НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ВОРОБЕЙ Ігор Іванович

УДК 631.4: 551.12.477:635.07

БІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ І АЗОТНИЙ ФОНД ЛУЧНО-ЧОРНОЗЕМНОГО ГРУНТУ АНДРУШІВСЬКОГО ПРИРОДНО-СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО РАЙОНУ ТА ЇХ ЗМІНИ ПІД ВПЛИВОМ ГРУНТОЗАХИСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ВИРОЩУВАННЯ КУЛЬТУР

06.01.03 – агрогрунтознавство і агрофізика

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ-1999

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук,

академік УЕАН

Шикула Микола Кіндратович,

Національний аграрний університет,

професор кафедри грунтознавства

та охорони грунтів

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук,

Стрельченко Володимир Петрович

Українська агроекологічна академія,

в.о. професора кафедри грунтознавства

і землеробства

кандидат сільськогосподарських наук,

Шевченко Іван Павлович,

Інститут землеробства УААН,

завідувач лабораторії захисту грунтів

від ерозії

Провідна установа: Дніпропетровський державний аграрний університет, Міністерства АПК України, м. Дніпропетровськ

Захист відбудеться “22” вересня 1999 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26. 004. 04 в Національному аграрному універ-ситеті за адресою: 252041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 252041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 11, навчальний корпус 10, читальний зал.

Автореферат розісланий “17”серпня 1999 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Балабайко В.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Грунт - просторовий базис і головний засіб вироб-ництва у сільському господарстві, тому актуальність питання збереження грунтового покриву, який досить часто втрачає потенційну родючість у резуль-таті господарської діяльності людини, не підлягає сумніву.

В теперішній час розроблено цілий ряд грунтозахисних технологій вирощу-вання сільськогосподарських культур, які дають змогу отримувати стабільні врожаї і забезпечують грунтозахисний ефект, але для ефективного їх впро-вадження в певному регіоні необхідне досконале вивчення їх впливу на напрямок процесу грунтоутворення в агроценозі.

На особливу увагу заслуговує вивчення біологічної активності грунту, яка зумовлює процеси біохімічного перетворення органічної речовини та елементів живлення. Біологічна активність пов’язана практично зі всіма грунтовими режимами, а оптимальні її показники свідчать про загальне покращення умов росту і розвитку рослин. Тобто, необхідно розробити технології вирощування сільськогосподарських культур, які забезпечать біологічний стан грунту максимально наближений до цілинних аналогів, що, в свою чергу, дасть змогу для ведення землеробства з розширеним відтворенням родючості грунту.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робо-та виконувалась у межах Державної науково-технічної програми 1549 “Використання вуглеамонійних солей у сільському господарстві України” завдання “Використання вуглеамонійних добрив у грунтозахисному землеробстві”.

Мета та завдання досліджень полягає у вивченні впливу грунтозахисних техно-логій вирощування сільсько-гос-подарських культур, які базуються на міні-мальному обробітку грунту, на біологічні фактори формування родючості лучно-чорноземного грунту, а також їх вплив на азотний фонд грунту і зв’язок із врожайністю цукрових буряків, озимої пшениці та гороху.

Відповідно до мети вирішувались такі завдання:

-

-

-

-

-

-

Наукова новизна полягає у вивченні біологічної активності та змін сполук азоту лучно-чор-ноземного грунту в умовах грунтозахисних технологій вирощування сільсько-господарських куль-тур, які базуються на мінімальному обробітку. В умовах Андрушівського природно-сільськогосподарського району вивчено вплив грунтозахисних технологій на активність ферментів, які беруть участь у перетворенні азоту, а також штамів мікроорганізмів, які зумовлюють синтез-розклад азотовмісних органічних речовин. Встановлено, що технології, які базуються на мілкому плоскорізному обробітку мають перевагу перед технологіями з оранкою за впливом на біоту грунту і не погіршують забезпечення рослин азотом.

Практичне значення одержаних результатів полягає у вдосконаленні грунтозахисних технологій вирощування сільсько-господарських культур, які базуються на мінімальному обробітку грунту.

Особистий внесок здобувача. Автор брав безпосередню участь у постановці програми, розробці методики, закладенні та проведенні польових досліджень, узагальненні літературних матеріалів, вико-нанні лабораторних аналізів та статистичній обробці результатів. Основні наукові положення та висновки отримані особисто дисертантом.

Апробація роботи. Результати досліджень доповідались на науко-вих конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів Національного аграрного університету (1998-99 рр.).

Публікація результатів досліджень. За результатами досліджень опубліковано 7 наукових праць.

