НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ДАЦЬКО ЛЮДМИЛА ВАЛЕРІЇВНА

УДК: 631.417.2:631.445.2 (477.41/42)

Зміна стану гумусу дерново-підзолистих грунтів Полісся за різного їх сільськогосподарського використання

06.01.03 – агрогрунтознавство і агрофізика

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету міністрів України

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор

Гнатенко Олександр Федорович,

Національний аграрний університет,

кафедра ґрунтознавства та охорони грунтів

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Клименко Микола Олександрович,

Рівненський державний технічний університет,

завідувач кафедри екології

кандидат сільськогосподарських наук

Ткаченко Микола Адамович,

Інститут землеробства УААН,

старший науковий співробітник лабораторії агрогрунтознавства

Провідна установа: Харківський державний аграрний університет

ім. В.В. Докучаєва Міністерства аграрної політики України, кафедра грунтознавства, м. Харків

Захист відбудеться “ 25 ” жовтня 2002 р. о 1000

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, 13, навчальний корпус 4, к. 41.

Автореферат розісланий “ 24 ” вересня 2002 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Балабайко В.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Отримання високих і стабільних врожаїв тісно пов’язано з родючістю ґрунту, важливим показником якої є кількість і якість гумусу.

Полісся – сільськогосподарський регіон України, який інтенсивно використовується, з високою розораністю земель – 60 %. Сучасна інтенсифікація землеробства супроводжується втручанням людини в хід ґрунтотворного процесу, перетворює ґрунти, викликає зміни їх хімічного складу. Вивчення трансформації гумусу ґрунтів, які довго удобрювались, представляє одну з головних наукових задач, так як служить надійним контролем їх родючості. Це визначило ціль і задачі дослідження.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-дослідна робота за темою дисертації проведена відповідно до науково-технічної програми Національного аграрного університету: “Розробити теоретичні і технологічні основи ґрунтозахисних технологій стосовно грунтово-ландшафтних умов Правобережного Лісостепу та Полісся України”. Номер державної реєстрації – 0196U001966.

Мета та завдання досліджень полягає у вивченні впливу різних систем обробітку ґрунту на зміни стану гумусу, розрахунку його балансу і показників родючості, а також визначення агрономічної, економічної і енергетичної ефективності вирощування озимого жита в зерно-льоно-картопляній сівозміні.

Задача досліджень полягає у:

- визначенні впливу ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на плоскорізному обробітку, на вміст і запаси гумусу;

- вивченні кількісних і якісних змін органічної речовини дерново-підзолистого ґрунту під впливом різних систем обробітку;

- визначити вплив добрив на різних фонах обробітку на показники гумусного стану;

- встановленні зв’язків між ферментами і показниками гумусного стану;

- розрахунку балансу гумусу за трьома методами – Г.Я.Чесняка (1987), О.М.Ликова (1976) і О.Г.Тараріко, М.Г.Лобаса (1998) і визначенні який з них самий практичний;

- встановленні норм добрив, які забезпечують максимальний врожай і окупність одиниці поживних речовин;

- вивченні гумусного стану дерново-підзолистого ґрунту – як критерію оцінки ґрунтозахисної і економічної ефективності технологій вирощування сільськогосподарських культур;

- розробці практичних рекомендацій застосування ґрунтозахисних технологій вирощування озимого жита в умовах центрального Полісся Житомирської області.

Об’єкт дослідження – технології вирощування сільськогосподарських культур.

Предмет дослідження – дерново-середньопідзолистий глеюватий глинисто-піщаний ґрунт на морені.

Методи дослідження – польові, вегетаційні, лабораторні, статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у дослідженні гумусного стану дерново-підзолистого ґрунту при застосуванні різних технологій вирощування сільськогосподарських культур. Вперше для цього регіону пояснена кінетика процесів гумусоутворення під впливом цих технологій. Встановлено вплив цих технологій на зміну окисно-відновних ферментів, які беруть участь у перетворенні гумусових речовин, зміну запасів активного і пасивного гумусу під впливом добрив і різних систем обробітку, а також на зміну групово-фракційного складу гумусу цих ґрунтів.

Практичне значення одержаних результатів полягає у тому, що на основі досліджень виробництву рекомендовано на дерново-середньопідзолистих ґрунтах для покращення гумусного стану і збільшення врожайності озимого жита застосовувати плоскорізний обробіток на глибину 18-20 см у поєднанні з нормою мінеральних добрив N30Р45К60. Рекомендована система обробітку і удобрення пройшла виробничу перевірку у фермерському господарстві "Кленовий гай" село Мокрець Броварського району Київської області на площі 72 га. При цьому вдалося зберегти 8,2 т/га ґрунту від дефляції і 80 мм ґрунтової води. Отримано в середньому приріст озимого жита 3,4 ц/га, що на круг склало (3,4 ц/га?72 га=2404,8 ц/га). Річний економічний ефект за 2001 рік склав 72000 грн.

Особистий внесок здобувача. Автор брала безпосередню участь у проведенні польових досліджень, збиранні літературних матеріалів, виконанні лабораторних аналізів та статистичній обробці результатів, аналізі і теоретичному обґрунтуванні одержаної наукової інформації та її узагальненні. Особистий внесок здобувача у підготовці дисертаційної роботи становить понад 90%.

