ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

ГРИНИК Ігор Володимирович

УДК 579.26:631.45.2: 631.8: 633.31/37

ЗБАЛАНСОВАНИЙ РОЗВИТОК АГРОЕКОСИСТЕМ

НА ПРИКЛАДІ ЧЕРНІГІВСЬКОЇ ОБЛАСТІ

03.00.16 - екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

К И Ї В - 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Чернігівському інституті агропромислового виробництва та відділенні агроекології Інституту агроекології та біотехнології Української академії аграрних наук

Науковий консультант - доктор біологічних наук, професор, академік

УААН, ПАТИКА Володимир Пилипович, професор кафедри біотехнології Національного авіаційного університету, м. Київ

Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ЮРЧАК Лариса Дем’янівна, Національний ботанічний сад НАНУ, головний науковий співробітник відділу алелопатії, м. Київ

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ДУБОВИЙ Володимир Іванович, Миронівський Інститут пшениці ім. В.М. Ремесла, директор Інституту, м. Миронівка, Київської області

доктор сільськогосподарських наук, професор,

ПУЗІК Володимир Кузьмич, Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, проректор, м. Харків

Провідна установа - Державний агроекологічний університет Міністерства аграрної політики України, м. Житомир

Захист відбудеться “ 31 ” жовтня 2005 р. о 1100 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01. при Інституті агроекології та біотехнології УААН за адресою: вул. Метрологічна, 12,

м. Київ, Україна, 03143

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту агроекології та біотехнології УААН

Автореферат розісланий “ 14 ” вересня 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої

ради, кандидат хімічних наук Л.І. МОКЛЯЧУК

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Висока продуктивність сільськогосподарських культур, тварин і, як наслідок, виробництва в цілому, можлива лише при відповідності умов зростання вимогам їх біології. І, навпаки, невідповідність, або навіть неповна відповідність природних умов вимогам живих організмів обумовлює низьку продуктивність тварин і рослин, робить сільськогосподарське виробництво малоефективним і навіть збитковим. Насамкінець, непрофесійний, без знання підхід до вирішення аграрних проблем може повністю згубити справу – привести до втрати сорту, загибелі унікальної тварини, зниження родючості ґрунту (Александрова, 1980; Андреюк з співав., 1988: Альшевский, 1991; Берестецький с соавт., 1984; Голубец, 2000).

Друга найважливіша умова високої ефективності сільськогосподарського виробництва є відповідність його галузей соціальній і економічній значимості того регіону, де вона здійснюється (Городний, 1966). Ця відповідність, з однієї сторони, забезпечує безпроблемний збут виробленої продукції, з іншої – оптимальну оплату праці, вкладеної у її створення. Таким чином, висока ефективність сільськогосподарського виробництва в цілому може бути досягнута при оптимальному поєднанні зазначених умов, а також, що є дуже важливим, при можливо більшій зацікавленості сільського трудівника в кінцевих результатах своєї праці.

На жаль, напрямки, масштаби розвитку окремих галузей сільського господарства Чернігівщини визначались раніше і нині ні унікальними ґрунтово-кліматичним умовами області, ні адаптивністю їм рослин і тварин, ні навіть загальнодержавними інтересами (Байда, Мельник, 1993; Бондар с соавт., 2001). Як приклад такого підходу до керівництва сільським господарством можна згадати декілька найбільш великих акцій, від яких найбільш сильно постраждало сільськогосподарське виробництво Чернігівської області за останні 2-3 десятиліття - в рослинництві це спеціалізація на вирощуванні цукрових буряків, кукурудзи, деяких бобових культур, індустріальних і інтенсивних технологій, загальне розорювання земель і, зокрема, зменшення посівних площ багаторічних трав (Гриник з співав., 2003).

У наших дослідженнях ми керувалися тим, що для виходу з цієї ситуації Чернігівщині потрібна науково обґрунтована система ведення сільського господарства, що базується на сучасній концепції, і яка б визначила як стратегічні, так і тактичні питання його розвитку і реформування на майбутнє. В її основу по-винні бути покладені міркування, що базуються на обліку об’єктивних реалій.

Головним фактором, який визначає вибір напрямку розвитку сільськогосподарського виробництва Чернігівської області є його орієнтація на найбільш повне використання унікальних природних і біокліматичних потенціалів. На Чернігівщині, в першу чергу, слід розвивати ті галузі, які в інших ґрунтово-кліматичних умовах держави малоефективні або їх існування просто неможливе. У зв’язку з цим, такі культури, як картопля, льон, хміль, люпин, деякі інші, які споконвіку годували чернігівського селянина, повинні одержати в області пріоритетний розвиток. Масштаби цих галузей повинні забезпечити не тільки повне задоволення в їх продукції потреб жителів області і гостей, але і виробництво певної кількості для продажі за її межами (Ситник, Патика, 2000).

Тому дослідження наукового обґрунтування збалансованого розвитку агроекосистем на прикладі Чернігівської області, які відповідають вимогам сталого розвитку агроекосистем (відновлювальних агротехнологій) є новими.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводили протягом 1996 – 2005 рр. відповідно до завдання “Розробити теоретичні основи і екологічно безпечні технології відтворення родючості ґрунтів і системи управління цим процесом шляхом раціонального землекористування, створення моделей ґрунтозахисних систем землеробства, високоефек-тивних добрив та хімічної меліорації, що забезпечують одержання високоякісної продукції та охорони навколишнього середовища” (№ДР UA01002372 Р); НТП УААН “Наукові основи сталих агроекосистем” (№ДР 0196U002976); НТП УААН “Агроекологічний моніторинг і моделювання сталих ландшафтів та агроекосистем” (№ДР 0101 U003294), “Розробка та впровадження ресурсозберігаючих, відповідаючи вимогам охорони праці і екологічної безпеки технологій вирощування екологічно чистої продукції рослинництва” (№ДР 0198 U0071244).

