НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Роспутний Олександр Дмитрович

УДК 631.8.032.61:633.15 (477)

ВПЛИВ ЗАСТОСУВАННЯ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ НА АГРОХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ЛУЧНО-ЧОРНОЗЕМНОГО ГРУНТУ ТА ПРОДУКТИВНІСТЬ КУКУРУДЗИ НА СИЛОС В УМОВАХ ПІВНІЧНОЇ ЧАСТИНИ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.04 – агрохімія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України

Науковий керівник:

доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН Городній Микола Михайлович, Національний аграрний університет, завідувач кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О. І. Душечкіна

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент УАЕН Дегодюк Едуард Григорович, Інститут землеробства УААН, головний науковий співробітник відділу агрохімії та фізіології рослин

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Купчик Віктор Іванович, Білоцерківський державний аграрний університет, доцент кафедри агрохімії та грунтознавства

Провідна установа:

Інститут агроекології та біотехнології, відділення агроекології, Українська академія аграрних наук, м. Київ

Захист відбудеться “25 лютого 2003 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, 13, навчальний корпус 4, к. 41.

Автореферат розісланий “24” січня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Балабайко В.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Кукурудза має високий потенціал врожайності зерна та зеленої маси, проте сучасні технології не забезпечують максимальну реалізацію біологічних можливостей кукурудзи в умовах її вирощування. Фактична врожайність силосної маси цієї культури значно відстає від її потенційних можливостей. Тому важливо використовувати з максимальною ефективністю всі фактори інтенсифікації її вирощування, в тому числі створення зональних технологій вирощування оптимальних по структурі та фотосинтетичній активності посівів, раціональний водний та поживний режими ґрунту та інші елементи технології, що забезпечують краще засвоєння кукурудзою сонячної радіації і формуванню максимальної кількості сухої речовини.

Система удобрення основних сільськогосподарських культур, в тому числі кукурудзи на силос, на сьогоднішній день достатньо вивчена і добре висвітлена в роботах вітчизняних і зарубіжних вчених (Горшков П.O., Минєєв В.Г., Власюк П.A., Weilaid R.T., Rithie S.W., Hanwey J.J.)

Проте нові економічні відносини і цінова політика на добрива в умовах земельної реформи на селі вимагають пошуку раціональних шляхів з вигодою для виробника та при забезпеченні розширеного відтворення родючості ґрунтів.

Зокрема, при недостатньому забезпеченні сільськогосподарського виробництва мінеральними добривами, особливо актуальним є питання впливу незбалансованого живлення на поживний режим ґрунту, його біологічну активність та формування врожаю.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. В дисертаційну роботу ввійшли дослідження автора, виконані на агрономічній дослідній станції Національного аграрного університету згідно науково-технічних тем: “Оптимізація живлення рослин та біоконверсія відходів” (державний реєстраційний номер 0198U007253) та “Агроекологічне обґрунтування та агрохімічне забезпечення використання добрив на лучно-чорноземних ґрунтах північної частини Лісостепу України” (державний реєстраційний номер 0100U002832).

Мета та завдання досліджень. Мета роботи полягає у вивченні впливу тривалого застосування добрив на агрохімічні агрофізичні та фізико-хімічні показники лучно-чорноземного ґрунту та продуктивність кукурудзи на силос в зерно-буряковій сівозміні в Північному Лісостепу України.

Відповідно до мети вирішувались такі завдання:

-

-

-

-

Об’єкт досліджень: агрохімічні та агрофізичні процеси лучно-чорноземного карбонатного крупнопилувато-легкосуглинкового ґрунту та окремі фізіолого-біохімічні процеси в рослинах кукурудзи, характер і їх зміна при тривалому застосуванні мінеральних добрив.

Предмет досліджень: агрохімічні, агрофізичні, фізико-хімічні та мікробіологічні показники лучно-чорноземного карбонатного ґрунту при тривалому застосуванні добрив та фізіолого-біохімічні показники (фотосинтетична продуктивність посівів та якість продукції) при вирощуванні кукурудзи на силос.

Методи досліджень: польовий тривалий дослід, лабораторні (хімічні та фізико-хімічні) методи досліджень, економічний, енергетичний та статистичний аналіз.

Наукова новизна полягає у виявленні закономірностей впливу повного і незбалансованого удобрення на поживний режим ґрунту і формування урожайності і якості кукурудзи, що вирощували на силос та встановленні оптимальних параметрів ґрунтового живлення рослин.

Практичне значення результатів. Отримані дані можуть бути використані для розробки системи удобрення кукурудзи на силос на лучно-чорноземних карбонатних ґрунтах північної частини Лісостепу України. Внесення добрив у сівозміні на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті сприяє отриманню стабільних врожаїв високої якості кукурудзи на силос на варіанті з N120P90K90 на фоні післядії 30 т/га гною.

Особистий внесок здобувача. Автор брав безпосередню участь у розробці програми досліджень, закладенні польових дослідів, узагальненні літературних даних, виконанні лабораторних аналізів та їх опрацюванні. Основні висновки та наукові положення зроблені дисертантом. Частка участі автора у дослідженнях становить 85%.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень щорічно доповідались на засіданнях кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. Душечкіна О.І.; представлялись на міжнародній конференції “Гуминовые удобрения и их влияние на повышение урожайности с.- х. культур” (м. Рязань- 2001), на Всеукраїнській конференції молодих вчених аграріїв (Київ-2001) та на конференції викладацького складу факультету агрохімії та ґрунтознавства в 2002 році.