Апробація роботи. Результати досліджень доповідались на наукових конференціях професорсько-викладацького складу і аспірантів Національного аграрного університету (Київ, 1999-2000 рр), 1-ї конференції спілки Молодих вчених (Київ, 2001).

Публікації. За матеріалами дисертацій опубліковано 4 наукових праці: одна методична розробка і 3 наукові статті у фахових виданнях.

Структура і об’єм роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 8 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел літератури, додатків. Експериментальні дані наведені в 26 таблицях, на 16 рисунках, 11 додатках, 1 акті впровадження. Список літературних джерел нараховує 256 назв, з них 10 іноземною мовою.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Об’єкт, умови і методика проведення досліджень. Експериментальна робота виконувалась протягом 1999 – 2001 рр в стаціонарному досліді Інституту сільського господарства Полісся, який закладено у 1982 р. Стаціонарна ділянка розташована на віддалі 1,2 км на схід від с. Немирівка Коростенського району Житомирської області. В геоморфологічному відношенні це зандрована слабохвиляста рівнина, де особливо поширені дефляційно нестійкі грунти.

Ґрунт дослідної ділянки дерново-середньопідзолистий глеюватий глинисто-піщаний на морені. Містить в середньому 10,8 % фізичної глини і близько 89,2 % фізичного піску. Вміст гумусу в орному шарі становив 1,57 - 1,62 %. Реакція ґрунтового розчину слабокисла рНКСІ = 5,5, гідролітична кислотність – 2,75, сума увібраних катіонів – 4,2 мг-екв на 100 г грунту. Рівноважна щільність в орному шарі становить – 1,63 г/см3. Забезпеченість азотом сполук, що легкогідролізуються, рухомими фосфатами і обмінним калієм за Кірсановим – низька. Нижче лежачі горизонти характеризуються меншим вмістом гумусу (1,27%) і більшою рівноважною щільністю (1,71 г/см3).

В досліді вивчається 5 систем обробітку грунту, з яких досліджували 3 на трьох фонах удобрення при вирощуванні озимого жита:

-

-

-

На фоні обробітку вивчались три системи удобрення:

1. Без добрив;

2. Одинарна норма добрив - N20P30K40;

3. Полуторна норма добрив - N30P45K60.

Зразки відбирали з глибини – 0-10, 10-20, 20-30 см. Для порівняння процесів, що відбуваються в ґрунті відбирали зразки на перелозі (18 років), який знаходиться біля стаціонарної ділянки і під лісом.

Досліджувалось озиме жито сорту Богуславка. Цей сорт стійкий проти вимерзання і випрівання, має розвинену кореневу систему, меншу вибагливість до умов пророщування.

Кожний рік характеризувався своєю специфікою метеорологічних умов, які мали різний вплив на показники ґрунтових режимів та урожайність озимого жита. Середньомісячна температура повітря у 1999 р становила 12,0, у 2000 – 8,6, у 2001 р – 9,8 °С, в той час як середньобагаторічний показник дорівнює 6,7 °С. Порівнюючи місяці року за температурою повітря, можна відмітити, що найхолоднішим був січень у 1999 і 2000 рр (-1,7 і –3,9). Найбільш теплим був 1999 р – червень і липень з температурою 21,2 і 21,5 °С. Проте, у 2000 р найтеплішим місяцем був серпень +18,6 °С; у 2001 р – червень - +18,5 °С.

За роки проведення досліджень різниця між сумарним показником опадів була невеликою, проте вона була меншою за середньобагаторічну норму (573 мм) на 4 – 8,5 %. Щодо розподілу кількості опадів по місяцях, то в роки досліджень спостерігалось їх коливання в значних межах, як у порівнянні між собою, так і порівняно з середньобагаторічними даними. У 1999 р найбільша кількість опадів була у серпні – 96,4 мм (середньобагаторічний показник – 56 мм). У липні 2000 р випала підвищена кількість опадів (156,2 проти 96 мм середньобагаторічної), проте переважна їх кількість була у першій і другій декадах. У 2001 р найбільша кількість опадів спостерігалась у червні - липні (124,4 і 121,1 проти 78 і 96 мм).

В зразках ґрунту визначали: вміст гумусу за Тюриним в модифікації Сімакова, груповий склад гумусу за В.В.Пономарьовою, Т.А.Плотніковою, активний і пасивний гумус за методом О.Н.Соколовського, водорозчинний гумус – в водній витяжці. Активність поліфенолоксидази та пероксидази за методом К.А.Козлова. Коефіцієнт накопичення гумусу розрахунково – співвідношення активності поліфенолоксидази до пероксидази, помножене на 100 для переводу у відсотки. Баланс гумусу розраховували трьома методами: О.М.Ликова (1976), Г.Я.Чесняка (1987) і О.Г.Тараріко, М.Г.Лобаса (1998).

Результати досліджень

Зміна родючості дерново-підзолистих грунтів за тривалого їх сільськогосподарського використання

Зміна фізико-хімічних властивостей дерново-підзолистих грунтів за різного їх використання. Результати свідчать, що за тривалого сільськогосподарського використання ґрунтів при застосуванні оранки відмічено зниження кислотності грунтового розчину на 0,6, а за плоскорізного обробітку підвищення на 0,1 одиницю порівняно з перелогом.

За сільськогосподарського використання ґрунтів при оранці гідролітична кислотність і сума увібраних катіонів зменшувалася відповідно на 15,4 і 26,0, а при застосуванні обробітку без обертання скиби на 2,2 і 15,1 % порівняно з перелогом. Низькі показники відмічені під лісом. Ступінь насичення основами за плоскорізного обробітку знижувався на 7,4, а на оранці відповідно на 7,2 % порівняно з перелогом.

