ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

ТКАЧУК

СВЯТОСЛАВ ОЛЕКСАНДРОВИЧ

УДК: 631.5:631.582:631.615

ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧІ ТА ПРИРОДООХОРОННІ

КОРМОВІ СІВОЗМІНИ НА МЕЛІОРОВАНИХ

ТОРФОВИЩАХ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Спеціальність 06.01.01 – загальне землеробство

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

КИЇВ – 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в лабораторії землеробства на осушених землях Інституту землеробства Української академії аграрних наук в 1996-1998 рр.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук,

професор СЛЮСАР Іван Тимофійович,

завідувач лабораторії землеробства на осушених землях

Інституту землеробства УААН

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук,

професор БОЙКО Петро Іванович,

завідувач лабораторії сівозмін

Інституту землеробства УААН

кандидат сільськогосподарських наук,

ГІМБАРЖЕВСЬКИЙ Василь Романович,

провідний науковий співробітник науково-технічного центру “Водорегулюючі системи” Інституту гідротехніки і меліорації УААН

Провідна установа: Білоцерківський державний аграрний університет.

Захист дисертації відбудеться “15” червня 1999 року о 10 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Інституті землеробства УААН, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірених печаткою, просимо надсилати за адресою: 255205, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

Автореферат розісланий “14” травня 1999 року.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук Л.О.Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ. Подальше ведення землеробства на осушених землях передбачає, в першу чергу, удосконалення структури посівів. До нинішнього часу використання меліорованих грунтів розвивалось екстенсивно, з розширенням осушених площ і отриманням високої врожайності сільськогосподарських культур за рахунок мобілізації органічного азоту грунту і внесення мінеральних добрив, в першу чергу калійних. До того ж, основна увага приділялась вивченню питання первинного окультурення та освоєння цих земель, відразу після проведення меліоративних робіт. Надмірне насичення сівозмін на осушуваних грунтах просапними культурами призводило до значної втрати торфового горизонту.

У зв’язку з загостренням екологічних та енергетичних проблем в Україні, в основі сучасних наукових розробок по використанню меліоративного фонду держави лежить положення, згідно якого основним пріоритетом у сільськогосподарському виробництві на органогенних грунтах є максимальне збереження, накопиченої протягом тисячоліть органічної речовини, та загальне оздоровлення агроландшафтів. Тому, багатьма авторами пропонується використання торфовищ в системі луківництва під довготривалі сінокоси та пасовища. З іншого боку, беручи до уваги значні капіталовкладення в освоєння цих грунів, використовувати їх слід так, щоб мати максимальну віддачу. Поєднати одночасне розв’язання екологічних та економічних проблем дасть змогу запровадження нових, більш раціональних, малоенергоємких та природоохоронних систем землеробства на осушених землях.

Отже, незважаючи на значний наявний практичний досвід використання органогенних грунтів, актуальним є перегляд деяких положень і технологічних аспектів, їх удосконалення на сучасному етапі, або розробки нових з урахуванням цілого ряду назрілих проблем. Зокрема, це стосується введення економічно та енергетично ефективних, природоохоронних кормових сівозмін з коротким польовим періодом, які дають максимальний вихід продукції на одиницю втрати органічної речовини торфу.

ЗВ’ЯЗОК РОБОТИ З НАУКОВИМИ ПРОГРАМАМИ, ПЛАНАМИ, ТЕМАМИ. Робота виконувалась в лабораторії землеробства на осушених землях Інституту землеробства УААН у рамках програми за темою: “Розробити енергозберігаючі, екологічно безпечні системи землеробства на осушених торфових землях Полісся і Лісостепу України на 1996-2000 роки”, № держреєстрації 0136018394.

МЕТА ДОСЛІДЖЕНЬ. Удосконалити структуру посівних площ кормових сівозмін на староорних торфових грунтах Лісостепу України шляхом розширення посівів багаторічних трав та проміжних культур з урахуванням параметрів енергозбереження, екологічної безпечності, високої продуктивності осушеного гектара в цілому, та максимального збереження органогенного шару торфу. Провести їх комплексну агроенергетичну та еколого-економічну оцінку і запропонувати виробництву найбільш раціональні.

В завдання досліджень входило:

§

§

§

§ виявити вплив різної структури посівних площ на інтенсивність мікробіологічних процесів, вміст поживних речовин в грунтових водах та грунтозахисну здатність сівозмін;

§

НАУКОВА НОВИЗНА досліджень полягає в удосконаленні структури посівів шестипільної кормової сівозміни шляхом скорочення площ просапних до 1-го поля та введення проміжних культур при збереженні високої продуктивності осушеного гектара в цілому, зниженні енергозатрат на 15-20% та охороні довкілля. В умовах лівобережного Лісостепу України виявлено закономірності покращення родючості торфовищ, зниження забур’яненості полів та збереження органогенного шару при зміні співвідношення польового і лучного періодів на староорних меліорованих грунтах.

ПРАКТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ОТРИМАНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ. Всебічна оцінка проведених досліджень дозволила рекомендувати виробництву науково-обгрунтовані та найбільш раціональні, щодо витрат органічної речовини та енергетичних ресурсів кормові сівозміни і дози мінеральних добрив, які забезпечують продуктивне і бережливе використання ефективної родючості осушених земель, зниження забур’яненості та шкодочинності дротяника в 1,5-2 рази агротехнічними методами, дають досить високий (85-90 ц/га сухих речовин) і стабільний вихід високоякісної продукції та сприяють вирішенню екологічних проблем. Матеріали досліджень частково використовувались при підготовці “Методичних рекомендацій по застосуванню високоефективної та екологічно безпечної технології створення і використання культурних сінокосів і пасовищ на осушених органогенних грунтах Лісостепу України”.

