія як основа стабільності сільського господарства", м. Харків, 2000 р.; на Міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми виробництва екологічно чистої сільськогосподарської продукції на межі 3-го тисячоліття", м. Житомир, 2000 р.

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 9 наукових праць.

Структура дисертації. Загальний обсяг дисертаційної роботи – 111 сторінок. Робота складається з вступу, семи розділів, висновків і пропозицій виробництву, додатків. Робота ілюстрована 9 рисунками і містить 37 таб-лиць. В додатку вміщено 12 таблиць і акт впровадження результатів досліджень у виробництво. Бібліографія – 173 найменування, з яких 16 іноземних авторів.

ЗМІСТ РОБОТИ

Вплив добрив та обробітку на екологічні функції грунту і продуктивність агроценозів. Проаналізовані дані літературних джерел по впливу систем удобрення та способів обробітку на екологічні показники грунту, продуктивність та якість сільськогосподарської продукції, накопичення важких металів у грунті і рослинах в різних природно-кліматичних умовах. Показано, що інтенсивні технології в землеробстві не вичерпали себе, але потребують екологізації в напрямку застосування безполицевих способів обробітку грунту та систем удобрення, що базуються на зниженні норм внесення мінеральних добрив. Висвітлені проблеми цього напрямку досліджень та обгрунтовано вибір теми дисертаційної роботи.

Програма, методика та умови проведення досліджень. Дослідження проводились в 1998-2000 рр. в стаціонарі з елементами біологізації землеробства, закладеному в 1990 році на дослідному полі Державного агроекологічного університету, яке розміщене на території учбово-дослідного господарства "Україна" Черняхівського району Житомирської області.

Ґрунт – сірий опідзолений глеювато-легкосуглинковий на лесовидних суглинках. Орний шар грунту (0-25 см) має таку характеристику: вміст гумусу – 1,02-1,31%, гідролітична кислотність – 2,28-3,97 мг-екв на 100 г грунту, вміст лужногідролізованого азоту – 56-117 мг/кг, рухомого фосфору – 146-230 мг/кг, обмінного калію – 49-130 мг/кг.

Дослідження проводили за схемою двохфакторного польового досліду. Вивчались наступні системи удобрення: 1 – традиційна система удобрення, що застосовується при інтенсивних технологіях вирощування сільськогосподарських культур (контроль) – насиченість 1 га сівозмінної площі органічними добривами – 11,2 т, мінеральними добривами – 188 кг д.р.; 2 – альтернативна А система удобрення, що базується на поєднанні органічних добрив з половинними нормами мінеральних добрив – насиченість 1 га сівозмінної площі органічними добривами – 18,8 т, мінеральними добривами – 94 кг д.р.; 3 – альтернативна Б система удобрення, яка базується на внесенні лише органічних добрив – насиченість 1 га сівозмінної площі добривами – 28,8 т. Способи основного обробітку грунту: І – полицева оранка на глибину 20-22 см ( контроль ); ІІ – плоскорізний обробіток грунту на глибину 20-22 см; ІІІ – дискування на глибину 10-12 см.

Розміщення варіантів з добривами та обробітком ґрунту послідовне, систематизоване. Площа посівної ділянки - 196 мІ, ?блікової – 100 мІ, ?овторність досліду триразова.

Програмою досліджень передбачалось визначити:

агрофізичні показники сірого опідзоленого грунту (щільність та шпаруватість орного шару), запаси продуктивної вологи в метровому шарі грунту за фазами розвитку сільськогосподарських культур за методикою, розробленою С.В.Астаповим (1958); агрохімічні показники грунту за такими методиками: гумус – за Тюріним в модифікації Симакова; лужногідролізований азот – за Корнфілдом; рухомий фосфор та обмінний калій – за Кірсановим; гідролітичну кислотність – за Каппеном-Гільковицем, обмінну кислотність – потенціометрично; біологічну активність целюлозорозкладаючих бактерій аплікаційним методом по І.С.Вострову (1987); вміст важких металів у грунті і в рослинах методом атомно-адсорбційної спектроскопії; урожайність сільськогосподарських культур поділяночно (урожай зерна озимої пшениці перераховували на стандартну вологість і 100%-ну чистоту, а урожай соломи визначали методом пробного снопа); якість зерна озимої пшениці за наступними ГОСТами: №10842-76; №10840-64; №10987-76; №13586.1-68; №10846-76; хімічний склад та кормову цінність сіна з багаторічних трав - на інфрачервоному аналізаторі, енергетичну поживність і перетравний протеїн - розрахунковим методом; енергетичну ефективність різних систем удобрення та способів обробітку - за методикою О.К.Медведовського та П.І.Іваненка (1988); економічну ефективність застосування різних систем удобрення та способів обробітку сірого опідзоленого грунту - за методикою, розробленою в УСГА (1985). Статистичну обробку результатів отриманих експериментальних даних проводили за методикою В.А.Ушкаренка та О.Я.Скрипникова (1988).