Зміна форм гумусу у дерново-підзолистих грунтах за різного їх використання. Вміст гумусу на перелозі становив 1,9 %. Оранка і комбінований обробіток без внесення добрив не змінювали рівновагу процесів “гуміфікація мінералізація”. Вміст його менше відповідно на 0,27 і 0,35 % (табл. 1). При внесенні мінеральних і органічних добрив за плоскорізного обробітку вміст гумусу підвищувався порівняно з перелогом на 0,9 %. Отже, за плоскорізного обробітку грунтотворний процес наближається до природного, бо верхній оброблюваний шар не перевертається як при оранці, а лише розпушується.

При вивченні показників активного і пасивного гумусу встановлено, що на перелозі і на неудобрених варіантах міститься велика кількість пасивного гумусу і набагато менше – активного. При внесенні добрив кількість активного гумусу збільшується, а пасивного – зменшується. Отже, за всіх систем обробітку з внесенням добрив кількість активного гумусу збільшується порівняно з перелогом відповідно у 2,3, 2,8 і 2,2 рази, тобто відбувається “омолодження” гумусу, що є загальною закономірністю окультурених дерново-підзолистих ґрунтів.

Зміна групово-фракційного складу гумусу дерново-підзолистих грунтів за різного їх використання. Тривале використання дерново-підзолистих ґрунтів змінює групово-фракційний склад гумусу. При обробітку ґрунту підвищується вміст суми ГК. Порівняно з перелогом їх більше за плоскорізного обробітку на неудобреній ділянці на 5,4, на фоні полуторної норми добрив – 5,6%. При оранці сума ГК порівняно з перелогом зменшується на 0,7 %. Однак при внесенні полуторної норми добрив вона підвищується на 6,5 %. В грунті під лісом міститься мала кількість ГК – 20,0, проте досить висока питома вага ФК – 31,5 %.

На варіантах, де застосовувалась оранка без внесення добрив, виявлена велика кількість нерозчинного залишку (50,8%). Однак, при внесенні полуторної норми добрив його вміст зменшується порівняно з неудобреним варіантом на 8,1 %. При внесенні добрив за плоскорізного обробітку кількість нерозчинного залишку збільшується на 8,4 %. Вміст його під лісом і на перелозі набагато менший 48,5 і 47,9%.

Таблиця 1 - Форми гумусу дерново-підзолистих ґрунтів за різного їх використання

Стан і обробі-ток грунту | Норма добрив | Вміст загального гумусу, % | Запас гумусу, т/га | Аг/Пг

загаль-

ний | актив-

ний | пасив-

ний

Оранка на 18-20 см | Без добрив | 1,63 | 25,9 | 5,6 | 20,3 | 0,27

13,3 т/га гною + N46Р51К62* | 1,74 | 27,7 | 13,9 | 13,8 | 1,00

Плоскорізний на 18-20 см | Без добрив | 1,73 | 27,1 | 7,0 | 20,1 | 0,34

13,3 т/га гною + N46Р51К62* | 1,99 | 30,8 | 16,4 | 14,4 | 1,14

Комбінований на 18-20 см | Без добрив | 1,55 | 24,3 | 5,6 | 18,7 | 0,30

13,3 т/га гною + N46Р51К62* | 1,63 | 25,7 | 13,3 | 12,4 | 1,07

Переліг (18 років) | Без добрив | 1,9 | 31,3 | 5,9 | 25,4 | 0,24

Ліс | Без добрив | 1,74 | 28,7 | 5,1 | 23,6 | 0,23

* - на гектар сівозмінної площі

Аналіз зразків, відібраних на перелозі і під лісом, показує, що вони мають гуматно-фульватний тип гумусу (Сгк/Сфк = 0,67 і 0,63). Однак, при обробітку це співвідношення збільшується у сприятливу сторону, а за плоскорізного обробітку стає фульватно-гуматним (1,11).

Вплив тривалого застосування Ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур на вміст, запаси і якісний склад гумусу

Плоскорізний обробіток на фоні добрив сприяв збільшенню вмісту гумусу в шарі 0-30 см порівняно з оранкою і комбінованим обробітком на 0,14 і 0,31 % (табл. 2). Добрива також сприяли накопиченню вмісту гумусу порівняно з неудобреними варіантами – при застосуванні оранки на фоні одинарної норми добрив в шарі 0-10 см на 0,08, на фоні полуторної – на 0,15, в шарі 10-20 см – 0,12 і 0,18 і в шарі 20-30 см відповідно на 0,1 і 0,21 %; за плоскорізного обробітку в шарі 0-10 см на 0,08 і 0,24, в шарі 10-20 см відповідно на 0,06 і 0,23, в шарі 20-30 см на 0,04 і 0,29 %; за комбінованого обробітку в шарі 0-10 см на 0,1, в шарі 10-20 см на 0,02 і 0,13, в шарі 20-30 см – на фоні одинарної норми добрив зменшується на 0,06, на фоні полуторної збільшується на 0,04 %.

Спостерігалась така сезонна динаміка вмісту гумусу: на початку вегетації – найвищий вміст гумусу, потім, по мірі росту і розвитку рослин, він знижується в кінці теплого періоду року і після розкладу рослинних решток спостерігалося його відновлення.