Структура і обєм роботи. Дисертаційна робота включає в себе: вступ, 6 розділів, висновки, додатки Вона викладена на 146 сторінках машинописного тексту, включає 56 таблиць, 8 рисунків. Список використаної літератури налічує 173 найменувань, з них 23 на іноземних мовах.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Обєкт, умови і методика проведення досліджень. Дослідження проводились у 1996-98 рр. в стаціонарному досліді Національного аграрного університету, який закладено в 1995 р. у КСП “Сокільча” Попільнянського району Житомирської області

Дослід закладений на лучно-чорноземному вилугуваному грубо-пилувато-легкосуглинковому на лесовидному суглинку підстеле-ному давньоалю-віальними відкладами грунті, який залягає на надзаплавній терасі річки Унава, схил ділянки менше 10 і за крутизною є типовим для даного рельєфу, який представлений широкохвилястою рівниною з невеликим перепадом висот. Грануломет-ричний склад грунту однорідний по профілю. Містить в серед-ньому 15% мулу і близько 28% піску. Решта часток - пилуваті, з яких: крупного пилу - 46,9, середнього - 6,9, дрібного - 2,8%. Щільність оптимальна для більшості культур і становить 1,12 г/см3, та дещо збільшується у нижньому перехідному горизонті (1,31 г/см3). Загальна пористість 60,3%.

Вміст гумусу в орному шарі становив 3,9±0,03, в підорному 3,2±0,04%, реак----ція грунтового розчину слабко-кисла. В орному шарі рH (Н2О)=6,0, гідролітич--на кислотність грунту - 1,32, сума увібраних основ становить 23,1 мг-екв/100 г грунту, а ступінь насиченості основами 94,5%.

Забезпеченість азотом сполук, які легкогідролізуються, за Тюріним і Кононовою - висока, рухомими фосфатами та обмінним калієм за Чириковим – середня.

Дослід НАУ має два варіанти систем обробітку грунту і дев’ять варіантів удобрення. Вивчалось чотири варіанти - де використовувалась аміачна селітра.

В дослідженнях проводилось порівняльне вивчення агрономічної і економічної ефективності технологій вирощування цукрових буряків, гороху та озимої пшениці:

1. Традиційної, яка базується на полицевій оранці.

2. Грунтозахисної, яка базується на мінімальному плоскорізному обробітку (до 12 см).

На фоні яких вивчались чотири системи удобрення (кількість добрив на 1 га сівозмінної площі)

1.

1.

1.

1.

Варіанти розміщувались – методом розщеплених блоків, розмір посівної ділянки 6х22=132, облікової – 100м2. Повторність досліду триразова. Досліджувані культури: цукровий буряк сорту – “Слов’янський-94”; горох сорту – “Аграрій”; озима пшениця сорту – “Поліська-93”.

Метеорологічні умови різнились залежно від року. Середня температура становила 6,4 (1996р.), 6,9 (1997р.) та 7,60С (1998р.) при середньо-багаторічному показнику 6,50С. У 1996-97 рр. найхолодніший місяць січень (-10,9; -6,8), у 1998 р. - грудень (-6,20С). Найвищі середньомісячні температури мали місце у 1996 р. в серпні (+18,40С), 1997 р. - в липні (+18,30С), 1998 р. - в червні (+190С).

За сумою опадів роки досліджень майже не різнились між собою, проте остання значно перевищувала середньобагаторічну норму, яка становить 549 мм. По місяцях спостерігались значні відхилення суми опадів як по роках досліджень, так і порівняно з багаторічними даними.

Змішані з 7-10 індиві-дуальних проб зразки грунту відбирались три рази за період вегетації: третя декада квітня, перша декада липня, перша декада вересня. Глибина відбору зразків – 0-15 і 15-30 см, в яких визначались: рН водний та окисно-відновний потенціал (в польвих умовах) потенціометрично; нітрифікаційна здатність за Кравковим; амонійний азот з реактивом Несслера, нітратний азот за допомогою іонселективних електродів; загальний азот за К’єльдалем; азот сполук, які легко гідролізуються, за Тюріним і Кононовою; фор-ми азоту за Шконде і Корольовою; активність уреази та протеаз за мето-да-ми, описаними в посібнику “Современные методы химического анализа почв и растений” (1984). Чисельність мікроорганізмів визначали методом висівання грунто-вої суспензії на щільні поживні середовища: кількість целюлозо-розкладаючих мікроорганізмів рахувалась на середовищі Гетчинсона з клітко-ви-ною; синтезуючих полісахариди - на середовищі Мартіна; синтезуючих мелані-ни - на середовищі Чапека при рН=5.0; розкладаючих гумати - на середовищі з гума-том натрію; педотрофів - на грунтовому агарі. Кількість мікроорганізмів пере-ра-ховувалась на 1 г сухого грунту з урахуванням його вологості. Інтен-сив-ність розкладення клітковини визначали по зменшенню маси фільтрувального паперу після 30-добової експозиції і виражали в % від вихідної маси.

Статистична обробка результатів здійснювалась на персональному комп’ю-тері з допомогою програми “Agrostat”.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Біологічна активність лучно-чорноземного грунту була досить дина-міч-ною і змінювалась протягом періоду вегетації. Протягом 1996-98 рр. в шарі грунту 0-15 см при застосуванні мінімального обробітку влітку активність протеаз підвищувалась на 12,0-15,8, на оранці - на 7,4-15,9 мг/кг, а восени зафіксоване зниження відповідно на 6,9-10,3 та 10,0-16,5 мг/кг. В шарі 15-30 см динаміка була аналогічною, тобто підвищення протеазної активності на 10,1-16,2 і 10,4-17,3 влітку та зниження на 8,7-12,1 і 10,1-16,6 мг/кг грунту восени.

