НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ПЕТРУНІВ Володимир Васильович
УДК 631.878:633.11
ВПЛИВ НЕТРАДИЦІЙНИХ ОРГАНІЧНИХ ДОБРИВ НА
ПРОДУКТИВНІСТЬ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ В УМОВАХ
ЗАХІДНОГО РЕГІОНУ УКРАЇНИ
06.01.04 - агрохімія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Київ -2000
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у Львівському державному аграрному університеті.
Науковий керівник: | доктор сільськогосподарських наук, професор КРИЛОВА Ганна Іванівна, Львівський державний аграрний університет, професор кафедри агрохімії та грунтознавства
Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор ДЕГОДЮК Едуард Григорович, Інститут землеробства УААН, завідувач відділу агрохімії і фізіології рослин,
кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ЦВЕЙ Ярослав Петрович, Інститут агроекології та біотехнології УААН, завідувач лабораторії грунтово-агрохімічних досліджень та регламенту дії застосування агрохімікатів
Провідна установа: | Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О.Н.Соколовського УААН, лабораторія органічних та мінеральних добрив, м. Харків
Захист відбудеться 24 жовтня 2000 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навч. корп. №3, ауд. №65.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 11, навч. корп. №10, читальний зал.
Автореферат розісланий 22 вересня 2000 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Балабайко В.Ф.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Застосування високих доз мінеральних добрив може негативно впливати на фізико-хімічні властивості грунту, порушувати біологічні процеси, пов’язані з утворенням гумусу, призводити до пригнічення мікрофлори і фауни, а загалом – до втрати родючості.
Недостатнє виробництво гною не дає можливості вирішити проблеми відтворення родючості грунту. Кількість та якість традиційних органічних добрив, зокрема гною та компостів на його основі, не задовольняють зростаючих потреб землеробства. Сучасний стан заготівлі та зберігання гною не забезпечує очищення його від насіння бур’янів, шкідників, гельмінтів і збудників хвороб, збереження в його складі усіх необхідних для рослин елементів живлення. Недостатньо використову-ються місцеві сировинні ресурси, зокрема торф, значні запаси якого дозволяють налагодити виробництво органо-мінеральних добрив (ОМД).
Такі добрива, як фермвей і вермикомпост, є продуктами ферментації різноманітних органічних відходів рослинного походження, а також традиційних органічних добрив. На відміну від останніх, нові добрива (фермвей, вермикомпост та ОМД) є екологічно чистими, містять усі необхідні для рослин елементи живлення у легкодоступній формі.
Використання таких нетрадиційних органічних добрив є біологічно виправданим. Однак, повна відмова від мінеральних добрив в галузі зерновиробництва може значно знизити рівень врожайності та зменшити обсяги виробництва зерна, оскільки сучасні сорти розраховані, як правило, на високі агрохімічні фони. Доповнення нетрадиційних органічних добрив певною кількістю мінеральних необхідне для компенсації потреб рослин в елементах живлення, зокрема в азоті, на окремих етапах органогенезу. Таке поєднання дозволяє отримувати екологічно чисту продукцію без зниження обсягів її виробництва.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Експериментальні та теоретичні дослідження виконувалися автором відповідно до тематичного плану науково-дослідної роботи кафедри агрохімії та грунтознавства Львівського державного аграрного університету на 1995-2000рр. за темою "Розробити технологію екологічно безпечного використання добрив під сільськогосподарські культури в умовах західного регіону України".
Мета і завдання досліджень. Мета досліджень – дати порівняльну оцінку впливу різних видів та доз нетрадиційних органічних добрив на продуктивність озимої пшениці, розробити органо-мінеральну систему удобрення на основі використання нових органічних і традиційних мінеральних добрив, яка б забезпечувала одержання стабільних врожаїв якісного зерна і підвищення родючості дерново-підзолистих (Передкарпаття), сірих та ясно-сірих лісових (Західний Лісостеп) грунтів.
Завдання досліджень:
- встановити вплив різних видів нетрадиційних органічних добрив і ОМД та вапнування на поживний режим кислих грунтів та їх фізико-хімічні властивості;
- вивчити особливості росту та розвитку озимої пшениці залежно від рівня удобрення нетрадиційними органічними добривами;
- вивчити вплив різних доз фермвею, вермикомпосту та ОМД на врожайність і якість зерна при безпосередньому їх внесенні під озиму пшеницю та у післядії;
- встановити оптимальне поєднання доз мінеральних і нетрадиційних органічних добрив при вирощуванні озимої пшениці;
- вивчити доцільність використання нетрадиційного хімічного меліоранта – дрібних фракцій вапняково-сірчаних відходів (ВСВ) на кислих грунтах;
- дати економічну та енергетичну оцінки ефективності використання вермикомпосту, фермвею, ОМД та вапнякових матеріалів при вирощуванні озимої пшениці;
- розробити рекомендації виробництву з ефективного використання нетрадиційних органічних добрив при вирощуванні озимої пшениці на слабоокультурених грунтах.
Наукова новизна одержаних результатів. Розроблені і захищені заявками на винаходи нові способи виготовлення нетрадиційних добрив: органічного (фермвей) та органо-мінерального (ОМД) на основі використання місцевих сировинних ресурсів (торфу, соломи, курячого посліду тощо). Вперше в умовах західного регіону України проведено дослідження ефективності нових видів і доз нетрадиційних органічних добрив та вапнякових матеріалів при вирощуванні озимої пшениці на дерново-середньопідзолистих, ясно-сірих та сірих лісових грунтах.
Отримано результати досліджень з вивчення впливу цих добрив на родючість грунтів, врожайність та якість зерна озимої пшениці при безпосередньому їх внесенні під культуру та у післядії.