ОСОБИСТИЙ ВНЕСОК ЗДОБУВАЧА. За безпосередньою участю дисертанта проведені польові та лабораторні дослідження. Особисто здобувачем узагальнено отримані експериментальні матеріали, зроблено науково-обгрунтовані висновки та сформульовано пропозицію виробництву.

АПРОБАЦІЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДИСЕРТАЦІЇ. Результати досліджень доповідались та обговорювались на міжнародних конференціях молодих вчених та спеціалістів Інституту землеробства УААН (1996–1998 рр.), на засіданнях лабораторії землеробства на осушених землях (1996–1998 рр.) і методичної комісії Інституту землеробства УААН. Виробнича перевірка запропонованих кормових сівозмін проведена в Панфильській дослідній станції Яготинського району Київської області.

ПУБЛІКАЦІЇ. За матеріалами досліджень, поданих в дисертації, опубліковано 5 друкованих праць в фахових виданнях та методичні рекомендації.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 162 сторінках машинописного тексту, включає 38 таблиць, 4 графіки і 15 додатків. Складається із вступу, трьох розділів, висновків та рекомендації виробництву. Список використаних джерел охоплює 212 найменувань, в тому числі 22 іноземних авторів.

ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літературних джрел

Подано короткий огляд літературних джерел з питань загальної характеристики органогенних грунтів та основних принципів побудови на них сівозмін в різних грунтово-кліматичних зонах. Розглянуті проблеми покращення родючості грунту, збільшення урожайності культур, зменшення мінералізації торфу, енергозбереження, екології, тощо. Визначено питання, які потребують перегляду та обгрунтовано необхідність проведення досліджень.

УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Погодно-кліматичні та грунтові умови проведення досліджень. Наші дослідження проводились протягом 1996 – 1998 років в лівобережній частині Лісостепової зони України на заплавних осушуваних грунтах Панфильської дослідної станції Інституту землеробства УААН (заплава річки Супій) Яготинського району Київської області.

Тривалий стаціонарний дослід по вивченню сівозмін закладений в 1987 році на карбонатному (17–35% СaCO3) торфовищі, осоково – очеретяного походження. Глибина органічного горизонту - 2,5–3,0 м.

Клімат басейну річки Супій помірно-континентальний. Середньодобова температура повітря, за багаторічними даними метеорологічної станції м. Яготина, розміщеної на відстані 1 км від місця проведення досліджень, дорівнює 6,7?С.

Тривалість вегетаційного періоду, становить 199 днів. Сума активних температур складає 2500-2620?, тоді як для вирощування основних сільськогосподарських культур необхідно 1200-2000?.

Середньорічна кількість опадів за 1996, 1997, 1998 роки була вищою від норми (518 мм) на 16,1, 53,7 та 38,2%. Температурний режим за період проведення досліджень також перевищував середньобагаторічні показники (6,7°С) на 0,3-1,6°С. Гідротермічний коефіцієнт за вегетаційний період в 1996 році становив 1,6, в 1997 – 2,28 і в 1998 – 1,65.

Оскільки дослідження проводились на грунтах з регульованим водним режимом, а температурний режим був близьким до норми, то можна стверджувати, що погодні умови під час проведення досліджень були в основному сприятливі для росту і формування урожаю сільськогосподарських культур.

Програма, методика польових та лабораторних досліджень. Польові дослідженя проводились за схемою наведеною в таблиці 1.

Таблиця 1 Схема стаціонарного довготривалого досліду на осушених торфовищах

Варіант досліду | Поле, культура, система обробітку грунту

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6

1 | Багаторічні трави відповідного року | Кормові буряки по дис-куванню на 10-12 см | Кукурудза на силос, дискування на 10-12 см + залуження

1-го року | 2-го року | 3-го року | 4-го року на 2 укоси, фрезу-вання, оранка на 25-27 см + післяукісна редька олійна

2 | 1-го року | 2-го року | 3-го року | 4-го року на 1 укіс,фрезу-вання, оранка на 25-27см +післяукісний горох з вівсом | Кормові буряки по диску-ванню на 10-12 см | Горох з вів-сом, диску-вання на 10-12 см + редька ол. з соняшником + залуження

3 | Багаторічні трави (беззмінні посіви)

1-го року | 2-го року | 3-го року | 4-го року | 5-го року | 6-го року + перезалу-ження

4 | Кукурудза на силос (беззмінні посіви)

Повторність досліду триразова. Посівна площа ділянки становить 42 м2, облікова – 25 м2. Мінеральні добрива в формі аміачної селітри, суперфосфату гранульованого та калійної солі вносилися за схемою наведеною в таблиці 2.

Добрива вносили на багаторічних травах тричі за вегетацію (під кожний укіс), а під однорічні культури – одноразово перед сівбою. Режим скошування багаторічних трав триукісний, в фазу початку колосіння.

Спостереження за рівнями грунтових вод проводили протягом вегетаційного періоду у 8-ми водомірних колодязях, розміщених по периметру

досліду, двічі на декаду.

Таблиця 2 Схема удобрення культур у досліді

Культура | Види та дози добрив по варіантах

1 | 2 | 3 | 4

Багаторічні трави по укосах | 1 | Без добрив | K 60 | Р 60 К 60 | N 60 P 60 K 60

Те ж | K 60 | K 60 | N 45 K 60

3 | -“- | K 60 | K 60 | N 45 K 60

Всього на травах | -“- | К 180 | Р 60 К 180 | N 150 Р 60 К 180

Кормові буряки та кукурудза на силос |

-“- |

K 180 |

P 60 K 180 |

N 90 P 60 K 180

Однорічні куль-тури суцільного способу сівби |

-“- |

K 60 |

N 60 K 60 | Післядія добрив в сівозміні

У досліді застосовували рекомендовану для торфових грунтів технологію вирощування сільськогосподарських культур. Дернину багаторічних трав фрезували (ДТ-75Б+ФБН-0.9), орали (ДТ-75Б+ПБН-75) з попереднім висушуванням її протягом 3–5 днів і дискували (ДТ-75Б+БДТ-3.0).

