Гололобова Вплив способів основного обробітку грунту на показники його родючості та урожайність вико-вівсяної суміші

Краткое содержание

Мінімалізація обробітку грунту: вплив на родючість грунтів та умови ефективного застосування. В цьому розділі містяться наукові дані, які висвітлюють сучасний стан проблеми мінімалізації обробітку грунту, її вплив на основні показники родючості грунтів. Визначаються наукові підходи, за умов реалізації яких можливе ефективне застосування ґрунтозахисного енергоощадного основного обробітку грунту.

Умови і методика проведення досліджень. Дослідження за темою дисертації проводилися в стаціонарному польовому досліді кафедри землеробства на дослідному полі Харківського національного аграрного університету імені В.В.Докучаєва.

Ґрунтовий покрив - чорнозем типовий малогумусний важкосуглинковий на лесі. Максимальна гігроскопічність - 8,95%, вологість в’янення – 13,3%, польова вологоємність – 28,5%. Вміст фракції мулу в орному шарі (0-30 см) - 30-35%, гумусу (за Тюріним) - 4,8-5,1%, загального азоту - 0,28-0,29%, загального фосфору - 0,2%, гідролізованого азоту - 7,8-8,5 мг на 100 г грунту, рухомого фосфору (за Чириковим) - 8,2-9,6 мг і доступного калію (за Чириковим) - 14,4-19,5 мг. Реакція грунту нейтральна (рН_в = 7; рН_с = 6,35).

         Дослідження проводилися в посівах вико-вівсяної суміші в семипільній зернопаропросапній сівозміні з таким чергуванням культур: 1 - чистий пар, 2 - озима пшениця, 3 – цукрові буряки, 4 - ячмінь, 5 - вико-вівсяна суміш, 6 - озима пшениця, 7 - соняшник.

         Польовий дослід було закладено в 1983 р. і в ньому вивчалися різні варіанти плоскорізного обробітку. З 1992 р. в досліді застосовували нові способи основного обробітку грунту за допомогою удосконалених знарядь: стояками СибІМЕ та ПРН-31000, а також комбінований (дисково-полицевий) та чизельний (ПЧ-2,5) обробітки. При цьому варіанти з оранкою і безполицевими обробітками накладалися на аналогічні варіанти попереднього досліду.

Вивчалися такі варіанти основного обробітку під вико-вівсяну суміш: 1 - оранка плугом ПЛН-4-35 на глибину 20-22 см (контроль); 2 – безполицевий обробіток стояками СибІМЕ на 20-22 см; 3 - безполицевий обробіток стояками ПРН-31000 на 10-12 см; 4 - дискове рихлення БДТ-3 на 6-8 см в системі дисково-полицевого обробітку в сівозміні; 5 - чизельний обробіток ПЧ-2,5 на 20-22 см. Повторність чотирикратна, розміщення ділянок послідовне. Посівна площа ділянок – 150 м², облікова - 40 м². Перед закладенням варіантів способів основного обробітку на половину ділянок були внесені мінеральні добрива з розрахунку N₂₀P₄₀K₃₀.

Середня багаторічна кількість опадів за даними Роганської метеостанції становить 511 мм. Фактична кількість опадів за 1994 р. становила – 392,7 мм, за 1995 р. – 698,4, за 1996 р. – 517,1, за 1997 р. – 679 мм, за 1998 р. – 449,9 мм, що становить, відповідно, 76,8, 136,7, 101,2, 132,9 та 88,04 % від середньої багаторічної кількості. Погодні умови вегетаційних періодів за роки досліджень були різними. За п’ять років спостережень вкрай недостатньою вологозабезпеченістю посівів вико-вівсяної суміші характеризувався 1998 рік, недостатньою – 1995-й, підвищеною – 1994-й, високою – 1997-й, а на рівні середньобагаторічної – 1996 рік.