Агрофізичні властивості сірих опідзолених грунтів залежно від системи удобрення та способу обробітку грунту. Дослідження показали, що застосування безполицевого основного обробітку як альтернативи культурній оранці сприяє зниженню щільності 0-10 см шару грунту на 0,02-0,05 г/см3 і поліпшує умови його аерації – загальна шпаруватість збільшується на 0,6-1,9% (табл. 1).

Таблиця 1

Вплив різних способів обробітку на зміну агрофізичних показників сірого опідзоленого грунту при застосуванні традиційної системи удобрення (1998 – 2000 рр.)

Варіанти обробітку грунту Шар грунту, см Об'ємна маса, г/см3 Загальна шпаруватість, %

Озима пшениця

Оранка на глибину 20-22 см - контроль 0 - 10 10 - 20 1,37 1,42 47,6 47,8

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см 0 - 10 10 - 20 1,35 1,43 48,2 45,1

Дискування на глибину 10-12 см 0 - 10 10 - 20 1,34 1,46 48,6 44,2

Оранка на глибину 20-22 см - контроль 0 - 10 10 - 20 Льон-довгунець

1,36 1,42 47,8 45,5

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см 0 - 10 10 - 20 1,33 1,44 49,2 45,0

Дискування на глибину 10-12 см 0 - 10 10 - 20 1,31 1,47 49,7 43,7

Проведення безполицевого обробітку сірого опідзоленого грунту, внаслідок поліпшення його агрофізичних властивостей, сприяє оптимізації вологозабезпеченості сільськогосподарських культур - вологозабезпеченість озимої пшениці протягом вегетації складала 78-80% НВ, льону-довгунця - 65-66% НВ, та зниженню витрат вологи на непродуктивне випаровування: зниження коефіцієнта водоспоживання рослин озимої пшениці при проведенні безполицевого обробітку склало 13,7 – 31,8 м3/ц зерна і 19,3 – 24,2 м3/ц соломи, а рослин льону-довгунця – 0,2 – 2,4 м3/ц насіння та 0,5 –1,7 м3/ц соломи.

Агрохімічні властивості сірих опідзолених грунтів залежно від системи удобрення та способу обробітку грунту. Спостереження за характером змін агрохімічних властивостей сірого опідзоленого грунту при застосуванні різних систем удобрення та способів обробітку показали, що протягом усіх років досліджень (табл. 2) альтернативна А система удобрення зумовила підвищення вмісту в орному шарі азоту лужногідролізованих сполук на 8-11%, рухомого фосфору - на 8-13%, обмінного калію – на 12-21%. Застосування альтернативної Б системи удобрення сприяло збільшенню вмісту гумусу на 0,08-0,11% та зниженню обмінної кислотності на 0,1-0,8 одиниці.

Таблиця 2

Вплив різних систем удобрення та різних способів обробітку на агрохімічні показники сірого опідзоленого грунту (1998-2000 рр.)

Варіант Шар грунту, см Вміст у грунті рН KCl

обробітку грунту удобрення гумусу, % лужногідролі зованого азоту рухомого фосфору обмінного калію

мг/кг

Оранка на глибину 20-22 см - контроль Традиційна система 0-10 1,02 84,0 159 87 5,4

10-20 1,13 86,8 186 63 5,2

20-30 - 84,8 178 104 5,7

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см 0-10 1,22 112,0 216 116 4,9

10-20 1,12 89,6 183 88 5,4

20-30 - 72,6 163 67 5,3

Дискування на глибину 10-12 см 0-10 1,14 101,0 183 108 5,0

10-20 1,08 84,0 172 90 4,7

20-30 - 61,6 156 59 5,2

Оранка на глибину 20-22 см - контроль Альтернативна А система 0-10 1,08 95,2 169 90 5,6

10-20 1,17 89,6 220 78 5,5

20-30 - 86,8 182 85 5,9

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см 0-10 1,27 117,6 230 130 5,4

10-20 1,16 106,4 200 116 5,1

20-30 - 75,6 174 85 5,2

Дискування на глибину 10 12 см 0-10 1,19 112,0 206 124 5,1

10-20 1,10 92,4 191 98 5,0

20-30 - 64,4 167 62 5,2

Оранка на глибину 20-22 см - контроль Альтернативна Б система 0-10 1,13 75,6 146 76 6,1