Поживний режим грунту вивчався на всіх варіантах удобрення в орному (0-30 см) шарі грунту. Відбір зразків для аналізу під культурами основного посіву проводили в три строки: перший – після сівби просапних культур, а на травах – в період виходу в трубку, другий під просапними - через місяць після першого, під багаторічними травами – після другого укосу, третій - в період збирання однорічних культур і третього укосу трав. На посівах проміжних культур – відразу після посіву та в період збирання врожаю.

У грунтових зразках визначали вміст нітратного азоту – за Грандваль-Ляжу, рухомих форм фосфору – за Мачигіним, обмінного калію у вуглеаміачній витяжці на полуменевому фотометрі. У рослинних зразках урожаю визначали вміст загального азоту за методом Гінзбурга в модифікації Цапа, фосфору - на фотокалориметрі, калію - на полуменевому фотометрі. Вологість грунту визначали термостатно-ваговим методом. Зоотехнічний аналіз кормів проводили методом інфрачервоної електроскопії на інфрачервоному аналізаторі NIR 4500.

Під час вегетації рослин проводили фенологічні спостереження за фазами розвитку. Одночасно із збиранням урожаю виконували структурний аналіз кукурудзи та кормових буряків.

Для визначення відсотку загибелі рослин в результаті пошкодження дротяником проводили облік густоти стояння кукурудзи в фазу 5-7 листків, а кормових буряків - в фазу появи 3-ї пари справжніх листків та перед збиранням урожаю. Виконували також розкопки по визначенню зараженості орного шару грунту (25?25Ч30 см) дротяником під просапними культурами та багаторічними травами в двох повторностях досліду за методикою В. Г. Доліна (1975). Швидкість біомінералізації органічної речовини вивчали методом аплікацій.

Забур’яненість визначали на посівах основних культур шляхом підрахунку бур’янів на ділянках розміром 0,25 м2. На просапних культурах облік бур’янів проводили на початку та в кінці вагетації, а на посівах трав - перед кожним укосом. Проектне покриття грунту рослинами, вивчали за методикою Д. М. Рошкована (1988р.), з використанням квадрат-сітки.

Економічну та енергетичну оцінку елементів технології вирощування сільськогосподарських культур і сівозмін проводили згідно “Методичних рекомендацій по затратах праці і засобів виробництва на осушених землях…” П.С. Гординюк, С.Д. Соколова (1976р) та “Енергетичного аналізу інтенсивних технологій в сільськогосподарському виробництві” О.К. Медведовський, П.І. Іваненко (1988р). Отримані результати досліджень аналізували методом математичної статистики за Б. А. Доспєховим (1973р.) з використанням ЕОМ.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Водний режим грунту. Найближче до поверхні грунтові води знаходились весною (45-48 см). Протягом вегетації вони понижувались і перебували на глибині оптимальній для багаторічних трав і дещо завищеній, в окремі періоди, для просапних культур.

Зниження вологості орного шару менше нижньої межі оптимальних показників (60-65% ПВ) зафіксовано не було, а перевищення верхнього оптимуму (80-82% ПВ) іноді спостерігалось.

Незважаючи на підбір досить різноманітних за сумарним водоспоживанням культур та різних агрозаходів, чіткої залежності між сівозмінами або окремими культурами по вологості орного шару не спостерігалось. Це пояснюється тим, що меліоративна система забезпечує регулювання водного режиму грунту в необхідних межах.

Поживний режим грунту. Найважливішою умовою отримання стабільно високих урожаїв сільськогосподарських культур є наявність в грунті достатньої кількості рухомих сполук азоту, фосфору, калію та інших елементів живлення рослин протягом вегетації і, особливо, в критичні періоди споживання їх рослинами.

Весняні запаси нітратного азоту під посівами багаторічних трав першого року в 3-4 рази вищі порівняно з їх кількістю в орному шарі грунту на травах 4-го року користування (табл. 3).

Таблиця 3 Динаміка поживних речовин під основними культурами в шарі грунту 0-30 см в середньому за 1996-1998 рр., мг на 100 г сухого грунту

Варіант | NО3 | Р2О5 | К2О

досліду | удобрення | Травень | Вересень | Травень | Вересень | Травень | Вересень

