НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ОЛІФІР ЮРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ

УДК 631.445.2:631.81:631.582

Вплив тривалого застосування добрив і вапна

на родючість ясно-сірого лісового ґрунту

та продуктивність культур сівозміни

06.01.04 – агрохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2007

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Інституті землеробства і тваринництва західного регіону УААН

Науковий керівник – доктор сільськогосподарських наук, професор

ДЗЮБАЙЛО Андрій Григорович,

Дрогобицький державний педагогічний університет

імені Івана Франка, завідувач кафедри екології

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

ДЕГОДЮК Едуард Григорович, ННЦ „Інститут

землеробства УААН”, головний науковий співробітник відділу агрохімії і фізіології рослин

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

ПАРХУЦЬ Ігор Миколайович, Львівський

державний аграрний університет, доцент кафедри

агрохімії і ґрунтознавства

Захист відбудеться “09” листопада 2007 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус № 3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус № 4, к. 28

Автореферат розісланий “06” жовтня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради І.В. Присташ

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Питання збереження та підвищення родючості ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного ґрунту західного Лісостепу нерозривно пов’язані з внесенням мінеральних, органічних добрив і вапна. Значний внесок у вирішення цих проблем зробили вчені: Г.О. Андрущенко, А.І. Гуменюк, Є.І. Козак, З.М. Томашівський, Б.Я. Швайківський, А.В. Погорецький, В.М. Петрунів. Проте вплив систематичного та тривалого (протягом 40 років) внесення різних доз і співвідношень мінеральних добрив, гною і вапна у сівозміні на інтенсивність агрохімічних трансформацій, спрямованість ґрунтових процесів і перетворень досліджено недостатньо. За таких умов особливо актуальним є вивчення закономірностей тривалого впливу різних систем удобрення і вапнування на формування поживного режиму та показники родючості ясно-сірого лісового ґрунту. Успішне вирішення цього завдання вимагає постійного одержання якісної інформації, що ґрунтується на глибоких наукових розробках, отриманих у базових тривалих дослідах.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проведено відповідно до тематичного плану лабораторії землеробства та відтворення родючості ґрунтів Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН з виконання НТП „Родючість і охорона ґрунтів”, підпрограми „Розробити технології збереження і раціонального використання ґрунтів і ґрунтової родючості” на 2001 – 2005 рр. за завданням 01.02. „Розробити діагностику екологічної стійкості кислих ґрунтів, енергоощаджуючі технології їх меліорації та управління родючістю” (державний реєстраційний номер 0101U006035).

Мета і завдання досліджень. Мета науково-дослідної роботи полягала у визначенні шляхів збереження і підвищення родючості ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного ґрунту, встановленні загальних закономірностей та регіональних особливостей агрохімічних трансформацій, які відбуваються в ґрунті за умов тривалого і систематичного внесення гною, мінеральних добрив і вапна, та їхнього впливу на формування поживного режиму і продуктивність культур сівозміни.

Для досягнення поставленої мети було передбачено вирішити такі завдання:–

вивчити вплив тривалого застосування гною, мінеральних добрив і вапна на зміну кислотно-основних, агрохімічних властивостей та вмісту гумусу в ясно-сірому лісовому ґрунті;–

дослідити вплив тривалого внесення добрив за різних систем їх застосування та вапнування у сівозміні на характер поживного режиму ґрунту, динаміку різних форм азоту, фракційний склад фосфатів, груповий склад калію в орному (0 – 20 см) і підорному (20 – 35 см) шарах ясно-сірого лісового ґрунту;–

вивчити вплив тривалого застосування добрив і вапна на формування урожайності, показники якості культур та продуктивність сівозміни; –

провести економічну, енергетичну та агрохімічну оцінку застосування добрив і вапна за різної насиченості ними сівозміни.

Об’єкт дослідження. Агрохімічні та фізико-хімічні процеси ясно-сірого лісового ґрунту, продуктивність сільськогосподарських культур у сівозміні при тривалому застосуванні добрив і вапна.

Предмет дослідження. Окремі показники поживного режиму, фракційний склад фосфатів, груповий склад калію, вміст гумусу та кислотно-основні властивості ясно-сірого лісового ґрунту при тривалому застосуванні добрив і вапна; величина та якість врожаю культур сівозміни; економічна та енергетична оцінка агрофонів тривалого досліду.

Методи дослідження: польовий тривалий дослід, агрохімічні методи (хімічні та фізико-хімічні), математично-статистичний, економічна та енергетична оцінка.

Наукова новизна досліджень полягає в тому, що в умовах західного Лісостепу на ясно-сірому лісовому ґрунті встановлено закономірності зміни агрохімічних властивостей, вмісту гумусу, кислотно-основних показників, поживного режиму ґрунту та їхнього впливу на величину та якість врожаю культур сівозміни за умов тривалого (40-річного) застосування різних доз добрив і вапна. Обґрунтовано систему удобрення у сівозміні, що забезпечує збереження і розширене відтворення родючості ясно-сірого лісового ґрунту та отримання стабільних економічно виправданих врожаїв культур сівозміни, а також визначено ознаки деградації ґрунтового покриву за мінеральної системи удобрення.