10-20 1,23 84,0 177 65 6,0

20-30 - 84,0 169 73 5,6

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см 0-10 1,31 101,0 188 98 5,4

10-20 1,19 79,6 167 73 5,4

20-30 - 67,3 151 49 5,6

Дискування на глибину 10-12 см 0-10 1,29 94,2 167 83 5,2

10-20 1,15 84,0 148 75 5,1

20-30 - 56,0 146 53 5,7

Слід відмітити, що при проведенні безполицевого обробітку основна маса поживних речовин зосереджувалась у верхній частині оброблюваного горизонту (0-10 см). Вміст гумусу в цьому шарі підвищився на 0,11-0,20%, азоту лужногідролізованих сполук - на 17-34%; рухомих форм фосфору -на 14-36%; обмінного калію - на 9-44 %.

Екологічна ефективність застосування різних систем удобрення і способів обробітку сірих опідзолених ґрунтів. Результати досліджень поведінки важких металів у системі добриво – грунт – рослина при застосуванні різних систем удобрення та способів обробітку показали диференційований їх вплив на процеси переходу важких металів до складу рослин (табл. 3).

На вміст валових та рухомих форм важких металів у сірому опідзоленому грунті в більшій мірі впливають системи удобрення в сівозміні, ніж способи обробітку грунту. Застосування традиційної і альтернативної А систем удобрення сприяло деякому підвищенню рухомості важких металів у грунті порівняно із

Таблиця 3

Вплив систем удобрення та способів обробітку на вміст рухомих форм важких металів в сірому опідзоленому грунті, мг/кг (1998-2000 рр.)

Варіант Шар грунту, см Cu Zn Mn Cd Pb Co

обробітку системи удобрення

Оранка на глибину 20-22 см -контроль 1 0-10 2,02 0,40 57,0 0,030 0,77 1,22

10-20 1,58 0,48 57,6 0,036 0,73 1,01

2 0-10 1,64 0,45 52,0 0,030 0,66 1,06

10-20 1,44 0,35 56,0 0,042 0,71 1,19

3 0-10 1,54 0,30 46,0 0,031 0,62 0,89

10-20 1,60 0,27 52,0 0,034 0,64 1,07

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см 1 0-10 2,12 0,52 63,8 0,036 0,73 1,11

10-20 1,39 0,33 57,7 0,040 0,74 0,96

2 0-10 1,65 0,30 59,0 0,034 0,62 1,02

10-20 1,49 0,27 43,0 0,038 0,64 0,96

3 0-10 1,42 0,25 52,0 0,030 0,66 0,93

10-20 1,30 0,26 46,0 0,030 0,43 0,82

Дискування на глибину 10-12 см 1 0-10 2,11 0,51 63,1 0,040 0,67 1,08

10-20 1,40 0,40 56,0 0,038 0,74 1,03

2 0-10 1,75 0,31 62,3 0,036 0,70 1,02

10-20 1,36 0,36 47,0 0,033 067 0,93

3 0-10 1,61 0,32 55,0 0,030 0,57 0,98

10-20 1,21 0,21 45,0 0,026 0,61 0,87

НІР 05 0,07 0,05 5,2 0,04 0,09 0,04

застосуванням альтернативної Б системи удобрення , особливо на фоні безполицевого обробітку, але не призводило до збільшення їх вмісту понад величину кларкових значень. Рухомість міді збільшилась на 2,1-3,0%, цинку – на 0,15 – 0,70%, марганцю – на 0,5 – 4,0%, свинцю – на 1,0-1,1%, кобальту – на 1,0-3,5%. Безполицеві способи обробітку суттєво не впливають на вміст рухомих форм важких металів в сірому опідзоленому ґрунті.

Встановлено, що коефіцієнт біологічного поглинання (КБП) важких металів рослинами зменшується при застосуванні альтернативної Б системи удобрення. Застосування традиційної та альтернативної А систем удобрення сірого опідзоленого грунту, особливо при проведенні безполицевого обробітку, сприяло деякому підвищенню вмісту важких металів в зерні, але не призводило до накопичення їх в токсичних кількостях (табл. 4).

Таблиця 4

Вплив систем удобрення та способів обробітку грунту на коефіцієнт накопичення важких металів в зерні озимої пшениці (1998-2000 рр.)

