Рижук С.М. Агроекологічні особливості високоефективного використання осушуваних торфових грунтів Полісся і Лісостепу Автореферат

Подано стислий огляд літературних джерел з питань сучасного стану органогенних грунтів та їх трансформації, екологічних наслідків меліорації та сільськогосподарського використання в цілому, а також водного режиму та основних напрямків ефективного використання осушуваних грунтів.

РОЗДІЛ 2. УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

2.1. Грунтові умови

Дослідження проводилися в 1993-1995 рр. на Гостомельському опорному пункті лабораторії землеробства на осушуваних землях (заплава р.Ірпінь) та панфильській дослідній станції Інституту землеробства УААН (заплава р.Супій), розташованих відповідно у Поліссі (Києво-Святошинський) та Лісостепу (Яготинський райони Київської області).

Супійська та Ірпінська осушувально-зволожувальні системи дозволяють регулювати водний режим грунту в необхідних межах для сільськогосподарських культур шляхом підгрунтового зволоження – шлюзуванням.

Грунти дослідного поля Панфильської дослідної станції типові для Лісостепу і належать до староорних добре розкладених, карбонатних торфовищ із слаболужною реакцією (рН сольове 7,4-7,6), зольністю - 40-55, валовим вмістом азоту - понад 1.9, фосфору – 0.4, калію –0.17, кальцію –20.0 і натрію – 7.2%.

На Гостомельському опорному пункті дослід було закладено на середньоглибокому добре розкладеному типовому для Полісся торфовищі із слабокислою реакцією грунтового розчину, низьким вмістом валових форм калію (0.09-0.1%); фосфору (0.8-0.9%) та високим - азоту (2.8-3.4% на абсолютно суху наважку). Зольність шару торфу 0-30 см становить 21.5%.

2.2. Погодно-кліматичні умови

Метеорологічні умови районів, в яких проводились дослідження, характерні для Полісся та Лісостепу. Це помірно континентальний теплий клімат із середньою зволоженістю зони. Середньодобова температура повітря за рік на Гостомельському пункті складала в 1993 р. – 7.5, 1994 р. – 8.4, 1995 р. – 8.7⁰С при нормі 6.8⁰С. За вказані роки випало відповідно 565, 460 і 580 мм опадів при нормі 570 мм. На Панфильській дослідній станції температура повітря становила в 1998 р. –16.1, 1999 р. – 17.2, 2000 р. –17.3⁰С при нормі 15.1⁰С, а кількість опадів - відповідно 336, 258 і 600 мм при нормі 327 мм.

2.3. Методика досліджень

Дослідження на Гостомельському опорному пункті проводилися у стаціонарному досліді за схемою, наведеною в таблиці 1. Площа посівної ділянки 32, облікової – 25 м². Повторність досліду – чотириразова. За темою вивчали чотири блоки питань.

1. Мінералізація та баланс органічної речовини торфу. Мінералізацію досліджували в двох напрямках:

а) інтенсивність її під різними сільськогосподарськими культурами та залежно від добрив;

б) визначення балансу органічної речовини за різного використання торфовищ.

Інтенсивність мінералізації торфу визначали за вмістом рухомих форм азоту в шарі грунту 0-30 см три рази за вегетацію при беззмінному вирощуванні багаторічних трав і в просапній сівозміні.

Баланс органічної речовини торфового грунту за різного його використання вивчали за балансом азоту і наявністю рухомого азоту в грунті на початку спостережень (за даними аналізу грунту): внесено з мінеральними добривами (згідно зі схемою досліду), надходження з атмосферними опадами, вміст у кореневих і пожнивних рештках, газоподібні втрати (за літературними даними), винесено урожаєм (за даними аналізу рослин), залишилося в грунті рухомого азоту на кінець спостережень та вимивання в грунтові води (за даними аналізу грунту).