Глибина загортання органічних добрив та пожнивних решток зумовлює зміну активності про-теаз в шарах грунту 0-15 та 15-30 см. Застосування міні-мального об-робітку (табл.1) зумовлює підвищення активності протеаз на 8-37 в шарі грун-ту 0-15, і зниження на 47-56% в шарі 15-30 см, а в горизонті 0-30 см спос-терігається зниження на 3-19%. Найбільше зниження відносно оранки мало місце в 1996 р. (11-39%). В 1997 р. на варіанті без удобрення зниження не зафіксоване, а на удобрених фонах воно становило 10-12%. У 1998 р. без добрив активність протеаз на мінімальному обробітку дорівнювала активності при оранці, а на варіантах з добривами поверх-невий обробіток знижував даний показник на 2-9%. Тобто з кожним наступним роком застосування мінімального обробітку, зниження активності протеаз відносно оранки має меншу величину. Це дає змогу зробити припущення, що довгострокове застосування грунтозахисних технологій, які базу-ються на мінімальному обробітку зумовить підвищення активності протеаз в орному шарі лучно-чорноземного грунту.

Протягом 1996-98 рр. активність уреази в шарі 0-15 см влітку під-вищувалась на 3,5-17,5 при технології з полицевою оранкою та на 14,6-20,8% при технологіях, з мінімальним обробітком і знижувалась восени відпо-відно на 3,4-21 та 13-21%. В шарі 15-30 см при використанні міні-мального обробітку активність уреази підвищувалась на 13-34 влітку і знижу-валась на 15-22% восени. При використанні оранки без добрив навесні та влітку активність уреази була на одному рівні, і знижувалась до осені. На варіантах з добривами спостерігалась тенденція до зниження її влітку і підвищення восени.

Таблиця 1 - Вплив технологій вирощування сільськогосподарських культур на показники біологічної активності лучно-чорноземного грунту, 1996-98 рр. |

Різноглибинна оранка | Мінімальний обробіток

Шар

грун-ту,см | актив-ні-сть проте-аз, мг/кг N-NH2 | актив-ність уреа-зи, мг/кг N-NH4 | нітри-фікацій-на здат-ність, мг/кг N-NO3 | целю-лозолі-тична актив-ність,% | актив-ні-сть проте-аз, мг/кг N-NH2 | актив-ність уреа-зи, мг/кг N-NH4 | нітри-фікацій-на здат-ність, мг/кг N-NO3 | целю-лозолі-тична актив-ність, %

Без добрив (контроль)

0-15 | 51,2 | 11,1 | 9,0 | - | 70,1 | 13,6 | 10,7 | -

15-30 | 70,7 | 12,9 | 14,4 | - | 48,1 | 11,2 | 8,4 | -

0-30 | 60,9 | 12,0 | 11,7 | 31,0 | 59,1 | 12,4 | 9,5 | 27,3

12 т гною +Р45К45 на 1 га сівозміни - фон

0-15 | 71,7 | 11,5 | 12,9 | - | 79,7 | 13,7 | 11,5 | -

15-30 | 84,3 | 14,5 | 15,8 | - | 54,8 | 12,2 | 8,8 | -

0-30 | 78,0 | 13,0 | 14,3 | 28,2 | 67,2 | 13,0 | 10,1 | 32,0

Фон +N30

0-15 | 78,3 | 13,3 | 11,6 | - | 84,2 | 14,5 | 10,5 | -

15-30 | 89,8 | 15,6 | 14,1 | - | 61,1 | 12,2 | 8,7 | -

0-30 | 84,1 | 14,5 | 12,9 | 30,0 | 72,6 | 13,4 | 9,6 | 32,2

Фон+N60

0-15 | 79,8 | 12,9 | 14,6 | - | 85,7 | 15,2 | 14,7 | -

15-30 | 95,7 | 15,6 | 16,5 | - | 61,5 | 12,5 | 9,3 | -

0-30 | 87,8 | 14,4 | 15,5 | 26,9 | 73,6 | 13,9 | 12,0 | 39,6

Застосування мінімального обробітку (див. табл.1) підвищило активність уреази в шарі грунту 0-15 см на 9-20 відносно оранки і знижувало на 15-28% в шарі 15-30 см. Уреазна активність шару 0-30 см майже однакова при обох спо-со-бах обробітку, проте у варіанті фон+N30 зафіксовано підвищення на 8,2% при оранці. Отже, мінімальний обробіток підвищує активність уреази в шарі грунту 0-15 і знижує у шарі 15-30 см. Його застосування не зумовило зниження уреаз-ної активності шару 0-30 см в більшості варіантів з добривами, що свід-чить про відсутність біологічних чинників щодо погіршення забезпечення рос-лин азотом амонію при впровадженні грунтозахисних технологій вирощування культур.

Застосування грунтозахисних технологій, порівняно з технологіями, які базуються на полицевій оранці зумовило зниження нітрифікаційної здатності у нижній частині оброблюваного шару на 62-80%. У верхній частині нітрифікаційна здатність грунту на варіантах з мінімальним обробітком підви-щується на 10-19% (див. табл.1). Дане явище пов’язане з перерозподілом рослинних решток і органічних добрив. За мінімального обробітку основна їх маса сконцентрована у верхній частині орного шару (0-15 см), що є чинником підвищеної нітрифікаційної здатності. На варіантах з полицевою оранкою більша частина енергетичного матеріалу надходить до шару 15-30 см, що зумовлює посилення нітрифікаційної здатності даного горизонту.