         З метою виявлення впливу способів основного обробітку грунту на ріст та продуктивність вико-вівсяної суміші визначали:

­       щільність складання грунту;

­       макроагрегатний склад;

­       вологість грунту;

­       біологічну активність целюлозорозкладаючих бактерій;

­       вміст нітратного азоту, рухомих форм фосфору та калію;

­       забур’яненість посіву;

­       густоту рослин;

­       активний симбіотичний потенціал (АСП) вики;

­       загальну кількість гумусу;

­       колоїдні форми гумусу, вміст рухомих органічних речовин;

­       урожайність зеленої маси.

         Статистична обробка урожайних даних проводилася методом дисперсійного аналізу, економічна ефективність визначалася розрахунковим методом за цінами на 2005 р., енергетична ефективність - розрахунковим методом.

            Вплив способів основного обробітку грунту на його водно-фізичні показники. В фазу сходів на варіантах з мілким обробітком стояками ПРН-31000 на глибину 10 - 12 см і поверхневим дисковим розпушенням бороною БДТ-3 на 6–8 см щільність складання грунту в 0 - 30 см шарі грунту підвищилася порівняно з контролем на 0,07 - 0,09 г/см³. Після обробітку стояками СибІМЕ на 20 – 22 см і чизельного обробітку ПЧ-2,5 на таку ж глибину вона була вищою, ніж після оранки тільки на 0,03 - 0,04 г/см³. Наприкінці вегетації рослин щільність складання на всіх варіантах, крім чизельного обробітку, збільшилась на 0,02 - 0,03 г/см³. При чизельному обробітку щільність складання ґрунту виявилась такою ж, як і при оранці.

Ущільнення грунту при безполицевому обробітку порівняно з оранкою відзначається по всіх варіантах в десятисантиметрових шарах грунту. Найбільш ущільненим виявився шар грунту 10-20 см при обробітках ПРН-31000 та БДТ-3, відповідно на 0,11 і 0,12 г/см³. Для шару грунту 20–30 см різниця в ущільненості порівняно з контролем становила для цих варіантів на початку вегетації рослин - 0,07 - 0,09 г/см³. Обробіток стояками СибІМЕ викликав в той самий строк підвищення величини щільності складання нижнього 20-30 см шару грунту на 0,03 г/см³ у порівнянні з оранкою. За чизельного обробітку ПЧ-2,5 на 20-22 см шар грунту 20-30 см був щільнішим на 0,01 г/см³, ніж на контролі. Найменш ущільненим шаром за роки спостережень порівняно з полицевим обробітком виявився поверхневий шар грунту, тому що способи обробітку грунту, що вивчались, забезпечили його достатнє розпушення. Для поверхневого шару грунту зміни величин щільності складання не були істотними. Для шарів 10-20 см і 20-30 см зміни щільності складання по варіантах не мали стійкого, тривалого характеру й важливо відмітити, що щільність складання не перевищувала оптимальні параметри.

В середньому за роки досліджень кількість агрономічно цінних агрегатів в шарі грунту 0-30 см в досліді збільшилась при безполицевому обробітку стояками СибІМЕ на 4,1%, при поверхневому обробітку БДТ-3 –3,8, чизельному ПЧ-2,5 –2,8, стояками ПРН-31000 – на 2,3%, у шарі грунту 0 – 10 см, відповідно, на 9,6; 11,4; 8,5; 7,8%. Якщо при оранці в шарі 0-30 см коефіцієнт структурності становив 2,80, то у варіантах з комбінованим обробітком - 3,26; безполицевим обробітком стояками СибІМЕ – 3,28; безполицевим стояками ПРН-31000 - 3,06; чизельним обробітком – 2,99.