Багаторічні трави 1-го року

1 | Без добрив

К180

Р60К180

N150Р60К180 | 39,6

32,6

31,3

37,9 | 18,0

20,5

15,6

16,9 | 8,7

9,7

10,1

11,4 | 3,6

4,6

5,1

4,9 | 7,6

10,2

15,6

18,0 | 6,0

12,2

8,6

10,1

2 | Без добрив

К180

Р60К180

N150Р60К180 | 22,8

32,1

33,6

36,7 | 21,2

22,9

17,0

20,4 | 8,5

8,5

9,4

10,0 | 4,4

4,6

5,1

6,1 | 9,5

15,0

16,0

21,7 | 5,0

7,0

9,9

9,0

3 | Без добрив

К180

Р60К180

N150Р60К180 | 29,8

37,6

39,2

41,5 | 13,1

20,0

15,8

22,2 | 7,1

8,1

9,1

10,5 | 2,7

3,6

4,4

4,7 | 7,3

16,9

16,1

18,1 | 7,7

14,8

19,6

14,3

Багаторічні трави 3-го року

1 | Без добрив

К180

Р60К180

N150Р60К180 | 12,3

16,6

19,5

32,4 | 7,8

8,6

9,8

14,5 | 6,4

7,9

8,0

8,7 | 4,5

4,9

5,5

5,3 | 8,2

13,7

16,9

18,9 | 5,7

16,6

18,6

11,2

2 | Без добрив

К180

Р60К180

N150Р60К180 | 16,8

17,1

18,4

27,7 | 6,6

14,4

8,9

14,7 | 4,4

5,3

7,2

7,8 | 4,0

3,1

3,7

4,6 | 7,2

20,5

21,1

19,9 | 11,2

20,3

18,3

13,1

3 | Без добрив

К180

Р60К180

N150Р60К180 | 16,4

18,4

17,5

28,1 | 6,6

5,1

4,6

14,1 | 7,4

7,0

6,8

8,4 | 3,7

4,8

4,4

4,6 | 6,0

21,7

21,9

22,4 | 7,7

16,8

20,1

14,0

Кормові буряки

1 | Без добрив

К180

Р60К180

N90Р60К180 | 64,7

63,8

69,0

65,0 | 42,9

64,4

50,2

61,2 | 7,0

6,3

8,4

8,9 | 5,1

5,0

5,8

6,2 | 13,9

28,1

20,6

28,8 | 9,1

21,1

16,4

14,9

2 | Без добрив

К180

Р60К180

N90Р60К180 | 58,9

59,6

67,2

60,7 | 57,9

62,6

66,9

67,1 | 7,3

6,6

9,3

8,4 | 3,9

6,4

7,7

5,7 | 21,3

35,1

31,9

23,8 | 8,0

12,9

9,7

9,3

Кукурудза на силос

1 | Без добрив

К180

Р60К180

N90Р60К180 | 71,0

73,5

79,2

86,2 | 27,7

37,2

37,8

48,4 | 7,3

7,6

8,4

8,6 | 5,5

4,5

6,2

5,2 | 13,7

25,1

28,3

32,1 | 5,2

9,9

19,4

16,0

4 | Без добрив

К180

Р60К180

N90Р60К180 | 74,8

72,1

70,2

85,4 | 30,4

36,3

38,4

40,6 | 9,0

8,7

8,3

8,7 | 3,5

3,2

6,5

6,7 | 15,3

28,6

29,3

31,7 | 10,7

16,9

13,7

17,4

Це підтверджує характерну для торфових грунтів залежність між строком використання травостою та інтенсивністю нітрифікаційних процесів, в результаті чого кількість нітратів зменшується з 30-40 мг в перший рік до 18-20 мг на третій. Вирощування просапних культур сприяє накопиченню нітратних форм азоту до 65-80 мг/100 г грунту.

Внаслідок наявності в торфових грунтах заплави річки Супій прошарків вівіаніту, досить багатого на фосфор, який в процесі окультурення цих грунтів залучається до використання, забезпеченість орного шару під травами рухомим фосфором була переважно середньою та на деяких варіантах підвищеною без певної закономірності між варіантами досліду.

Кількість обмінного калію, за роки проведення досліджень, під основними культурами повністю залежала від застосування мінеральних добрив. Так, після весняного внесення грунт мав переважно середню - 16–24 мг на 100 г грунту, а восени середню та низьку забезпеченість. За період проведення досліджень покращення забезпеченості грунту калієм, незважаючи на внесення мінеральних калійних добрив, не спостерігали, що вказує на повне використання його рослинами. Аналіз поживного режиму варіантів досліду показав, що в сівозміні 2 з однією просапною культурою протягом вегетації нітратного азоту та частково фосфору в активному шарі грунту накопичувалось дещо менше, ніж у першій, яка насичена двома просапними. Використання торфових грунтів під беззмінними посівами кукурудзи призводило до збільшення вмісту поживних речовин в орному шарі.

Проведені дослідження по контролю за вмістом поживних речовин у грунтових водах показали, що перевищення гранично допустимих концентрацій за вегетаційний період зафіксовано не було. Нітратного азоту в грунтових водах було в 2-3 рази більше під багаторічними травами 1-го року та просапними культурами, ніж під травами старших років (6,1-7,5 мг/л води).

В цілому, спостереження за поживним режимом грунту протягом 1996 - 1998 років дає підстави стверджувати, що староорні органогенні грунти в сівозміні добре забезпечені фосфорно-азотними елементами живлення і погано – калійними.

Вплив агротехнічних заходів на мікробіологічні процеси та мінералізацію торфовищ. Інтенсивність мікробіологічних процесів визначає швидкість темпів мінералізації органічної речовини торфу.

Під багаторічними травами 1-го року користування втрачається до 74% клітковини. Особливо високі показники (72,3-74,4%) спостерігаються в перший рік під травами, які висіяні після двох просапних культур (сівозміна 1). В другій сівозміні, де польовий період включає одну просапну культуру і один рік посів однорічних та проміжних, відмічається зменшення величини мінералізції на 2-4%. Зі старінням травостою чітко простежується затухання активності грунтової мікрофлори. Так, на травах 3-го року користування мінералізація була середньою – 34,2-48,4%, на травах 5-го року – слабкою – 24,5-30,5%, а при використанні трав більше 10 років розкладалося менше 20% клітковини.

Розорювання дернини трав і посів просапних культур приводить до підвищення темпів мінералізації, внаслідок чого втрати клітковини збільшуються до 76-79%. При беззмінному вирощування кукурудзи на силос інтенсивність мінералізації найвища – 84-86%.

Правильним поєднанням лучного та польового періодів можна досить суттєво регулювати інтенсивність мінералізації торфу, мобілізуючи природну родючість даних грунтів та запобігаючи непродуктивним втратам органіки. Тому, найбільш раціональним способом використання староорних торфовищ є запровадження на них кормових сівозмін з коротким (до 1-2 років) польовим періодом.