Таблиця 2 - Вплив технологій вирощування на гумусний стан дерново-підзолистого грунту

Система обробітку грунту | Вміст гумусу, % | Запаси гумусу, % | Аг/Пг | Вміст водорозчинного гумусу, % | Запаси енергії в гумусі, млн.

ккал/га

загаль-ний | актив-ний | пасив-ний

Без добрив

Оранка | 1,51 | 73,1 | 14,8 | 58,3 | 0,25 | 0,029 | 37,8Ч102

Плоскорізний | 1,64 | 76,3 | 17,4 | 58,8 | 0,30 | 0,051 | 39,4Ч102

Комбінований | 1,43 | 72,8 | 15,0 | 56,3 | 0,27 | 0,037 | 36,9Ч102

8,9 т/га гною + N30Р35К43*

Оранка | 1,62 | 78,2 | 34,2 | 44,0 | 0,78 | 0,039 | 40,5Ч102

Плоскорізний | 1,72 | 81,0 | 37,0 | 42,2 | 0,95 | 0,061 | 41,9Ч102

Комбінований | 1,45 | 71,9 | 32,7 | 39,2 | 0,82 | 0,045 | 37,2Ч102

13,3 т/га гною + N46Р51К62*

Оранка | 1,69 | 82,4 | 39,3 | 43,1 | 0,94 | 0,041 | 42,8Ч102

Плоскорізний | 1,86 | 88,9 | 44,6 | 44,3 | 1,01 | 0,067 | 46,0Ч102

Комбінований | 1,52 | 72,1 | 35,2 | 36,9 | 0,96 | 0,049 | 37,3Ч102

* - на гектар сівозмінної площі

Запаси гумусу в дерново-підзолистому грунті змінювались за різних систем обробітку і добрив. У шарі 0-30 см за плоскорізного обробітку запаси гумусу збільшувалися порівняно з оранкою на 4,3, а за комбінованого зменшувалися на 0,42%. Із підвищенням внесення доз добрив ця різниця стає суттєвою, особливо при застосуванні комбінованого обробітку. При внесенні одинарної норми добрив на варіантах з комбінованим обробітком запаси гумусу зменшувалися на 11,4, при полуторній нормі – на 12,5 %.

При застосуванні оранки на фоні одинарної норми добрив запаси у тридцятисантиметровому шарі збільшувалися порівняно з неудобреним варіантом на 7,0 і на фоні полуторної на 12,7%; за плоскорізного обробітку відповідно на 6,1 і 16,5 %; за комбінованого – при внесенні одинарної норми добрив запаси гумусу майже не зменшувалися.

Запаси активного і пасивного гумусу змінювалися за різних систем обробітку і добрив. Встановлено, що добрива сприяли збільшенню запасів активного гумусу і зменшенню пасивного за всіх систем обробітку. При застосуванні оранки на фоні одинарної норми добрив запаси активного гумусу збільшувалися порівняно з неудобреним варіантом у 2,3, на фоні полуторної норми – 2,7 рази. Проте запаси пасивного гумусу зменшувалися на 24,5 і 26,1 %.

За плоскорізного обробітку запаси активного гумусу на варіанті, де вносили одинарну норму добрив, порівняно з неудобреним, були більші у 2,2, а при полуторній нормі у 2,6 рази. Запаси пасивного гумусу були менші порівняно з контролем на 28,2 і 24,7 %.

При застосуванні комбінованого обробітку активний гумус на варіанті, де вносили добрива, був вищий у 2,2 рази порівняно з неудобреним варіантом, і при внесенні полуторної норми у 2,3. Вміст пасивного гумусу зменшувався відповідно на 30,4 і 34,5 %.

Довгострокове використання добрив істотно впливає на склад колоїдного гумусу. Під впливом добрив співвідношення між активним і пасивним гумусом більше змінюється в сторону збільшення активної форми. Найкраще співвідношення між активним і пасивним гумусом утворилося на варіантах з полуторною нормою добрив. Це співвідношення становило 0,9-1,1.

Найбільший вміст водорозчинного гумусу спостерігався за плоскорізного обробітку на фоні полуторної норми добрив. Його вміст більший порівняно з оранкою на 0,026 і комбінованим обробітком на 0,018 %. Добрива також сприяли накопиченню вмісту водорозчинного гумусу у шарі 0-30 см: на оранці при внесенні одинарної норми добрив порівняно з контролем на 0,01 і при полуторній нормі добрив на 0,012 %; за плоскорізного обробітку на 0,01 і 0,016 % і за комбінованого відповідно на 0,008 і 0,012 %.

Спостерігалася сезонна динаміка водорозчинного гумусу: найменший вміст виявлений на початку вегетації озимого жита – в квітні на оранці в шарі 0 – 30 см він складав 0,025 на контролі, при внесенні одинарної норми добрив – 0,037 і при полуторній нормі добрив – 0,038 %. За плоскорізного обробітку відповідно 0,047, 0,058 і 0,063 %, а за комбінованого – 0,035, 0,044 і 0,048 %. В період інтенсивного росту коренів озимого жита, в червні було виявлено найбільшу кількість водорозчинного гумусу. При цьому на оранці вона становить в залежності від добрив 0,033, 0,041 і 0,043 %, за плоскорізного обробітку – 0,055, 0,062 і 0,067%, і за комбінованого відповідно 0,039, 0,046 і 0,049%.