Встановлено, що необхідною умовою ефективного використання нових органічних добрив та ОМД на кислих грунтах є вапнування. Запропоновано новий хімічний меліорант – дрібні фракції вапняково-cірчаних відходів, які раніше у виробництві не використовувалися.
Знайдено оптимальне поєднання нетрадиційних органічних і мінеральних добрив із суттєвим зменшенням доз їх внесення та одночасним збереженням рівня врожайності зерна.
Запропоновані способи виготовлення фермвею та ОМД є новими у вирішенні проблеми використання місцевих сировинних ресурсів та утилізації відходів виробництва.
Практичне значення одержаних результатів. Проведені дослідження і виробничі перевірки підтвердили високу ефективність нетрадиційних органічних добрив. Визначено оптимальні дози цих добрив під озиму пшеницю та її попередники на різних типах грунтів.
Розроблено практичні рекомендації щодо органо-мінеральної системи удобрення озимої пшениці з більш повним використанням нетрадиційних органічних добрив та зменшенням кількості мінеральних. Встановлено оптимальні дози і співвідношення між органічними та мінеральними добривами, що забезпечують одержання стабільних вро-жаїв зерна озимої пшениці та підвищення родючості грунтів.
З метою підвищення ефективності нових добрив для вапнування кислих грунтів запропоновано поряд з крупними використовувати дрібні фракції вапняково-сірчаних відходів місцевого виробництва як не менш ефективні та дешевші.
Результати проведених автором досліджень увійшли до складу рекомендацій по підвищенню ефективної родючості грунтів та з розвитку кормової бази в господарствах різних форм власності.
Основні результати досліджень витримали виробничу перевірку в господарствах "Прогрес" Стрийського та "Перемога" Сокальського районів Львівської області.
Особистий внесок автора. Розроблено нові енергозберігаючі способи виготовлення високоефективних добрив. Проведено дослідження у двох тривалих (стаціонарних) та короткотривалому польових дослідах, виконано об'єм лабораторних аналізів рослинних та грунтових зразків. Проведені дослідження та узагальнення отриманого фактичного матеріалу лягли в основу написання дисертаційної роботи. На основі статистично опрацьованого і систематизованого матеріалу досліджень зроблено висновки та розроблено практичні рекомендації виробництву.
Апробація роботи. Основні результати досліджень доповідалися на науково-практичних конференціях Львівського державного аграрного університету (1996-1999рр.); міжнародному симпозіумі “Біоконверсія органічних відходів і охорона навколишнього середовища” (28-30.ХІ.1994, Київ); ІV міжнародному конгресі “Біоконверсія органічних відходів і охорона навколишнього середовища” (червень 1996, Київ); міжнародній науковій конференції, присвяченій 100-й річниці з дня заснування Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції (серпень 1996, Одеса); міжнародному Українсько-Австрійському симпозіумі “Сільське господарство: наука і практика” (22-26.ІХ.1996, Львів); V з’їзді агрохіміків і грунтознавців України (6-10.VІІІ.1998, Рівне); міжнародній науково-практичній конференції "Землеробство ХХІ століття - проблеми та шляхи вирішення" (8-10.YІ.1999, Київ-Чабани); міжнародній науково-виробничій конференції "Наукове забезпечення агропромислового виробництва" (14-18.YІ.1999, Одеса); міжнародній науковій конференції "Генеза, географія та екологія грунтів" (16-18.ІХ.1999, Львів); міжнародній науково-практичній конференції "Теорія і практика розвитку агропромислового комплексу" (28-30.ІХ.1999, Львів-Дубляни).
Публікації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в 19 наукових працях, в тому числі - 2-х рекомендаціях виробництву та 2-х заявках на винаходи.
Обсяг та структура дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, рекомендацій виробництву та додатків. Загальний обсяг - 151 сторінка, включаючи 66 таблиць та 2 рисунки. Список використаних джерел містить 367 найменувань, в тому числі 75 - іноземних авторів.
ЗМІСТ РОБОТИ
Стан вивчення питання й обгрунтування вибраного напрямку досліджень. У цьому розділі наведено аналіз результатів досліджень вітчизняних та зарубіжних вчених з вивчення впливу нетрадиційних органічних добрив на процеси формування величини та якості врожаю озимої пшениці. Висвітлено особливості розвитку рослин та зміни показників родючості грунтів під впливом нових органічних і органо-мінеральних добрив та вапнякових матеріалів. Обгрунтована доцільність проведення досліджень за темою дисертації.
Умови та методика проведення досліджень. Дослідження проводились протягом 1994-1998рр. у двох тривалих (стаціонарних) та короткотривалому польових дослідах на ясно-сірому і сірому лісовому грунтах західного Лісостепу та дерново-середньопідзолистому грунті Передкарпаття.
Тривалий (стаціонарний) дослід №1 закладений у 1987 році на слабоокультуреному ясно-сірому лісовому поверхнево-оглеєному крупнопилувато-легкосуглинковому грунті дослідного поля Інституту землеробства і тваринництва західного регіону (ІЗіТ ЗР) УААН, що характеризується такими вихідними агрохімічними показниками орного шару (0-20 см): вмістом гумусу (за Тюріним) - 1,5%, лужногідролізованого азоту (за Корнфілдом) - 10,1 мг, рухомих форм фосфору та обмінного калію (за Кірсановим) - відповідно 7,9 та 7,7 мг, рухомого алюмінію (за Соколовим) - 5,2 мг, гідролітичною кислотністю (за Каппеном) - 4,5 мекв на 100 г грунту, рН (КСІ) - 4,5. Дози органічних добрив та ОМД розраховували за азотом, ВСВ – за гідролітичною кислотністю грунту. ОМД і гній вносили під цукрові буряки (N150) та картоплю (N200) у сівозміні з таким чергуванням культур та рівнем мінерального удобрення: ярий ячмінь з підсівом конюшини (N90Р90К90) - конюшина лучна - озима пшениця (N120Р120К120) - цукрові буряки (N150Р120К180) - кукурудза на силос (N180Р120К150) - озима пшениця (N120Р120К120) - картопля (N90Р90К120). Дослідження проводилися у другій ротації сівозміни (1996-1998рр.) з озимою пшеницею, яка йшла після конюшини лучної. Вивчали ефективність нового ОМД на фоні внесення у сівозміні мінеральних добрив та вапнування кислого ясно-сірого лісового грунту різними (дрібними та крупними) фракціями ВСВ Роздольського державного гірничо-хімічного об'єднання (ДГХО) “Сірка”. Фосфорні і калійні добрива та стартову дозу азотних (20%) вносили під озиму пшеницю восени, решту азотних - згідно етапів
органогенезу культури: ІІІ етап – 20%, ІY етап – 30%, YIII етап – 30%.