Проміжні культури в сівозмінах. Висівання редьки олійної та гороху з вівсом по пласту багаторічних трав дозволяє знизити негативний вплив дернини на послідуючі культури. Розорювання пласта багаторічних трав сприяє накопиченню в грунті значної кількості поживних речовин, і в першу чергу азоту. Висіванням у сівозміні в цей період проміжних культур, створюються умови для використання їх рослинами та запобігання втратам у грунтові води. Вирощування післяукісних культур сприяє одержанню додатково від 250 до 550 і більше ц/га зеленої маси при мінімальних дозах мінеральних добрив, або й взагалі без них. Проміжні культури є ефективним агротехнічним методом боротьби з дротяником. Розміщення після багаторічних трав редьки олійної з соняшником або гороху з вівсом дає змогу знизити чисельність шкідника з 25-30 до 8-10 шт/м2.

Забур’яненість посівів зележно від агротехніки сільськогосподар-ських культур. Дослідженнями встановлено, що розміщення після 1-го укосу багаторічних трав гороху з вівсом у другій сівозміні сприяє зниженню кількості сходів бур’янів на кормових буряках в 2,1 рази порівняно з сівозміною 1, де трави використовувались на два укоси і після них висівалась редька олійна з соняшником. На повторних посівах кукурудзи на початку вегетації нараховувалось 188 шт/м2 сходів бур’янів, що в 2 рази більше, ніж при вирощуванні її в сівозміні. Забур’яненість трав, розміщених в сівозмінах, на 5-10% нижча порівняно з вирощуваними в беззмінних посівах. Висівання в другій сівозміні протягом року гороху з вівсом та редьки олійної з соняшником сприяє зниженню забур’яненості послідуючих культур на 15-20% і більше. Отже, введення в сівозмінах на осушуваних грунтах проміжних посівів є досить дієвим біологічним методом боротьби з бур’янами.

Продуктивність сівозмін залежно від агротехнічних заходів. Результати наших досліджень свідчать, що на продуктивність сівозмін істотний вплив має система удобрення та структура посівних площ. Мінеральні добрива підвищували вихід поживних речовин з одиниці площі (в середньому): калійні на 37-47%, фосфорно-калійні – на 46-56% та азотно-фосфорно-калійні - на 58-69% (табл. 4).

Таблиця 4 Збір сухих речовин, кормових одиниць та перетравного протеїну залежно від варіанту досліду та удобрення‚ ц/га

(середнє за 1996-1998 рр.)

Варіант досліду | Збір, ц/га

Сухих речовин | Приріст +,- до ва-ріанту 1 | Кормо-вих одиниць | Приріст +,- до ва-ріанту 1 | Перет-равного протеїну | Приріст +,- до ва-ріанту 1

Без добрив

1

2

3

4 | 52,7

53,3

53,8

60,3 | -

+0,6

+1,1

+7,6 | 39,6

35,9

26,9

58,7 | -

-3,7

-12,7

+19,1 | 3,71

4,18

3,30

3,46 | -

+0,47

-0,41

-0,25

K

1

2

3

4 | 81,8

80,6

80,0

82,6 | -

-1,2

-1,8

+0,8 | 54,9

54,2

39,9

80,4 | -

-0,7

-15,0

+25,5 | 5,28

5,27

4,91

4,73 | -

-0,01

-0,37

-0,55

PK

1

2

3

4 | 86,7

84,5

85,6

86,4 | -

-2,2

-1,1

-0,3 | 61,9

58,2

42,8

83,7 | -

-3,7

-19,1

+21,8 | 5,49

5,70

5,25

4,95 | -

+0,21

-0,24

-0,54

NPK

1

2

3

4 | 96,5

94,9

99,7

81,7 | -

-1,5

+3,1

-14,7 | 62,5

63,3

50,2

79,2 | -

-0,8

-12,3

+16,7 | 6,26

6,49

6,15

4,68 | -

+0,23

-0,11

-1,58

Беззмінне вирощування багаторічних трав забезпечує досить високий вихід сухих речовин при внесенні повного мінерального удобрення – 99,7 ц/га (див.табл.4). Висівання кукурудзи на силос в беззмінних посівах дає можливість одержати на варіантах з внесенням калійних та фосфорно-калійних добрив 82,6-86,4 ц/га сухих речовин. Сівозміни 1 та 2, за даним показником, дещо поступаються на варіанті без добрив порівняно з беззмінними посівами трав та кукурудзи на силос, але внесення мінеральних туків дозволяє звести цю різницю до мінімуму.

При вирощуванні трав в беззмінних посівах (варіант досліду 3) одержано найменший збір кормових одиниць (26,9-50,2 ц/га), що, безумовно, пояснюється досить низьким їх вмістом в зеленій масі трав. Найбільш продуктивними за даним показником є безмінні посіви кукурудзи на силос (варіант досліду 4). На удобрюваних варіантах вони забезпечують збір 80,4-83,7 ц/га кормових одиниць. Сівозміни 1 і 2, за даним показником, займають проміжне положення і характеризуються досить високим виходом кормових одиниць – 54,2-63,3 ц/га.

Вирощування кукурудзи на силос в повторних посівах (варіант досліду 4) забезпечує найменший вихід перетравного протеїну 4,73-4,95 ц/га. Беззмінні посіви багаторічних трав (варіант 3) мають деяку перевагу за даним показником – 4,91-6,15 ц/га. Найвищий збір перетравного протеїну зафіксовано в сівозміні 1,2 – відповідно: 5,28-6,26 та 5,27-6,49. Причому, перевагу має друга сівозміна (приріст становить – 0,21-0,23 ц/га), внаслідок насичення її високобілковими проміжними культурами.