         Результати мокрого просіювання вказують на те, що найкращий показник за вмістом водотривких агрегатів 5 – 0,25 мм був у варіанті з обробітком стояками ПРН-31000: кількість водотривких агрегатів в шарі 0 - 30 см підвищилася на 5,4% відносно контролю. Обробіток стояками СибІМЕ, поверхневий і чизельний обробітки підвищили кількість водотривких агрегатів в 0 – 30 см шарі, відповідно, на 3,2; 3,9; 2,5% відносно контролю. Порівняно зі щорічним застосуванням оранки в сівозміні кількість водотривких агрегатів у верхньому шарі грунту збільшилась при обробітку стояками СибІМЕ на 5,7%, поверхневому – 10,2, чизельному – 6,1, стояками ПРН-31000 – на 8,6%. В більш глибоких шарах вміст водотривких агрегатів при безполицевому обробітку був таким же, як і при оранці.

Рівень забезпеченості посівів вико-вівсяної суміші доступною вологою за роки досліджень на 94,5% визначався кількістю опадів, на 3,1% в загальної мінливості ознаки - способом основного обробітку грунту. На початку вегетації забезпеченість рослин доступною вологою в 0-100 см шарі грунту після застосування безполицевого обробітку стояками ПРН-31000 виявилася на 4,5% більшою, ніж після щорічної оранки. Застосування дискового розпушення БДТ-3 та чизельного обробітку підвищувало збереженість вологи осінньо-зимового періоду на 5,1% - 3,6%. При безполицевому обробітку грунту стояками СибІМЕ забезпеченість грунту вологою у весняний період майже не відрізнялася від контролю.

До кінця вегетаційного періоду доступна волога в 0-100 см шарі грунту краще зберігалася у варіантах з обробітками стояками СибІМЕ та ПРН-31000, дисковим розпушенням БДТ-3 та чизельним обробітком: різниця з контролем становила відповідно 7,4; 11,5; 11,7; 8,1 мм.

Мінімальне значення коефіцієнта водоспоживання вико-вівсяної суміші (327 мм*га/ц абс. сух. речовини) відмічено на контролі; він збільшувався на третьому і четвертому варіантах, відповідно, на 7,9-18,3%. При безполицевому обробітку стояками СибІМЕ і чизельному обробітку на ту ж глибину, що і оранка, коефіцієнт водоспоживання вико-вівсяної суміші зростав до 13,3 - 5,7%.

Біологічна активність, гумусовий стан та агрохімічні показники.

В період вегетації вико-вівса показник співвідношення мікроорганізмів, асимілюючих азот органічних сполук і загальної чисельності мікроорганізмів, утилізуючих мінеральний азот (МПА:КАА), був менший при оранці, що свідчить про зміщення процесів трансформації органічної речовини в бік підсилення розкладення гумусу.

В середньому за роки досліджень безполицеві обробітки стояками СибІМЕ та ПРН-31000 знижували біологічну активність целюлозорозкладаючих бактерій на 16,2 - 21,6%, поверхневе дискове розпушення - 25,7%, при чизельному обробітку зменшення цього показника було мінімальним - 13,5% від контролю. Максимальна активність целюлозорозкладаючих бактерій при безполицевому обробітку була характерною для верхньої частини орного шару. В шарі 20–30 см активність розкладання полотна по оранці була в 1,5–1,8 раза вищою, ніж по мілкому безполицевому обробітку.

Вивчення загального вмісту гумусу в шарі 0-30 см показало, що на всіх безполицевих обробітках в умовах тривалого їх застосування проявилася тенденція до його збільшення у порівнянні з оранкою. Істотне підвищення загального вмісту гумусу в шарі 0-10 см по варіантах складало 1,5-3,3%, в 10-20 см - 1,5-3,5%, в 20-30 см – 1,1-1,8%, тоді як для шару грунту 30-40 см значної різниці не було виявлено.

Позитивний вплив способів безполицевого і комбінованого обробітку грунту на гумусовий стан чорнозему типового виявився у тенденції збільшення кількості активного гумусу у порівнянні з контрольною оранкою. Показник АГ:ПГ (співвідношення вмісту активного та пасивного гумусу) був в межах 0,18-0,33, для варіанта з оранкою він становив в шарі 0-30 см на фоні без добрив 0,24, на фоні з добривами – 0,25, а при безполицевих обробітках коливався в межах 0,27–0,33.