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 5 статей у наукових виданнях, 3 з них одноособові.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 9 розділів, висновків, практичних рекомендацій та додатків. Викладена на 151 сторінках машинописного тексту, включає 45 таблиць, 7 рисунків. Список використаної літератури включає 200 найменувань, з них 13 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступній частині обґрунтовано необхідність виконання роботи на сучасному етапі розвитку сільськогосподарської науки, визначено наукову новизну, мету і основні завдання, доведено практичну цінність досліджень, задекларовано особистий внесок та наведено структуру і обсяг дисертації.

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

Умови живлення є одним із основних факторів, за допомогою яких можна регулювати продуктивність та якість сільськогосподарських культур, зокрема, кукурудзи на силос. (Горшков П.А., Дегодюк Е.Г., Томашевський Д.Ф.) Біологічні особливості кукурудзи зумовлюють певну реакцію на різні види та норми добрив. (Минєєв В.Г., Лебедєв С.І., Ларін О.П., Нікітішин В.І.) При створенні оптимальних умов живлення для рослин кукурудзи можливо отримувати сталі врожаї цієї культури з високими показниками якості, а також підтримувати родючість ґрунту на високому рівні.

УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводили в 1999-2002 р. на агрономічній дослідній станції Національного аграрного університету в довготривалому польовому досліді (з 1956 р.) кафедри агрохімії та якості сільськогосподарської продукції, у Васильківському районі Київської області.

Дослідження проводили за схемою: 1. Контроль (без добрив); 2. 30 т/га гною, післядія першого року – фон; 3. фон+Р90; 4. фон + Р90 К90; 5. фон + N120 Р90 К90; 6 . фон + N180 Р135 К135; 7. N120 Р90 К90.

Метеорологічні умови за роки проведення досліджень були різними. Слід виділити роки з підвищеними температурами (1999) і роки, які майже не відрізнялись за температурним режимом від середньобагаторічних значень (2000-2002). Щодо суми розподілу атмосферних опадів - сприятливими для кукурудзи виявились 2000-2002 роки, посушливим –1999 рік.

Дослід закладено в трикратному повторенні. Площа посівної ділянки становить 175, облікової – 100м2 з систематичним розміщенням варіантів. Аміачну селітру (34,5%), простий гранульований суперфосфат (19,5%), калійну сіль (40%), вносили під основний обробіток ґрунту. Посів кукурудзи проводився у першу декаду травня насінням гібриду Одеський-80МВ. Використовували загальноприйняту для цієї зони агротехніку. Попередник – цукрові буряки, під які вносили N130P165K160 на фоні 30 т/га гною.

Зразки ґрунту для визначення основних елементів живлення відбирали з глибини 0-25 та 25-50 см в такі періоди та фази росту та розвитку рослин кукурудзи: до сходів, 4-5 листків, 9-10 листків, викидання волотей, молочно-воскова стиглість.

Визначення щільності ґрунту та його капілярної вологоємності проводили за допомогою бурових стаканів, щільності твердої фази - пікнометричним методом, сума ввібраних основ - методом Каппена-Гільковіця. Ці показники визначали на початку вегетації кукурудзи ( в фазі 4-5 листків) та під час збирання ( в фазу молочно-воскової стиглості). Зразки відбирали в шарах 0-10, 10-20, 20-30 см.

Чисельність мікроорганізмів основних еколого-трофічних груп визначали методом посіву ґрунтової суспензії на агаризовані поживні середовища, а саме – кількість органотрофів визначали на м’ясо-пептонному агарі; бактерій, що засвоюють мінеральний азот – на крохмалево-амонійному агарі; педотрофних бактерій – на ґрунтовому агарі, гуматорозкладаючих мікроорганізмів – на середовищі з гуміновою кислотою. Щільність заселення ґрунту азотобактером вивчали методом розкладання грудочок ґрунту на середовищі Ешбі.

Загальну адсорбційну та робочу поверхню кореневої системи визначали в фазу викидання волотей, за методом Сабініна і Колосова.

Площу листкової поверхні визначали методом висічок, чисту продуктивність фотосинтезу (ЧПФ) розраховували за Нечипоровичем. Суху речовину визначали термогравіметричним методом. Вміст нітратів - за допомогою іонселективних електродів, “сирого” протеїну - прискореним методом, “сирої” клітковини - за методом Генеберга і Штомана, сирої золи - після сухого озолення наважки. Вміст елементів живлення в рослинах визначали після мокрого озолення: азоту - за допомогою реактиву Несслера, фосфору – колориметрично за методом Деніже в модифікації Левицького та калію на полуменевому фотометрі. Рухливість фосфору та калію в ґрунті визначали у фазу 9-10 листків (критичний період в потребі води та елементів живлення) за методикою ЦІНАО, описаною в “Методических указаниях по определению степени подвижности фосфора и калия в почвах”, 1987.

За дату настання чергової фази розвитку приймали день, коли 75% рослин вступали в неї. Рослини для лабораторних аналізів відбирали в фази: 4-5 листків, 9-10 листків, викидання волотей та молочно-воскової стиглості.

Для визначення закономірностей сорбції міді ґрунтом та поглинання її рослинами було проведено лабораторний дослід. Загальний вміст міді в рослинах визначали – після сухого озолення на приладі М ХА-1000-5. Розробка моделей родючості лучно-чорноземного карбонатного легкосуглинкового ґрунту проводилась згідно “Методических указаний по моделированию почв высокого плодородия” (Носко Б.С. Харьків, 1982) .