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень – теоретичне обґрунтування та розробка науково-методичних засад обґрунтування сталого розвитку агроекосистем на прикладі Чернігівської області, збереження родючості ґрунту, їх енергетичного і екологічного стану, організаційно-економічні та екологобезпечні заходи розвитку і підвищення ефективності ведення рослинницької та тваринницької галузей, оптимізації кругообігу речовин та енергії в агроекосистемах.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

- встановити основні напрямки екологобезпечного використання землі, зокрема дослідити основні напрями з удосконалення посівних площ і сівозмін, особливості ведення біологічної системи землеробства;

- вивчити основні заходи щодо підвищення родючості ґрунтів, обробітку ґрунту, ефективного використання добрив, хімічної меліорації;

- дослідити ефективну систему ведення насінництва і сортооновлення та екологобезпечні заходи з підвищення продуктивності сільськогосподарських культур;

- визначити організаційно-економічні та екологобезпечні заходи розвитку і підвищення ефективності ведення в Чернігівській області картоплярства, льонарства, кормовиробництва, зернового господарства, інтегрованого захисту рослин;

- вивчити систему механізації технологічних процесів виробництва продукції рослинництва і тваринництва;

- дослідити екологобезпечні заходи розвитку і підвищення ефективності виробництва на Чернігівщині яловичини, молока, свинини;

- дослідити еколого-економічні заходи розвитку і підвищення ефективності переробної галузі;

- провести економічну оцінку ведення фермерського господарства на Чернігівщині.

Об’єкт дослідження - ґрунти, добрива, засоби захисту рослин, насіння, сорти сільськогосподарських рослин, тварини та їхній вплив на процеси, що протікають у системі ґрунт – рослина-тварина і визначають її екологічний стан, а також стан складових агроекосистем Чернігівської області.

Предмет дослідження – методика агроекологічної оцінки технологій за показниками екологічного впливу на сільськогосподарські культури, бур’яни, тварини.

Методи досліджень:

- польовий метод – вивчення впливу різних агрозаходів на агрономічні та агрофізичні властивості ґрунтової системи, кількісні і якісні показники продуктивності сільськогосподарських культур, тварин;

- лабораторний метод - визначення фізико-хімічними, хімічними, біохімічними, мікробіологічними методами кількісних і якісних характеристик об’єктів досліджень;

- статистичний метод - встановлення на основі регресивного, дисперсійного, кореляційного методів достовірності отриманих результатів, функціональних залежностей між різними факторами і процесами.

Наукова новизна одержаних результатів. У результаті узагальнення експериментальних даних уперше теоретичного обґрунтована доцільність комплексного ведення сільськогосподарського виробництва в Чернігівській області на екологобезпечній основі.

Вперше на прикладі Чернігівської області встановлені основні напрямки екологобезпечного використання землі, що дало змогу призупинити деградаційні процеси у ґрунті, рекомендувати екологобезпечні сівозміни, підвищити на 10% і більше продуктивність картоплярської, льонарської та зернової галузей, покращити кормо виробництво тощо. Одержані дані дають можливість стверджувати, що використання екологобезпечних технологій сприяє оптимізації росту і розвитку рослин, покращенню їх якості за рахунок створення сприятливих умов їх живлення, знищення бур’янів і активізації життєдіяльності біоти ґрунту.

Вперше розроблені еколого-економічні заходи розвитку і підвищення ефективності переробної галузі. Поглиблені знання щодо ефективного ведення в Чернігівській області фермерського господарства.

Практичне значення одержаних результатів. Сільськогосподарському виробництву рекомендовані наукові основи використання екологобезпечних агротехнологій при моделюванні стійких агроекосистем на прикладі Чернігівської області, що знайшли своє відображення у чисельних рекомендаціях для сільськогосподарського виробника, монографіях, захищені відповідними патентами.

Одержані результати досліджень, висновки, пропозиції використані для рекомендацій щодо забезпечення раціонального функціонування, відтворення родючості ґрунтів, охорони довкілля у досліджуваному регіоні як основи формування сталих і високопродуктивних агроекосистем, підвищення їх екологічної безпечності, енергозбереження та отримання сільськогосподарської про-дукції високої якості.

Особистий внесок здобувача. Дисертант особисто визначив напрямок наукових досліджень, розробив і обґрунтував план та робочі програми науково-дослідних робіт, методики проведення досліджень, узагальнив одержані результати у друкованих працях, наукових звітах, методичних рекомендаціях, монографіях, навчальних програмах.

За надану методичну допомогу у підготовці дисертаційної роботи автор щиро вдячний співробітникам Чернігівського інституту агропромислового виробництва УААН, зокрема Берднікову О.М., Бардакову А.Г., Бакуну О.І., Локтю О.Ю, Любінецькому М.М. та іншим, співробітникам Інституту агроекології та біотехнології УААН Шерстобоєвій О.В., Макаренко Н.А., Дегусарову А.Б., викладачам Харківського національного аграрного університету Подобі Л.В., Ніколаєнко А.М., Поташовій Л.М., співробітникам Інституту сільськогосподарської мікробіології Надкерничній О.В., Патиці М.В.