Застосування мінімального обробітку знизило нітрифікаційну здатність 0-30 см шару лучно-чорноземного грунту на 23-42% порівняно з технологіями, які базуються на полицевій оранці.

Без застосування добрив мінімальний обробіток викликає зниження інтенсивності руйнування клітковини в шарі грунту 0-30 см порівняно з оранкою на 11,9%. В той час як на фоні гною з мінеральними добривами підвищення становить 7-47% (див. табл.1).

На фоні оранки, добрива знижували інтенсивність руйнування целюлози. На нашу думку, дане явище пов’язане із збільшенням глибини загортання добрив (15 см), а целюлозолітичну активність в основному зумовлюють аеробні мікро-організми кількість яких на такій глибині незначна.

Застосування мінімального обробітку (табл.2) зумовлює підвищення кількості педотрофних організмів в орному шарі на 16-48%, з мак-симумом на варіанті з внесенням 12 т гною+Р45К45 на 1 га сівозміни. Внесення N30 і N60 на фоні гною та мінеральних фосфору і калію сприяє росту численності педотрофів лише за умов різноглибинного полицевого обробітку, при мінімалізації глибини розпушування зміни їх кількості не зафіксовано

Кількість мікроорганізмів, які розкладають гумати, не мала чіткої за-лежності від способу обробітку грунту. Без добрив мінімальний обробіток зу-мо-вив зниження їх чисельності, а на удобрених фонах - підвищення (див. табл.2).

Мікроорганізми, які синтезують полісахариди, потерпали змін під впливом обробітку грунту, добрив та погодних умов року. Найвища їх кількість спостерігалась при вирощуванні цукрових буряків (1996).

Гній, внесений сумісно з фосфорними і калійними мінеральними добривами (фон) збіль-шував кількість мікроорганізмів, які синтезують полісахариди, на 16 (оранка) та 7% (мінімальний обробіток) (див. табл.2). На варіантах фон+N30, фон+N60 спос-те-рігалось несуттєве підвищення, або зниження на 24-27% відносно фону .

Отже, внесення мінерального азоту в дозах N30 та N60 на фоні 12 т гною+Р45К45 на 1 га сівозміни зумовлює зменшення кількості мікроорганізмів, які синтезують полі-са-хариди в орному шарі. Мінімальний обробіток сприяв підвищенню їх кількості незалежно від внесених добрив.

Таблиця 2 - Вплив технологій вирощування сільськогосподарських культур на чисельність мікроорганізмів у лучно-чорноземному грунті, 1996-98 рр. |

Мікроорганізми, які прий-ма-ють участь у розкладенні гумусових речовин | Мікроорганізми, які прий-ма-ють участь у син-тезі гумусових речовин

Обробіток грунту | педотрофні, млн/1г | розклад гуматів, тис/1г | синте-з полі-сахаридів, млн/1г | синте-з меланінів, тис/1г

Без добрив (контроль)

Оранка | 8,9 | 11,0 | 4,9 | 10,9

Мінімальний обробіток | 11,5 | 10,6 | 5,9 | 10,1

12 т гною + Р45К45 на 1 га сівозміни - фон

Оранка | 9,5 | 11,3 | 5,7 | 10,9

Мінімальний обробіток | 14,1 | 11,7 | 6,3 | 10,3

Фон+ N30

Оранка | 11,1 | 11,6 | 4,9 | 11,5

Мінімальний обробіток | 12,9 | 13,2 | 6,6 | 11,2

Фон+N60

Оранка | 12,0 | 14,0 | 4,8 | 13,7

Мінімальний обробіток | 14,6 | 13,9 | 5,1 | 8,9

Застосування мінімального обробітку особливо у поєднанні з азотом у дозі N60 зумовлює зменшення кількості мікроорганізмів, які приймають участь у синтезі меланінів у 0-30 см шарі до 54% порівняно з оранкою. При застосуванні оран-ки, внесення гною сумісно з фосфорними, калійними, та азот-ними мінеральними добривами в дозах N30, N60 збільшувало кількість даних орга-нізмів відносно контролю.

Розвиток мікроорганізмів у грунті залежить від окисно-відновних умов. Визначено реакцію грунтового розчину та окисно-відновний потен-ціал грунту, який влітку підвищувався на 54-172 відносно весни і знижувався на 71-183 мВ восени. Показник рН водного мав обернену до показників ОВП динаміку: знижувався влітку і підвищувався восени. В середньому за три роки грунтозахисні технології, які базуються на мінімальному обробітку, зумовили тенденцію до зниження величини ОВП та рН водного, однак зменшення не перевищує 5%.