Енергетичну оцінку технології вирощування кукурудзи та застосування добрив було виконано згідно методичних рекомендацій “Енергетична оцінка систем землеробства і технологій вирощування культур” (Тараріко Ю.О., Несмашна О.Є., Глущенко Л.Д). Математичну обробку проводили методом дисперсійного аналізу за Б.О. Доспєховим (1985р.).

ВПЛИВ ТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ НА АГРОХІМІЧНІ, АГРОФІЗИЧНІ ТА ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ЛУЧНО-ЧОРНОЗЕМНОГО ҐРУНТУ

Щільність ґрунту на початку вегетації кукурудзи знаходилась в межах 1,11 – 1,19 г/см3, з подальшим збільшенням до 1,36 та 1,41см3 у варіантах контроль та N120P90K90. ( табл. 1). Загальна пористість на початку вегетації була задовільною в усіх варіантах (за класифікацією Качинського). При її закінченні у варіантах без внесення добрив та з застосуванням тільки мінеральних добрив встановлені незадовільні інтервали - 48,3 та 47, 3 % відповідно.

Встановлено, що тривале застосування добрив несуттєво впливло на кількість пор ґрунту, проте на їх питому масу різного розміру цей вплив виявлявся в значних межах.

Таблиця 1.

Вплив застосування добрив на щільність ґрунту, загальну пористість та капілярну вологоємність лучно-чорноземного ґрунту (1999-2002 рр.)

Варіант досліду | Глибина відбору | Щільність | Загальна пористість, | Капілярна вологоємкість,

зразків, | ґрунту, | % | %

см | г/см3  

05.06 | 20.08 | 05.06 | 20.08 | 05.06 | 20.08

Без добрив

(контроль) | 0-10 | 1,17 | 1,30 | 54,7 | 48,3 | 24,3 | 22,4

10-20 | 1,15 | 1,36 | 55,5 | 47,9 | 22,3 | 21,1

20-30 | 1,18 | 1,38 | 55,3 | 48,7 | 21,9 | 18,8

Фон-30т/га гною-

післядія  |

0-10 | 1,11 | 1,26 | 57,2 | 51,3 | 28,3 | 24,1

10-20 | 1,12 | 1,28 | 57,1 | 51,1 | 24,4 | 22,9

20-30 | 1,11 | 1,34 | 57,4 | 48,9 | 24,1 | 23,8

Фон+N120K90P90 | 0-10 | 1,15 | 1,29 | 55,5 | 50,3 | 28,4 | 24,6

10-.20 | 1,13 | 1,30 | 57,3 | 50,4 | 26,5 | 23.1

20-30 | 1,12 | 1,33 | 57,6 | 49,1 | 24,1 | 22,2

N120K90P90 | 0-10 | 1,13 | 1,34 | 56,2 | 48,4 | 24,8 | 21,7

10-20 | 1,15 | 1,37 | 55,9 | 47,3 | 22,3 | 19.8

20-30 | 1,19 | 1,41 | 55,1 | 46,4 | 22,2 | 18.9

У варіантах із внесенням органо-мінеральних та органічних добрив величина капілярної вологоємності помітно перевищувала аналогічну за умови внесення лише мінеральних (табл. 1). В кінці вегетації цей показник знизився у всіх варіантах, що обумовлено ущільненням ґрунту.

Вплив систематичного використання гною і мінеральних добрив впродовж 47 років існування тривалого досліду наклало певний відбиток на розподіл увібраних основ. У контролі цей показник складав 27 мг – екв на 100 г ґрунту, у варіантах з післядією гною та виключенням NK за 47 років ведення досліду підвищився на 7%, при використанні одинарної дози добрив до 23%. Зменшення суми увібраних основ спостерігалось у варіанті з застосуванням тільки мінеральних добрив, де вона була на 3% більша ніж у контролі.

Визначення вмісту гумусу показало, що його нагромадження мало чітку залежність від внесення добрив. Найменш істотні зміни в його вмісті спостерігали при незбалансованому використанні добрив (при виключенні NK та на чисто мінеральній системі удобрення, де вміст гумусу коливався від 4,01 до 4,07%, а при помірній органо-мінеральній системі удобрення досягав 4,31%. У варіанті фон+N180P135K135 спостерігали тенденцію до дегуміфікації порівняно з помірним удобренням на 0,05%.

Таблиця 2.

Вплив застосування добрив на суму увібраних основ, рН ґрунту та вміст гумусу лучно-чорноземного карбонатного ґрунту

Варіант досліду | Глибина, см | рН н2о | Сума увібраних основ | Вміст гумусу,%

(1999-2001рр.)

мг-екв на 100г

2000-2001рр.