Апробація результатів досліджень. Результати досліджень, викладені в дисертації, доповідались щорічно протягом 1999-2004 рр. на засіданнях вченої ради та методичної комісії Чернігівського інституту АПВ УААН, на координаційно-методичних нарадах науково-методичних центрів (НМЦ) та головних інститутів, які є координаторами з виконання НТП “Землеробство”, “Наукові основи сталих агроекосистем”, “Зернові й олійні культури”, “Луб’яні культури”, “Картоплярство”, “Кормовиробництво”, “Технології в молочному скотарстві”, “Свинарство”; на всеукраїнських наукових конференціях – “Шляхи підвищення ефективності використання на добриво побічної продукції рослинництва” (2003 р.), “Особливості ведення зернового господарства України залежно від кон’юнктури ринку” (2004 р.)

Публікації. Результати досліджень за темою дисертаційної роботи викладено у 48 наукових публікаціях, з яких 28 - статті у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Загальний обсяг роботи 392 сторінок з них 293 - основного тексту, 113 додатки. Дисертація складається із вступу, 8 розділів, 6 з яких є експериментальною частиною роботи, загальних висновків, рекомендацій виробництву. Список використаних джерел включає 408 найменувань, з них 25 іноземною мовою. Дисертаційна робота ілюстрована 111 таблицями, 9 малюнками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. Наведено аналіз експериментальних даних і теоретичних розробок, опублікованих зарубіжними і вітчизняними дослідниками щодо зональних агроекосистем у сучасному ресурсозберігаючому землеробстві, обґрунтування біологізації, особливо економічного, сучасного ресурсозберігаючого землеробства, в т.ч. і на прикладі Чернігівської області. На основі здійсненого аналізу обґрунтовано актуальність і перспективність проведення досліджень.

УМОВИ, МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Розробка збалансованих агроекосистем Чернігівщини проведена, переважно, на основі літературних джерел, аналізу і узагальнення експериментальних досліджень, здійснених в дослідному господарстві Чернігівського інституту АПВ УААН (колишня обласна сільськогосподарська дослідна станція) в 1965 – 2004 роках.

Об’єкти досліджень – напрямки екологічно безпечного високоефективного використання землі та біологізації сучасного ресурсозберігаючого землеробства, процеси формування зростаючої родючості ґрунту, принципи побудови раціональних сівозмін, екологобезпечні шляхи удосконалення обробітку ґрунту, заходи підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин і тварин та покращення якості продукції рослинництва і тваринництва.

Ґрунтовий покрив Чернігівської області, особливо її поліської зони, в тому числі і дослідного господарства Чернігівського інституту агропромислового виробництва УААН, характеризується великою генетичною строкатістю родючості і мікроконтурністю. Найбільш поширені тут дерново-підзолисті ґрунти, які займають 432,5 тис. га ріллі (31%) (Байда, Мельник, 1993). Вони мають нестійку структуру, яка легко руйнується, запливають від дощів з утворенням кірки. З цими їх особливостями пов’язана знижена мікробіологічна діяльність – слабкий розвиток азотфіксуючих бактерій, низька нітрифікаційна здатність. Високі врожаї сільськогосподарських культур на цих ґрунтах можна одержувати при їх вапнуванні та систематичному внесенні оптимальних норм органічних і мінеральних добрив, впровадженням травосіяння і сидерації.

Стаціонарні та тимчасові досліди з землеробства, рослинництва і кормовиробництва закладались на дерново-підзолистих супіщаних ґрунтах, сформованих на шаруватих водно-льодникових відкладах.

Дослідження проводились в 4-10-пільних сівозмінах на різних фонах живлення та способах обробітку ґрунту. Агротехніка вирощування сільськогосподарських культур в дослідах, за виключенням питань, що досліджувались, була загальноприйнятою для умов області. Обробіток ґрунту проводився в оптимальні строки у відповідності до схем дослідів.

Добрива (NРК) використовувались у вигляді аміачної селітри, суперфосфату, хлористого калію і вносились: органічні та мінеральні фосфорно-калійні під основний обробіток ґрунту, азотні – весною під ярі культури під передпо-сівний обробіток ґрунту, під озимі – в підкормку.

Сільськогосподарські культури вирощувались тільки районованих сортів. Строки посіву, норми висіву, способи посіву і догляду за посівами здійснювались відповідно до існуючих рекомендацій. Площі посівних ділянок у дослідах були 105-200 м2, облікових – 50-100м2. Повторність дослідів 4-и разова.

У стаціонарному досліді протягом семи років (1989-1995) вивчались такі системи землеробства: 1) традиційна – гній 15 т/га + оптимальні дози мінеральних добрив (N56Р49К69) із застосуванням хімічних засобів захисту рослин; 2) традиційна інтенсивна – гній 15 т/га + дози добрив рекомендовані інтенсивними технологіями (N87Р83К109) з застосуванням рекомендованих хімічних засобів захисту рослин; 3) біологічна – гній 15 т/га + агротехнічні засоби боротьби з бур’янами. Дослідження проводились на дерново-підзолистих ґрунтах у дос-лідному господарстві Чернігівського інституту АПВ.

Еколого-безпечне ведення сільськогосподарського виробництва досліджувалось у стаціонарному лізиметричному досліді. Лізиметрична установка побудована в 1971-1972 рр. за індивідуальним проектом Чернігівського філіалу інституту Гіпрогражданпромстрою у відповідності до методичних вказівок Б.А. Голубєва (1967), Е.Ф. Арінушкіної (1970).