Тривалий (стаціонарний) дослід №2 закладений у 1995 році на сірому лісовому глеюватому крупнопилувато-легкосуглинковому грунті дослідного поля ІЗіТ ЗР УААН. В орному шарі (0-20 см) початкове рН(КСІ) - 5,4, вміст гумусу (за Тюріним) - 1,34%, азоту (за Корнфілдом) - 14,4 мг, фосфору та калію (за Кірсановим) - відповідно 4,9 та 4,7 мг на 100 г грунту. У досліді вивчали ефективність основного внесення під озиму пшеницю різних доз нетрадиційних органічних добрив: фермвею, вермикомпосту та ОМД у поєднанні з ранньовесняним азотним підживленням та без нього. Гній, ОМД, фермвей та вермикомпост в дозах за азотом N60, N90 та N120 вносили під озиму пшеницю восени, азотні добрива (N30) – в підживлення весною (ІІІ етап органогенезу). Крім того, для порівняння вищезгаданої органо-мінеральної системи удобрення із традиційною мінеральною, у двох варіантах під озиму пшеницю вносили N90Р90К90 та N120Р120К120 згідно інтенсивної технології вирощування.
Короткотривалий дослід №3 закладений у 1994 році в господарстві “Прогрес” Стрийського району Львівської області на дерново-середньопідзолистому поверхнево-оглеєному пилувато-легкосуглинковому грунті з початковим вмістом в орному шарі (0-20 см): гумусу (за Тюріним) - 2,3%, азоту (за Корнфілдом) - 14,8 мг, Р2О5 і К2О (за Кірсановим) - відповідно 5,0 та 13,5 мг, гідролітичною кислотністю - 5,0 мекв на 100 г грунту, рН (КСІ) - 4,8. В досліді вивчали ефективність різних доз (N30Р30К30, N60Р60К60 та N90Р90К90) мінеральних добрив, внесених під озиму пшеницю на фоні післядії гною і фермвею та вапнування в ланці сівозміни (озима пшениця – кукурудза на силос – озима пшениця). Гній ( N100 та N200), фермвей (N50, N100, N150 та N200) і ВСВ вносили на початку ланки сівозміни, фосфорні і калійні добрива - під озиму пшеницю з осені, азотні – згідно етапів органогенезу культури.
Досліди розташовані у просторі на трьох полях. Посівна площа ділянок - 42- 108 м2, облікова – 25-50 м2, повторність дослідів – три-чотириразова. Агротехніка вирощування озимої пшениці в дослідах – загальноприйнята для умов зони. Сорт озимої пшениці – Мирлебен.
В дослідженнях використовували такі види та форми добрив: мінеральні – аміачну селітру (34,5% N), суперфосфат простий гранульований (19,5% Р2О5), калійну сіль (40% К2О); органічні – напівперепрілий гній великої рогатої худоби (0,5% N), фермвей (0,5% N), вермикомпост (1,0% N) та ОМД (1,5% N); вапнякові матеріали – крупні (частинки розміром 0,25-0,074 мм - до 60%, більші 0,25 мм – 26%, менші 0,074 мм – 14%) та дрібні (частинки, менші 0,074 мм – близько 90%) фракції ВСВ Роздольського ДГХО “Сірка”, які містять 75% СаСО3. Дослідні партії ОМД виготовляли шляхом активізації органічної речовини торфу вуглеамонійними солями (заявка на винахід №99063700 від 30.06.1999р.), фермвею - біоферментацією суміші напіврідкого курячого посліду, торфу та соломи ( заявка №99105677 від 18.10.1999р.).
Перед внесенням добрив та після обліку врожаю відбирали змішані грунтові зразки, в яких визначали: вміст гумусу – за Тюріним, лабільний гумус - за Єгоровим, груповий склад гумусу - за Кононовою-Бєльчиковою, рН сольове (КСІ) – на рН-метрі, гідролітичну кислотність (Нг) – за Каппеном, рухомі форми фосфору і калію – за Кірсановим, лужногідролізований азот – за Корнфілдом, обмінну кислотність та рухомий алюміній – за Соколовим, обмінні основи Са і Мg - трилонометричним методом, суму ввібраних основ (S) – за Каппеном-Гільковіцем та ступінь насиченості грунту основами – шляхом вираховування.
Перед збиранням врожаю озимої пшениці проводили відбір пробних снопів з кожної ділянки для визначення його структури. Облік врожаю зерна проводили у фазі повної стиглості шляхом збирання комбайном з усієї облікової площі, наступного зважування зерна з кожної ділянки та перерахунку в ц/га на стандартну 14% вологість та 100% чистоту. Врожайні дані обробляли методом дисперсійного аналізу за Б.А.Доспєховим (1985).