Варіант Коефіцієнт біологічного поглинання (КБП)

обробітку системи удобрення Cu Zn Mn Cd Pb Co

Оранка на глибину 20-22 см - контроль 1 0,26 0,91 0,133 0,062 0,028 0,082

2 0,26 0,86 0,127 0,044 0,023 0,061

3 0,33 0,76 0,111 0,026 0,008 0,045

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см 1 0,33 0,90 0,112 0,070 0,028 0,087

2 0,31 0,85 0,111 0,062 0,024 0,062

3 0,38 0,75 0,009 0,028 0,010 0,042

Дискування на глибину 10-12 см 1 0,28 0,97 0,166 0,066 0,029 0,088

2 0,29 0,84 0,105 0,057 0,024 0,054

3 0,39 0,70 0,104 0,038 0,011 0,035

Найбільш інтенсивне поглинання цинку рослинами озимої пшениці відмічалось при застосуванні традиційної системи удобрення – КБП залежно від способу основного обробітку склав 0,90-0,97. Найнижчий КБП марганцю спостерігався при застосуванні альтернативної системи удобрення на фоні проведення плоскорізного обробітку – 0,009, а найвище значення цього показника було на варіантах, де застосовували традиційну систему удобрення та проводили дискування на глибину 10-12 см – 0,166. Коефіцієнти біологічного поглинання кадмію, свинцю та кобальту були найвищими там, де у верхній шар грунту вносили мінеральні добрива, тобто на варіантах, де застосовували традиційну та альтернативну А системи удобрення на фоні проведення безполицевого обробітку. Найнижчими вони були при застосуванні альтернативної Б системи удобрення незалежно від способу обробітку грунту.

Агрономічна ефективність застосування різних систем удобрення та способів обробітку при вирощуванні багаторічних трав, озимої пшениці та льону-довгунця. Результати досліджень свідчать, що застосування альтернативних систем удобрення не знижує врожайність сіна з багаторічних трав, а безполицевий обробіток сприяє росту цього показника. Так, приріст врожаю при застосуванні під попередник багаторічних трав - ячмінь плоскорізного обробітку на глибину 20-22 см склав 7,8 – 7,9 ц/га ( табл. 5 ), а при

Таблиця 5

Вплив різних систем удобрення та способів обробітку грунту на урожайність сільськогосподарських культур ланки сівозміни

(1998-2000 рр.)

Варіант Урожайність, ц/га

багаторічних трав озимої пшениці льону-довгунця

обробітку системи удобрення середнє +-до середнє +-до середнє +-до

повного NPK оранки повного NPK оранки повного NPK оранки

Оранка на гли-бину 20-22 см контроль 1 50,7 - - 43,4 - - 56,1 - -

2 50,4 -0,3 - 41,5 -1,9 - 54,1 -2,0 -

3 49,5 -1,2 - 36,8 -6,6 - 41,4 -14,7 -

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см 1 58,6 - +7,9 42,9 - -0,5 49,8 - -6,3

2 58,2 -0,4 +7,8 44,0 +1,1 +2,5 47,9 -1,9 -6,2

3 49,3 -9,3 -0,2 35,0 -7,9 -1,8 30,4 -19,4 -11,0

Дискування на глибину 10 12 см 1 61,8 - +11,1 42,8 - -0,6 54,4 - -1,7

2 59,7 -2,1 +9,3 43,5 +0,7 +2,0 50,2 -4,2 -3,9

3 56,3 -5,5 +6,8 35,2 -7,6 -1,6 38,3 -16,1 -3,1

НІР05 ц/га для удобрення від 4,26 до 12,48 від 0,98 до 1,23 від 3,9 до 10,6

НІР05 ц/га для оранки від 6,14 до 9,17 від 1,12 до 2,74 від 12,3 до 13,2

проведенні дискування на глибину 10-12 см – 6,8 – 11,1 ц/га. Застосування альтернативної А системи удобрення не викликало зниження врожаю зерна і соломи озимої пшениці порівняно з застосуванням традиційної системи удобрення, а при проведенні безполицевого основного обробітку грунту сприяло зростанню врожайності зерна на 0,7-1,1 ц/га. Використання альтернативної Б системи удобрення призвело до зниження врожайності зерна озимої пшениці залежно від способу обробітку грунту на 6,6-7,9 ц/га. При альтернативній Б системі удобрення залежно від способу обробітку грунту спостерігається зниження врожайності соломи льону-довгунця на 14,7-19,4 ц/га. Безполицевий спосіб обробітку грунту на посівах льону-довгунця в посушливі роки сприяє одержанню приросту врожаю соломи в межах 1,7-9,5 ц/га, а у вологі роки більш ефективним способом обробітку є оранка.

Дослідження впливу різних систем удобрення та різних способів обробітку сірого опідзоленого грунту на якість зерна озимої пшениці (табл. 6) показують, що маса 1000 зерен при застосуванні альтернативної Б системи удобрення збільшилась на 2,4-3,0 г, натура зерна зросла на 16-21 г/л.

Таблиця 6

Якість зерна озимої пшениці залежно від системи удобрення та способу обробітку сірого опідзоленого грунту (1998 – 2000 рр.)