Посівна площа лізиметричної чарунки - 3,8 м2 , повторність триразова. Шар ґрунту однієї чарунки – 155 см, маса ґрунту в одній чарунці 10,5 т. Грунт лізиметричного досліду дерново-підзолистий супіщаний з такою агрохімічною характеристикою орного шару ґрунту (0-23 см): гумус за Тюриним – 1,1%, рН сольове – 5,0, гідролітична кислотність (Капленой) – 2,5 мг екв. на 100 г, вміст Р2 О5 (за Кірсановим) – 17,0 мг на 100 г, К2О (за Масловою) – 6,2 мг на 100 г. Перед закладкою лізиметричного досліду в лізиметричних чарунках проводився порівнювальний посів вівса. Фільтрат аналізувався за загальноприйнятою методикою (Арінушкіна, 1970).

Дослідження з питань рослинництва і кормовиробництва здійснювались переважно в тимчасових польових дослідах з розміром посівних ділянок 90-109 м2, облікових – 50 м2 з 3-4 разовим повторенням. Структурний аналіз урожаю зернових культур здійснювали за методикою В.І. Сазонова (1962). Визначення кількості кореневих і пожнивних решток під сільськогосподарськими культурами проводили рамочним методом Н.З. Станкова (1964).

З метою вивчення досліджуваних факторів на зміну родючості ґрунту у всіх дослідах з питань землеробства і рослинництва щорічно відбирались зразки ґрунту з орного (0-20 см) та підорного (21-40 см) шарів ґрунту. Середній змішаний зразок створювався із 5 індивідуальних, відібраних у фіксованих точках по двох діагоналях. Зразки відбирались у період настання відповідальних фаз розвитку рослин при досягненні їх розвитку у 70-75% рослин. Поряд з цим в стаціонарних дослідах відбирались зразки ґрунту на початку і в кінці досліджень.

Агрохімічні показники родючості дерново-підзолистого ґрунту визначались за вказівками з проведення польових дослідів із добривами географічної сітки (Методические рекомендации, 1985) за методиками (((Русин, 1990): гумус за методом Тюрина, водорозчинний гумус – за методом Голдіна, нітратний азот – іонометричним експресметодом, аміачний азот - іонометрично за допомогою реактиву Неслера, нітрифікаційна здатність ґрунту за Краковим, обмінний калій - за Масловою, калій водорозчинний, рухомий та необмінно-поглинутий - за Соколовим, рухомий фосфор - за Кирсановим, гідролітичну кислотність - за Каппеном, рН сольове – потенціометрично, суму ввібраних основ - за Каппеном – Гільковицем.

Фенологічні спостереження за ростом і розвитком сільськогосподарських рослин здійснювали згідно з методикою держкомісії з сортовипробування.

Біологічну активність ґрунту визначали безпосередньо в полі. Інтенсивність дихання визначали по виділенню СО2 та поглинанню О2 за методом Штатнова, у найбільш відповідальні фази розвитку досліджуваних культур. Нітрифікаційну здатність визначали шляхом інкубації ґрунту у присутності сульфату амонію при 280С впродовж 14 діб, після чого визначали вміст нітратного азоту за Грандваль-Льяжем. Інтенсивність розкладу целюлози в ґрунті визначали методом закладки льняних полотен – аплікацій – за Востровим і Петровою (Агрохимические методы, 1975).

Урожай зерна перераховувався на 100%-чистоту і 14% вологість. Статистичний аналіз урожайних даних сільськогосподарських культур, продуктивності тварин та спостережень проводились за дисперсійним та кореляційним методами, описаних Б.А. Доспеховим (1985) і стандартних комп’ютерних прогарам “Статистика” (Царенко та ін., 2000).

У тваринництві у дослідах при вивченні ефективності кормів і кормових добавок підбирали групи тварин по 10 голів у кожній (5 теличок і 5 бичків), аналогів за віком та показниками розвитку. Контрольні групи визначались шляхом жеребкування. Піддослідні групи тварин протягом порівнювального періоду (10 днів) утримувались в однакових умовах годівлі в одному і тому ж приміщенні і лише після цього їх годівля проводилась за дослідними раціонами.

Перед початком порівнювального і облікового періодів тварини зважувались. За даними зважування обчислювався валовий та середньодобовий прирости живої маси. Кількість спожитих кормів тваринами визначалась шляхом зважування. Їх поживність встановлювалась проведенням повного зоотехнічного аналізу в агрохімлабораторії Чернігівського інституту АПВ загальноприйнятими методами (Бевз, 1983).

Апробація можливості зменшення витрат на вирощування ремонтних телиць в приміщеннях на глибокій незмінній підстилці проводилась згідно з загальноприйнятою в тваринництві методикою на двох групах телиць 10-12-ти місячного віку по 45 голів у кожній, аналогів за віком та показниками розвитку.

Біометрична обробка даних проводилась за допомогою мікрокалькулятора МК-56 за Олександровим ( Доспехов, 1973).

Обрахування екологічної ефективності використання кормів здійснювалось шляхом співставлення даних годівлі тварин контрольної і дослідної груп (Коваленко, 1976; Клиценко, 1987; Макаренко, 1987 ).

ОСНОВНІ НАПРЯМКИ ЕКОЛОГОБЕЗПЕЧНОГО

ВИКОРИСТАННЯ ЗЕМЛІ

Чернігівська область розміщена на крайній Півночі Лівобережної України в басейні річки Десни. Площа її складає 31,9 тис. кв. км. Дві третини загальної території області припадає на Поліську зону і одна третина на Лісостепову. Вони різняться між собою як ґрунтовим покривом, так і агрокліматичними та іншими особливостями.