Практичне значення отриманих результатів. Внаслідок проведеної науково-дослідної роботи розроблено науково-обґрунтовану систему удобрення на основі раціонального поєднання у сівозміні гною, мінеральних добрив і вапна, що дозволяє виробництву отримувати високі врожаї вирощуваних сільськогосподарських культур, забезпечує найвищий рівень продуктивності сівозміни при збереженні та розширеному відтворені родючості ясно-сірого лісового ґрунту за різних господарсько-економічних умов. Результати досліджень пройшли виробничу перевірку в ТзОВ „Агро Фрутіка Бишків” Жовківського району Львівської області на площі 100 га та впроваджені у дослідному господарстві „Оброшино” Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН.

Особистий внесок здобувача. Автор самостійно опрацював та систематизував матеріали спеціальної літератури, за його безпосередньою участю виконано польові та лабораторні дослідження. На основі одержаних результатів особисто здійснено аналіз, теоретичне обґрунтування і узагальнення досліджень, що відображено у наукових працях, які вийшли друком, сформульовано основні положення дисертаційної роботи, зроблено загальні висновки і подано рекомендації виробництву, проведено перевірку і впровадження результатів досліджень, підготовлено до друку дисертацію і автореферат.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень висвітлено на науково-практичній конференції молодих вчених „Новітні технології вирощування сільськогосподарських культур – у виробництво” (Київ-Чабани, 2004), Міжнародній науково-практичній конференції „Сучасний стан ґрунтового покриву України та шляхи забезпечення його сталого розвитку на початку ХХІ століття” (Харків, 2006), VІІ з’їзді УТҐА „Ґрунти – основа добробуту держави, турбота кожного” (Київ, 2006), обговорено і схвалено на засіданнях методичних комісій та вчених рад Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН.

Публікації. За результатами досліджень на тему дисертації опубліковано 11 наукових праць, з них 7 статей у фахових виданнях, науково-методичні рекомендації та 3 матеріали конференції.

Обсяг і структура роботи. Дисертаційну роботу викладено на 196 сторінках комп’ютерного тексту, з яких 149 сторінок основного тексту. Складається із вступу, огляду літератури, методики та умов проведення досліджень, 4 розділів експериментальної частини, висновків, рекомендацій сільськогосподарському виробництву, переліку використаних літературних джерел, 17 додатків. Включає 34 таблиці, 6 рисунків. Список використаної літератури нараховує 327 найменувань, з них 20 – іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ВПЛИВ ТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ ТА ВАПНА У СІВОЗМІНІ НА РОДЮЧІСТЬ ҐРУНТу (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

На основі узагальнення літературних даних подано огляд і аналіз вітчизняних та зарубіжних досліджень, присвячених впливу тривалого застосування мінеральних, органічних добрив та вапна на вміст гумусу, формування ефективної родючості та регулювання кислотності ґрунту.

Вагомі результати досліджень на цю тему викладено в наукових працях В.Г. Мінєєва, В.В. Прокошена, Б.С. Носка, М.М. Городнього, А.О. Христенка, Е.Г. Дегодюка, В.В. Медведєва, Р.С. Трускавецького, В.В. Окоркова, Т.М. Кулаковської та ін. На основі проведеного аналізу виявлено ряд проблем і положень, які, на наш погляд, вимагають додаткового вивчення, тому було визначено мету і потребу продовження досліджень.

МЕТОДИКА, об’єкти та умови ПРОВЕДЕННЯ досліджень

Дослідження проводили впродовж 2003 – 2005 рр. у тривалому досліді, закладеному в 1965 р. на ясно-сірому лісовому поверхнево оглеєному ґрунті лабораторії землеробства і відтворення родючості ґрунтів Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН.

Львівська область, на території якої проводили дослідження, розміщена в зоні західного Лісостепу. Клімат її помірно континентальний з невеликим діапазоном коливання температур у різні пори року. Середньорічна температура повітря становить 7,6 оС, сума опадів – 668 мм, тривалість безморозного періоду – 160 днів. Погода в основному залежить від циклонів, які переміщуються протягом всього року. В літній період випадає в 2 – 3 рази більше опадів, ніж у зимовий. Гідротермічний коефіцієнт становить 1,5 – 1,8.

Метеорологічні умови за роки дослідження в основному були типовими для зони, проте мали певні особливості порівняно з середньобагаторічними показниками. Зокрема негативно вплинули на формування величини врожаю вирощених у сівозміні культур несприятливі погодні умови осінньо-зимового періоду 2002 – 2003 рр., а також дощі зливового характеру з грозами і градом у липні 2003 р. 2003 – 2004 вегетаційний рік характеризувався сприятливішими погодними умовами, про що свідчив добрий ріст і розвиток рослин. Однак надмірна кількість опадів (відхилення 150%) у фазу повної стиглості зерна більше позначилася на якості, зокрема вмісті клейковини, ніж врожайності пшениці озимої. Найбільш негативно погодні умови вплинули на ріст і розвиток рослин пшениці озимої весною 2005 р. Так, впродовж березня, квітня і травня опадів випало відповідно на 50, 77 і 19% більше за норму, що спричинило значну загибель рослин у зв’язку з їх вимоканням. Внаслідок таких екстремальних погодних умов урожайність зерна пшениці озимої в цьому році була найнижчою за роки досліджень.