Однак, у вересні вміст водорозчинного гумусу зменшувався. За плоскорізного обробітку на фоні одинарної і полуторної норм добрив вміст підвищувався порівняно з червнем на 1,6 і 6,0 %.

Вміст суми гумінових кислот за плоскорізного і комбінованого обробітку збільшувався порівняно з оранкою відповідно на 6,1 і 2,5%. За плоскорізного обробітку порівняно з оранкою на фоні одинарної норми добрив сума ГК зменшувалася на 0,3 %, проте ця різниця була не суттєвою, а за комбінованого обробітку вміст ГК зменшувався порівняно з полицевим обробітком на 1,4 % (рис.).

Сума ФК за плоскорізного і комбінованого обробітку порівняно з оранкою на неудобрених ділянках, була вищою на 1,8 і 2,2 %. За плоскорізного обробітку на фоні одинарної норми добрив ця сума порівняно з оранкою зменшувалася на 8, проте за комбінованого обробітку підвищувалася на 1,2 %, однак ця різниця була несуттєвою. Те саме спостерігалося при внесенні полуторної норми добрив.

На всіх варіантах обробітку і за різного удобрення грунту переважає гуматно-фульватний тип гумусу. Однак, за плоскорізного обробітку на фоні одинарної і полуторної норм добрив переважає фульватно-гуматний тип гумусу (1,03 і 1,11).

За плоскорізного обробітку запаси енергії в гумусі (шар 0-30 см) порівняно з оранкою на контролі були вищі на 1,6, а за комбінованого зменшувалися на 0,9?102; при внесенні одинарної норми добрив підвищувалися на 1,4 і зменшувались на 3,3?102; при полуторній нормі відповідно – 3,2 і 5,5 ?102.

Рис. Зміна групово-фракційного складу гумусу дерново-підзолистих ґрунтів за різних систем обробітку і добрив

Баланс гумусу в зерно-льоно-картопляній сівозміні

Розрахунки балансу гумусу за методами Г.Я.Чесняка, О.М.Ликова, О.Г.Тараріко і М.Г.Лобаса свідчать про невдосконалення методик (табл. 3). За методами Г.Я.Чесняка і О.Г.Тараріко, М.Г.Лобаса він позитивний, а за Ликовим від’ємний. Зменшення показників балансу пов’язано з тим, що у другій ротації сівозміни врожайність культур зменшується, оскільки почали вносити менше добрив.

Таблиця 3 - Середньорічний баланс гумусу (т/га) в дерново-підзолистому ґрунті в зерно-льоно-картопляній сівозміні Полісся, 1982 – 2001 рр

Система обробітку грунту | Норма добрив* | Метод

О.М.Ликова | Методика розрахунку за

О.Г.Тараріко | Метод

Г.Я.Чесняка

І ротація сівозміни

Оранка на 18-20 см | Без добрив | -0,98 | -0,4 | -0,26

Одинарна | -0,64 | 0,34 | 0,48

Полуторна | -0,45 | 0,56 | 0,71

Плоскорізний на 18-20 см | Без добрив | -1,10 | -0,28 | -0,19

Одинарна | -0,75 | 0,43 | 0,53

Полуторна | -0,57 | 0,66 | 0,76

Комбінований на 18-20 см | Без добрив | -1,05 | -0,32 | -0,48

Одинарна | -0,70 | 0,41 | 0,53

Полуторна | -0,52 | 0,61 | 0,73

ІІ ротація сівозміни

Оранка на 18-20 см | Без добрив | -0,78 | -0,7 | -0,56

Одинарна | -0,69 | -0,04 | 0,10

Полуторна | -0,49 | 0,22 | 0,30

Плоскорізний на 18-20 см | Без добрив | -0,92 | -0,57 | -0,48

Одинарна | -0,82 | 0,09 | 0,19

Полуторна | -0,62 | 0,34 | 0,44

Комбінований на 18-20 см | Без добрив | -0,82 | -0,66 | -0,54

Одинарна | -0,73 | -0,01 | 0,12

Полуторна | -0,55 | 0,26 | 0,38

*Одинарна норма добрив – І ротація сівозміни – 13,3 т гною+N46P51K62, ІІ ротація – 8,9 т гною + N30P35K43 на гектар сівозмінної площі

Полуторна норма добрив –І ротація сівозміни - 17,8 т гною + N65P77K93, ІІ ротація - 13,3 т гною+N46P51K62 на гектар сівозмінної площі

Порівняння методів розрахунку балансу гумусу (Г.Я.Чесняка, О.М.Ликова, О.Г.Тараріко і М.Г.Лобаса) свідчать, що найдоцільніша є методика Г.Я.Чесняка, оскільки, з існуючих рекомендацій для бездефіцитного балансу гумусу в ґрунтах Полісся необхідно вносити 18 т гною на гектар сівозмінної площі, що в теперішній час є проблематичним.

Проте, метод Г.Я.Чесняка на нашу думку дає більш ймовірні результати, оскільки, методика О.М.Ликова розроблена для дерново-підзолистих важкосуглинкових ґрунтів Московської області і тому на глинисто-піщаних різновидах дає занижені величини.

Розрахунки за формулою О.Г.Тараріко, М.Г.Лобаса свідчать про ще менші величини балансу чим за методикою Г.Я.Чесняка, тому що за даної методики враховуються втрати гумусу внаслідок дефляції.