Наші дослідження, а також дані Чернігівської обласної метеостанції підтверджують, що клімат області помірно-теплий, м’який з достатнім зволоженням. У середньому за рік температура повітря складає 5,7-6,6оС. У зимовий період на область часто поширюється північна частина відрога високого тиску із районів Сибіру, а також арктичні повітряні маси, з якими пов’язані значні похолодання. Частіше всього їх вплив виявляється у січні і лютому.

Для агрометеорологічної оцінки термічних умов території показовим явищем є кількість днів з температурою вище 0, 5, 10, 15о. Вегетаційний період більшості сільськогосподарських культур обмежений переходами весною і осінню середньодобової температури повітря через +5о і складає по області 189-199 днів.

Період вегетації теплолюбних культур обмежений переходами середньодобової температури через +10о.

Річна сума опадів складає по області в середньому 500-600 мм. В окремі роки кількість опадів значно відхиляється від цих величин. З 1945 по 1980 р. найбільша кількість (річна) опадів відмічена в 1970 і місцями в 1980 році – 779-907мм. У 1946 році, місцями в 1951 і 1972 роках, сума опадів складала тільки 312-400 мм. Протягом року опади розподіляються нерівномірно. Біля 70% всієї їх кількості випадає в теплий період, тобто з квітня по жовтень і тільки 30% приходиться на холодні місяці.

Дослідним шляхом встановлено, що при запасах вологи в орному шарі нижче 5мм сходи зернових культур не з’являться, при 5-10 мм сходи зріджені. Оптимальні умови в період посів-кущення утворюються при запасах вологи в орному шарі ґрунту більше 30 мм.

Ранні польові роботи (підживлення озимих) розпочинаються з кінця сніготанення. За середніми багаторічними даними кінець сніготанення припадає на другу – початок третьої декади березня. В окремі роки спостерігаються значні відхилення. Саме раннє розтавання снігу – перша декада лютого, саме пізнє – 9-12.ІV. Повне відтавання проходить з 1 по 11 квітня, починаючи з південних районів області.

Масові весняні роботи розпочинаються у 1-й декаді квітня, на північному сході області дозрівання ґрунту продовжується до 15 квітня. Це найкращі строки посіву ранніх зернових і зернобобових культур, льону.

Середні строки переходу температури ґрунту на глибині 10 см через 10о припадають на третю декаду квітня, на північному сході області – початок травня. У цей період проводиться посадка картоплі, а потім сівба кукурудзи.

Ґрунтовий покрив. Територія області розміщена у двох фізико-географічних зонах: Поліссі і Лісостепу, що значною мірою обумовило дуже складний ґрунтовий покрив. Основні групи ґрунтів, виділені в межах орних земель, показані на мал. 1.

У поліській частині області найбільш поширеними є дерново-підзолисті ґрунти переважно супіщаного гранулометричного складу. Проте в Корюківському і Щорському районах майже половину площ займають зв`язно-піщані ґрунти, для яких характерний більш низький рівень природної родючості. Ґрунти Чернігівського і Ріпкинського районів виділяються більшою зв'язністю, легкосуглинкові їх відміни становлять відповідно 23 і 37%.

В цілому по області дерново-підзолисті ґрунти займають 432,5 тисяч гектарів або 30% до площі орних земель. Найбільш поширені вони в Семенівському - 93%, Корюківському - 82%, Шорському - 81%, Городнянському - 71%, Н.-Сіверському районах - 67%. Дерново-підзолисті ґрунти є найменш родючими ґрунтами області, їх бонітет коливається в основному в межах 31-38 балів.

Сірі лісові та дернові ґрунти займають 277,8 тис. га (19%). Вони розміщені в основному в перехідній зоні. Найбільш поширені в Куликівському районі - 60%, Козелецькому - 52%, Коропському - 50%. Вміст гумусу в залежності від гранулометричного складу коливається в межах 1,31-2,37%. На супіщаних відмінах він дорівнює в середньому 1,60%, легкосуглинкових -
1,77%. За кислотністю ці ґрунти переважно слабокислі або близькі до нейтральних рН 5,4-5,8, мають підвищений вміст рухомих форм фосфору і середній вміст обмінного калію, середньозважені показники їх складають відповідно 137-159 і 103-112 мг/кг ґрунту. Дещо краще вони забезпечені обмінним кальцієм і магнієм, відповідно 4,5-6,2 і 1,0-1,1 мг.-екв/100 г ґрунту.

Бонітет сірих лісових і дернових ґрунтів коливається в межах 36-57 балів.

Темно-сірі ґрунти і чорноземи опідзолені поширені на 189,9 тисячах гектарів. Питома вага їх найвища в ґрунтовому покриві Менського і Сосницького районів, де вони займають відповідно 39 і 36% орних земель. За гранулометричним складом – це, в основному легкосуглинкові ґрунти. Вміст гумусу в них складає в середньому 2,47%, коливаючись від 1,52 до 3,16%. Реакція ґрунтового розчину - близька до нейтральної або нейтральна, рН 5,6 -6,1, вміст рухомих форм фосфору - підвищений, 120-160 мг/кг ґрунту, обмінного калію - середній, 98-113 мг/кг ґрунту, вміст обмінного кальцію і магнію - середній, відповідно 8,4 і 1,7 мг-екв/100г ґрунту.