Ґрунт дослідного поля – ясно-сірий лісовий поверхнево оглеєний. Профіль ґрунту сформувався під хвойними і листяно-хвойними лісами за умов промивного водного режиму під дією низхідних рухів кислих ґрунтових розчинів. Внаслідок наявності щільного водонепроникного ілювіального горизонту та породи, а також через відсутність поверхневого стоку спостерігався застій поверхневих вод, що обумовило оглеєння ґрунту. Крім того, деякий вплив на його оглеєння мають підґрунтові води, глибина залягання яких коливається в межах 1,5 – 1,8 м. Ґрунтотворною породою є лесовидний суглинок.

За гранулометричним складом ґрунт орного шару грубопилувато-легкосуглинковий. Його агрохімічна характеристика до закладання досліду така: вміст гумусу (за Тюріним) 1,42%, рНКСl 4,2, гідролітична кислотність (за Каппеном) 4,5, обмінна (за Соколовим) 0,6 мг-екв/100 г ґрунту, вміст рухомого алюмінію 60, рухомого фосфору (за Кірсановим) і обмінного калію (за Масловою) – відповідно 36 і 50 мг/кг ґрунту. Дані аналізів, які характеризують гранулометричний склад, фізико-хімічні та агрохімічні властивості ясно-сірого лісового ґрунту перед закладанням досліду, свідчать про його низьку природну родючість.

У роки досліджень проходила шоста ротація сівозміни. Дослід проводили трьома полями з послідовним входженням у сівозміну одного поля. Загальна площа ділянки – 162 м2 (27 х 6), а облікової – 100 м2 (25 х 4). Повторність досліду триразова. Розташування варіантів одноярусне, послідовне.

Сівозміна семипільна з таким чергуванням культур: картопля – ячмінь ярий із підсівом конюшини – конюшина лучна – пшениця озима – буряк цукровий – кукурудза на силос – пшениця озима. Починаючи з 2000 р., після закінчення V ротації проведено часткову реконструкцію досліду, що полягала у вивченні ефективності та тривалості післядії вапнування, залишкових фосфору та калію при помірному азотному живленні (вар. 11 – 18) з таким чергуванням культур: кукурудза на силос – ячмінь ярий із підсівом конюшини – конюшина лучна – пшениця озима.

У досліді вносили напівперепрілий гній ВРХ на солом’яній підстилці, аміачну селітру (34%, ГОСТ 2-85), суперфосфат простий гранульований (19,5%, ГОСТ 59-56-78), хлористий калій (40%, ГОСТ 4568-83), в останні роки – нітроамофоску (NPK по 17%) та калімагнезію (28%). Для вапнування використовували вапнякове борошно (95% СаСО3).

Вапнування проводили один раз за ротацію під першу культуру сівозміни – картоплю – при весняному переорюванні зябу нормами вапна 0,5; 1,0; 1,5 за гідролітичною кислотністю (г.к.). Гній до реконструкції досліду вносили двічі – під картоплю і буряк цукровий, починаючи з VI ротації – під кукурудзу на силос. Добрива вносили вручну розкидним способом: фосфорні та калійні – під основний обробіток ґрунту восени, азотні – під передпосівну культивацію навесні щорічно відповідно до розрахованих норм для кожної культури згідно зі схемою досліду.

Дослідження поживного режиму проводили в полях пшениці озимої після конюшини лучної як останньої культури сівозміни у варіантах без добрив (контроль, вар. 1), післядії: 1,0 н за г.к. вапна (вар. 2), 10 т/га гною (вар. 3) та сумісного внесення 1,0 н за г.к. вапна і 10 т/га гною (вар. 4), а також у варіантах, що включають застосування під пшеницю озиму повної (вар. 5, 7) та половинної (вар. 9) доз мінеральних добрив і сумісного та роздільного внесення гною, післядії вапна і мінеральних добрив у півторакратній та подвійній дозах NPK на фоні гною і післядії вапна, починаючи з 2000 р. – післядії РК (вар. 12, 15, 17, 18).

Упродовж 2003 – 2005 рр. щорічно для вивчення динаміки поживного режиму на облікових ділянках під час вегетації пшениці озимої, а саме – у фазах весняного кущіння, виходу в трубку та воскової стиглості, поділяночно відбирали зразки з орного (0 – 20 см) і підорного (20 – 35 см) шарів ґрунту.

Зразки ґрунту відбирали та готували до аналізів згідно з ДСТУ ІSО 11464-2001. Агрохімічні аналізи поживного режиму ґрунту проводили за такими методиками: вміст нітратного азоту – за методом Грандваль-Ляжу (ГОСТ 26488-85), амонійного – фотоколориметричним методом за допомогою реактиву Неслера (ГОСТ 26489-85), лужногідролізованого – за Корнфілдом, груповий склад фосфа- тів – за Чиріковим (ГОСТ 26204-91, І + ІІ та ІІІ групи відповідно у витяжці 0,5 н СН3СООН і 0,5 н НСl), ступінь рухливості фосфору – за Карпінським і Зам’ятіною (в 0,03 н K2SO4), вміст обмінного калію – за Чиріковим (у витяжці 0,5 н СН3СООН).