Активність окисно-відновних ферментів і коефіцієнт накопичення гумусу за різних систем обробітку і добрив

Система обробітку і добрива мали неоднаковий влив на активність окисно-відновних ферментів. Спостерігався вплив гідротермічних умов в період проведення досліджень. Плоскорізний обробіток сприяв підвищенню активності поліфенолоксидази на варіанті без добрив порівняно з оранкою у шарі 0-10 см на 6,9, а з комбінованим на 10,3 %; при внесенні одинарної норми добрив відповідно на 13,7 і 9,7 %; при полуторній нормі – на 5,5 і 4,1 %. Аналогічна закономірність підвищення активності поліфенолоксидази спостерігалася і в підорному шарі.

Добрива підвищували активність поліфенолоксидази: при оранці на фоні одинарної норми добрив у шарі 0-30 см на 12 і на фоні полуторної на 26 % порівняно з варіантом без добрив відповідно на 19 і 21 %; за комбінованого – на 11 і 16 %.

За плоскорізного обробітку на варіанті без добрив активність пероксидази порівняно з оранкою в шарі 0-10 см була однаковою, а за комбінованого зростала на 3,3 %; при внесенні одинарної норми добрив вона відповідно підвищувалася на 0,9 і 5,2 %; при полуторній нормі – за плоскорізного обробітку зменшувалася на 3,4, а за комбінованого – збільшувалася на 4,8 %. Аналогічна залежність спостерігалася і в нижніх шарах оброблюваного грунту.

Добрива підвищували активність пероксидази: при оранці на фоні одинарної норми у шарі 0-30 см цей показник знизився на 0,6 і на фоні полуторної – підвищився на 2,6 % порівняно з неудобреним варіантом; за плоскорізного обробітку активність зросла на 1,7 і 2,0 %; за комбінованого відповідно на 3,4 і 4,0%. Проте, ця різниця не перевищувала 5%, отже вона була не суттєвою.

Плоскорізний обробіток сприяв підвищенню коефіцієнта накопичення гумусу. В шарі 0-30 см без внесення добрив за такого обробітку порівняно з оранкою підвищувався цей показник на 7,7 і за комбінованого – на 10 %; на фоні одинарної норми добрив відповідно на 12,7 і 3,7 %; на фоні полуторної за плоскорізного обробітку підвищувався на 4,8, а за комбінованого залишився без змін.

Зв’язок між факторами гумусного стану і врожайністю озимого жита

Між показниками, які досліджувалися, спостерігалася кореляційна залежність (r = 0,7-0,9). Найвища кореляція була між показниками: активного і водорозчинного гумусу, врожайністю озимого жита і загального гумусу, а також врожайністю озимого жита і водорозчинного гумусу за всіх систем обробітку. Коефіцієнт кореляції становив r = 0,92-0,99.

Між вмістом активного і пасивного гумусу існувала протилежна кореляційна залежність (r = -0,95-0,99). Це викликано тим, що чим вищий вміст активного гумусу, тим менше пасивного.

Між показниками активного і загального гумусу, активного і водорозчинного гумусу, а а також врожайністю озимого жита і вмістом гумусу, врожайністю озимого жита і водорозчинного гумусу рівняння регресії виведене не було, оскільки модель неадекватна експериментальним даним.

АГРОНОМІЧНА І ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ТЕХНОЛОГІЙ ВИРОЩУВАННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

Плоскорізний обробіток підвищував врожайність озимого жита на 0,4-2,5 ц/га порівняно з оранкою. За комбінованого обробітку врожайність зменшувалася на 0,8 - 2,3 ц/га, однак при внесенні полуторної норми добрив – N30Р45К60 вона не змінювалася (табл. 4).

Таблиця 4 - Врожайність озимого жита (ц/га) за різних систем обробітку і добрив

Система обробітку | Норма добрив | Рік спостережень | Серед-

нє | Приріст ц/га, від

1999 | 2000 | 2001 | добрив | обробіт-ку

Оранка по оранці на 18-20 см | Без добрив | 16,6 | 16,9 | 17,1 | 16,9 | - | -

N20Р30К40 | 25,3 | 26,6 | 24,9 | 25,6 | +8,7 | -

N30Р45К60 | 26,0 | 26,8 | 25,8 | 26,2 | +9,3 | -

Плоскорізний по плоскорізному на 18-20 см | Без добрив | 17,8 | 16,9 | 17,1 | 17,3 | - | +0,4

N20Р30К40 | 28,0 | 27,9 | 28,5 | 28,1 | +10,8 | +2,5

N30Р45К60 | 29,0 | 28,3 | 28,7 | 28,7 | +11,4 | +2,5

Комбінований по плоскорізному на 18-20 см | Без добрив | 16,6 | 15,8 | 16,0 | 16,1 | - | -0,8

N20Р30К40 | 23,6 | 22,9 | 23,5 | 23,3 | +7,2 | -2,3

N30Р45К60 | 27,3 | 25,4 | 26,3 | 26,3 | +10,2 | +0,1

НІР0,5, ц/га обробіток | 1,25 | 1,36 | 1,34

удобрення | 4,76 | 4,81 | 4,89

Добрива давали суттєвіший приріст врожайності, ніж система обробітку. При оранці на фоні одинарної норми добрив N20Р30К40 він склав 8,7, а на фоні полуторної N30Р45К60 – 9,3 ц/га, що порівняно з контролем вище на 51,5 і 55,0 %. За плоскорізного обробітку приріст становив 10,8 і 11,4 ц/га, тобто на 62,4 і 65,9 % більше порівняно з неудобреним варіантом, а за комбінованого відповідно на 7,2 і 10,2 ц/га порівняно з контролем або на 44,7 і 63,3 % більше.