Використання грунтозахисних технологій вирощу-вання сільсько-господарських культур, які базуються на мінімальному обробітку грунту, вплинуло на накопичення нітратів в шарах 0-15 та 15-30 см. В шарі грунту 0-15 см мінімальний обробіток зумовлював підвищення вмісту нітратного азоту порівняно з оранкою на 4-21 і, в той же час, зменшував їх кількість на 61-77% у шарі 15-30 см. В середньому, при використанні технологій, які базуються на полицевій оранці в шарі грунту 0-30 см кількість нітратного азоту була вищою ніж при використанні грунтозахисних технологій на 15-25%. (контроль-24; фон-25; фон+N30-15; фон+N60-22 %).

Під впливом обробітку грунту та удобрення змінювалась кількість увібраного амонію. В шарі грунту 0-15 см при міні-маль-ному обробітку в залежності від умов року кількість амонійного азоту була на 8-110% вища ніж на аналогічних варіантах з оранкою. В шарі 15-30 см оранка зумовлювала збіль-шення на 3-96%.

Трирічне застосування обробітку грунту без обертання скиби на глибину до 12 см підвищує вміст увібраного амонію в шарі грунту 0-15 см відносно оранки на 32-55 і в той же час знижує на 30-72% у шарі 15-30 см.

В шарі грунту 0-30 см без внесення добрив в середньому за 1996-98 рр. при використанні мінімального обробітку зафіксовано підвищення вмісту увібраного амонію на 14, а при внесенні 12 т гною + Р45К45 на 1 га сівозміни на 7%. В той час внесення 30 і 60 кг/га азоту на фо-ні 12 т гною + Р45К45 зумовило зниження кількості амонійного азоту відносно оранки на 4-12%.

Використання мінімального обробітку грунту зумовило у 1996 р. зміни у кількості азоту сполук, які легкогідролізуються. В шарі 0-15см зафіксовано підвищення на 3,3-6,4, а у шарі 15-30 см - зниження на 1,5-12,5% їх вмісту. У 1997-98 рр диференціація поглиблювалась: підвищення в шарі грунту 0-15 см становило 1,2-8,0 та 12,4-20,8%, в той час в шарі 15-30 см мало місце зменшення на 30-45 і 14-24%. Отже, мінімальний обробіток зумовлював підвищення відносно оранки вмісту сполук азоту, які легкогідролізується в шарі грунту 0-15 см на 18-21 і зниження у шарі 15-30 см - на 5-10%.

Обробіток впливав на структуру азотного фонду грунту. Міні-маль-ний обробіток зумовив тенденцію до збільшення відносно оранки частки міне-рального азоту на 0,2-0,3, та азоту сполук, які легкогідролізуються (0,1-0,3%) в шарі грунту 0-15 см. В шарі грунту 15-30 см частка даних сполук збільшується при застосуванні оранки на 0,4-0,8 і 0,5-0,9 % (табл.3).

Таблиця 3 - Вплив технологій вирощування сільськогосподарських культур на азотний фонд лучно-чорноземного грунту, 1996-98 рр. |

Азот, мг/кг

Система

обробітку грунту | Шар

грунту, см |

загаль-ний |

міне-раль---ний | сполуки, які лег-когідролі-зуються | сполуки, які важ-когідролі-зуються | сполуки, які не гідро-лізу-ються

Без добрив (контроль)

0-15 | 2007 | 17,5 | 67,6 | 222 | 1700

Полицева | 15-30 | 1989 | 25,2 | 72,3 | 227 | 1665

оранка | 0-30 | 1998 | 21,4 | 69,9 | 225 | 1682

0-15 | 2017 | 23,3 | 74,4 | 234 | 1685

Мінімальний | 15-30 | 1981 | 17,1 | 60,6 | 202 | 1701

обробіток | 0-30 | 1999 | 20,2 | 67,5 | 218 | 1693

12 т/га гною + Р45К45 на 1 га сівозміни - фон

0-15 | 2030 | 20,9 | 71,7 | 245 | 1692

Полицева | 15-30 | 1999 | 27,3 | 75,5 | 266 | 1630

оранка | 0-30 | 2015 | 24,1 | 73,6 | 256 | 1661

0-15 | 2040 | 24,8 | 78,0 | 238 | 1699

Мінімальний | 15-30 | 1986 | 17,6 | 63,3 | 210 | 1695

обробіток | 0-30 | 2013 | 21,2 | 70,7 | 224 | 1697

Фон+N30

0-15 | 2032 | 22,5 | 74,9 | 241 | 1694

Полицева | 15-30 | 2000 | 33,0 | 78,7 | 260 | 1628

оранка | 0-30 | 2016 | 27,8 | 76,8 | 250 | 1661

0-15 | 2040 | 27,1 | 79,4 | 255 | 1679

Мінімальний | 15-30 | 1989 | 18,3 | 61,9 | 221 | 1688

обробіток | 0-30 | 2015 | 22,7 | 70,7 | 238 | 1684

Фон+N60

0-15 | 2035 | 26,2 | 78,3 | 244 | 1687

Полицева | 15-30 | 2002 | 35,0 | 79,1 | 278 | 1610

оранка | 0-30 | 2019 | 30,6 | 78,7 | 261 | 1649

0-15 | 2042 | 31,8 | 80,0 | 255 | 1675

Мінімальний | 15-30 | 1995 | 18,9 | 61,8 | 222 | 1692

обробіток | 0-30 | 2019 | 25,3 | 70,9 | 235 | 1688

Азотний фонд лучно-чорноземного грунту залежав від способу обробітку та удобрення і складався на 82-85% із сполук, які не гідролізуються; 11-13 - сполук, які важкогід-ролізуються; 3,4-3,9% - частка сполук, які легко-гідро--лізуються, а вміст мінеральних спо-лу-к азоту, які безпосередньо доступні рослинам становив 1-1,5%.