Не встановлено зниження вмісту лужногідролізованого азоту при різноглибинних безполицевих обробітках як на неудобреному фоні, так і на фоні добрив та їх післядії.

Способи основного обробітку грунту по-різному впливали на рівень забезпеченості N-NO₃. Оранка у порівнянні з безполицевим обробітком сприяла накопиченню більшої кількості нітратного азоту. На фоні без добрив чітко простежувалася негативна дія дискового розпушення на вміст нітратного азоту в орному шарі грунту: рівень забезпеченості N-NO₃ становив 44,5% від контролю. Безполицевий обробіток стояками СибІМЕ і ПРН–31000 та чизельний обробіток викликали зниження показників N-NO₃ у порівнянні з оранкою на 18,5–21,6% на фоні без добрив.

         Визначення вмісту Р₂О₅ в грунті на фоні з добривами показало, що безполицеві обробітки викликали більш різку, ніж оранка, диференціацію орного шару за вмістом рухомих фосфатів, в тому числі залишкових фосфатів добрив, з локалізацією їх в верхньому шарі грунту. Для оранки на удобреному фоні усереднений коефіцієнт диференціації становив 1,13; для безполицевого обробітку стояками СибІМЕ – 1,24; для ПРН–31000 - 1,22; для дискового рихлення БДТ–3 – 1,23; для чизельного обробітку – 1,22.

Як на удобреному, так і неудобреному фонах виявлено тенденцію зниження вмісту доступних форм калію на варіантах з безполицевим обробітком: на фоні без добрив - на 0,7–0,9 мг¤100 г грунту, а на удобреному фоні – майже удвічі більше (на 1,5–1,7 мг¤100 г грунту).

Рівень симбіотичної азотфіксації вики залежно від способів основного обробітку грунту. Безполицевий обробіток стояками СибІМЕ та ПРН-31000, поверхневий дисковий обробіток БДТ-3 викликали зниження активного симбіотичного потенціалу (АСП) вики у порівнянні з оранкою на фоні без добрив на 9,8–13,9%. При чизельному обробітку на цьому ж фоні симбіотична активність вики була майже на рівні контролю. На фоні з добривами та їх післядії при всіх способах безполицевого обробітку грунту зниження АСП складало 12-31% порівняно з контролем. Поліпшення поживного режиму грунту на фоні з добривами та їх післядії сприяло збільшенню симбіотичної активності вики по оранці в 1,83 раза, безполицевому обробітку стояками СибІМЕ - в 1,75;чизельному обробітку - в 1,63, мілкому та поверхневому обробітках - в 1,54–1,46 раза.

Забур’яненість посівів вико-вівса за різних способів основного обробітку грунту. Способи безполицевого обробітку грунту викликали підвищення забур’яненості посівів вико-вівса порівняно з оранкою (табл.1).

У фазу сходів рослин вики та вівса загальна кількість бур’янів при обробітку стояками СибІМЕ була вищою від контролю на 45,5% на неудобреному і на 43,5% з добривами. При обробітку стояками ПРН-31000 збільшення знаходилось на рівні 32,1 - 19,0%. Поверхневе дискове розпушення БДТ-3 підвищило загальну кількість бур’янів на 32,1% на фоні без добрив і на 41,1% з добривами. При чизельному обробітку ПЧ-2,5 ріст показників становив, відповідно, 30,1 і 34,7%. Забур’яненість злісними коренепаростковими бур’янами за мілкого та поверхневого обробітків грунту зросла в 2,0–2,8 раза, за інших безполицевих обробітків - в 1,6 раза. Максимальне збільшення кількості бур’янів (у три раза порівняно з оранкою) викликав поверхневий обробіток при внесенні добрив.