Для вивчення змін агрохімічних властивостей ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного ґрунту під впливом застосування мінеральних добрив, гною і вапна після закінчення VІ ротації відбирали зразки з орного та підорного шарів ґрунту. У них визначали вміст гумусу за Тюріним (ГОСТ 26213-91), рН сольової витяжки – потенціометричним методом (ДСТУ ІSО 10390-2001), гідролітичну кислотність – за Каппеном у модифікації ЦІНАО (ГОСТ 26212-91), обмінну кислотність – за ГОСТ 26484-85, вміст рухомого алюмінію – за Соколовим (ГОСТ 26485-85), суму увібраних основ – за Каппеном-Гільковіцем (ГОСТ 27821-88), кальцій і магній – трилонометричним методом (ГОСТ 26487-85), валовий фосфор – за ГОСТ 26261-84, фракційний склад фосфатів – за методом Чанга і Джексона в модифікації Гінзбург-Лебедєвої, валовий калій – за Смітом (ГОСТ 26261-84), водорозчинний калій – за методом Александрова, необмінний калій – за Пчолкіним.

Під час збирання комбайном відбирали середні зразки зерна пшениці озимої, в яких визначали вологість, натуру (ГОСТ 10840-64), масу 1000 зерен (ГОСТ 10842-82), вміст „сирої” клейковини методом відмивання водорозчинних речовин (ГОСТ 13586-68), вміст білкового азоту – за К’єльдалем (ГОСТ 10846-91), фракційний склад білків – за методикою М.М. Городнього та М.В. Козлова.

У зеленій масі кукурудзи визначали вміст сухої речовини термогравіметричним методом, вміст „сирого” протеїну – за методом К’єльдаля. В зерні ячменю ярого кількість крохмалю визначали поляриметричним методом за Реверсом, у сіні конюшини лучної вміст клітковини – за методом Ганнеберга і Штомана.

Облік врожаю робили поділяночно. Статистичну обробку врожайних даних проводили методом дисперсійного аналізу за прописом Б.А. Доспехова і дисперсійно в пакеті “STATISTICA”.

Економічну ефективність застосування добрив визначали за середніми цінами в роки проведення досліджень, згідно з методикою А.С. Мерзликіна, біоенергетичну ефективність – з використанням пропису методики О.К. Медведовського та П.І. Іваненка і за методикою біоенергетичної оцінки технології виробництва продукції рослинництва.

Під час написання дисертаційної роботи для обґрунтування власних досліджень було використано з дозволу авторів А.Й. Габриєль та І.І. Петрунів звітні матеріали, отримані в умовах тривалого досліду, щодо урожайності і якісних показників культур сівозміни кукурудзи, ячменю ярого та конюшини лучної за VI ротацію, а також врожаю і якості зерна пшениці озимої за IV і V ротації.

вплив тривалого удобрення та періодичного вапнування на фізико-хімічні властивості ясно-сірого лісового ґрунту

Кислотно-основні властивості ясно-сірого лісового ґрунту. Проведені дослідження показали, що органо-мінеральна система удобрення на фоні періодичного вапнування поліпшила кислотно-основні властивості ясно-сірого лісового ґрунту (табл. 1).

На кінець VІ ротації величина рНKCl орного шару ґрунту підвищилася з 4,2 (контроль без добрив) до 5,1 – 5,3. Водночас гідролітична кислотність знизилася до 2,3 – 2,6 проти 4,4 мг-екв/100 г ґрунту контролю. Вміст рухомого алюмінію зменшився з 62,5 до 2,6 – 2,9 мг/кг ґрунту, сума увібраних основ зросла до 6,3 – 6,5 мг-екв/100 г ґрунту. Поліпшилася структура обмінних катіонів ГВК, зокрема вміст кальцію збільшився до 4,66 – 4,86, магнію – до 0,50 – 0,61 мг-екв/100 г ґрунту.

Тривале застосування подвійної дози мінеральних добрив супроводжувалося зниженням показника рНKCl до 3,9 одиниці, підвищенням гідролітичної кислотності до 5,4 мг-екв/100 г ґрунту та зростанням вмісту рухомого алюмінію до 85,9 мг/кг ґрунту. Разом з тим знижувалася кількість обмінного кальцію та магнію в орному шарі ґрунту навіть порівняно з варіантом без добрив. При цьому вміст увібраного кальцію і магнію становив відповідно 1,93 та 0,40 проти 2,21 і 0,43 мг-екв/100 г ґрунту.

Вміст гумусу в ясно-сірому лісовому ґрунті. Важливе значення у системі всіх факторів родючості ґрунту належить органічній речовині. Гумус є комплексним активно функціонуючим буферним механізмом відносно всіх елементів родючості. Дослідження показали, що найвищий вміст гумусу (загального) в орному шарі на кінець шостої ротації сівозміни (1,99%) був у варіанті органо-мінеральної системи удобрення за умови систематичного сумісного внесення повної дози мінеральних добрив (N65P68K68) та 10 т/га сівозмінної площі гною, що на 0,51% перевищує кількість гумусу у варіанті без добрив.

Таблиця 1 – Вплив тривалого застосування добрив і вапна на кислотно-основні показники та вміст рухомого алюмінію у ясно-сірому лісовому ґрунті,

кінець VI ротації, середнє за 2003 – 2005 рр.