В шарі грунту 0-30 см при оранці виражається тенденція до збільшення міне-рального азоту на 0,1-0,3% та азоту сполук, які легкогідролізуються (на 0,1-0,4), а також сполук, які важкогідролізуються (на 0,4-1,6%) порівняно з мі-ні--маль-ним обро-бітком. Коливання вмісту сполук азоту, що не гідро-лізуються (0,6-1,9%) при вмісті загального азоту вище за 1600 мг/кг, ми вважаємо несуттєвим.

Регресійний аналіз експериментальних даних показав, що існує кореля-цій-на залежність між активністю протеаз та вміс-том сполук азоту, які легко-гідро-лізуються (r=0,6120,169), актив-ністю уреази і вмістом увібраного амонію (r=0,6650,159), а також нітрифікаційною здатністю і вмістом азоту нітратів (0,8180,123).

Виявлено зв’язок між кількістю мікроорганізмів, які приймають участь у розкладанні гуматів і вмістом азоту нітратів (r=0,7050,151). На нашу думку, при розкладі гуматів вивільнений азот нітрифікується внаслідок чого в грунті зявляються нітратні сполуки, які можуть використовуватись рос-линами, або мігрувати по профілю грунту.

Кількість педотрофних мікроорганізмів корелювала з величиною окисно-відновного потенціалу (r=0,6010,170), що підтверджує залежність чисельності певних штамів мікроорганізмів у грунті від окисно-відновних умов.

За роки досліджень мінімальний обробіток зумовив підвищення урожаю зерна озимої пшениці на 0,6-2,7 ц/га (табл.4). Найвищі прирости мали місце на варіантах: контроль (2,7 ц/га) і фон+N30 (2,4 ц/га).

Добрива підвищували урожайність озимої пшениці незалежно від способу обробітку грунту. При оранці, внесення 12 т гною+Р45К45 на гектар сівозмінної площі підвищили урожайність на 31%, а при мінімальному обробітку на 25%. Внесення на фоні гною N30, підвищувало врожайність на 46% відносно контролю та 12% відносно фону при оранці і відповідно на 41 та 16% при застосуванні грунтозахисного обробітку. На варіанті фон+N60 приріст зерна при застосуванні оранки підвищувався на 74 відносно контролю, 36 - фону та 19%- фон+N30, на мінімальному обробітку підвищення було 59, 27 і 13% відповідно.

Отже, застосування мінімального обробітку при вирощуванні озимої пшениці зумовлює підвищення врожаю зерна на 0,6-2,7 ц/га, в той час прибавки від добрив відносно контролю на оранці були на 6-15% більшими.

Урожайність цукрових буряків (див. табл. 4) змінювалась в більшій мірі під впливом метеорологічних умов року та кількості внесених добрив і в меншій мірі способу обробітку грунту. Найвища урожайність цукрових буряків мала місце у 1998, найменша - у 1996 р., що зумовлено сухим і жарким травнем, завдяки чому сходи зявились лише у першій декаді червня.

Таблиця 4 -Урожайність сільськогосподарських культур у стаціонарному досліді НАУ в КСП “Сокільча”, 1996-98 рр.

Обробіток | Варіант | Озима пшениця, ц/га | Цукрові буряки, ц/га

грунту | удобрення | 1996 | 1997 | 1998 | середнє | 1996 | 1997 | 1998 | середнє

Оранка: | контроль | 24,7 | 26,4 | 24,6 | 25,2 | 210 | 210 | 352 | 257

озима пшениця 23-25см | фон | 28,0 | 32,7 | 38,1 | 32,9 | 307 | 300 | 388 | 332

цукрові буряки 28-30см | фон+N30 | 30,3 | 36,4 | 44,9 | 36,9 | 337 | 358 | 400 | 365

фон+N60 | 37,0 | 43,4 | 51,2 | 43,9 | 360 | 356 | 430 | 382

контроль | 27,0 | 28,6 | 28,1 | 27,9 | 219 | 211 | 353 | 261

Мінімальний обробіток | фон | 29,3 | 35,0 | 40,7 | 35,0 | 303 | 311 | 390 | 335

на 10-12 см | фон+N30 | 32,6 | 37,8 | 47,4 | 39,3 | 335 | 350 | 406 | 364

фон+N60 | 35,7 | 44,0 | 53,7 | 44,5 | 361 | 360 | 426 | 382

НІР 05 ц/га | обробіток | 2,1 | 1,0 | 1,5 | 21,3 | 22,4 | 15,2

удобрення | 1,3 | 0,8 | 1,3 | 27,5 | 30,4 | 21,9

Добрива підвищували урожайність цукрових буряків незалежно від способу обробітку. При їх застосуванні на оранці підвищення врожайності становило 29 (фон), 42 (фон+N30) та 49% (фон+N60) і при мінімальному обробітку на 28, 39 та 46% відповідно.