Без добрив (контроль) | 0-25 | 8,0 | 27,3 | 3,96

25-50 | 8,2 | 26,1 | 3,68

Фон-30т/га гною -

післядія | 0-25 | 8,0 | 29,0 | 4,01

25-50 | 8,1 | 27,1 | 3,76

Фон+Р90 |

0-25 | 7,9 | 29,0 | 4,07

25-50 | 8,1 | 27,4 | 3,71

Фон+Р90К90 |

0-25 | 7,8 | 30,3 | 4,19

25-50 | 8,0 | 27,7 | 3,72

Фон+N120K90P90 |

0-25 | 7,8 | 33,4 | 4,31

25-50 | 8,0 | 32,5 | 3,82

Фон+N180P135K135 |

0-25 | 7,7 | 34,9 | 4,26

25-50 | 7,9 | 32,4 | 3,80

N120K90P90 |

0-25 | 7,7 | 28,2 | 4,01

25-50 | 7,9 | 26,6 | 3,65

Наведені результати досліджень свідчать про те, що застосування добрив значно підвищує вміст рухомих форм фосфору в лучно-чорноземному карбонатному ґрунті. Найбільша кількість рухомого фосфору спостерігається в фазу 4-5 листків і має тенденцію до зниження протягом вегетації. Протягом періоду вегетації найвищий його вміст спостерігався у варіантах з N120Р90К90 та N180P135R135 на фоні післядії гною і становив відповідно 36,8 та 38,7 мг/кг на початку вегетації та 27,2; 28,2 в кінці. За умов відсутності добрив в контролі (47 років), цей показник становив 16,4 та 11,1 мг/кг відповідно.

Ґрунт дослідної ділянки відзначався низьким вмістом калію. Отже, можливо прогнозувати високу ефективність внесення калійних добрив. Отримані результати свідчать про те, що калій поглинається рослинами кукурудзи особливо інтенсивно на початку вегетації та при закладанні генеративних органів. В кінці цей процес значно гальмується (табл. 3).

Вміст обмінного калію фазу 4-5 листків у варіанті фон+N120P90K90 становив 80,2 мг/кг, при показнику в контролі 63,3 мг/кг. Сумісне застосування азотних, фосфорних та калійних добрив на фоні післядії гною (фон+N120P90K90) збільшувало вміст обмінного калію – на 8,8 мг/кг в порівнянні з варіантом фон + Р90 та на 2,1 мг/кг з вараінтом фон + Р90K90 в фазу 4-5 листочків.

До кінця вегетації вміст обмінного калію зменшувався в усіх варіантах, що обумовлено інтенсивним поглинанням його рослинами кукурудзи (табл. 3).

Таблиця 3.

Вплив застосування добрив на динаміку рухомого фосфору та обмінного калію в лучно-чорноземному карбонатному ґрунті, 1999-2001 рр. мг/кг

Варіант досліду | Фаза росту та розвитку рослин

4-5 листків | 9-10 листків | Викидання волоті | Молочно-воскова стиглість

Р2О5 | К2О | Р2О5 | К2О | Р2О5 | К2О | Р2О5 | К2О

0-25см

Без добрив (контроль) | 16,4 | 63,3 | 15,5 | 61,5 | 12,6 | 58,3 | 11,1 | 56,2

Післядія 30 т/га гною – фон | 18,8 | 66,5 | 16,8 | 65,4 | 13,4 | 61,2 | 12,2 | 57,2

Фон + Р90 | 29,5 | 71,4 | 27,1 | 69,9 | 24,9 | 62,4 | 22,3 | 59,1

Фон + Р90 К90 | 34,3 | 78,1 | 31,9 | 72,8 | 26,4 | 63,5 | 24,4 | 60,0

Фон + N120Р90 К90 | 36,8 | 80,2 | 33,6 | 74,2 | 29,3 | 69,3 | 27,0 | 63,1

Фон + N180P135K135 | 38,7 | 88,3 | 35,9 | 80,4 | 30,7 | 74,3 | 28,2 | 69,6

N120Р90 К90 | 28,3 | 69,8 | 21,3 | 66,3 | 24,2 | 60,2 | 23,3 | 58,3

25-50см

Без добрив (контроль) | 10,9 | 57,6 | 10,5 | 54,3 | 8,9 | 46,2 | 8,20 | 42,3

Післядія 30 т/га гною – фон | 12,1 | 59,5 | 11,6 | 55,1 | 9,7 | 47,4 | 9,00 | 44,9

Фон + Р90 | 15,7 | 62,1 | 14,3 | 56,2 | 10,1 | 50,3 | 9,20 | 46,4

Фон + Р90 К90 | 20,9 | 63,3 | 18,8 | 58,9 | 15,5 | 52,4 | 14,0 | 49,6

Фон + N120Р90 К90 | 24,5 | 65,4 | 22,3 | 60,2 | 19,1 | 54,3 | 17,3 | 50,2

Фон + N180P135R135 | 26,6 | 66,3 | 24,6 | 61,8 | 19,7 | 55,7 | 17,9 | 51,3

N120Р90 К90 | 15,2 | 63,9 | 14,4 | 59,7 | 12,3 | 52,1 | 11,9 | 47,4

За вищезазначених умов цей показник може часто виступати фактором, що лімітує врожайність кукурудзи на силос. Рухливість калію в період 9-10 листків дуже відрізнялась як за роками так і за варіантами удобрення. У варіанті з N120Р90К90 на фоні післядії гною вона всередньому у 2,7 раза переважала показники контролю, у 2,3 рази – варіанту з післядією гною та у 1,5 раза варіант фон+Р90 (табл. 4).

Таблиця 4.

Вплив застосування добрив на рухливість калію в лучно-чорноземному карбонатному ґрунті, мг/л

Варіант досліду | Роки | середнє

1999 | 2000-2001

Без добрив (контроль) | 2,20 | 3,80 | 3,00

Післядія 30 т/га гною – фон | 3,00 | 4,00 | 3,50

Фон + Р90 | 4,40 | 6,00 | 5,20

Фон + Р90 К90 | 6,60 | 7,80 | 7,20

Фон + N120Р90 К90 | 6,80 | 9,60 | 8,20

Фон + N180P135К135 | 7,60 | 12,8 | 10,2

Рухливість калію на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті тісно корелює з урожайністю (r=0,87), рівняння регресії набуває такого вигляду: Y=374,4+49,5*X, де Y – урожай ц/га, а Х – рухомість калію мг/л ґрунту.