Бальна оцінка темно-сірих ґрунтів і чорноземів опідзолених складає
45-58 балів. Чорноземні та лучні ґрунти займають найбільшу площу в межах орних земель області - 540,6 тисяч гектарів (33%), найбільш поширені вони у Варвинському районі - 92%, Прилуцькому - 84%, Бобровицькому - 83, Срібнянському і Талалаївському - по 82%. За гранулометричним складом - це легкосуглинкові ґрунти. Вміст гумусу в них коливається від 2,68 до 3,69% і дорівнює в середньому 3,13%. Реакція ґрунтового розчину - нейтральна або близька до нейтральної, рН - 5,8-6,2. Середньозважений вміст рухомих форм фосфору коливається по районах від 122 до 144 мг/кг ґрунту, обмінного калію - 91-100 мг/кг ґрунту. Ці ґрунти мають підвищений вміст обмінного кальцію та магнію, відповідно 10,6 і 2,2 мг-екв/100 г ґрунту. Чорноземні та лучні ґрунти є найбільш родючими ґрунтами області, їх бальна оцінка становить 67-75 балів.

Основні напрямки вдосконалення структури посівних площ. Одержані нами результати досліджень (табл. 1) засвідчують, що найвищу ефективність використання ріллі як в умовах Полісся, так і в Лісостепу забезпечують плодозмінні сівозміни. Вихід кормових одиниць з 1 га ріллі в них у порівнянні з зернокартоплярською сівозміною збільшувався на 28,8-48,8%, а протеїну в 1,6-2,2 раза.

Результати експериментальних досліджень переконливо доводять, що вирощування багаторічних бобових трав (табл. 2) у сівозмінних масивах господарств області належить до найдоступніших, маловитратних заходів відтворення родючості ґрунту і врожайності сільськогосподарських культур та є одним із радикальних засобів біологізації сучасного землеробства.

Таблиця 1.

Вплив засобів інтенсифікації на продуктивність використання ріллі

в різних сівозмінах Полісся (у середньому за 1999-2004 рр.)

Варіанти удобрення | Сівозміна | Урожай, т/га | Вихід на 1 га ріллі | Забезпеченість 1 к.од. протеїну, г

зернових | картоплі | зерна | кормових одиниць | протеїну

Контроль (без добрив) | 1 | 2,33 | 9,86 | 11,7 | 35,5 | 3,8 | 106

2 | 1,91 | 10,16 | 14,3 | 23,9 | 1,9 | 77

N35-45Р35К85 (фон) | 1 | 2,85 | 14,50 | 14,3 | 43,8 | 4,5 | 103

2 | 2,54 | 14,90 | 19,0 | 32,2 | 2,5 | 79

Фон + гній 10 т/га | 1 | 3,44 | 19,59 | 17,2 | 53,9 | 5,4 | 101

2 | 3,87 | 19,83 | 24,5 | 41,8 | 3,3 | 79

Фон + солома 1,25 т/га | 1 | 3,02 | 16,55 | 15,1 | 47,6 | 4,9 | 102

2 | 2,83 | 16,77 | 21,3 | 36,8 | 2,8 | 79

Фон + солома 1,25 т/га + гній 5 т/га | 1 | 3,23 | 19,80 | 16,1 | 51,9 | 5,2 | 101

2 | 3,08 | 19,95 | 23,1 | 40,3 | 3,2 | 79

Фон + солома 1,25 т/га + NРК еквівалентно 5 т/га гною | 1 | 3,03 | 18,23 | 15,2 | 48,9 | 5,0 | 101

2 | 2,87 | 17,98 | 21,5 | 36,5 | 2,9 | 79

Фон + солома 1,25 т/га + сидерати | 1 | 3,23 | 19,31 | 16,2 | 51,9 | 5,3 | 102

2 | 3,03 | 19,48 | 22,7 | 40,3 | 3,1 | 77

Фон + солома 1,25 т/га + N10 на 1 т соломи | 1 | 3,13 | 17,06 | 15,7 | 49,0 | 5,0 | 101

2 | 2,85 | 17,04 | 21,4 | 37,0 | 2,8 | 77

Таблиця 2.

Вплив багаторічних трав на продуктивність використання ріллі в сівозмінах Полісся (середнє за 1999-2004 рр.)

Фон | Сівозміни | Урожай, т/га | Вихід з 1 га ріллі, т/га | Забезпеченість 1 к.од.про-теїном, г

зернових | картоплі | зерна | кормових

одиниць | протеїну

Без

добрив | Плодозмінна | 2,3 | 9,86 | 1,2 | 3,55 | 0,4 | 106

Зернокартоплярська | 1,9 | 10,2 | 1,4 | 2,4 | 0,2 | 77

10 т/га гною + N35-45P35K85 | Плодозмінна | 3,4 | 19,6 | 1,7 | 5,4 | 0,5 | 100

Зернокартоплярська | 3,3 | 19,8 | 2,4 | 4,2 | 0,3 | 79

Показано, що поряд з багаторічними травами важлива роль у землеробстві належить і однорічним бобовим культурам – гороху, люпину, сої, пелюшці, бобам. Питома вага багаторічних і однорічних бобових культур у структурі посівів повинна становити 18-25%, в тому числі однорічних бобових у Поліссі 8-10%, в Лісостепу – 10-12%.