Внесення N30 на фоні гною+РК підвищує збір коренеплодів відносно фону на 11-13%. Підвищення дози азоту до N60 зумовлює підвищення на 18-20 відносно фону і 7% відносно фону +N30.

Протягом 1996-98 рр. грунтозахисна технологія, яка базується на мінімальному обробітку не зумовила суттєвого зниження або підвищення збору коренеплодів порівняно з технологією на полицевій оранці.

Економічний аналіз показав, що грунтозахисні технології вирощування озимої пшениці та цукрових буряків, які базуються на мінімальному обробітку, в перші роки впровадження на лучно-чорноземному грунті виявили тенденцію до підвищення рівня рентабельності та зниження собівартості основної продукції. Добрива зумовлювали підвищення собівартості, але, на нашу думку, це зумовлено порушенням парітету цін на добрива та продукцію рослинництва.

ВИСНОВКИ

1.Технології вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на мінімальному обробітку грунту, активізують біологічні процеси в лучно-чорноземному вилугуваному грунті, що проявляється у підвищенні целюлозолітичної та ферментативної активності в 0-15 см шарі, збільшенні кількості деяких штамів мікроорганізмів, максимальна кількість яких розміщується у верхній частині орного шару, з глибиною їх чисельність знижується.

2.Сприятливо впливають на ферментативну активність та біоту грунту органічні добрива, за рахунок яких активність протеаз підвищується на 14-28, уреази на 5-8, нітрифікаційна здатність на 5-31% та суттєво змінюється кількість мікроорганізмів.

3.Застосування мінімального обробітку сприяє зниженню на 23-42% нітрифікаційної здатності в орному шарі лучно-чорноземного грунту.

4.Вплив систем обробітку на мікрофлору грунту неоднозначний: оранка обу-мовлює розвиток мікроорганізмів, які синтезують меланіни, а мінімальний - педотрофних мікроорганізмів, та тих, що синтезують полісахариди. У варіанті без добрив кількість мікроорганізмів, які розкладають гумати підвищувалась на оранці, а з добривами – на мінімальному обробітку.

5.У складі азотного фонду лучно-чорноземного вилугуваного грунту пере-важають надзвичайно стійкі фракції що не приймають участі у живленні рослин: сполуки, які важко- та негідролізуються - до 95,6% . Мінеральний азот та азот сполук, які легкогідролізуються відповідно становлять 1,-1,5 та 3,4-3.9%.

6.Мінімальний обробіток порівняно з оранкою, зумовлює зниження кількості нітратного азоту на 25 та на 8% сполук азоту, які легкогідролізуються. Вплив обробітку грунту на вміст увібраного амонію залежав від кількості внесених добрив.

7.Грунтозахисні технології вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на мінімальному обробітку, зумовлюють більш виражену диференціацію оброблюваного шару грунту за вмістом мінеральних сполук азоту, а також сполук, які легко- та важкогідролізуються, і активністю ферментів, з підвищенням показників в шарі 0-15 і зниженням в 15-30 см.

8.Спостерігалась сезонна динаміка вмісту сполук азоту, активності ферментів та фізико-хімічних показників (окрім загального азоту). Активність протеаз, уреази, величина ОВП, кількість увібраного амонію та сполук азоту, які легкогідролізуються, підвищувалась влітку і знижувалась восени. Нітри-фікаційна здатність, реакція грунту і вміст нітратного азоту мали найнижчі показники влітку.

9.Виявлено звязок між активністю протеаз і вмістом сполук азоту, які легкогідролізуються (r=0,61), активністю уреази, з кількістю увібраного амонію (r=0,67), нітрифікаційної здатності та кількістю мікроорганізмів, які розкладають гумати із вмістом азоту нітратів (r=0,82 та 0,70), а також величини окисно-відновного потенціалу і кількістю педотрофних мікро-організмів. Виведені відповідні рівняння регресії.

10.На лучно-чорноземних грунтах озима пшениця позитивно реагує на мінімальний обробіток, прирости врожаю становили 0,6-2,7 ц/га. Різні способи обробітку суттєво не впливали на врожайність цукрових буряків: мінімальний обробіток зумовлював тенденції до підвищення та зниження врожаю коренеплодів відносно оранки, однак коливання були в межах найменшої істотної різниці.

11.Економічний аналіз технологій вирощування, які базуються на мінімальному обробітку грунту показує, що їх застосування дозволяє знизити собівартість продукції. При цьому не знижується рентабельність вирощування цукрових буряків, а рентабельність озимої пшениці зростає (12-63%).

12.У господарствах Андрушівського природно-сільськогосподарського району рекомендується застосовувати технології вирощування озимої пшениці та цукрових буряків на основі мінімального обробітку грунту. Вони забезпечують приріст урожаю зерна на 0,6-2,7 ц/га, не знижують урожайності цукрових буряків і, разом з тим, забезпечують зменшення собівартості продукції та підвищення рівня рентабельності.

ПЕРЕЛІК ПРАЦЬ, ВИДАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

Воробей І.І. Біологічна активність і азотний фонд лучно-чорноземного грунту Андрушівського природно-сільськогосподарського району та їх зміни під впливом грунтозахисних технологій вирощування культур – Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільського-господарських культур за спеціальністю 06.01.03. – агрогрунтознавство і агрофізика.