Варіант досліду | Шар ґрунту, см | рНКСl | Гідролітична кислотність | Обмінна кислотність | Кальцій | Магній | Сума увібраних основ | Рухомий алюміній,

мг/кг ґрунту

мг-екв/100 г ґрунту

Без добрив (контроль) | 0 – 20 | 4,2 | 4,4 | 0,74 | 2,21 | 0,43 | 3,3 | 62,5

20 – 35 | 4,1 | 4,4 | 0,84 | 2,10 | 0,50 | 2,9 | 72,5

СаСО3, 1,0 н | 0 – 20 | 5,1 | 2,4 | 0,09 | 4,00 | 0,53 | 5,3 | 5,3

20 – 35 | 5,1 | 2,3 | 0,08 | 4,06 | 0,30 | 5,0 | 5,0

Гній, 10 т/га | 0 – 20 | 4,7 | 3,0 | 0,14 | 3,40 | 0,56 | 4,7 | 9,1

20 – 35 | 4,4 | 3,4 | 0,26 | 3,01 | 0,67 | 3,9 | 20,7

Гній, 10 т/га + СаСО3, 1,0 н | 0 – 20 | 5,3 | 2,2 | 0,07 | 4,65 | 0,46 | 5,9 | 2,8

20 – 35 | 5,4 | 2,0 | 0,07 | 4,55 | 0,49 | 5,6 | 3,4

N65P68K68 + гній, 10 т/га | 0 – 20 | 4,3 | 4,1 | 0,41 | 2,90 | 0,65 | 4,4 | 32,1

20 – 35 | 4,4 | 3,8 | 0,40 | 2,73 | 0,63 | 3,8 | 32,8

N65P68K68 + гній,

10 т/га +

СаСО3, 1,0 н | 0 – 20 | 5,1 | 2,6 | 0,06 | 4,66 | 0,50 | 6,3 | 2,9

20 – 35 | 5,4 | 2,0 | 0,05 | 4,75 | 0,72 | 6,3 | 2,9

N30P34K34 + гній,

10 т/га +

СаСО3, 1,0 н | 0 – 20 | 5,3 | 2,3 | 0,06 | 4,84 | 0,61 | 6,5 | 2,6

20 – 35 | 5,6 | 1,8 | 0,05 | 4,75 | 0,69 | 6,3 | 2,2

Гній, 10 т/га + СаСО3, 1,0 н +

N30 (PK - післядія) | 0 – 20 | 5,1 | 2,7 | 0,09 | 4,40 | 0,75 | 6,3 | 5,2

20 – 35 | 5,1 | 2,4 | 0,06 | 4,59 | 0,47 | 5,6 | 3,0

N65 (PK - післядія) | 0 – 20 | 3,9 | 5,4 | 0,95 | 1,93 | 0,40 | 2,7 | 85,9

20 – 35 | 3,9 | 5,2 | 1,20 | 1,65 | 0,39 | 2,2 | 103,4

СаСО3, 1,5 н + N65

(PK - післядія) | 0 – 20 | 5,0 | 2,8 | 0,09 | 4,50 | 0,25 | 5,7 | 5,1

20 – 35 | 5,3 | 2,2 | 0,06 | 4,43 | 0,48 | 5,5 | 2,7

СаСО3, 1,5 н + N30

(PK - післядія) | 0 – 20 | 5,2 | 2,4 | 0,07 | 4,94 | 0,37 | 6,1 | 3,7

20 – 35 | 5,4 | 1,9 | 0,06 | 4,75 | 0,33 | 5,5 | 2,9

НІР05 | 0 – 20

20 – 35 | 0,1

0,1 | 0,1

0,1 | 0,05

0,04 | 0,50

0,70 | 0,06

0,08 | 0,6

0,7 | 1,4

1,5

З’ясовано, що систематичне сумісне внесення повної (N65P68K68) і половинної (N30P34K34) доз мінеральних добрив, гною (10 т/га) на фоні вапнування 1,0 н СаСО3, сприяючи окультуренню ясно-сірого лісового ґрунту, підвищує вміст гумусу відповідно до 1,95 і 1,96% порівняно з 1,48% у контрольному варіанті.

Систематичне тривале внесення мінеральних добрив у подвійній дозі без вапнування не суттєво впливало на збільшення вмісту гумусу в ґрунті, який на кінець шостої ротації становив 1,69%, тобто за 40 років зріс лише на 0,08%.

ПОЖИВНИЙ режим ЯСНО-СІРОГО ЛІСОВОГО ҐРУНТУ під впливом тривалого застосування добрив і вапна

Показники азотного режиму. У зоні західного Лісостепу України, що характеризується періодично промивним водним режимом, особливе значення у формуванні величини і показників якості врожаю має вміст у ґрунті рухомих сполук азоту.

Сильні зливові дощі, які випадали впродовж вегетації пшениці озимої під час проведення досліджень, значно сповільнювали процеси нітрифікації, а також сприяли вимиванню нітратного азоту з орного шару. Тому практично в усіх варіантах досліду в період інтенсивного росту і розвитку рослин пшениці озимої в ґрунті було виявлено лише сліди нітратного азоту.