Варіант Маса 1000 зерен, г Натура, г/л Скловидність, % Вміст клейковини, % Вміст "сирого" протеїну, %

обробітку системи удобрення

Оранка на глибину 20-22 см - контроль 1 38,5 737 68 26,4 9,07

2 38,1 745 64 25,5 8,85

3 41,2 753 48 20,7 8,01

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см 1 38,6 732 69 26,5 9,05

2 39,5 745 65 24,6 8,83

3 41,6 752 54 22,3 8,59

Дискування на глибину 10-12 см 1 38,3 735 70 26,1 9,82

2 40,3 750 67 23,6 9,05

3 40,7 756 56 20,3 8,03

Стосовно впливу на продуктивність ланки польової сівозміни багаторічні трави – озима пшениця – льон-довгунець (табл. 7), найбільш ефективними виявились альтернативна А система удобрення, яка забезпечила отримання з 1 га площі ланки сівозміни 32,2 – 34,8 ц кормових одиниць (ц.к.о.) і 3,19 – 3,60 ц перетравного протеїну та традиційна система удобрення, що забезпечила отримання 33,9 – 34,8 ц.к.о. і 3,5 ц перетравного протеїну.

Таблиця 7

Вплив різних систем удобрення та способів обробітку сірого опідзоленого грунту на продуктивність ланки сівозміни, ц/га (1998 – 2000 рр.)

Продуктивність Система удобрення

традиційна альтернативна А альтернативна Б

кормові одиниці перетравний протеїн кормові одиниці перетравний протеїн кормові одиниці перетравний протеїн

Оранка на глибину 20 – 22 см

всього 101,8 10,38 96,6 9,59 86,4 8,36

на 1 га 33,93 3,46 32,2 3,19 28,8 2,78

Плоскорізний обробіток на глибину 20 – 22 см

всього 102,5 10,63 102,8 10,06 83,1 8,26

на 1 га 34,,16 3,54 34,26 3,35 27,7 2,75

Дискування на глибину 10 – 12 см

всього 104,4 10,41 104,6 10,82 89,1 9,42

на 1 га 34,8 3,47 34,86 3,6 29,7 3,14

Еколого – економічна ефективність застосування різних систем удобрення та способів обробітку сірого опідзоленого грунту. Застосування альтернативних систем удобрення і проведення безполицевого обробітку грунту при вирощуванні озимої пшениці і льону-довгунця сприяло зниженню собівартості одержаної продукції на 0,8–9,8 грн/ц та 2,3–5,3 грн/ц відповідно (табл. 8). Коефіцієнт

Таблиця 8

Енергетична ефективність застосування різних систем удобрення та способів обробітку грунту при вирощуванні озимої пшениці та льону-довгунця

Варіанти удобрення Озима пшениця Льон-довгунець

Витрачено енергії Одержано енергії Витрачено енергії Одержано енергії

МДЖ МДЖ Кее МДЖ МДЖ Кее

Оранка на глибину 20-22 см

традиційна система 33739 71401 2,12 24903 22400 0,90

альтернативна А система 32471 68275 2,10 21640 21600 1,00

альтернативна В система 29092 60543 2,08 18464 16640 0,90

Плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см

традиційна система 33247 70578 2,12 24411 20000 0,82

альтернативна А система 31979 71546 2,24 19010 19200 1,01

альтернативна В система 28600 57581 2,01 17972 12320 0,69

Дискування на глибину 10-12 см

традиційна система 33100 70414 2,13 24263 21760 0,90

альтернативна А система 31832 71565 2,25 19019 20160 1,06

альтернативна В система 28453 57910 2,04 17824 15360 0,86

енергетичної ефективності (Кее) в наших дослідженнях має найвищі значення при застосуванні альтернативної А системи удобрення на фоні проведення дискування.

Для озимої пшениці значення коефіцієнта енергетичної ефективності були на рівні 2,24-2,25, для льону-довгунця – 1,01-1,06, тоді як при застосуванні традиційної системи удобрення на фоні полицевої оранки коефіцієнт енергетичної ефективності для озимої пшениці становив 2,12, а для льону-довгунця – 0,90 одиниці.

ВИСНОВКИ

1. Застосування безполицевого обробітку сірого опідзоленого грунту сприяє покращанню його агрофізичних властивостей, а саме: призводить до зниження щільності його 0-10 см шару на 0,02-0,05 г/см3 та підвищення шпаруватості на 0,6-1,9%. Вологозабезпеченість метрового шару сірого опідзоленого грунту при проведенні безполицевого обробітку протягом вегетації озимої пшениці складала 78-80% найменшої вологоємкості, льону-довгунця - 65-66% найменшої вологоємкості, коефіцієнт водоспоживання озимої пшениці знижувався відповідно на 13,7 – 31,8 м3/ц зерна і 19,3 – 24,2 м3/ц соломи, а льону - довгунця на 0,2 – 2,4 м3/ц насіння та 0,5 – 1,7 м3/ц соломи.