Для якісної оцінки врожаю визначали вміст білкового азоту в зерні на інфрачервоному аналізаторі "Інфрапід-61", сирої клейковини в зерні – відмиванням за ГОСТом 13586.1-68, натуру зерна – на літровій пурці за ГОСТом 10840-64, масу 1000 зерен - за ГОСТом 10842-64, скловидність зерна - за ГОСТом 10984-76, технологічні та хлібопекарські якості борошна – на фаринографі, мікроальвеографі та шляхом пробного випікання хліба в технологічних лабораторіях Інституту землеробства УААН.
При визначенні енергетичної ефективності використовували методичні рекомендації (Корінець В.В., Козловцев А.Ф., Козенко З.Н. та ін., 1985) та методику, розроблену О.К.Медведовським, П.І. Іваненком (1988).
Вплив добрив на агрохімічні властивості та мікробіологічну активність грунту. Застосування добрив значною мірою впливає на зміни фізико-хімічних властивостей ясно-сірого лісового грунту та вміст у ньому гумусу (табл.1). Під впливом систематичного внесення у сівозміні лише мінеральних добрив спостерігається тенденція до підкислення грунтового розчину, зростання гідролітичної кислотності та
Таблиця 1
Вплив ОМД та різних фракцій вапняково-сірчаних відходів на агрохімічні властивості та гумусний стан орного шару (0-20 см) ясно-сірого лісового грунту (дослід №1, 1996-1998рр.)
Внесено добрив |
рН (КСІ) | Hг | S | Al, мг | Гу-мус, % |
Сг.к./Сф.к.
на 1 гектар сівозмінної площі* | під озиму пше-ницю | мекв
на 100 г грунту
Без добрив (контроль) | - | 4,5 | 4,4 | 4,2 | 5,13 | 1,50 | 0,74
ОМД, N50- | 4,8 | 3,5 | 5,6 | 1,71 | 1,68 | 0,85
Гній, N50- | 4,9 | 3,3 | 6,4 | 1,15 | 1,72 | 0,87
N75Р75К83 (фон1) | (NРК)120 | 4,4 | 4,5 | 4,0 | 5,24 | 1,45 | 0,70
Фон1+ОМД, N50Те ж | 4,7 | 3,8 | 4,8 | 1,80 | 1,65 | 0,78
Фон1+Гній, N50"-" | 4,9 | 3,4 | 6,4 | 1,17 | 1,67 | 0,79
N75Р75К83+ДФВ(фон2) | "-" | 5,6 | 2,5 | 6,6 | 0,18 | 1,56 | 0,77
Фон2+ОМД, N50"-" | 5,8 | 2,1 | 7,1 | 0,10 | 1,71 | 0,91
Фон2+Гній, N50"-" | 5,9 | 1,8 | 7,4 | 0,09 | 1,70 | 0,93
N75Р75К83+КФВ(фон3) | "-" | 5,7 | 2,3 | 6,7 | 0,16 | 1,56 | 0,77
Фон3+ОМД, N50"-" | 5,7 | 2,2 | 6,8 | 0,14 | 1,70 | 0,90
Фон3+Гній, N50"-" | 5,8 | 2,1 | 7,2 | 0,11 | 1,69 | 0,92
Примітка: *в ланці: картопля-ярий ячмінь-конюшина-озима пшениця;
ДФВ–дрібні фракції відходів; КФВ–крупні фракції відходів;
Сг.к./Сф.к. - відношення вуглецю гумінових до вуглецю
фульвокислот. Те ж - в табл.4.
вмісту рухомого алюмінію в орному (0-20 см) і підорному (20-35 см) шарі. При систематичному внесенні ОМД та гною на фоні різних фракцій відходів вміст рухомого алюмінію зменшується в 3-4 рази. В підорному шарі спостерігається подібна закономірність.
Комплексне застосування органічних і мінеральних добрив та вапнякових матеріалів сприяє нейтралізації надлишкової кислотності ясно-сірого лісового грунту. За впливом на кислотність грунту дрібні фракції ВСВ, які раніше для вапнування грунтів не використовувалися, не поступаються традиційному меліоранту - крупним фракціям. Найвищий ступінь насиченості грунту основами (77-80%) формується при органо-мінеральній системі удобрення на фоні дрібних фракцій ВСВ.
Систематичне внесення гною та ОМД збільшує вміст гумінових кислот - цінної фракції гумусу. При внесенні гною чи ОМД з мінеральними добривами на фоні вапнування поліпшується груповий склад гумусу. Співвідношення між вмістом вуглецю гумінових та фульвокислот (Сг.к./Сф.к.) у цих варіантах близьке до одиниці і становить 0,90-0,93. При внесенні лише мінеральних добрив на кислому ясно-сірому лісовому грунті розвивається чітко виражений фульватно-гуматний тип гумусоутворення при співвідношенні Сг.к./Сф.к. 0,70. За впливом на підвищення родючості слабоокультуреного ясно-сірого лісового грунту нове ОМД не поступається гноєві.
Одноразове внесення під озиму пшеницю (табл. 2) нетрадиційних органічних добрив мало впливає на фізико-хімічні властивості слабокислого сірого лісового грунту та вміст у ньому гумусу. Спостерігається лише тенденція до зменшення кислотності грунту та збільшення вмісту лабільних форм гумусу під впливом зростаючих доз (N60-120) вермикомпосту, фермвею та ОМД.
Таблиця 2
Вплив нетрадиційних органічних добрив на агрохімічні властивості та мікробіологічну активність орного шару (0-20 см) сірого лісового грунту (дослід №2, 1996-1998рр.)