Найбільше нагромадження амонійного азоту в ґрунті під пшеницею озимою спостерігалося у варіантах органо-мінерального удобрення із внесенням безпосередньо під пшеницю мінеральних добрив у дозі N70P90K90. При цьому вміст амонійного азоту у фазі весняного кущіння рослин весною становив 41,3 мг/кг ґрунту. За цієї ж системи удобрення на фоні вапнування кількість амонійного азоту дещо нижча (35,4 мг/кг ґрунту).

З ростом та розвитком рослин пшениці озимої рівень амонійного азоту зменшувався в орному та підорному шарах ґрунту в усіх варіантах досліду внаслідок поглинання його рослинами. Так, якщо за сумісного застосування однієї норми мінеральних добрив, 10 т/га гною і 1,0 н вапна у фазі весняного кущіння (в середньому за три роки досліджень) вміст амонійного азоту становив 35,4 мг/кг ґрунту, у фазі виходу у трубку – 32,1, то наприкінці вегетації у фазі воскової стиглості – 26,5 мг/кг ґрунту.

Кількість лужногідролізованого азоту в ґрунті під пшеницею озимою змінювалася залежно від систем удобрення аналогічно до зміни рівня амонійного азоту.

За мінеральної системи удобрення найвищий вміст амонійного та лужногідролізованого азоту в орному шарі ґрунту (відповідно 50,3 і 135 мг/кг ґрунту) спостерігався за внесення упродовж 35 років подвійної дози NPK, а в роки досліджень – під пшеницю озиму N70 на фоні післядії РК. Проте за тривалого застосування подвійної дози мінеральних добрив на цьому ґрунті поряд з накопиченням сполук азоту зростали кислотність і вміст рухомого алюмінію, що блокували фізіологічні процеси росту і розвитку рослин пшениці озимої.

Показники фосфатного режиму. Основним джерелом фосфору для рослин є мінеральні сполуки І, ІІ і частково ІІІ групи фосфатів, вилучених з ґрунту за методом Чирікова.

В умовах кислого ясно-сірого лісового ґрунту висока концентрація сполук рухомого алюмінію перешкоджає активному надходженню фосфору, зв’язуючи його у важкодоступні форми, а відтак вміст доступного для рослин фосфору є незначним. Тому розробка заходів щодо підвищення його кількості та формування оптимального фосфатного режиму є особливо актуальною для цього ґрунту.

Органо-мінеральна система удобрення із внесенням гною (10 т/га) і повної дози мінеральних добрив (N65P68K68) на фоні вапнування підвищувала вміст легкодоступних фосфатів до 166 мг/кг ґрунту при 54 мг/кг в контролі. Їх значна кількість в орному (212 мг/кг) та підорному (180 мг/кг) шарах ґрунту нагромаджувалася за органо-мінеральної системи удобрення на фоні вапнування у варіанті післядії фосфорно-калійного удобрення із внесенням під пшеницю озиму N30.

Нагромадження важкодоступних фосфатів у варіантах досліду підлягало тим самим закономірностям, що і легкодоступних. У міру насичення сівозміни удобренням вміст фосфатів ІІІ групи зростав до 817 – 975 за 536 мг/кг ґрунту на варіанті без добрив.

Дослідження показують, що підвищення рівнів удобрення сприяє зростанню ступеня рухливості фосфору у 2 – 7 разів порівняно з контролем. Слід відзначити, що вапнування (один раз за ротацію 1,0 н СаСО3) підвищувало порівняно з контролем ступінь його рухливості у два рази за рахунок мобілізації ґрунтових фосфатів, зв’язуючи рухомі сполуки алюмінію і заліза.

Тривале застосування на ясно-сірому лісовому ґрунті високого рівня мінеральних добрив (N163P154K180) обумовлювало зміни загальної кількості активних форм та їх співвідношень шляхом інтенсивнішого нагромадження важкодоступних фосфатів (ІІІ групи за Чиріковим) до 994 мг/кг ґрунту. Однак їхнє надходження у рослини блокувала висока кислотність ґрунтового розчину (рНKCl 3,9) і токсичний вплив сполук рухомого алюмінію (85,9 мг/кг ґрунту).

З ростом та розвитком рослин пшениці озимої рівень доступних фосфатів у ґрунті знижувався внаслідок засвоєння їх рослинами.

Дослідження фракційного складу фосфатів показали, що вміст валового фосфору у ясно-сірому лісовому ґрунті становив 1438 мг/кг орного шару, де на частку органічних фосфатів припадало 34,5%. У складі мінеральних фосфатів переважали залізо- та алюмофосфати, їх вміст становив відповідно 216 і 282 мг/кг ґрунту, рівень фосфатів кальцію невисокий (145 мг/кг ґрунту), пористозв’язаних – 3,8, кількість фосфатів нерозчинного залишку – 228 мг/кг ґрунту (табл. 2).

Органо-мінеральна система удобрення у сівозміні на фоні вапнування підвищувала рівень валового фосфору до 2285 мг/кг ґрунту з одночасним зростанням частки органічних фосфатів до 837 мг/кг ґрунту. У складі мінеральних фосфатів найбільше зростала кількість пористозв’язаних та фосфатів кальцію (відповідно до 30,3 і 219 мг/кг ґрунту).