2. Застосування альтернативної А системи удобрення сприяє мобілізації біологічних факторів сірого опідзоленого грунту і спричиняє підвищення біологічної активності його орного шару на 2,0-10,9%. Використання альтернативної Б системи удобрення збільшує запаси гумусу в орному 0-20 см шарі сірого опідзоленого грунту в середньому на 0,08-0,11 т/га та знижує обмінну кислотність грунту на 0,1-0,8 одиниці. Безполицевий обробіток підвищує біологічну активність 0-10 см шару грунту на 2-7%.

3. Встановлено, що застосування альтернативної А системи удобрення покращує еколого-агрохімічні властивості сірого опідзоленого грунту: вміст азоту лужногідролізованих сполук підвищився на 8-11%, рухомого фосфору – на 8-13%, обмінного калію – на 12-21%, а гідролітична кислотність 0-20 см шару знизилась на 0,17-0,53 мг-екв/100 г грунту. Безполицевий обробіток сірого опідзоленого грунту сприяє підвищенню вмісту гумусу в 0-10 см шарі на 0,11-0,20%, вмісту азоту лужногідролізованих сполук на 17-34%, рухомих форм фосфору – на 14-36%, обмінного калію – на 9-44%.

4. Застосування традиційної і альтернативної А систем удобрення при безполицевому обробітку підвищує рухомість важких металів в грунті: рухомість міді збільшилась на 2,1-3,0%, цинку – на 0,15-0,7%, марганцю – на 0,5-4,0%, свинцю – на 1,0-1,1%, кобальту – на 1,0-3,5% і сприяє деякому підвищенню вмісту важких металів в зерні озимої пшениці, але не призводить до накопичення їх в токсичних кількостях.

5. Застосування альтернативних систем удобрення сірого опідзоленого грунту суттєво не знижує продуктивності багаторічних трав, а безполицеві способи обробітку сприяють росту врожайності сіна на 6,8-11,1 ц/га. При цьому якісні показники сіна з багаторічних трав не погіршувались: вихід кормових одиниць з 1 га посіву багаторічних трав зріс на 1,1-6,2 ц, а вихід перетравного протеїну – на 0,92-2,16 ц.

6. Застосування альтернативної А системи удобрення при проведенні безполицевого обробітку грунту сприяє зростанню врожайності зерна озимої пшениці на 0,7-1,1 ц/га, а соломи на 0,8-1,5 ц/га. При застосуванні альтернативної Б системи удобрення маса 1000 зерен збільшилась на 2,4-3,0 г, натура зерна зросла на 16-21 г/л. Найвищу скловидність зерна – 68-70%, найбільший вміст клейковини – 26,1-26,5% та "сирого" протеїну – 9,05-9,82% одержано при застосуванні традиційної системи удобрення.

7. Застосування альтернативної А системи удобрення не знижує врожайності соломи та насіння льону-довгунця, а ефективність застосування безполицевого обробітку прямо пропорційно залежить від погодних умов: у вологі роки більш ефективною є оранка, а в посушливі роки - безполицевий обробіток, який забезпечує приріст урожаю соломи льону-довгунця в межах 1,7-9,5 ц/га і насіння в межах 0,2-0,3 ц/га.

8. Найвища продуктивність ланки сівозміни відмічалась при застосуванні альтернативної А системи удобрення на фоні проведення безполицевих способів обробітку грунту: в розрахунку на 1 га сівозмінної площі вона становила 34,3 – 34,9 ц кормових одиниць.

9. Застосування альтернативних систем удобрення і проведення безполицевого обробітку грунту при вирощуванні озимої пшениці і льону довгунця підвищує рентабельність і сприяє зниженню собівартості одержаної продукції на 0,8 – 9,8 та 2,3 – 5,3 грн/ц відповідно. При застосуванні альтернативної А системи удобрення на фоні проведення безполицевого обробітку при вирощуванні озимої пшениці та льону-довгунця коефіцієнт енергетичної ефективності склав 2,24-2,25, та 1,01-1,06 відповідно проти 2,12 та 0,90 при застосуванні традиційної системи удобрення та обробітку грунту.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Рекомендується на сірих опідзолених грунтах Полісся в ланці 8-ми пільної польової сівозміни: багаторічні трави другого року використання на сіно – озима пшениця – льон-довгунець застосовувати систему удобрення, за якої насиченість 1 га площі органічними добривами становить 10 т/га, мінеральними добривами – 84 кг діючої речовини. При вирощуванні багаторічних трав на сіно застосовувати дискування на глибину 10-12 см на фоні післядії N30 P30 K30 ; при вирощуванні озимої пшениці - плоскорізний обробіток на глибину 20-22 см на фоні прямої дії 30 т/га гною + N45 P45 K50 ; при вирощуванні льону-довгунця проводити дискування на глибину 10-12 см на фоні прямої дії N15 P45 K60 .