Вирощування культур в сівозмінах має ряд переваг за показниками продуктивності. По-перше, за урожайністю сухих речовин на удобрюваних варіантах сівозміни не поступаються беззмінним посівам. По-друге, вони поступаються повторним посівам кукурудзи, але переважають трави за виходом кормових одиниць. По-третє, мають найвищий вихід перетравного протеїну. Виведення з структури посівів однієї просапної культури і висівання на тому полі однорічних проміжних забезпечує рівноцінну продуктивність одиниці площі.

Грунтозахисна здатність сівозмін. Дослідженнями встановлено, що найвищою грунтозахисною здатністю характеризуються беззмінні посіви багаторічних трав, так як середньозважений відсоток проектного покриття за вегетаційний період в них 97,1. Досить низький даний показник при висіванні кукурудзи на силос в повторних посівах – 56,8%. Кормові сівозміни максимально насичені проміжними культурами дають змогу захищати органогенні грунти від можливих проявів дефляції в найбільш ерозійно-небезпечні періоди (квітень-травень та серпень-вересень), так як проектне покриття грунту рослинами при їх запровадженні за вегетацію становить 82,5-85,6%.

Економічна та енергетична оцінка кормових сівозмін. Найвища вартість продукції одержана при вирощуванні кукурудзи на силос в беззмінних посівах (табл. 5). Це пояснюється досить високою ціною (1,27 грн/ц зеленої маси) та значною урожайністю (більше 500 ц/га зеленої маси) даної культури. Але внаслідок великих затрат, 251–415 грн/га, на вирощування кукурудзи, особливо при застосуванні добрив, чистий прибуток зменшується з 2-го до 4–го варіантів і як наслідок знижується рентабельність.

Висівання багаторічних трав в беззмінних посівах дає змогу значно скоротити (до 103–290 грн/га) сукупні витрати, але й вартість вирощеної продукції при цьому невисока – 221–536 грн/га. Тому, чистий прибуток з 1 га складає 118 – 246 грн, а рентабельність дорівнює – 85–121%. Результати наших досліджень, свідчать, що найбільш ефективним з економічної точки зору є вирощування культур в системі сівозмін (табл. 5).

Таблиця 5 Економічна ефективність вирощування кормових культур залежно від структури посівних площ та внесення мінеральних добрив, в середньому за 1996 – 1998 рр.

Варіант | Вартісь вироще-ної про-дукції, грн/га | Затра-ти на один га, грн | Собівартість, грн/ц | Чис-тий при-буток, грн/га | Рівень рента-бель-ності, %

дос-ліду | удоб-рення | кормо-вих оди-ниць | пере-травно-го про-теїну | кормо-проте-їнових одиниць

1 |

1

2

3

4 | 365

570

659

660 | 167

238

270

339 | 4,2

4,3

4,4

5,4 | 45,0

45,1

49,2

54,2 | 4,3

4,4

4,6

5,4 | 198

352

370

321 | 119

139

143

95

2 | 1

2

3

4 | 367

571

624

623 | 140

209

223

285 | 3,9

3,9

3,8

4,5 | 33,5

39,7

39,1

43,9 | 3,6

3,9

4,0

4,7 | 227

362

401

338 | 162

173

180

119

3 | 1

2

3

4 | 221

366

474

536 | 103

169

214

290 | 3,8

5,0

5,0

5,8 | 31,2

34,8

42,3

47,2 | 3,4

4,1

4,5

5,2 | 118

197

260

246 | 115

117

121

85

4 | 1

2

3

4 | 519

643

646

668 | 251

308

352

415 | 4,3

3,8

4,2

5,2 | 72,5

62,2

71,1

88,6 | 5,4

4,7

5,3

6,6 | 268

335

294

253 | 107

109

84

61

Найвищий чистий прибуток з одиниці площі одержано у сівозміні з однією просапною культурою (кормовими буряками), максимально насиченій проміжними посівами, на фоні внесення фосфорно-калійного удобрення – 401 грн. На цьому ж варіанті відмічено самий високий рівень рентабельності – 180%. Невеликі сукупні затрати (140–285 грн/га) при високій урожайності поживних речовин з одиниці площі (табл. 5) забезпечили найнижчу, серед аналогічних варіантів, собівартість одного центнера: кормових одиниць – 3,8 грн, перетравного протеїну – 39,1 грн та кормопротеїнових одиниць – 4,0 грн.

Насичення першої сівозміни двома просапними культурами дає змогу збільшити вартість вирощеної продукції, на всіх варіантах удобрення, порівняно з другою на 5 – 6%, але при цьому зростають і затрати на 15 – 20%. Тому чистий прибуток на 8 – 15%, а рівень рентабельності на 24 – 43% нижчий в сівозміні 1 порівняно з сівозміною 2. Відповідно й собівартість одиниці продукції вища на 10 – 20%.

Проведені розрахунки, в середньому за роки досліджень, показали, що найвищий вихід сукупної енергії з одного гектара зафіксовано при вирощуванні багаторічних трав в беззмінних посівах 104,0–201,6 ГДж. При низьких енергозатратах – 27,6–43,9 ГДж/га, посіви трав характеризуються найвищим коефіцієнтом енергетичної ефективності – 3,77–5,57. Це пояснюється тим, що технологія їх вирощування значно простіша і порівняно низькоенергозатратна, а урожайність досить висока (81,7-86,4 ц/га сухої речовини).

Оцінка ефективності висівання кукурудзи на силос в беззмінних посівах свідчить, що тут також досить високий вихід енергії – 98,6–141,6 ГДж/га, але й значні енергозатрати – 57,1–71,2 ГДж/га. Тому, коефіцієнт енергетичної ефективності низький 1,73–2,22.