У зоні Лісостепу типовий напрям спеціалізації великих колективних господарств є зерно-буряківничо-тваринницький. На основі узагальнених даних, а також власних для таких господарств рекомендовано (мал.2.) сівозміни з 55-60% зернових (у т.ч. 25-30% озимої пшениці), 15-20 – цукрових буряків, 23-25% кормових культур (у т.ч. багаторічних трав 10-12%). Такі сівозміни здатні забезпечити одержання середнього врожаю зернових 3,6-4,1 т/га, цукрових буряків – 34,5-50,0 т/га, вихід з 1 га ріллі зерна 2,0-2,4 т, цукру – 1,1-1,3, кормових одиниць – 8,1-9,6 і перетравного протеїну – 0,7- 0,82 т.

У господарствах, що спеціалізуються на виробництві зернофуражу, свинини та птиці, доцільно мати 65-70% зернових, 15-20 – цукрових буряків, 15-20% кормових культур (у т.ч. трав 8-12%). Показано, що у господарствах із більш поглибленою спеціалізацією з виробництва молока, м’яса, вирощування нетелей у структурі сівозмін зернові мають становити 45-50%, цукрові буряки – 15-20, кормові культури – 30-40% (у т.ч. трав – 12-20%).

Дослідження структури посівних площ у сівозмінах на Поліссі (мал. 3) для колективних господарств скотарсько-картопле-льонарського напрямку спеціалізації дали наступні результати: доля зернових повинна складати – 50-52%, картоплі – 10-15, льону-довгунця – 9-12, кормових культур – до 25-28% (у т.ч. багаторічних трав 10-15%). Такі сівозміни забезпечують вихід з 1 га ріллі – 1,4-1,6 т зерна, 2,1-3,2 – картоплі, 4,6-5,0 т к.од. і 0,40-0,45 т перетравного протеїну.

Для господарств картопле-зерно-тваринницького напрямку встановлено, що найбільш продуктивними є сівозміни із 45-55% зернових, 20-25 – картоплі і 20-25% кормових культур.

У господарствах, що спеціалізуються на виробництві яловичини, молока і на вирощуванні нетелей сівозміни слід насичувати кормовими культурами до 30-45%, у тому числі багаторічних трав – 10-24%, зернових – 39-50, картоплі – 9-14, льону – 4-10%.

Структура посівних площ фермерських господарств визначається прий-нятою спеціалізацією та ґрунтово-кліматичними умовами.

Результати наших досліджень показали, що на сучасному рівні розвитку сільськогосподарського виробництва в основі заходів, спрямованих на підвищення сили кожного гектара землі, повинен бути практичний розрахунок балансу поживних речовин і гумусу у ґрунті. Встановлено, що позитивний баланс у ґрунті складається за органо-мінеральної системи удобрення (табл. 3). У господарствах, що виробляють обмежену кількість гною слід ширше застосовувати на добриво солому в чистому вигляді та в поєднанні з гноєм та сидератами. Це сприятиме поліпшенню показників балансу та збільшенню вмісту гумусу і поживних речовин у ґрунті.

Землеробство Поліської зони найбільш доцільно спеціалізувати на ви-робництві картоплі, льону–довгунця і кормових культур, тваринництво – на виробництві молока і яловичини. Серед культур, що вирощуються на Поліссі, найбільш вимогливими до сівозмінного фактору є озима пшениця, льон, люпин, ячмінь.

З метою розробки науково обґрунтованих систем удобрень сільськогосподарських культур Чернігівським інститутом АПВ проведені лізиметричні дослідження з вивчення кругообігу поживних речовин і гумусу в системі добриво-грунт-рослина. У середньому за роки досліджень кількість азоту (NО3 + NН4), що надійшла з опадами, склала понад 20 кг/га з коливанням по роках від 16,8 (1996 р.) до 29,9 кг/га (1990 р.), калію (К2О) – 7,5-13,6, натрію (Nа2О) – приблизно така ж кількість (табл. 3). Але найбільш істотне надходження з атмосферними опадами було кальцію і магнію, відповідно 84,5 і 49,2 кг/га, сірки і хлору. Вміст біогенних елементів у дощовій воді і снігу розміщається в такій послідовності: SО4 > Са > Мg > СІ > NН4 > К2О > NО3 > Nа2О .

У середньому за роки досліджень під багаторічними травами й озимими культурами інфільтрація із шару 0-155 см складала 22-26 мм або біля 5% від середньобагаторічного розміру опадів, що випали. У вологі роки втрати ґрунтового розчину збільшувалися в 2,5-2,6 раза і складали 55-58 мм. Під просап-

Таблиця 3.

Баланс поживних елементів в сівозмінах залежно від

систем удобрення, кг/га за рік (1999-2004 рр.)

Варіанти |

Сіво-зміни | Надходження ( з добривами, азотфіксацією,

несимбіотичною фіксацією та насінням) | Винос урожаями | Баланс + | Інтенсивність балансу,%

азоту | фосфору | калію | азоту | фосфору | калію | азоту | фосфору | калію | азоту | фосфору | калію

Контроль

( без добрив) | 1 | 22,5 | 3,0 | 7,0 | 57,1 | 34,6 | 78,5 | -34,6 | -31,6 | -74,5 | 39,4 | 8,6 | 8,9

2 | 12,2 | 3,4 | 7,2 | 59,4 | 24,7 | 58,2 | -47,2 | -21,3 | -51,0 | 20,5 | 13,8 | 12,4

N35-45Р35К85

(Фон) | 1 | 57,4 | 38,0 | 92,0 | 72,7 | 42,4 | 96,8 | -15,3 | -4,4- | -4,8 | 78,9 | 89,6 | 95,0