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кривич Н.Я., Білявський Ю.А. Екологічний стан грунту та продуктивність озимої пшениці в залежності від застосування деяких прийомів альтернативного землеробства // Вісник Державної агроекологічної академії України. – 1998. - №2. – С. 30-33.

2. Чернілевський М.С., Кривич Н.Я., Рибак М.Ф., Білявський Ю.А. Зміна агроекологічних властивостей сірих опідзолених грунтів залежно від способів обробітку та систем удобрення в польовій сівозміні Полісся // Агрохімія і грунтознавство. – Харків. – 1998. – Ч. 2. – С. 183-184.

3. Чернілевський М.С., Рибак М.Ф., Білявський Ю.А. Вплив способів основного обробітку на екологічний стан грунту і врожайність сільськогосподарських культур // Вісник Державної агроекологічної академії України. – 1998. - №2. – С. 33-39.

4. Білявський Ю.А. Вплив безполицевого основного обробітку на агрофізичні властивості сірого опідзоленого грунту, вологозабезпеченість озимої пшениці та льону-довгунця в умовах Полісся України // Вісник Рівненського державного технічного університету. – Рівне, 2000. – Вип. 4 (6). – С. 3–6.

5. Білявський Ю.А. Вплив різних способів основного обробітку і удобрення сірого опідзоленого грунту на вміст важких металів // Матеріали Всеукраїнської конференції молодих вчених "Агроекологія як основа стабільності сільського господарства". – Харків, 2000. – С. 85-86.

6. Ковальов В.Б., Рибак М.Ф., Білявський Ю.А. Екологічно безпечна система захисту льону // Вісник Державної агроекологічної академії України. – 2000. - №. 2 – С. 53-61.

7. Кривич Н.Я., Рибак М.Ф., Зінченко В.О., Білявський Ю.А. Зміна екологічного стану грунту та врожайності озимої пшениці залежно від систем удобрення та способів основного обробітку // Вісник Державної агроекологічної академії України. – 2000. – Спец. вип. – С. 37-38.

8. Чернілевський М.С., Кривич Н.Я., Зінченко В.О., Білявський Ю.А., Бугайчук В.Р., Мелешко О.П. Агроекологічна ефективність способів основного обробітку грунту в умовах Центрального Полісся України // Вісник Державної агроекологічної академії України. – 2000. - №1. – С. 57-65.

9. Білявський Ю.А., Мислива Т.М. Вплив елементів біологізації землеробства на продуктивність ланки сівозміни та якість врожаю в умовах Правобережного Полісся України // Агроекологічний журнал. – 2001. – №1. – С. 48 – 51.

АНОТАЦІЯ

Білявський Ю.А. Агроекологічна ефективність добрив та способів основного обробітку сірих опідзолених грунтів в умовах Полісся. Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Інститут агроекології та біотехнології, м. Київ, 2002.

Викладені результати трирічних досліджень впливу застосування різних систем удобрення та різних способів обробітку сірого опідзоленого грунту на його агроекологічний стан та на врожайність і якість рослинницької продукції.

Безполицевий обробіток сірого опідзоленого грунту сприяє зниженню щільності його верхнього 0-10 см шару на 0,02-0,05 г/см3 та підвищенню загальної шпаруватості на 0,6-1,9%.

Застосування альтернативної А системи удобрення сірого опідзоленого грунту сприяє збільшенню в 0-20 см шарі вмісту азоту лужногідролізованих сполук на 8-11%, рухомого фосфору - на 8-13%, обмінного калію – на 12-21%. Застосування альтернативної Б системи удобрення викликає збільшення запасів гумусу в 0-20 см орному шарі сірого опідзоленого грунту на 0,08-0,11% і зниження обмінної кислотності на 0,1-0,8 одиниці. Проведення безполицевого обробітку сірого опідзоленого грунту також поліпшує поживний режим його верхнього 0-10 см шару: вміст гумусу підвищився на 0,11-0,20%, вміст азоту лужногідролізованих сполук збільшився на 17-34%; рухомих форм фосфору - на 14-36%; обмінного калію - на 9-44 %.