Сівозміни 1, 2 займають по досліджуваних показниках проміжне положення. За виходом сукупної енергії вони поступаються травам на всіх варіантах, а кукурудзі лише на контролі (без внесення добрив). Відповідно коефіцієнт енергетичної ефективності в них менший, ніж при вирощуванні трав (варіант досліду 3), та значно вищий порівняно з кукурудзою (варіант досліду 4).

Виключення з сівозміни 2 однієї просапної культури і заміна її проміжними, горохом з вівсом та редькою олійною з соняшником, сприяло зменшенню енергозатрат і, як наслідок, зростанню коефіцієнта енергетичної ефективності порівняно з сівозміною 1, на кращих варіантах на 19–25%. Максимальним в наших дослідженнях він був в другій сівозміні на варіанті застосування фосфорно-калійних добрив – 4,10.

Отже, провівши економічний та біоенергетичний аналіз, можна зробити висновок, що найбільш вигідним, з економічної точки зору, є вирощування культур в системі сівозмін.

На осушених грунтах Лісостепової зони, найбільше відповідає цій вимозі кормова сівозміна з 2-х річним польовим періодом, насичена однією просапною (кормовими буряками) культурою та посівами проміжних на фоні внесення фосфорно-калійних добрив.

ВИСНОВКИ

1. Високопродуктивне, енергозберігаюче та природоохоронне використання староорних органогенних грунтів Лісостепу України забезпечується запровадженням кормових сівозмін з коротким (до 1–2 років) польовим періодом, максимально насичених проміжними культурами та мінімально (до 1-го поля) - посівами просапних. Такі сівозміни, при застосуванні рекомендованих доз мінеральних добрив, забезпечують продуктивність осушуваних грунтів на рівні 80-95 ц/га сухих речовин та 54-63 ц/га кормових одиниць, вирішуючи одночасно екологічні проблеми.

2. Осушувально-зволожувальна система забезпечувала регулювання водно-повітряного режиму (65-80% ПВ) та підтримання рівнів грунтових вод на дослідних ділянках за період досліджень переважно в оптимальних межах для вирощування основних сільськогосподарських культур.

3. Кількість нітратів, зменшувалась з 30-40 мг в перший рік вирощування трав до 8-12 мг/100 г грунту на четвертий. Це підтверджує характерну для торфових грунтів залежність між строком використання травостою та інтенсивністю нітрифікаційних процесів. Внесення під багаторічні трави 150 кг/га азоту приводить до збільшення нітратних форм в орному шарі грунту в середньому на 10-25 мг. Інтенсивний обробіток під просапні культури сприяє накопиченню азоту в межах 50-70 мг на 100 г сухого грунту. Однорічні проміжні культури були повністю забезпечені нітратними формами азоту внаслідок післядії добрив в сівозміні та мінералізації торфу.

4. Калійний режим грунту, за період проведення досліджень, залежав, виключно, від застосовуваних доз мінеральних добрив. На варіантах де вони не вносились, вміст даного елементу перебував на рівні низької забезпеченості і складав 5,2-11,3 мг/100 г сухого грунту. Застосування калію в дозі 180 кг/га сприяло збільшенню його запасів в орному шарі до 16,0-21,5 мг та зростанню урожайності на 38–82%.

Вміст фосфору знаходився переважно в межах середньої та високої забезпеченості (4,4 – 11,3 мг/100 г грунту) і змінювався без певної закономірності. Внесення 60 кг/га фосфорних добрив сприяло збільшенню його запасів на 3-5 мг.

5. Вміст поживних речовин у грунтових водах під однорічними культурами та багаторічними травами в перший рік їх вирощування був майже в 2 рази більший, ніж під травами старших років. Внесення мінеральних добрив не призводило до перевищення допустимих концентрацій за вмістом поживних речовин в грунтових водах протягом вегетаційного періоду.

6. Біологічна активність грунту визначалась набором вирощуваних у сівозмінах культур. Найвищий ступінь протеазної активності орного шару грунту спостерігався під однорічними культурами в середині вегетації і складав 62,3–80,0%, в цей же період під травами даний показник знаходився на рівні 24,3–56,9%. Зі старінням травостою ступінь протеазної активності знижується.

7. Розкладання клітковини під просапними культурами становило 75-80%, під травами 3-4-го року - 42-48%. Насичення сівозміни лише однією просапною культурою знижує інтенсивність мінералізації під травами першого року користування на 2-4%. Найбільше розкладання клітковини (84-86%) проходить в орному шарі під повторними посівами кукурудзи на силос.

8. Максимальне насичення лучно-кормових сівозмін проміжними культурами дозволяє покращувати пласт багаторічних трав, знижувати загальну забур’яненість, використовувати елементи живлення з грунту в період між вирощуванням основних культур, запобігаючи вимиванню їх в грунтові води та одержувати додатково від 250 до 550 і більше ц/га зеленої маси.

9. Висівання в сівозміні, після багаторічних трав, гороху з вівсом або редьки олійної з соняшником знижує кількість дротяників з 25-30 до 8-10 шт/м2, що зводить до мінімуму пошкодження послідуючих просапних культур цим шкідником без застосування хімічних препаратів.

10. На повторних посівах кукурудзи на силос нараховувалось 188 шт/м2 бур’янів, що в 2 рази більше, ніж при вирощуванні її в сівозміні. Забур’яненість беззмінних посівів багаторічних трав також була вищою на 5-10%, порівняно з розміщеними в сівозмінах.

11. Відхилень у рості і розвитку сільськогосподарських культур при вирощуванні їх в різних сівозмінах не спостерігалось. Внесення добрив (Р60К180) та вирощування культур в сівозмінах збільшує частку качанів в зеленій масі кукурудзи на 4% та коренеплодів в урожаї кормових буряків на 6,6% порівняно з неудобрюваним варіантом. Використання багаторічних трав, більше чотирьох років, призводить до значного зростання (47–59%) у травостої частки несіяних компонентів, врезультаті чого продуктивність посівів знижується на 25–40%.