ВПЛИВ ДОБРИВ НА ЧИСЕЛЬНІСТЬ РІЗНИХ ГРУП МІКРООРГАНІЗМІВ У ЛУЧНО-ЧОРНОЗЕМНОМУ КАРБОНАТНОМУ ҐРУНТІ

Найбільш сприятливі умови для процесів синтезу-деструкції органічної речовини ґрунтовими мікроорганізмами склалися при помірній органо-мінеральній системі удобрення (фон +N120Р90К90), де активність органотрофних, педотрофних та амілолітичних мікроорганізмів наближалась до оптимуму, якщо порівнювати з контрольним варіантом, внесенням полуторної дози (фон +N180P135К135) і мінеральних добрив без післядії гною (N120Р90К90). Слід зауважити, що у цих варіантах (фон +N180P135К135 та N120Р90К90) чисельність амілолітичних мікроорганізмів, які засвоюють мінеральний азот, була в 1,5 раза вищою порівняно з одинарною дозою добрив на фоні післядії гною, що свідчить про посилення деградації органічної речовини і її мінералізацію. Ці процеси пояснюють те, що при зазначених дозах добрив спостерігалась тенденція до зниження вмісту гумусу в орному шарі.

ВПЛИВ ДОБРИВ НА ПОКАЗНИКИ РОСТУ ТА РОЗВИТКУ РОСЛИН

Тривале застосування добрив суттєво впливало на площу листової поверхні кукурудзи на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті (табл. 5). Внесення N120P90K90 на фоні післядії гною збільшувало площу листкової поверхні: на 55% у порівнянні з контролем, на 45% з фоном, на 29% з варіантом фон+Р90 та на 18% з варіантом фон+Р90К90. Спостерігалось незначне збільшення листкової поверхні у варіанті фон+N180P135K135 (3,9%) в порівнянні з варіантом фон+N120P90K90. Застосування мінеральних добрив без післядії органічних зменшувало площу листкової поверхні на 14,2 тис. м2 (29%) порівняно з варіантом фон+N120P90K90.

Таблиця 5.

Вплив застосування добрив на площу листової поверхні, тис. м2/га

Варіант досліду | Рік | Приріст до контролю, %

1999 | 2000-2002 | середнє

Без добрив (контроль) | 33,5 | 52,3 | 47,6 | -

30 т/га гною (післядія) – фон | 37,8 | 57,4 | 52,5 | 10,3

Фон+Р90 | 39,1 | 67,2 | 60,2 | 26,5

Фон+Р90К90 | 42,2 | 73,4 | 65,6 | 37,8

Фон+N120P90K90 | 46,0 | 83,5 | 74,2 | 55,8

Фон+N180P135K135 | 53,2 | 83,6 | 76,0 | 59,7

N120P90K90 | 36,6 | 67,8 | 60,0 | 26,1

Внесення добрив на лучно-чорноземному ґрунті сприяло накопиченню більшої кількості сухої маси рослин кукурудзи (табл. 7). Застосування норми N120P90K90 з післядією гною забезпечувало отримання від 139 до 162 ц/га сухої маси кукурудзи. Цей показник всередньому на 50% більший ніж на контролі, на 37% чим на післядії гною, на 30% ніж у варіанті Фон+Р90. Калійні добрива неоднаково впливали на суху масу кукурудзи: у 1999 році цей вплив був майже непомітним (приріст складав 6 ц/га в порівнянні з варіантом фон+Р90), а в 2000-2002 роках спостерігалось значне її збільшення – на 28 ц/га в порівнянні з застосуванням тільки фосфорних добрив на фоні.

Таблиця 6.

Вплив добрив на суху масу кукурудзи на силос, ц/га

Варіант досліду | Рік

1999 | Середнє

2000-2002 | Середнє

1999-2002 | Приріст до контролю, %

Без добрив (контроль) | 91,2 | 108 | 104 | -

30 т/га гною – фон | 114 | 118 | 117 | 12,5

Фон+Р90 | 123 | 124 | 124 | 19,2

Фон+Р90К90 | 129 | 152 | 146 | 40,4

Фон+N120P90K90 | 139 | 162 | 156 | 50,0

Фон+N180P135K135 | 156 | 167 | 165 | 58,7

N120P90K90 | 118 | 143 | 137 | 31,7

При застосуванні N180P135K135 на фоні післядії гною зафіксовано збільшення сухої маси всередньому на 8,7% в порівнянні з варіантом фон+N120P90K90, а в середньому за 2000-2002 роки воно не перевищувало 5 ц/га.

ВПЛИВ ДОБРИВ НА УРОЖАЙНІСТЬ КУКУРУДЗИ НА СИЛОС ТА ЇЇ ЯКІСТЬ

Систематичне і тривале застосування органічних та мінеральних добрив в польовій сівозміні створило умови для формування розширеного відтворення родючості лучно-чорноземного ґрунту, що відзначається високими потенціальними можливостями. У варіанті без застосування добрив середня врожайність за 1999-2002 рр. кукурудзи на силос становила 493 ц/га (табл. 7). При незбалансованому живленні рослин на варіантах з виключенням NK та N прирости зеленої маси кукурудзи були в межах 67-198 ц/га або в 1,1-1,4 раза більші від врожайності у контролі. При повному мінеральному удобренні урожайність зросла до 255-312 ц/га або у 1,5-1,6 раза. Найменш вигідно щодо формування врожайності кукурудзи на силос виявилось чисто мінеральне удобрення, де приріст врожаю наближався до парної комбінації добрив – РК, але по фону післядії гною.