Плоскорізний обробіток на фоні добрив сприяв більшому накопиченню вмісту крохмалю в зерні озимого жита на 4,6 % порівняно з оранкою і на 4,7 % порівняно з комбінованим обробітком.

Економічний аналіз показав, що плоскорізний обробіток підвищував рівень рентабельності та знижував собівартість продукції порівняно з оранкою і комбінованим обробітком, що особливо проявлялось на фоні добрив.

Висновки

1. В процесі сільськогосподарського використання в дерново-підзолистих глеюватих ґрунтах відбуваються зміни. Довгострокове використання технологій вирощування сільськогосподарських культур змінює основні фізико-хімічні показники ґрунту порівняно з перелогом (18 років). Так при оранці кислотність грунту зменшується на 0,6, а за плоскорізного обробітку збільшується на 0,1 одиницю порівняно з перелогом. При застосуванні оранки і плоскорізного обробітку зменшується гідролітична кислотність на 0,07-0,48, сума увібраних основ на 0,40-0,69 мг-екв на 100 г грунту, а також ступінь насичення основами на 3,3 - 3,4 % порівняно з перелогом.

2. Довгострокове використання систем обробітку в поєднанні з органічними і мінеральними добривами сприяють підвищенню вмісту і запасів гумусу порівняно з варіантами, де добрив не вносили. Плоскорізний обробіток сприяє накопиченню гумусу на 0,07-0,21 % і збільшує його запаси порівняно з комбінованим і оранкою на 4.2 - 9,8 т/га.

3. Застосування різних систем обробітку та внесення одинарної і полуторної норм добрив порівняно з контролем розширяють співвідношення між гуміновими і фульвокислотами, сприяють зменшенню суми ФК і збільшенню суми ГК. Фульватно-гуматний тип гумусу створюється за плоскорізного обробітку на фоні одинарної і полуторної норм добрив ( Сгк:Сфк = 1,03 і 1,11).

4. Довгострокове застосування систем обробітку на фоні добрив сприяє підвищенню запасів активного гумусу і зменшує запаси пасивного порівняно з контролем. Найбільші його запаси утворюються за плоскорізного обробітку при внесенні полуторної норми добрив – 44,6 т/га.

5. Ґрунтозахисні технології збільшують вміст водорозчинного гумусу на 0,016 – 0,024 % абсолютних, сприяють накопиченню запасів енергії в гумусі на 0,9 – 5,5Ч102 млн ккал/га.

6. Плоскорізний обробіток сприяє утворенню позитивного балансу гумусу порівняно з оранкою і комбінованим обробітком за рахунок зменшення інтенсивності мінералізації і ерозійних втрат гумусу порівняно з іншими обробітками.

При розрахунку балансу гумусу найдоцільніша виявилась методика Г.Я.Чесняка. Наші розрахунки показують, що для виходу на бездефіцитний баланс гумусу треба вносити 18-20 т гною на гектар сівозмінної площі.

Методика Г.Я.Чесняка дає можливість імовірно оцінити гумусовий стан дерново-підзолистих грунтів, що підтверджується нашими розрахунками в стаціонарному досліді. З урахуванням відповідних коефіцієнтів (гуміфікації і мінералізації) її можна застосовувати в агрономічній практиці на дерново-підзолистих ґрунтах Полісся.

7. Активність окисно-відновних ферментів за роки досліджень залежала від гідротермічних умов, системи обробітку ґрунту і удобрення. Встановлено, що плоскорізний і комбінований обробіток при внесенні одинарної і полуторної норм добрив сприяли підвищенню активності поліфенолоксидази, зменшенню активності пероксидази і підвищенню коефіцієнта накопичення гумусу, що позитивно вливало на вміст і його запаси.

8. Доведено тісний кореляційний зв’язок між показниками гумусного стану і врожайністю озимого жита (r=0,7 – 0,9). Між вмістом активного і пасивного гумусу встановлена протилежна кореляційна залежність (r= – 0,9).

9. Технології, які базуються на безполицевому обробітку, сприяють підвищенню продуктивності сівозміни, в тому числі підвищують врожайність озимого жита порівняно з оранкою і плоскорізним обробітком на 2,5 ц/га.

10. Плоскорізний обробіток порівняно з оранкою і комбінованим обробітком підвищує чистий прибуток на 81,6 грн/га і рівень рентабельності на 28 %.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1.Для збереження родючості і підвищення рівня рентабельності при вирощуванны озимого жита на дерново-середньопідзолистих глеюватих глинисто-піщаних ґрунтах центрального Полісся використовувати ґрунтозахисні технології вирощування сільськогосподарських культур, які засновані на плоскорізному обробітку грунту на глибину 18 – 20 см.

2.При використанні ґрунтозахисних технологій для регулювання стану гумусу вносити на гектар сівозмінної площі полуторну норму добрив - 13,3 т/га гною + N46Р51К62.

3.При вирощуванні озимого жита застосовувати мінеральні добрива в нормі N30Р45К60.