Внесено добрив |
рН (КСІ) |
N |
Р2О5 |
К2О | Лабільний гумус, мг С в 100 г грунту | Інтенсив-ність роз-кладу це-люлози, %
мг на 100 г грунту
Без добрив (контроль) | 5,4 | 14,3 | 4,7 | 4,6 | 282 | 26,2
Гній, N90 | 5,6 | 15,7 | 5,3 | 5,1 | 321 | 30,0
Вермикомпост, N60 | 5,5 | 14,8 | 5,2 | 4,9 | 312 | 30,0
Вермикомпост, N90 | 5,5 | 15,4 | 5,4 | 5,0 | 317 | 30,8
Вермикомпост, N120 | 5,6 | 16,0 | 5,5 | 5,8 | 332 | 30,8
Фермвей, N60 | 5,5 | 14,4 | 4,9 | 4,9 | 320 | 29,2
Фермвей, N90 | 5,5 | 15,7 | 4,9 | 4,9 | 341 | 29,2
Фермвей, N120 | 5,6 | 15,8 | 5,2 | 5,4 | 349 | 30,8
ОМД, N60 | 5,4 | 14,9 | 5,3 | 4,9 | 318 | 26,9
ОМД, N90 | 5,5 | 15,9 | 5,3 | 5,2 | 325 | 30,0
ОМД, N120 | 5,5 | 15,9 | 5,9 | 5,3 | 340 | 30,0
N90Р90К90 | 5,4 | 15,4 | 5,5 | 5,7 | 326 | 25,7
N120Р120К120 | 5,3 | 16,5 | 6,7 | 6,1 | 318 | 24,6
При внесенні мінеральних добрив (N90-120Р90-120К90-120) спостерігається тенденція до зростання гідролітичної кислотності, вмісту рухомого алюмінію, зменшення загального гумусу та його лабільних форм. Негативний вплив мінеральних добрив на активність грунтових мікроорганізмів проявляється у зниженні інтенсивності розкладу целюлози до 24,6-25,7% при показнику на контролі 26,2%. У варіантах з верми-компостом, фермвеєм, ОМД та гноєм інтенсивність розкладу зростає до 30,0-30,8%.
Вапнування кислих дерново-середньопідзолистих грунтів Передкарпаття є одним з найважливіших заходів підвищення їх родючості та умовою високоефективного використання нових добрив. Застосування вапняково-сірчаних відходів для нейтралізації надлишкової кислотності дерново-середньопідзолистогогрунту знижує вміст рухомого Аl на 1,52 мг на 100 г грунту, підвищує величину рН з 4,65 до 5,51(табл. 3).
Внесення органічних добрив також частково нейтралізує кислотність грунту. Сумарна дія органічних добрив, особливо фермвею, та вапнування сприяє становленню кислотності грунту на рівні близької до нейтральної (рН 5,98), поліпшує його поживний режим. Застосування фермвею (N50-200) збільшує вміст азоту на 2,1-6,8 мг, рухомого фосфору - на 1,9-3,1 мг, обмінного калію - на 1,6-2,7 мг на 100 г грунту в по-рівнянні до контролю. За впливом на формування агрохімічних показників родючості грунту фермвей не поступається традиційному гноєві як на фоні вапнування, так і без нього.
Вплив добрив на врожайність та якість зерна озимої пшениці. Результати досліджень з вивчення ефективності післядії нового ОМД на продуктивність озимої пшениці (табл. 4) показують, що надлишкова кислотність ясно-сірого лісового грунту є головним лімітуючим фактором підвищення врожайності та поліпшення якості зерна. Вапнування є необхідною умовою високоефективного використання як нового ОМД і
Таблиця 3
Вплив фермвею та вапнування на агрохімічні властивості та гумусний стан орного шару (0-20 см) дерново-середньопідзолистого грунту (дослід №3, 1995-1997рр.)
Внесено добрив на початку ланки сівозміни
(3-й рік дії) | Гу-мус, % |
рН (КСІ) | Hг,
мекв на 100 г грунту |
Al |
N |
Р2О5 |
К2О
мг на 100 г грунту
Без добрив (контроль) | 2,32 | 4,65 | 5,00 | 1,82 | 14,7 | 5,0 | 13,4
Гній, N100 | 2,31 | 4,70 | 4,95 | 1,73 | 16,9 | 5,8 | 14,9
Гній, N200 | 2,33 | 4,73 | 4,93 | 1,59 | 16,8 | 6,0 | 15,8
Фермвей, N50 | 2,32 | 4,73 | 4,70 | 1,36 | 16,5 | 6,1 | 15,0
Фермвей, N100 | 2,34 | 4,90 | 4,12 | 0,97 | 17,2 | 6,8 | 14,9
Фермвей, N150 | 2,35 | 4,91 | 3,92 | 0,72 | 18,3 | 7,6 | 15,7
Фермвей, N200 | 2,37 | 5,06 | 3,74 | 0,59 | 20,9 | 8,1 | 16,1
СаСО3 (фон) | 2,33 | 5,51 | 2,00 | 0,30 | 14,8 | 5,0 | 13,2
Фон + гній, N100 | 2,33 | 5,52 | 2,00 | 0,27 | 17,5 | 5,3 | 14,5
Фон + гній, N200 | 2,33 | 5,56 | 1,96 | 0,31 | 17,5 | 6,6 | 14,9
Фон + фермвей, N50 | 2,38 | 5,67 | 1,81 | 0,31 | 16,8 | 6,5 | 14,3
Фон + фермвей, N100 | 2,38 | 5,74 | 1,61 | 0,27 | 17,9 | 7,6 | 14,8
Фон + фермвей, N150 | 2,38 | 5,90 | 1,25 | 0,22 | 19,6 | 8,5 | 16,4
Фон + фермвей, N200 | 2,38 | 5,98 | 1,22 | 0,20 | 21,5 | 9,1 | 17,1
традиційного гною, так і мінеральних добрив. При систематичному внесенні у 7-пільній сівозміні одних лише мінеральних добрив без вапнування грунту спостерігається тенденція до зменшення врожайності озимої пшениці (14,4 ц/га) у порівнянні до контролю (16,2 ц/га). Найвищий рівень врожайності (50,5-52,7 ц/га зерна) формується при внесенні під озиму пшеницю N120Р120К120 на фоні післядії ОМД та вапнування кислого ясно-сірого лісового грунту, з вмістом білка в зерні 11,4-11,7% та клейковини 22,9-23,2% (на контролі відповідно 9,7% та 15,7%).