Головним чином, результати польового досліду свідчать про те, що найбільшої продуктивності кукурудзи на силос можна досягти при органо-мінеральній системі удобрення, що передбачає післядію гною внесеного під попередник і пряму дію помірного повного мінерального удобрення (N120P90K90). Порушення балансу мінерального живлення призводить до зниження урожайності кукурудзи на силос при використанні лише фосфорних добрив на 27,8%, РК на 11,3%, післядії гною (без мінеральних добрив) на 38,2%.

Високоефективне ведення сучасного землеробства в Північному Лісостепу можливе лише при дотриманні збалансованого мінерального живлення рослин.

Таблиця 7.

Вплив добрив на урожайність кукурудзи в 1999-2002 рр., ц/га

Варіант досліду | Рік

1999 | 2000-2002 | Середнє

1999-2002

урожай-ність | приріст, ц/га | Урожай- ність | приріст, ц/га | урожай-ність | приріст | %

Без добрив (контроль) | 428 | - | 514 | - | 493 | - | -

Фон –30 т/га гною (післядія) | 505 | 77,0 | 578 | 64,0 | 560 | 67 | 13,5

Фон +Р90 | 540 | 112 | 635 | 121 | 611 | 118 | 23,9

Фон+Р90К90 | 554 | 126 | 737 | 223 | 692 | 199 | 40,4

Фон +N120P90K90 | 621 | 193 | 790 | 276 | 748 | 255 | 51,7

Фон+N180P135K135 | 724 | 296 | 831 | 317 | 805 | 312 | 63,2

N120P90K90 | 528 | 100 | 702 | 188 | 659 | 166 | 33,9

НІР 05 | 44,8 | 32,2 | 35

Збільшення вмісту клітковини в кормах погіршує якість продукції. В фазі молочно-воскової стиглості вміст її в листках у контролі складав 21,9 % сухої речовини та 18,1 % у варіанті фон + N120Р90К90, в стеблах 26,6 % та 25,6%, в качанах 11,9 та 8,5% відповідно (табл. 8).

Згідно отриманих нами даних вміст “сирої” золи збільшувався з внесенням як мінеральних, так і органічних добрив. У варіантах фон + N120Р90К90 , фон + N180P135К135 та N120Р90К90 її вміст зберігався приблизно на одному рівні – 4,9-5,3%, при вмісті на контролі 3,3%.

Таблиця 8.

Вплив застосування добрив на вміст “сирої” золи та клітковини в рослинах кукурудзи, 1999-2001 рр.

Варіанти

досліду | Органи рослин | Рослина

Листки | Стебла | Качани

клітко-вина,%“ | сира” зола, % | клітко-вина,%“ | сира” зола, % | клітко-вина,%“ | сира” зола, % | клітко-вина,%“ | сира” зола, %

Без добрив (контроль) | 21,9 | 11,1 | 26,6 | 3,1 | 11,9 | 3,5 | 10,9 | 3,3

Післядія 30 т/га гною – фон | 20,7 | 11,7 | 26,2 | 3,4 | 10,4 | 3,7 | 10,2 | 4,5

Фон + Р90 | 20,9 | 11,1 | 25,4 | 3,6 | 9,9 | 4,0 | 10,1 | 4,3

Фон + Р90 К90 | 20,1 | 11,2 | 26,9 | 3,3 | 10,5 | 3,9 | 10,3 | 4,0

Фон + N120Р90 К90 | 18,1 | 12,1 | 25,4 | 4,1 | 8,5 | 4,2 | 9,7 | 4,9

Фон + N180P135К135 | 19,2 | 12,4 | 23,6 | 4,1 | 7,7 | 4,1 | 8,7 | 5,3

N120Р90 К90 | 18,3 | 12,0 | 24,1 | 3,9 | 8,3 | 4,0 | 9,5 | 5,0

Вміст нітратів в кукурудзі змінювався протягом вегетації рослин (табл. 12). На її початку вміст був дуже високим, і перевищував МДР в 2-5 рази. В фазу 9-10 листків вміст зменшувався та незначно перевищував МДР у варіантах фон+Р90К90, фон+N180P135K135 (312-367 мг/кг) (табл. 10). Збирати кукурудзу на зелений корм на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті за даної системи удобрення доцільно без загрози для здоров’я тварин та забруднення молока з фази викидання волоті.

Таблиця 9.

Вплив добрив на вміст нітратів (мг/кг на сиру речовину) та сирого протеїну (%) в рослинах кукурудзи

Варіант досліду | Вміст N-NO3- | Вміст “сирого” протеїну,% | Збір “сирого” протеїну, ц/га

Фаза росту та розвитку рослин

4-5 листків | 9-10 листків | викидання волотей | МВС

Без добрив (контроль) | 603 | 211 | 169 | 79,6 | 7,0 | 5,5

Фон –30т/га гною (післядія) | 851 | 265 | 185 | 101 | 7,7 | 6,9

Фон +Р90 | 871 | 248 | 194 | 85,3 | 8,9 | 8,3

Фон+Р90К90 | 692 | 233 | 170 | 102 | 9,7 | 11,5

Фон +N120P90K90 | 1175 | 312 | 211 | 143 | 11,2 | 15,1

Фон+N180P135K135 | 1414 | 367 | 257 | 190 | 10,7 | 15,4

N120P90K90 | 1549 | 299 | 200 | 131 | 10,1 | 11,1

МДР | 300

Добрива помітно впливали на вміст “сирого” протеїну в рослинах кукурудзи. Найвищим цей показник був у варіанті з N120Р90К90 на фоні післядії гною–11,2 % при 7,0% на контролі та 7,7% на варіанті з післядією гною. Значно підвищували вміст “сирого” протеїну сумісне внесення фосфору та калію: на 2,7% порівняно з контролем та на 2,0% з післядією гною.