Таблиця 1

Схема досліду на Гостомельському опорному пункті ІЗ УААН

№ сівозміни	Сівозміна	Дози мінеральних добрив за варіантами
		1 (контроль)	2	3
2а	Травопільна: багаторічні трави 1-2-3 років використання; буряки столові; поукісно редька олійна з вівсом; трави однорічні + залуження	без добрив	К₁₅₀	Р₄₅К₁₅₀
			^(50+50+50)	^(50+50+50)
		під однорічні культури
		без добрив	К₆₀	Р₄₅К₆₀
3	Беззмінне вирощування багаторічних трав (5-8 років)	К₁₅₀	Р₄₅К₁₅₀	N₉₀
		^(50+50+50)	^(50+50+50)	^(45+45)
		без добрив		Р₄₅К₁₅₀
				^(50+50+50)
3а	Просапна: буряки кормові, морква столова, буряки столові	без добрив	К₁₅₀	Р₄₅К₁₅₀
4	Травопільна: багаторічні трави 1-2-3 років використання; поукісно редька олійна з вівсом; буряки кормові; горох-овес + редька олійна + залуження	К₁₀₀	Р₄₅К₁₀₀	N₉₀Р₄₅
		^(50+50)	^(50+50)	^(45+45)
		під однорічні культури
		без добрив	К₆₀	Р₄₅К₆₀

2. Міграцію поживних речовин грунту і мінеральних добрив у грунтові води вивчали на багаторічних травах (сівозміна 2а); їхній монокультурі; кормових буряках (сівозміна 3 на варіантах добрив РК і NРК). Зразки ґрунтової води відбирали в оглядових колодязях на кожному із зазначених варіантів восени, у жовтні та навесні, після розмерзання грунту, з одночасним відбором ґрунтових зразків з шарів 0-30 і 30-60 см та з наступним визначенням: сухого та мінерального залишку, нітратного й аміачного азоту, рухомих форм фосфору й калію, концентрації катіонів та аніонів (Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, Hco₃^2-, O₄^2-).

3. Визначення вмісту нітратів, важких металів і радіонуклідів у грунті та рослинній продукції:

а) вміст нітратів у грунті (0-30 см) і в рослинній продукції визначали на всіх культурах сівозміни 2-а при беззмінному вирощуванні багаторічних трав; у сівозміні 4 - лише на кормових буряках, а кількість нітратів у грунті - тричі за вегетацію: після внесення мінеральних добрив та після першого і другого укосів;

б) вміст важких металів визначали на варіантах перелічених у пункті 3а, в шарі грунту 0-30 см один раз за вегетацію, а також у рослинних зразках (кількість міді, свинцю, заліза, марганцю, молібдену, алюмінію, кадмію, стронцію, цезію);

в) аналіз грунту на вміст радіонуклідів проводили в шарах 0-10, 10-20, 20-30 см, крім названих вище варіантів (пункти 3а, б), а також на цілині, де грунт не обробляли механізмами з часу аварії на ЧАЕС (1986р.);

г)вплив досліджуваних факторів на продуктивність сільськогосподарських культур різної спеціалізації сівозмін.

Мінеральні добрива вносили у формах: калій - калійної солі, фосфор - гранульованого суперфосфату, азот - аміачної селітри. Система обробітку грунту в дослідах полягала в оранці пласта багаторічних трав на глибину 25-27 см з попереднім фрезуванням дернини на 10-12 см під однорічні культури, включаючи й просапні.

Агротехніка вирощування сільськогосподарських культур у досліді була загальноприйнятою з мінімальним застосуванням пестицидів.

На Панфильській дослідній станції дослідження проводилися за схемою:

1 – безмінне вирощування багаторічних трав;

2 – просапна сівозміна з таким набором культур: 1-3 поля - багаторічні; 4 – багаторічні трави на два укоси+редька олійна на зелений корм; 5 – буряки кормові; 6-7 – кукурудза на силос; 8 – однорічні трави на зелену масу+літній посів багаторічних трав;

3 – кормова сівозміна з коротким польовим періодом: 1-4 поля багаторічні трави; 5 – багаторічні трави на два укоси+редька олійна на зелену масу; 6 – кукурудза на силос+посів багаторічних трав.