Результати досліджень на сірому лісовому грунті (табл.5) показують, що за ефективністю внесення під озиму пшеницю нові добрива (вермикомпост, фермвей та ОМД) не поступаються традиційному гноєві. Внесення вермикомпосту, фермвею або ОМД в дозі N60 та гною - N90 сприяє формуванню практично однакового рівня врожаю зерна озимої пшениці - відповідно 31,7 , 30,2 , 30,6 та 31,6 ц/га.
Найвищі врожаї зерна озимої пшениці (40,4-40,7 ц/га) отримано при внесенні вермикомпосту, фермвею чи ОМД в дозі N120 та весняному підживленні рослин азотними добривами (N30), що практично на рівні врожайності варіанту з мінеральними добривами (N90-120Р90-120К90-120). Маса 1000 зерен, натура зерна та скловидність
Таблиця 4
Вплив мінеральних добрив на урожай та якість зерна озимої пшениці на фоні післядії ОМД та вапнування ясно-сірого лісового грунту дрібними та крупними фракціями вапняково-сірчаних відходів (дослід №1, 1996-1998рр.)
Внесено добрив | Уро-жай, ц/га | При-ріст вро-жаю,
ц/га | Скло-вид-ність, % | Вміст в зерні, %
на 1 гектар сівозмінної площі | під озиму пшеницю | біл-ка | клей-ко-вини
Без добрив (контроль) | - | 16,2 | - | 39 | 9,7 | 15,7
ОМД, N50- | 29,4 | 13,2 | 46 | 10,6 | 18,0
Гній, N50- | 31,3 | 15,1 | 46 | 10,3 | 17,6
N75Р75К83 (фон1) | (NРК)120 | 14,4 | -1,8 | 54 | 11,4 | 21,8
Фон1+ОМД, N50Те ж | 28,7 | 12,5 | 55 | 11,7 | 22,6
Фон1+Гній, N50 | "-" | 36,8 | 20,6 | 57 | 11,4 | 23,8
N75Р75К83+ДФВ(фон2) | "-" | 45,8 | 29,6 | 53 | 11,4 | 23,2
Фон2+ОМД, N50"-" | 52,7 | 36,5 | 56 | 11,4 | 22,9
Фон2+Гній, N50"-" | 51,0 | 34,8 | 57 | 11,1 | 23,3
N75Р75К83+КФВ(фон3) | "-" | 45,5 | 29,3 | 53 | 11,1 | 22,9
Фон3+ОМД, N50"-" | 50,5 | 34,3 | 55 | 11,7 | 23,2
Фон3+Гній, N50"-" | 49,9 | 33,7 | 55 | 10,8 | 23,9
НІР05, ц/га 1,92-2,93
зростають при цьому відповідно на 7,7 г, 23 г/л та 11%, а вихід білка з гектара - на 50%.
При вирощуванні озимої пшениці в умовах Передкарпаття (табл.6) вапнування кислих дерново-середньопідзолистих грунтів є обов’язковою умовою високоефективного використання нового добрива - фермвею. Післядія фермвею (N50) та гною (N200) забезпечує одержання практично однакового рівня та якості врожаю зерна як на різних фонах (невапнованому та вапнованому), так і при різних рівнях мінерального живлення (N30-90Р30-90К30-90) озимої пшениці. Післядія фермвею дозволяє
Таблиця 5
Урожай та якість зерна озимої пшениці залежно від рівня основного удобрення нетрадиційними органічними добривами та весняного підживлення на сірому лісовому грунті (дослід №2, 1996-1998рр.)
Внесено добрив |
Уро-жай, ц/га | При-ріст вро-жаю,
ц/га | Маса 1000 зе-рен, г |
Натура зерна, г/л | Вміст клей-ковини в зерні, %
основне удобрення | під-жив-лення
Без добрив (контроль) | - | 24,1 | - | 34,8 | 732 | 17,3
- | N30 | 30,2 | 6,1 | 36,4 | 736 | 19,2
Гній, N90N30 | 35,2 | 11,1 | 42,9 | 749 | 19,7
Вермикомпост,N60 | Те ж | 36,5 | 12,4 | 41,1 | 752 | 19,9
Вермикомпост,N90 | -“- | 38,3 | 14,2 | 41,9 | 752 | 19,8
Вермикомпост,N120 | -“- | 40,5 | 16,4 | 42,5 | 755 | 20,0
Фермвей,N60-“- | 35,4 | 11,3 | 40,2 | 747 | 18,7
Фермвей,N90 | -“- | 36,7 | 12,6 | 40,7 | 748 | 18,6
Фермвей,N120-“- | 40,7 | 16,6 | 41,1 | 753 | 19,5
ОМД, N60-“- | 36,5 | 12,4 | 39,3 | 740 | 19,7
ОМД, N90-“- | 38,7 | 14,6 | 39,4 | 745 | 20,8
ОМД, N120-“- | 40,4 | 16,3 | 39,7 | 749 | 21,0
N18Р90К90N72 | 37,4 | 13,3 | 40,6 | 752 | 22,8
N24Р120К120N96 | 38,8 | 14,7 | 40,7 | 754 | 22,7
НІР05 , ц/га | 2,02-2,34
зменшити кількість мінеральних добрив, що вносяться під озиму пшеницю. Застосування N30Р30К30 на фоні післядії фермвею (N50) сприяє формуванню посівів такої ж продуктивності, як і при внесенні N90Р90К90.