2 | 57,2 | 38,4 | 92,1 | 79,8 | 33,3 | 79,6 | -22,6 | +5,1 | +12,5 | 71,6 | 115,3 | 115,7

Фон + гній

10 т/га | 1 | 108,6 | 68,0 | 143,3 | 90,5 | 51,4 | 119,2 | +18,1 | +16,6 | +24,1 | 120,0 | 132,0 | 120,2

2 | 107,2 | 68,4 | 143,5 | 103,9 | 43,2 | 103,4 | +3,3 | +25,2 | +40,1 | 103,2 | 158,3 | 138,7

Фон + солома 1,25 т /га | 1 | 59,4 | 40,5 | 103,2 | 78,7 | 45,6 | 105,5 | -19,3 | -5,1 | +2,3 | 75,3 | 88,8 | 97,8

2 | 63,4 | 40,9 | 103,4 | 89,2 | 37,3 | 89,3 | -25,8 | +3,6 | +14,1 | 71,6 | 109,6 | 115,8

Фон + солома 1,25 т/га + гній 5 т/га | 1 | 89,3 | 55,5 | 129,0 | 86,8 | 49,2 | 115,0 | +2,5 | +6,3 | +14,0 | 102,9 | 112,8 | 112,2

2 | 88,4 | 55,9 | 129,2 | 99,3 | 41,3 | 99,5 | -10,9 | +14,6 | +29,7 | 89,0 | 135,3 | 129,8

Фон + солома 1,25 т/га +NРК

еквівалентно 5 т/га гною | 1 | 88,6 | 55,5 | 129,0 | 81,0 | 46,4 | 108,4 | +7,6 | +9,1 | +20,6 | 109,4 | 119,6 | 119,0

2 | 88,4 | 55,9 | 129,2 | 91,5 | 38,1 | 91,3 | -3,1 | +17,8 | +37,9 | 96,6 | 146,7 | 141,5

Фон + солома 1,25 т/га + сидерати | 1 | 69,4 | 40,5 | 103,2 | 86,3 | 49,3 | 115,1 | -16,9 | -8,8 | -11,9 | 80,4 | 82,1 | 89,7

2 | 75,2 | 40,9 | 103,4 | 98,0 | 40,7 | 98,0 | -22,8 | +0,2 | +5,4 | 76,7 | 100,5 | 105,5

ними культурами в беззмінних посівах втрати вологи були ще вищими проти культур суцільної сівозміни на 25-46%, досягаючи свого максимуму під чистим паром і мінімуму – під багаторічними травами. Органічні і мінеральні добрива збільшували кількість інфільтрату на 20-24 мм.

Таким чином, результати наших досліджень свідчать, що для зменшення непродуктивних втрат біогенних елементів і гумусу за межі кореневмісного шару ґрунту необхідно використовувати проміжні посіви на зелений корм і добрива, як один із найдоступніших і малозатратних засобів сучасного землеробства.

Можливості мінеральних добрив, у тому числі й азотних, великі, але не безмежні. В умовах сучасного землеробства орієнтована доза їх, що задовольняє потребу сучасних сортів складає N75-35 Р40-60 К90-120, тобто в межах 260-300 кг/га у діючій речовині. Ці добрива в поєднанні із гноєм при середньосівозмінній дозі 8-10 т/га і сидерацією спроможні на фоні вапнування і захисту рослин від шкідників і хвороб забезпечити максимальні врожаї і розширене відтворення родючості ґрунтів дерново-підзолистого типу, не забруднюючи навколишнє середовище і забезпечуючи високу якість продукції.

Рівень ґрунтової родючості й ефективність технічного азоту доцільно поєднувати із біологічними особливостями культур і сортів та їх реакцією на кислотність ґрунту.

Однією з причин низької природної родючості дерново-підзолистих ґрунтів, що переважають у ґрунтовому покриві Полісся, є їхня підвищена кислотність, що обумовлена наявністю у ґрунтах високої концентрації іонів водню, окислів алюмінію, заліза і марганцю; низьким вмістом у вбирному комплексі катіонів кальцію і магнію, що поглинаються ґрунтом.

Основним заходом усунення підвищеної кислотності і поліпшення родючості ґрунтів є вапнування. Зважаючи, що вапнування є заходом досить ради-кального антропогенного впливу на ґрунт, проводити його необхідно лише на підставі проектно-кошторисної документації, розробленої центром „Облдержродючість”.

Основне завдання обробітку ґрунту в сучасному землеробстві – створення оптимальних, екологобезпечних умов для росту і розвитку сільськогосподарських культур, підвищення родючості та захист його від ерозії і збереження ландшафтів. У наших дослідженнях на дерново-підзолистих ґрунтах Полісся ефективність способів основного обробітку була неоднозначною і змінювалась у за-лежності від удобреності культур плодозмінної сівозміни, що вирощувались (табл. 4).

Зокрема, на фоні без добрив найбільший вихід кормових одиниць з 1 га ріллі забезпечувала різноглибинна оранка. А на фоні із внесенням добрив (гній 15 т/га + N54Р40К57) перевага була на користь різноглибинного (комбінованого) способу основного обробітку. При цьому саму високу продуктивність забезпечувала система обробітку, в якій оранка під просапні культури і під озиму пшеницю після багаторічних трав чергувалась з дисковим обробітком під інші культури сівозміни. Результати цих дослідів свідчать, що в сучасному землеробстві з обмеженою кількістю внесення добрив найбільш високу продуктивність може забезпечити система різноглибинного обробітку ґрунту.

Таблиця