Крім цього, на станції аналізували дані багаторічних (1957-2000 рр.) спостережень за зміною водно-фізичних і агрохімічних властивостей торфовищ під дією сільськогосподарського використання та за його впливом на екологічну ситуацію в заплавах малих річок гумідної зони України.

Вносили мінеральні добрива за схемою, наведеною в таблиці 5.

У рослинних зразках визначали вміст: сухої речовини термостатно-ваговим методом, загального азоту за К”єльдалем, Р і К - за методикою Гінзбург з подальшим визначенням Р₂О₅ - колориметрично, К₂О - на полуменевому фотометрі, нітратів - іонометрично за допомогою іонселективного електрода, золи - ваговим методом після озолення.

У грунтових зразках визначали: вологість грунту - термостатно-ваговим методом; кількість нітратного азоту - колориметричним за допомогою дисульфофенолової кислоти, аміачного азоту - з реактивом Несслера, Р і К - в лактатній витяжці за Егнером-Рімом з наступним визначенням Р₂О₅ на фотоколориметрі; К₂О - на полуменевому фотометрі; Са – на кальциметрі.

Досліджували також водно-фізичні показники грунту: питому вагу - пікнометричним, рН-електрометричним методом, об'ємну масу - за допомогою об'ємного циліндра (500 см³). Паралельно, один раз у 5 днів проводили спостереження за рівнем ґрунтових вод на дослідних ділянках за допомогою водомірних колодязів.

Роздл 3. ВОДНИЙ РЕЖИМ ГРУНТУ ЗАЛЕЖНО ВІД МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ УМОВ, МЕЛІОРАТИВНИХ ТА АГРОТЕХНІЧНИХ ФАКТОРІВ

На Гостомельському опорному пункті рівень грунтових вод у 1993-1995 рр. в середньому за вегетацію становив 85, 80 і 76 см від поверхні грунту, а на Панфильській дослідній станції у 1998-2000 рр. - відповідно 67, 80 і 71 см, тобто наближався до оптимальних показників. Вологість активного шару грунту мало залежала від варіантів досліду. Слід відмітити, що за всі роки досліджень вологість грунту в обох дослідах не опускалася нижче 40% від повної вологоємкості і не перевищувала 85%. Це відповідає оптимальній вологості для культур у досліді. Причина полягає у тому, що осушувально-зволожуюча система забезпечувала регулювання водного режиму грунту в межах норми осушення.

РОЗДІЛ 4. ВПЛИВ СІВОЗМІН І СИСТЕМИ УДОБРЕННЯ НА МІНЕРАЛІЗАЦІЮ ТА БАЛАНС ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ

4.1. Вплив сільськогосподарських культур та системи удобрення на накопичення рухомих форм азоту в торфовищах

Дослідження показали, що мінерального азоту найбільше накопичувалось під культурами просапної сівозміни за фосфорно-калійного удобрення – 171,8 кг/га, тоді як за калійного – 148,8. При беззмінному вирощуванні багаторічних трав запаси азоту помітно збільшуються за рахунок внесення повного мінерального добрива, але вони значно менші проти показників просапної сівозміни – 141 кг/га. У травопільній сівозміні запаси азоту значно більше залежали від набору культур, ніж від внесення добрив. Вони були менші порівняно з просапною сівозміною на 16.3 кг/га по фону калійних і на 28.8 кг/га - фосфорно-калійних добрив.

В грунті Гостомельського опорного пункту запаси мінерального азоту впродовж 1993-1995 рр. були найбільшими під культурами просапної сівозміни, що зумовлено інтенсивнішою мінералізацією торфу і меншим використанням сполук азоту рослинами порівняно з накопиченням у грунті і використанням його культурами суцільного посіву, зокрема багато- та однорічними травами.