Найвищий врожай зерна отримано при внесенні під озиму пшеницю N30-60 Р30-60К30-60 на фоні післядії фермвею (N200) та вапнування грунту, відповідно 46,6- 48,3 ц/га. Вміст білка в зерні при цьому збільшується на 1,4-2,0%, клейковини – на 7,0-7,3%, а хлібопекарська оцінка борошна найвища - 3,9-4,0 бали.
Економічна та енергетична ефективність застосування добрив. Вапнування є необхідною умовою покриття затрат при вирощуванні озимої пшениці на слабоокультуреному ясно-сірому лісовому грунті як при мінеральній, так і органо-мінеральній системах удобрення з використанням нових ОМД (дослід №1). Cистематичне застосування у сівозміні ОМД та гною у поєднанні з внесенням під озиму пшеницю мінеральних добрив (N120Р120К120) та вапнуванням грунту дрібними фракціями ВСВ сприяє нагромадженню врожаєм найбільшої кількості енергії (74190 та 75835 МДж/га) та дає можливість отримати найвищий прибуток (2944-2988 грн/га), при ефективності енергозатрат 2,6-2,7.
При систематичному застосуванні у сівозміні лише мінеральних добрив без вапнування кислого ясно-сірого лісового грунту нагромаджена врожаєм енергія не покриває затрат на вирощування озимої пшениці, а на кожному гектарі посіву втрачається 6445 Мдж або 226 грн, при коефіцієнті ефективності енергозатрат, меншому за одиницю (0,7).
Порівняння енергетичної ефективності нових органічних добрив із традиційним
Таблиця 6
Вплив рівня удобрення на врожай та якість зерна озимої пшениці на фоні післядії фермвею та вапнування дерново-середньопідзолистого грунту (дослід №3, 1995-1997рр.)
Внесено добрив |
Уро-жай, ц/га |
Приріст
врожаю, ц/га | Скло-вид-ність зерна, % | Вміст в зерні, %
на початку ланки
сівозміни
(3-й рік дії) | під озиму
пше-ницю |
білка |
клейко-вини
Без добрив
(контроль) | - | 21,5 | - | 30 | 9,7 | 17,9
- | (NРК)3025,1 | 3,6 | 33 | 10,2 | 19,7
- | (NРК)6027,5 | 6,0 | 38 | 10,5 | 20,3
- | (NРК)9028,1 | 6,6 | 40 | 11,0 | 23,5
Гній,N100 | (NРК)3029,0 | 7,5 | 39 | 10,4 | 19,9
Гній,N200Те ж | 30,1 | 8,6 | 38 | 10,6 | 20,7
Фермвей,N50-“- | 32,8 | 11,3 | 37 | 10,3 | 21,1
Фермвей,N100-“- | 34,6 | 13,1 | 38 | 10,8 | 21,2
Фермвей,N150 | -“- | 38,0 | 16,5 | 38 | 10,8 | 21,2
Фермвей,N200-“- | 38,8 | 17,3 | 44 | 10,9 | 23,3
СаСО3 (фон) | (NРК)3033,3 | 11,8 | 38 | 10,4 | 20,1
Фон | (NРК)6035,8 | 14,3 | 43 | 10,9 | 22,7
Фон | (NРК)9037,8 | 16,3 | 45 | 11,2 | 24,5
Фон+гній,N100(NРК)3038,5 | 17,0 | 43 | 10,7 | 21,2
Фон+гній,N200Те ж | 39,7 | 18,2 | 46 | 10,7 | 22,0
Фон+фермвей,N50-“- | 41,1 | 19,6 | 43 | 10,6 | 22,7
Фон+фермвей,N100-“- | 44,5 | 23,0 | 47 | 11,0 | 23,0
Фон+фермвей,N150-“- | 45,2 | 23,7 | 50 | 11,0 | 24,6
Фон+фермвей,N200-“- | 46,6 | 25,1 | 49 | 11,1 | 24,9
НІР05 , ц/га | 2,70-3,15
гноєм і мінеральними на сірому лісовому грунті (дослід №2) показало, що весняне азотне підживлення (N30) у поєднанні з основним внесенням фермвею або ОМД в дозі N90-120 сприяє нагромадженню врожаєм 58233-66952 МДж/га енергії та одержанню 1846-2338 грн/га прибутку, а при внесенні під озиму пшеницю лише мінеральних добрив (N90-120Р90-120К90-120) - відповідно 61523-63826 МДж/га та 1595-1692 грн/га. З огляду на окупність затрат, органо-мінеральна система удобрення з внесенням фермвею або ОМД (N90-120) у поєднанні з весняним підживленням посівів озимої пшениці невеликою кількістю азоту (N30) ефективніша, ніж мінеральна. Застосування вермикомпосту під озиму пшеницю економічно недоцільне, що пов'язано з високими цінами на нього.
При вирощуванні озимої пшениці на кислому дерново-середньопідзолистому грунті Передкарпаття (дослід №3) органо-мінеральна система удобрення (післядія фермвею в дозі N150-200 та внесення під культуру N30Р30К30) на фоні вапнування забезпечує нагромадження врожаєм більшої кількості енергії (74354-76657 МДж/га) та отримання вищого прибутку (2968-3030 грн/га), ніж мінеральна (N60-90Р60-90К60-90) - відповідно 54779-62181 МДж/га та 1747-2104 грн/га. Коефіцієнти ефективності енергозатрат при вирощуванні озимої пшениці на фоні післядії фермвею вищі, ніж на фоні післядії традиційного гною. Це характерно як для органічної, так і для органо-мінеральної систем удобрення.