Перелік праць, виданих за темою дисертації

1. Дацько Л.В., Тонха О.Л., Нестєров Г.І. Активність окисно-відновних ферментів і накопичення гумусу під впливом різних технологій вирощування сільськогосподарських культур // Науковий вісник Національного аграрного університету. – К., 2001, - Вип. 32. – С. 348-352. (виконана практична робота, узагальнено дані).

2. Дацько Л.В. Зміна активності окисно-відновних ферментів і накопичення гумусу в дерново-підзолистих грунтах під впливом технологій вирощування культур // Науковий вісник Національного аграрного університету. – К., 2001, - Вип. 37. – С. 73 - 76.

3. Дацько Л.В. Зміна стану гумусу дерново-підзолистих грунтів Полісся за різного сільськогосподарського використання // Вісник аграрної науки. – К., 2002. - №3. – С. 82-83;

4. Дацько Л.В. Зміна групово-фракційного складу гумусудерново-підзолистих грунтів за різних систем обробітку і добрив // Науковий вісник Національного аграрного університету. – К., 2002, - Вип. 50. – С. 69-72.

5. Гнатенко О.Ф., Петренко Л.Р., Капштик М.В., Вітвіцький С.В., Дацько Л.В. Ґрунтознавство з основами геології. Метод. вказівки. –К.: Видавничий центр НАУ, 2001. – 56 с. (аналіз та оформлення матеріалів).

6. Гнатенко О.Ф., Сірий А.І., Дацько Л.В., Сташкевич І.В. Наслідки деградації грунтів // Агрохімія і грунтознавство. Мідвідомч. темат. наук. збірник. Спеціальний випуск до 6 з’їзду УТГА. – Харків, 2002, – Кн. 3. – С. 44-45.

Дацько Л.В. “Зміна стану гумусу дерново-підзолистих грунтів Полісся за різного їх сільськогосподарського використання” – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.03 – агрогрунтознавство і агрофізика, Національний аграрний університет, Київ, 2002 рік.

Робота присвячена вивченню ґрунтозахисної технології вирощування озимого жита, яка базуються на плоскорізному обробітку грунту на глибину 18-20 см, на показники гумусного стану дерново-підзолистого глеюватого ґрунту.

Застосування плоскорізного обробітку стабілізує гумусний стан, тобто підвищує вміст і запаси гумусу, покращує його якісний склад, гумус стає більш активним, що характерно для окультурених дерново-підзолистих ґрунтів, а також збільшуються запаси енергії в ньому. Плоскорізний обробіток забезпечує приріст врожайності озимого жита і зменшує собівартість вирощування, підвищує рівень рентабельності. В господарствах центрального Полісся рекомендується при вирощуванні озимого жита застосовувати плоскорізний обробіток.

Ключові слова: обробіток ґрунту, показники гумусного стану, окисно-відновні ферменти, коефіцієнт накопичення гумусу, врожайність.

Дацько Л.В. “Изменение состояния гумуса дерново-подзолистых почв Полесья при разном их сельскохозяйственном использовании” – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности – 06.01.03 – агропочвоведение и агрофизика, Национальный аграрный университет, Киев, 2002 год.

Диссертация посвящена изучению влияния почвозащитной технологии выращивания озимой ржи, которая базируется на плоскорезной обработке почвы на глубину 18-20 см, на показатели гумусного состояния дерново-среднеподзолистой глинисто-песчаной глееватой почвы на морене.

Исследования проводились на стационарном полевом опыте в Институте сельского хозяйства Полесья Коростенского района Житомирской области. Почвенный покров территории сельскохозяйственного предприятия типичный для района проведения исследований.

При длительном использовании дерново-подзолистых почв изменяются физико-химические свойства сравнительно с залежью (18 лет). При вспашке кислотность почвы уменьшается на 0,6, а по плоскорезной обработке повышается на 0,1 единицу. При использовании вспашки и плоскорезной обработки уменьшается гидролитическая кислотность на 0,07-0,48, сумма поглощенных оснований на 0,40-0,69 мг-екв на 100 г почвы, а также степень насыщения основаниями на 3,3 - 3,4 % сравнительно с залежью.

Длительное использование систем обработок на фоне минеральных и органических удобрений способствует повышению содержания и запасов гумуса в сравнении с вариантами, где удобрений не вносили. Плоскорезная обработка способствует накоплению гумуса в слое 0 – 30 см до 1,86 % и повышает его запасы в сравнении с вспашкой и комбинированной до 88,9 т/га, а также содержание водорастворимого гумуса до 0,061 %, способствует накоплению запасов энергии в гумусе до 46?102 млн.ккал/га.

Применение разных систем обработок и внесение одинарной и полуторной нормы удобрений в сравнении с контролем повышает соотношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот: из гуматно-фульватного оно становится фульватно-гуматным. Фульватно-гуматный тип гумуса формируется по плоскорезной обработке на фоне удобрений (Сгк/Сфк = 1,03 и 1,11).

Длительное использование систем обработок на фоне удобрений способствует повышению запасов активного гумуса и уменьшает запасы пассивного в сравнении с контролем. Наибольшие запасы его формируются по плоскорезной обработке при внесении полуторной нормы удобрений – 44,6 т/га.

Активность окислительно-восстановительных ферментов зависела от гидротермических условий, систем обработки почвы и удобрений. Установлено, что плоскорезная и комбинированная обработка на фоне одинарной и полуторной норм удобрений способствовали уменьшению активности пероксидазы и повышению активности полифенолоксидазы, а