Найбільший збір “сирого” протеїну зафіксовано у варіанті фон+N180P135К135 – 15,4 та фон +N120Р90К90 – 15,1 ц/га. При незбалансованому мінеральному живленні його збір зменшувався на 8,2 ц/га у варіанті з післядією органічних добрив, на 6,8 ц/га при виключенні N і К та на 3,6 ц/га при виключенні N порівняно з органо-мінеральною системою удобрення (N120P90K90).

ВПЛИВ ДОБРИВ НА ВМІСТ ЕЛЕМЕНТІВ ЖИВЛЕННЯ В РОСЛИНАХ КУКУРУДЗИ

Тривале застосування добрив суттєво впливало на вміст азоту фосфору та калію в рослинах кукурудзи (табл. 10). Так, у варіанті з внесенням N120P90К90 на фоні гною вміст N, P2O5 та K2O у фазу молочно-воскової стиглості листків становив 1,60 , 0,75 та 1,72 %, при вмісті у контролі всього лише 1,34; 0,54; 1,34% відповідно.

Незбалансоване мінеральне удобрення кукурудзи на силос зменшувало вміст основних елементів живлення: у варіанті фон+ Р90 азоту на 0,26%, фосфору на 0,05%, калію на 0,33% порівняно з помірною повною дозою мінеральних добрив на фоні післядії гною.

Таблиця 10.

Вплив застосування добрив на вміст елементів живлення фазу молочно-воскової стиглості, % на суху масову частку, 1999-2001 рр.

Варіант досліду | N | P2O5 | K2O | Cu, мг/кг

Без добрив (контроль) | 1,34 | 0,54 | 1,34 | 8,1

Післядія 30 т/га гною – фон | 1,40 | 0,62 | 1,40 | 5,6

Фон + Р90 | 1,46 | 0,70 | 1,39 | 5,2

Фон + Р90 К90 | 1,52 | 0,73 | 1,60 | 5,3

Фон + N120Р90 К90 | 1,60 | 0,75 | 1,72 | 5,0

Фон + N180P135R135 | 1,72 | 0,79 | 1,77 | 4,8

N120Р90 К90 | 1,62 | 0,74 | 1,56 | 5,2

Мідь є одним з найважливіших мікроелементів у живленні кукурудзи. Найвищий її вміст 8,1 мг/кг сухої маси зафіксовано на контрольному варіанті. Це свідчить про неможливість використовувати мідь рослинами у повному обсязі, так як поглинання її лімітують інші фактори – нестача доступних форм макроелементів у ґрунтовому розчині.

На сучасному етапі наука переходить від описового характеру до систематизації даних, шляхом доведення їх до вигляду моделей. Вони використовуються для прогнозування урожайності сільськогосподарських культур та надання кваліфікованих консультацій товаровиробникам.

ПАРАМЕТРИ РОДЮЧОСТІ ЛУЧНО-ЧОРНОЗЕМНОГО ҐРУНТУ ДЛЯ ОТРИМАННЯ МАКСИМАЛЬНОГО ВРОЖАЮ КУКУРУДЗИ НА СИЛОС

Лучно-чорноземний ґрунт має дуже високий грунтово-екологічний індекс (ГЕІ) та є сприятливим для вирощування зернових та кормових культур (табл. 11).

Таблиця 11.

Грунтово-екологічний індекс ґрунту (ГЕІ),

1998-2002 р.р.

Показник | Розрахунок

Щільність ґрунту | 1,20 г/см2

“Корисний” об’єм ґрунту (n) | N=1,02

Середня річна сума температур вище 10 0С | Уt0 > 100C=26500C

Коефіцієнт зволоження з врахуванням додаткових коефіцієнтів | Кзв = 5,6*522мм/2980 = 0,98

Коефіцієнт континентальності з урахуванням географічної широти місцевості КК | КК = 360*(19,1-6,2)/(51,2+10) = 148,8

Грунтово-екологічний індекс – ГЕІ | ГЕІ = 12,5 * (2-v)n * (Уt0 > 100C *(Кзв-0,05)) / (КК=100) = 12,5 * (2-1,20) * 0,95 * 2560 * (0,98 – 0,05) / 148,8+100= 90,9

Коректування грунтово-екологічного індексу

Контроль – низький вміст Р2О5 та К2О | 90,9 * 0,98 * 0,98 = 87,3

Фон + N120P90K90 підвищений вміст Р2О5 та середній калію | 90,9* 1,02 * 1 = 92,7

При внесенні N180P135K135 високий вміст Р2О5 та середній К2О | 90,9*1,06* 1 = 96,4

Величина ГЕІ вказує на можливість реалізації кукурудзою свого потенціалу продуктивності, цьому сприяють грунтово-кліматичні умови, що склалися в даній зоні забезпечують культури додатковими запасами тепла, вологи та поживних речовин.