Застосування традиційної і альтернативної А систем удобрення сприяло деякому збільшенню рухомості важких металів у грунті порівняно із застосуванням альтернативної системи удобрення особливо на фоні проведення безполицевого обробітку, але не призводило до збільшення їх вмісту понад величину кларкових значень. Рухомість міді збільшилась на 2,1-3,0%, цинку – на 0,15 – 0,70%, марганцю – на 0,5 – 4,0%, свинцю – на 1,0-1,1%, кобальту – на 1,0-3,5%.

Використання альтернативних систем удобрення не знижувало врожайність сіна з багаторічних трав, а безполицевий обробіток сприяв підвищенню його врожайності: приріст врожаю становив 6,8 – 11,1 ц/га. Застосування альтернативної А системи удобрення при проведенні безполицевого обробітку грунту сприяло зростанню врожайності зерна озимої пшениці на 0,7-1,1 ц/га, а врожайності соломи на 0,8-1,5 ц/га. При застосуванні альтернативної А системи удобрення урожайність соломи і насіння льону-довгунця тільки дещо поступається такій при застосуванні традиційної системи удобрення – відповідно на 1,9-4,2 ц/га та на 0,2-0,9 ц/га.

Найвищі значення коефіцієнта енергетичної ефективності відмічались при застосуванні альтернативної А системи удобрення на фоні проведення дискового обробітку грунту: для озимої пшениці значення коефіцієнта енергетичної ефективності були на рівні 2,24-2,25, для льону-довгунця – 1,01-1,06.

Ключові слова: сірі опідзолені грунти, система удобрення, обробіток грунту, урожайність, багаторічні трави, озима пшениця, льон-довгунець, важкі метали, енергетична оцінка.

АННОТАЦИЯ

Белявский Ю.А. Агроэкологическая эффективность удобрений и способов основной обработки серых оподзоленных почв в условиях Полесья . Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16 – экология. Институт агроэкологии и биотехнологии УААН, г. Киев, 2002.

Изложены результаты трехлетних исследований влияния применения различных систем удобрения и способов обработки серой оподзоленной почвы на ее экологическое состояние, урожайность и качество растениеводческой продукции.

Установлено, что применение альтернативных традиционной систем удобрений и безотвальной обработки способствует улучшению экологического состояния серой оподзоленной почвы и повышению качества сельскохозяйственной продукции.

Безотвальная обработка серой оподзоленной почвы вызывает снижение плотности ее верхнего 0-10 см слоя на 0,02-0,05 г/см3 и повышение общей порозности этого слоя на 0,6-1,9%, что способствует оптимизации влагообеспеченности сельскохозяйственных культур: влагообеспеченность метрового слоя серой оподзоленной почвы на протяжении вегетации озимой пшеницы составила 78 – 80 % НВ, льна-долгунца – 65 – 66 % НВ.

Применение альтернативной А системы удобрения серой оподзоленной почвы более всего способствует повышению микробиологической активности ее 0-20 см слоя. Величина этого показателя в сравнении с применением традиционной системы удобрения возрастает на 9,3 - 10,9 %. Безотвальная обработка почвы повышает биологическую активность 0-10 см слоя серой оподзоленной почвы на 2-7 %.

Использование альтернативной А системы удобрения серой оподзоленной почвы, основанной на применении половинных норм минеральных удобрений в сочетании с органическими удобрениями, способствовало улучшению ее агрохимических свойств: содержание азота щелочногидролизованных соединений повысилось на 8 – 11 %, подвижного фосфора – на 8 –13 %, обменного калия – на 12 –21 %. Применение альтернативной Б системы удобрения способствовало увеличению запасов гумуса в 0-20 см обрабатываемом слое на 0,08-0,11% и снижению обменной кислотности на 0,1-0,8 единицы. Внесение органических удобрений в оптимальном соотношении с минеральными удобрениями (альтернативная А система удобрения) положительно влияет на физико-химические свойства серой оподзоленной почвы. Гидролитическая кислотность уменьшилась на 0,17-0,21 мг-экв/100 г грунта в слое 0-10 см и на 0,51-0,53 мг-экв/100 г грунта в слое 10-20 см. Проведение безотвальной обработки серой оподзоленной почвы также улучшало питательный режим ее верхнего 0-10 см слоя: содержание гумуса увеличилось на 0,11 - 0,20 %, содержание азота щелочногидролизованных соединений повысилось на 17 – 34 %, подвижных форм фосфора – на 14 – 36 %, обменного калия – на 9 – 44 %.

Применение традиционной и альтернативной А систем удобрения способствовало некоторому увеличению подвижности тяжелых металлов в серой оподзоленной почве по сравнению с использованием альтернативной Б системы удобрения, особенно