ВИСНОВКИ
В дисертації наведено узагальнені результати досліджень та нове вирішення наукової задачі щодо ефективного використання нетрадиційних органічних (фермвей, вермикомпост) та органо-мінерального добрив (ОМД) під озиму пшеницю на слабоокультурених кислих ясно-сірих, сірих лісових та дерново-середньопідзолистих грунтах західного регіону України, що проявляється в наступному:
1. Нові органічні добрива вермикомпост, фермвей та ОМД як у прямій дії, так і в післядії суттєво підвищують продуктивність озимої пшениці, сприяють поліпшенню родючості ясно-сірого і сірого лісового грунтів західного Лісостепу та дерново-середньопідзолистого грунту Передкарпаття, не поступаючись традиційному гноєві.
2. Застосування невисоких доз (N60-120) вермикомпосту, фермвею, ОМД чи гною сприяє поліпшенню поживного режиму сірого лісового грунту, зростанню його мікробіологічної активності. Інтенсивність розкладу целюлози у варіантах з нетрадиційними органічними добривами збільшується у порівнянні до варіанту, де вносили мінеральні добрива, на 5,4-6,2 %.
3. Необхідною умовою підвищення родючості кислих дерново-се-редньопідзолистого та ясно-сірого лісового грунтів при відсутності традиційного гною є систематичне внесення фермвею та ОМД у поєднанні з вапнуванням.
Зростаючі дози фермвею (N50-200) на фоні вапнування дерново-середньопідзолистого грунту сприяють зменшенню його кислотності: обмінної - з 0,32 до 0,03 мекв, гідролітичної - з 5,00 до 1,22 мекв, вмісту рухомого алюмінію - з 1,82 до 0,22 мг на 100 г грунту.
Систематичне застосування ОМД на фоні вапнування ясно-сірого лісового грунту сприяє зміні кислотності грунтового розчину від сильнокислої (рН 4,5) до близької до нейтральної (рН 5,7-5,8), поліпшує груповий склад гумусу, збільшуючи вміст гумінових кислот. Дрібні фракції вапняково-сірчаних відходів Роздольського державного гірничо-хімічного об'єднання "Сірка" зарекомендували себе як ефективний вапняковий матеріал.
4. Порівняння ефективності нових органічних добрив на сірому лісовому грунті показує, що внесення під озиму пшеницю вермикомпосту, фермвею та ОМД в дозі N60 чи традиційного гною (N90) сприяє одержанню практично однакового рівня врожайності - відповідно 31,7 , 30,2 , 30,6 та 31,6 ц/га зерна. Найвищий врожай зерна (40,4-40,7 ц/га) формується при внесенні вермикомпосту, фермвею та ОМД в дозах N120 та весняному підживленні посівів азотними добривами (N30).
5. Роль вапнування у підвищенні рівня врожайності озимої пшениці на кислих дерново-середньопідзолистому та ясно-сірому лісовому грунтах зростає із збільшенням доз мінеральних та органічних добрив.
Найвищий рівень врожайності озимої пшениці на ясно-сірому лісовому грунті (50,5-52,7 ц/га зерна) забезпечує внесення під культуру N120Р120К120 на фоні післядії ОМД та дрібних фракцій вапняково-сірчаних відходів.
На дерново-середньопідзолистому грунті найвищий врожай зерна (46,6-48,3 ц/га) формується на фоні вапнування та післядії фермвею (N200) при внесенні під озиму пшеницю N30-60Р30-60К30-60.
6. Високі прирости врожаю зерна під впливом нетрадиційних органічних добрив та ОМД на різних типах грунтів отримано за рахунок підвищення продуктивності стеблестою та колоса озимої пшениці.
7. Рівень азотного живлення рослин озимої пшениці відіграє вирішальну роль у формуванні якості зерна. Систематичне внесення у сівозміні ОМД та під озиму пшеницю - мінеральних добрив N120Р120К120 на фоні вапнування ясно-сірого лісового грунту сприяє формуванню зерна з вмістом білка та клейковини відповідно на 1,7-2,0 та 7,2-7,5% вищими, ніж на контролі без добрив.
На дерново-середньопідзолистому грунті одинарна (N30) та подвійна (N60) дози азотних добрив у складі N30Р30К30 та N60Р60К60 на фоні післядії фермвею (N200) та вапнування забезпечують вміст білка та клейковини в зерні відповідно 11,1-11,7% та 24,9-25,2%, що відповідає вимогам до зерна цінних пшениць середньої хлібопекарської сили.
8. Внесення N30Р30К30 на фоні післядії фермвею (N50-100) та вапнування дерново-середньопідзолистого грунту значно поліпшує технологічні та хлібопекарські якості зерна. Сила борошна та об’єм хліба зростають відповідно на 54 о.а. та 80 см3. Вищий бал хлібопекарської оцінки (3,9-4,0) отримало борошно озимої пшениці, вирощеної у цьому ж варіанті.
9. Аналіз економічної та енергетичної ефективності вирощування озимої пшениці на різних типах грунтів показує перевагу органо-мінеральної системи удобрення над мінеральною. Окупність затрат при застосуванні фермвею та ОМД вища, ніж при внесенні самих мінеральних добрив. Це характерно як для безпосереднього внесення нових добрив під озиму пшеницю, так і для їх післядії. Застосування вермикомпосту під озиму пшеницю економічно недоцільне.
РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ
Для одержання 40-50 ц/га зерна озимої пшениці та поліпшення його якості, враховуючи високу вартість мінеральних та значне зменшення виробництва традиційних органічних добрив, доцільно:
1. На слабоокультурених кислих ясно-сірих лісових грунтах західного Лісостепу з дуже низьким вмістом легкодоступних для рослин форм поживних речовин проводити вапнування дрібними або крупними фракціями вапняково-сірчаних відходів за нормою повної гідролітичної кислотності грунту та вносити у