Дисертація присвячена вивченню впливу грунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на мінімальному обробітку грунту, на біологічні процеси та вміст сполук азоту в лучно-чорноземному вилугуваному грунті. Мінімальний обробіток підвищує біологічну активність, вміст мінерального азоту та азоту сполук, які легкогідролізуються, в шарі грунту 0-15 см і знижує в шарі 15-30 см. В шарі грунту 0-30 см – підвищується целюлозолітична активність, кількість педотрофів, та мікроорганізмів які синтезують полісахариди, в той же час пригнічується розвиток меланінсинтезуючих мікроорганізмів та нітрифі-каційна здатність. В перші роки запровадження грунтозахисних технологій, які базуються на мінімальному обробітку, в орному шарі лучно-чорноземного грунту зменшується кількість доступних сполук азоту, але зниження вро-жайності досліджуваних культур не зафіксовано, а на озимій пшениці мало місце підвищення її відносно оранки. Застосування мінімального обробітку знижує собівартість та підвищує рівень рентабельності вирощування озимої пшениці, а також не знижує рівень рентабельності вирощування цукрових буряків і рекомендується для впровадження у Андрушівському природно-сільськогосподарському районі.

Ключові слова: обробіток грунту, ферментативна активність, нітри-фікаційна здатність, грунтові мікроорганізми, сполуки азоту, урожайність.

Воробей И.И. Биологическая активность и азотный фонд лугово-черноземной почвы Андрушевского природно-сельскохозяйственного района и их изменение под воздействием почвозащитных технологий выращивания культур - Рукопись

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельско-хозяйст-венных наук по специальности 06.01.03. - агропочвоведение и агрофизика.

Диссертация посвящена изучению влияния почвозащитных технологий выращивания сельскохозяйственных культур, которые основываются на минимальной обработке почвы, на биологические процессы и содержание соединений азота в лугово-черноземной выщелоченной почве. Исследования проводились в рамках Государственной научно-технической программы “Использование углеаммонийных солей в сельском хозяйстве Украины” на базе стационарного полевого опыта в КСП “Сокильча” Попельнянского района Житомирской области. Почвенный покров коллективного сельско-хозяйствен-ного предприятия типичный для района проведения исследований.

Минимальная обработка повышает биологическую активность и содержание минерального азота, а также азота легкогидролизующихся соединений в слое почвы 0-15 см и снижает в слое 15-30 см. В слое почвы 0-30 см - повышается целлюлозолитическая активность (на 12%), количество педотрофов (на 16-48), и микро-орга-низмов, которые синтезируют полисахариды (до 20), в то же время угнетается развитие меланинсинтезирующих микроорганизмов (до 54) и нитрификационная спо-собность (на 23-42%).

Азотный фонд лугово-черноземной почвы зависел от способа обработки, а также удобрения и состоял на 82-85% из соединений, которые не гидролизуются; 11-13 – тяжелогидролизующихся соединения; 3,4-3,9% - часть соединений, которые легкогидролизуются, а содержимое минерального азота, который непосредственно доступен растениям - 1-1,5%.

В пласте почвы 0-30 см при вспашке выражается тенденция к увеличению количества минерального азота (на 0,1-0,3%), азота соединений, которые легкогидролизуются (на 0,1-0,4), а также соединений, которые тяжело-гидролизуются (на 0,4-1,6%) относительно минимальной обработки. Колебание содержания соединений азота, которое не гидролизуются составило 0,6-1,9%.

Выявлена связь между активностью протеаз и содержанием легко-гидролизуемых соединений азота (r=0,61), активностью уреазы и количеством поглощенного аммония (r=0,67), нитрификационной способностью и количеством гуматоразлагающих микрооррганизмов из содержанием нитратного азота. Выведены соответствующие уравнения регрессии.

В первые года внедрения почвозащитных технологий, основы-вающихся на минимальной обработке, в пахотном слое лугово-черноземной почвы уменьшается количество доступных соединений азота, но уменьшение урожайности исследуемых культур не зафик-си-ровано, а на озимой пшенице имело место повышение относительно вспашки. Применение минимальной обработки уменьшает себестоимость и повышает уровень рентабельности выращивания озимой пшеницы, а также не снижает уровень рентабельности выращивания сахарной свеклы и рекомендуется для внедрения в Андрушевском природно-сельскохо-зяй-ственном районе.

Ключевые слова: обработка почвы, ферментативная активность, нитри-фикационная способность, почвенные микроорганизмы, соединения азота, урожайность.

I.I.Vorobey. Biological activity and nitrogen pool of a meadow-chernozemic soil from Andrushevsky natural & agricultural region as effected by conservation crop production system. – A manuscript.

A Thesis investigates the effects of Agricultural Sciences in specialty 06.01.03-Agropedology and Soil Physics.

A thesis investigates the effects of conservation crop production systems, based on minimum tillage, on biological processes and content of nitrogen compounds in a leached meadow-chernozemic soil. Minimum tillage increases soil biological activity and mineral and hydrolisable nitrogen