Дослідженнями встановлено, що між врожаєм та властивостями ґрунтів існує, як правило, параболічний зв’язок. В цьому випадку розрахунок оптимальних параметрів ґрунтів проводиться шляхом регресійно-кореляційного аналізу. Параметри властивостей ґрунту, за яких забезпечуються максимальні врожаї, приймаються за оптимальні.

В нашому випадку калійні добрива неоднаково впливали на урожайність кукурудзи. Ми виділяли роки, коли калій характеризувався високою рухливістю (2000-2002 рр.) за достатнього забезпечення теплом та вологою, та ті які на фоні нестачі вологи він закріплювався в ґрунті (1999 р.). Тому нами було розроблено дві моделі родючості для різних за погодними умовами років.

Модель залежності урожайності кукурудзи на силос на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті від рухливості калію (1999 р.):

Y=307,571+117,881х-11,119х2;

Рівні родючості лучно-чорноземного ґрунту:

Урожайність, ц/га Рухливість калію, мг/л

Високий 625-724 5,2-7,6

Середній 527-625 2,6-5,2

Низький 428-527 2,2-2,6

Де Y – урожайність кукурудзи на силос, ц/га;

х і х2 - показник рухомості калію, мг/л

Модель залежності урожайності кукурудзи на силос на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті від рухливості калію (2000-2002рр.):

Y=462,30+84,012х-4,488х2;

Де Y – урожайність кукурудзи на силос, ц/га;

х і х2 - показник рухливості калію, мг/л

Рівні родючості лучно-чорноземного гранту:

Урожайність, ц/га Рухливість калію, мг/кг

Високий 774-830 6,3-12,8

Середній 693-774 3,8-6,3

Низький 613-693 3,5-3,8

Розроблено аналогічні моделі залежності урожайності кукурудзи на силос та вмісту рухомого фосфору і обмінного калію.

Розрахунки балансу основних елементів живлення рослин свідчать, що застосування Р90К90 на фоні післядії гною створює близький до оптимального поживний режим ґрунту по фосфору та калію, але баланс азоту потрібно поповнювати за рахунок інших джерел. |

Таблиця 12.

Баланс основних елементів живлення лучно-чорноземного ґрунту за оптимальної інтенсивності балансу, 2000 р.

Варіант досліду | N, кг/га | Р2О5, кг/га | К2О, кг/га

Без добрив (контроль) | -74,9 | -27,7 | -56,5

30 т/га гною, післядія-фон | -34,2 | -30,5 | -60,0

Фон +Р90 | -50,9 | 49,8 | -73,8

Фон +Р90К90 | -80,7 | 40,1 | -11,4

Фон+N120Р90К90 | -9,1 | 29,5 | -34,7

Фон+N180Р135К135 | 5,5 | 65,8 | -3,4

N120Р90К90 | -19,1 | 41,2 | -12,8

Варіант, де вноситься N180Р135К135 на фоні післядії 30 т/га гною, має позитивні баланси азоту і фосфору, а інтенсивність балансу по калію - 86%. Проте внесення високих доз мінеральних добрив (N180Р135К135) не виправдане за сучасних економічних та екологічних умов (табл. 12).

Відповідно наведених розрахунків найбільш оптимальним варіантом є внесення N120Р90К90 на фоні післядії 30 т/га гною. Проте негативний баланс калію потребує поповнення за рахунок внесення з добрив.

АГРОХІМІЧНА ТА ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ДОБРИВ

Згідно з економічною оцінкою використання добрив, їх окупність була вищою у варіантах, де використовували фосфорні та калійні добрива –0,73 ц/кг і N120Р90К90 на фоні післядії гною– 0,63 ц/кг. При однобічному внесенні фосфорних добрив вона зменшувалась на 0,06 ц/кг в порівнянні з помірною органо-

Таблиця 13

Економічна ефективність внесення добрив під кукурудзу на силос (1999-2002р.р.)

Варіант досліду | Уро-жай- ність, ц/га | Приріст уро-жаю,

ц/га | Вартість приросту врожаю, грн/га | Прибу-ток, грн/га | Рівень рента-бельності, % | Окупність добрив урожаєм, ц/кг

30 т/га гною, післядія-фон | 560

Фон+Р90 | 611 | 51,0 | 255 | 20,0 | 9,00 | 0,57

Фон+Р90К90 | 692 | 132 | 660 | 319 | 48,0 | 0,73

Фон+N120P90K90 | 748 | 188 | 940 | 371 | 39,4 | 0,63

Фон+N180P135K135 | 805 | 245 | 1225 | 378 | 30,9 | 0,54

N120P90K90 | 659 | 99,0 | 495 | -56,0 | - | 0,33

мінеральною системою, а застосування підвищених доз мінеральних добрив (N180P135K135) зменшувало окупність на 0,09ц/кг.

Найвищі прибутки отримували у варіанті з N120P90K90 на фоні післядії гною –371 грн./га та у варіанті фон+N180P135K135 - 378 грн./га. Прибуток від використання добрив у варіанті P90K90 на фоні становив 319 грн./га. Проте рівень рентабельності цього варіанта в середньому по роках був найвищим серед усіх 48%, проти 39,4% на варіанті фон+N120P90K90 та 30,9% фон+N180P135K135(в порівнянні з фоном). Це зумовлено невисокою вартістю фосфорних та калійних добрив. Однобічне внесення фосфорних добрив зменшувало рівень рентабельності на 30%, а застосування чисто мінеральної системи удобрення виявилося нерентабельним.

ВИСНОВКИ

1.