У варіантах із післядією фосфорних добрив вміст валового фосфору на кінець VI ротації був високим і становив 2393 – 2497 мг/кг ґрунту, що свідчить про тривалу післядію фосфорних добрив в умовах ясно-сірого лісового ґрунту. З наведених даних видно, що залишковий фосфор перетворювався у форми фосфатів, які характерні для цього типу ґрунту, а саме залізо- та алюмофосфати. Їх вміст при цьому зростав до 479 – 445 мг/кг ґрунту і вдвічі перевищував кількість фосфатів, зв’язаних з кальцієм.

Таблиця 2 – Фракційний склад фосфатів ясно-сірого лісового ґрунту залежно від рівнів удобрення та вапнування,

середнє за 2003 – 2005 рр., мг/кг ґрунту

Варіант досліду | Шар

ґрунту,

см | Фосфор | Фракції мінеральних фосфатів | Нероз-

чинний

залишок

валовий | органіч-ний | міне-ральний | пористо-

зв’язані | Al – P | Fe – P | Ca – P

Без добрив (контроль) | 0 – 20 | 1438 | 496 | 647 | 3,8 | 216 | 282 | 145 | 228

20 – 35 | 1241 | 398 | 571 | 2,7 | 199 | 247 | 122 | 217

СаСО3, 1,0 н | 0 – 20 | 1369 | 508 | 626 | 11,4 | 169 | 265 | 181 | 227

20 – 35 | 1237 | 458 | 571 | 7,8 | 156 | 245 | 162 | 202

N65P68K68 + гній, 10 т/га + СаСО3, 1,0 н | 0 – 20 | 2285 | 767 | 1062 | 30,3 | 377 | 436 | 219 | 449

20 – 35 | 2021 | 710 | 953 | 23,0 | 341 | 390 | 199 | 358

Гній, 10 т/га + СаСО3, 1,0 н + N30 (PK - післядія) | 0 – 20 | 2497 | 837 | 1181 | 32,8 | 445 | 479 | 224 | 444

20 – 35 | 2220 | 769 | 1081 | 26,0 | 409 | 443 | 203 | 377

N65

(PK - післядія) | 0 – 20 | 2555 | 704 | 1271 | 8,3 | 553 | 562 | 116 | 560

20 – 35 | 2368 | 663 | 1180 | 5,0 | 523 | 553 | 98 | 525

1,5 н СаСО3 + N30

(PK - післядія) | 0 – 20 | 2393 | 756 | 1148 | 26,3 | 422 | 474 | 226 | 477

20 – 35 | 2102 | 689 | 1049 | 16,8 | 397 | 429 | 206 | 364

НІР05 | 0 – 20 | 112 | 2,1 | 23 | 30 | 17 | 24

20 – 35 | 107 | 1,9 | 22 | 27 | 15 | 23

За тривалого і систематичного застосування протягом 40 років подвійної дози мінеральних добрив вміст алюмо- та залізофосфатів зростав порівняно з контрольним варіантом у 1,9 і 2,5 рази і становив відповідно 553 і 562 мг/кг ґрунту. Кількість фосфатів кальцію знижувалася до 116 мг/кг ґрунту, а вміст валового фосфору підвищувався до 2555 мг/кг ґрунту.

Показники калійного режиму. Основною формою калію, яка характеризує родючість ґрунту, вважають обмінний калій, який входить до складу колоїдного комплексу і є безпосереднім джерелом живлення рослин. Проведені дослідження показали, що в умовах ясно-сірого лісового ґрунту в середньому за три роки вміст обмінного калію під пшеницею озимою змінювався залежно від рівнів удобрення та фаз розвитку рослин.

Сумісне внесення у сівозміні 10 т/га гною і повної норми NPK на фоні вапнування підвищувало кількість обмінного калію в ґрунті під пшеницею озимою майже вдвічі – до 150 в орному та 136 мг/кг ґрунту в підорному шарах ґрунту у фазі весняного кущіння проти 72 і 59 мг/кг у контролі без добрив.

У варіантах післядії фосфорно-калійного удобрення на фоні внесення у попередніх ротаціях високих доз NPK найвищий вміст обмінного калію в ґрунті (157 в орному та 132 мг/кг ґрунту в підорному шарах) забезпечувала органо-мінеральна система. При застосуванні мінеральних систем удобрення рівень обмінного калію знижувався до 94 – 107 мг/кг ґрунту.

Для кращого уявлення про забезпеченість рослин калієм доцільно вивчити вміст у ґрунті його різних форм, кожна з яких відіграє певну роль у калійному живленні рослин. Нашими дослідженнями встановлено, що частка валового калію у ясно-сірому лісовому ґрунті становила 1,76 – 1,91% в орному та 1,85 – 2,00% у підорному шарах. Однак на кінець VI ротації відбувається зниження його вмісту у контролі, післядії вапнування та підвищення – у варіантах з органо-мінеральним та інтенсивним мінеральним удобренням (табл. 3).

Кількість необмінного калію упродовж 40-річного періоду сумісного застосування у сівозміні повної дози мінеральних добрив, 10 т/га гною та 1,0 н СаСО3 за г.к. зростає до 1115 мг/кг ґрунту, або у півтора разу порівняно з контролем, що вказує на збагачення ґрунту цим елементом. У варіанті з періодичним вапнуванням рівень необмінного калію є нижчим за контроль без добрив.