12. Внесення калійних добрив підвищує збір сухих речовин на 47%, кормових одиниць на 37% та перетравного протеїну на 38%. Застосування фосфорних туків збільшує вихід сухих речовин на 6%, кормових одиниць на 10% і перетравного протеїну – 6%, а удобрення азотом давало прибавку відповідно на: 8,5%; 3% і 10%. Запровадження сівозмін, насичених високобілковими проміжними культурами (горох з вівсом та редька олійна з соняшником), сприяє зростанню виходу кормових одиниць на 13-16 ц/га, порівняно з беззмінними посівами трав та збільшенню збору перетравного протеїну на 1,3-2,5 ц/га, ніж при вирощуванні кукурудзи на силос в повторних посівах.

13. Вирощування культур в різних сівозмінах на якісні показники корму не впливало, але підбір відповідної структури посівних площ дозволяє змінити загальний вихід поживних речовин з одиниці сівозмінної площі на 5 – 15% і більше. Отриманий корм, на всіх варіантах досліду, відповідав зоотехнічним вимогам.

14. Запровадження кормових сівозмін з коротким польовим періодом, максимально насичених проміжними культурами, сприяє збільшенню їх грунтозахисної здатності на 26–28% порівняно з посівами просапних культур.

15. Найвищий чистий прибуток 401 грн/га при рівні рентабельності 180% та собівартості одного центнера кормових одиниць 3,8 грн на фоні внесення фосфоро-калійних добрив має сівозміна з таким набором культур: 1-3 поля - багаторчні трави; 4 – багаторічні трави на один укіс + горох з вівсом; 5 – кормові буряки; 6 – горох з вівсом + редька олійна з соняшником + залуження.

Вказана сівозміна характеризується й найвищим коефіцієнтом енергетичної ефективності 4,1.

ПРОПОЗИЦІЯ ВИРОБНИЦТВУ

На заплавних староорних грунтах Лісостепу України для створення природоохоронних агроландшафтів з максимальним виходом високоякісних кормів та суттєвим зниженням мінералізації органічної речовини, найбільш енергозберігаючим та економічно ефективним є запровадження кормових сівозмін з коротким польовим періодом та максимальним насиченням проміжними посівами з таким набором культур: 1-3 поля – багаторічні трави, 4 – багаторічні трави на один укіс + горох з вівсом, 5 – кормові буряки, 6 – горох з вівсом + редька олійна з соняшником + залуження сумішкою багаторічних трав, на фоні внесення фосфорно-калійних мінеральних добрив (Р60 К180) під основні культури, а азотних під багаторічні трави, починаючи з 2-го року їх використання в дозі до N150 кг/га. При високій продуктивності трав лучний період у сівозміні може бути продовжений до 5-6 років.

ПУБЛІКАЦІЇ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Слюсар І.Т., Денисенко М.І., Ткачук С.О., Проненко М.М., Никитюк О.А. Вплив мінеральних добрив і польового періоду на продуктивність багаторічних трав у сівозмінах на осушуваних органогенних грунтах // Зб. наук. праць Інституту землеробства УААН.- К., 1996.- Вип. 2. – С. 16-22 (узагальнено результати досліджень).

2. Слюсар І.Т., Денисенко М.І., Тимощук О.С., Кодинський В.М., Проненко М.М., Никитюк О.А., Ткачук С.О. Попередники і продуктивність кормових сівозмін на осушуваних торфових грунтах Лісостепу України // Зб. наук. праць Інституту землеробства УААН.- К., 1996.- Вип. 2. – С. 38-45 (проведено аналіз отриманих результатів та сформульовано висновки).

3. Слюсар І.Т., Вергунов В.А., Опанасенко О.Г., Никитюк О.А., Ткачук С.О. Дротяники. Зниження шкодочинності агротехнічними заходами на органогенних грунтах // Захист рослин.- К.: №5, 1997.- С. 26-27. (проводились польові дослідження та узагальнено отримані результати).

4. Ткачук С.О., Метелюк В.В., Мануша І.Г., Сацик М.І. Зміна поживного режиму торфових грунтів під впливом системи удобрення багаторічних травосумішок в лучно-кормових сівозмінах // Зб. наук. праць Інституту землеробства УААН.- К., 1998.- Вип. 2. – С. 28-34 (виконані агрохімічні аналізи та сформульовані висновки).

5. Ткачук С.О., Метелюк В.В. Вплив попередників і різних норм мінеральних добрив на продуктивність просапних культур в кормових сівозмінах з коротким польовим періодом // Зб. наук. праць Інституту землеробства УААН.- К., 1998.- Вип. 2. – С. 45-49 (проведені дослідження в Лісостеповій зоні).

6. Слюсар І.Т., Вергунов В.А., Никитюк О.А., Грицай В.Г., Опанасенко О.Г., Царенко М.Н., Кодинський В.М., Корж З.В., Циренов А.М., Верес А.М., Ткачук С.О., Ребешко С.Н. Методичні рекомендації по застосуванню високоефективної енергозберігаючої та екологічно безпечної технології створення і використання культурних сінокосів і пасовищ на осушуваних органогенних грунтах Лісостепу України. – К.: Нора-прінт, 1997. – 16 с. (підібрано матеріали по загальній характеристиці осушуваних грунтів).

АНОТАЦІЯ

Ткачук С.О. Енергозберігаючі та природоохоронні кормові сівозміни на меліорованих торфовищах Лісостепу України.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогоспо-дарських наук за спеціальністю 06.01.01.- загальне землеробство.- Інститут землеробства УААН, Київ,