У варіантах з післядією високих доз фосфорно-калійних добрив, які вносили у попередніх п’яти ротаціях, вміст легкодоступних груп калію (обмінного і водорозчинного) за 5 років знижувався порівняно з органо-мінеральною системою удобрення на 72,0 мг/кг орного шару ґрунту з одночасним зменшенням кількості необмінного калію на 192 мг/кг ґрунту. Це свідчило про низьку ефективність післядії високих доз мінеральних розчинних калійних добрив на ясно-сірому лісовому ґрунті, що підтверджується низькою буферною здатністю цього ґрунту щодо калію.

Сумісне тривале внесення у сівозміні на ясно-сірому лісовому ґрунті 10 т/га гною, повного мінерального удобрення (N65Р68К68) та періодичне вапнування 1,0 н СаСО3 за г.к. поліпшувало калійний режим за рахунок підвищення кількості водорозчинного, обмінного та необмінного калію відповідно до 38,0; 159 і 1115 мг/кг ґрунту проти 13,2; 60 і 769 мг/кг у контролі.

Таблиця 3 – Груповий склад калію ясно-сірого лісового ґрунту залежно від удобрення та вапнування, кінець VI ротації, середнє за 2003 – 2005 рр.

Варіант досліду | Шар ґрунту, см | Калій

вало-вий, % | водо-розчинний | обмін-ний | необмін-ний

мг/кг ґрунту

Без добрив (контроль) | 0 – 20 | 1,81 | 13,2 | 60 | 749

20 – 35 | 1,89 | 11,2 | 52 | 628

СаСО3, 1,0 н | 0 – 20 | 1,76 | 10,5 | 46 | 637

20 – 35 | 1,85 | 9,0 | 34 | 577

N65P68K68 + гній, 10 т/га + СаСО3, 1,0 н | 0 – 20 | 1,91 | 38,0 | 159 | 1115

20 – 35 | 2,00 | 28,0 | 110 | 969

Гній, 10 т/га + СаСО3, 1,0 н + N30 (PK - післядія) | 0 – 20 | 1,90 | 29,8 | 129 | 1026

20 – 35 | 1,96 | 25,5 | 114 | 854

N65 (PK - післядія) | 0 – 20 | 1,88 | 28,0 | 107 | 968

20 – 35 | 1,92 | 25,8 | 90 | 885

СаСО3, 1,5 н + N65 (PK - післядія) | 0 – 20 | 1,85 | 19,5 | 106 | 920

20 – 35 | 1,91 | 16,7 | 73 | 793

НІР05 | 0 – 20 | 0,05 | 2,1 | 7,7 | 65

20 – 35 | 0,06 | 2,5 | 7,5 | 60

Зміни поживного режиму в підорному шарі ґрунту (20 – 35 см) підлягали тим самим закономірностям, що і в орному (0 – 20 см), а вміст основних елементів живлення на варіантах змінювався пропорційно кількості внесених добрив.

ВПЛИВ тривалого застосування добрив і вапна НА продуктивність КУЛЬТУР сівозміни

Інтегральним показником родючості ґрунту є величина, якість врожаю сільськогосподарських культур та продуктивність сівозміни. Наші дослідження показали, що на кислому ясно-сірому лісовому ґрунті з низьким вмістом органічної речовини, елементів живлення та незадовільними фізичними властивостями основною умовою правильної системи удобрення є сумісне внесення у сівозміні органічних, мінеральних добрив і вапна.

За результатами наших досліджень, найвищу врожайність зерна пшениці озимої (3,27 т/га) з найкращими показниками якості, зокрема масою 1000 зерен 42,9 г, натурою 723 г/л, вмістом білка та клейковини відповідно 10,92 і 22,1% в середньому за три роки, одержано за комплексного внесення у сівозміні 10 т/га гною, повної дози мінеральних добрив (N65Р68К68) на фоні післядії 1,0 н вапна.

Слід зазначити, що в цьому варіанті згідно з дослідженнями, проведеними у попередніх ротаціях (1989 – 1998 рр.), за сприятливих погодних умов було отримано врожаї зерна пшениці озимої на рівні 5,20 – 5,69 т/га; за IV і V ротацію середня урожайність становила відповідно 4,84 та 4,86 т/га. Тобто сумісне застосування мінеральних добрив, гною і вапна на ясно-сірому лісовому поверхнево оглеєному ґрунті за сприятливих гідротермічних умов здатне забезпечити у сівозміні високі та стабільні врожаї зерна пшениці озимої.

Тривале внесення у попередніх ротаціях високих доз фосфорних і калійних добрив забезпечило формування у варіантах післядії РК врожаїв пшениці озимої на рівні 2,70 – 3,20 т/га за менших витрат.

Визначаючи якість зерна пшениці озимої залежно від умов вирощування, потрібно враховувати такі важливі показники, як вміст білка, а також його фракційний склад. У результаті досліджень встановлено, що накопичення окремих білкових фракцій в зерні пшениці озимої значно залежало від внесення добрив у сівозміні, тобто від родючості ґрунту (табл. 4).

Таблиця 4 – Фракційний склад білка зерна пшениці озимої залежно від рівнів удобрення і вапнування, середнє за 2003 – 2005 рр.,

% на