Сенчук С.М. Рівень показників родючості чорнозему типового в залежності від грунтозахисних технологій і біологізації землеробства

Краткое содержание

ОГДЯД  ЛІТЕРАТУРИ

Обґрунтовано необхідність застосування біологізації землеробства в Україні. Альтернати-вою традиційному обробітку є ґрунтозахисні технології, які базуються на природних законах відновлення та підвищенні родючості грунту і забезпечують сприятливі умови для росту та розвитку сільськогосподарських культур.

Узагальнюються результати впливу ґрунтозахисних систем землеробства на агрохімічні та агрофізичні показники ґрунту, біологічну активність, а також ефективну родючість ґрунту. На їх основі доводиться доцільність досліджень зміни показників родючості чорнозему типового на фоні впровадження грунтозахисних технологій землеробства з елементами біологізації у період переходу від традиційних технологій.

ОБ’ЄКТ, УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводились протягом 2002-2004 рр. в польовому досліді кафедри грунто-знавства і охорони грунтів Національного аграрного універ­ситету у ВТБ "Дослідницьке" УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого Васильківського району Київської області, грунтовий покрив якого є типовим для Васильківського-Білоцерківського грунтового району.

Грунт дослідної ділянки – чорнозем типовий малогумусний грубопилувато-легкосуглинко-вий на лесі. Вміст загального гумусу в орному шарі грунту 3,56 %, а в підорному – 3,43 %. Реакція ґрунтового розчину у верхніх горизонтах близька до нейтральної. Щільність грунту в орному шарі оптимальна для більшості культур і становить 1,14 г/см³, та дещо вища у підорному – 1,27  г/см³. Загальна пористість в орному шарі  55,9 %, в підорному дещо менша  –  50,8 %. Гранулометрич-ний склад чорнозему типового однорідний по профілю. Грунт орного шару містить в середньому 53,04 % грубого пилу, 18,86 % піску і 28,99 % фізичної глини. Забезпечення сполук азоту, що лег-ко гідролізуються, (за Тюріним і Кононовою) – висока (13,83 ± 0,9 мг/100 г), рухомими фосфатами (за Чириковим) середня (19,8 ± 0,7 мг/100 г) та обмінним калієм – середня (17,4 ± 0,8 мг/100 г).

Дослід закладено згідно методу розщеплених блоків. Розмір посівної ділянки становив 6 х 30 = 180 м², облікової ділянки – 100 м². Повторність досліду триразова. На дослідному полі випробовувалась 5-ти пільна сівозміна в часі: пшениця озима, буряк цукровий, ячмінь ярий, гречка, кукурудза на силос. Дослід включає в себе чотири варіанти систем обробітку грунту і сім варіантів удобрення, в тому числі варіанти застосування біологічно активних добрив і препаратів. В дослідженнях проводилось порівняльне вивчення агрономічної та економічної ефективності різ-них технологій вирощування сільськогосподарських культур:

1. Традиційна, яка базується на полицевій оранці на глибину 23-30 см;

2. Грунтозахисна, яка базується на глибокому плоскорізному обробітку на глибину 25-30 см;

3. Грунтозахисна, яка базується на мілкому плоскорізному обробітку на глибину 10-12 см;

4. Грунтозахисна, яка базується на мінімальному обробітку на глибину 4-5 см.

На фоні різних обробітків грунту вивчались сім варіантів удобрення, що фоном вносились на всі технології обробітку грунту (кількість добрив на 1 га сівозмінної площі):

1. Без добрив (контроль);

2. N₅₅Р₄₅К₂₅;

3. Гній 12 т/га;

4. Солома 2,4 т/га + N₂₄;

5. Гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄  + N₅₅Р₄₅К₂₅;

6. Вермикомпост 4 т/га (під буряк цукровий);

7. Байкал ЕМ-1-У (застосовували на ячмені ярому та гречці – обробка посівного матеріалу (1 л/т) та посівів (0,3 л/га) два рази за вегетацію).

Дослідження проводились в ланці сівозміни: буряк цукровий (сорт ЧС-70) – ячмінь ярий  (сорт Звершення) – гречка (сорт Українка). Під буряк цукровий вносились такі добрива: 1) Без добрив (контроль);  2) N₉₀Р₇₅К₆₀;  3) Гній 60 т/га;  4) Солома 4 т/га + N₄₀;  5) Гній 60 т/га  +  солома 4 т/га + N₄₀  + N₉₀Р₇₅К₆₀; 6) Вермикомпост 4 т/га.

Аміачну селітру з вмістом азоту 34,5 %, суперфосфат гранульований з вмістом Р₂О₅ 19,5 %, калійну сіль – 40 % К₂О, підстилковий гній вносили під основний обробіток, N₃₀ – в підживлення (фаза три пари справжніх листків). При основному обробітку грунту під гречку на всіх варіантах удобрення застосовували N₃₀Р₃₀, а при вирощуванні ячменю ярого добрив не вносили, а викорис-товували післядію добрив, внесених під попередник (буряк цукровий). Мінеральні добрива і соло-му вносили вручну по поверхні грунту, а гній розкидачем ПРТ-10 з наступним ретельним розки-данням вилами для рівномірного розміщення по всій ділянці, після чого заробляли в грунт.

У варіантах 6 та 7 з метою вивчення целюлозолітичної активності грунту застосовували біо-логічно активне добриво вермикомпост і біопрепарат Байкал ЕМ-1У. Вермикомпост нормою 4 т/га під основну культуру (буряк цукровий) вносили вручну по поверхні грунту з подальшою зароб-кою. Препаратом  Байкал ЕМ-1У обробляли посівний матеріал ячменю ярого і гречки нормою 1 л на тонну насіння та два рази за вегетацію посіви нормою 0,3 л/га.

Основний обробіток грунту виконували восени серійними грунтообробними машинами: оранку – плугом ПОНП-8, глибокий плоскорізний обробіток – плоскорізом КПШ-5, мілкий пло-скорізний обробіток – агрегатом комбінованим широкозахватним АКШ-5,6, мінімальний – агрегатом комбінованим ґрунтообробним АКГ-4.

Польові і лабораторні дослідження виконувались за загально прийня­тими методиками. Середні зразки грунту відбирались три-чотири рази за вегетаційний період по фазах розвитку рослин в шарах 0-10, 10-20 і 10-30 см (при закладанні досліду в осінній період 2001 р. в шарах 0-15, 15-30, 30-45, 45-60, 60-80 і 80-100 см.). В лабораторних умовах грунтові проби досліджувались в триразовій повторності.

Для характеристики грунту дослідних ділянок визначали вміст сполук азоту, що легко гідролізуються (за Тюріним і Кононовою),  рухомий фосфор і обмінний калій (за Чириковим), щільність ґрунту – методом циліндрів за Качинським, вологість грунту – термостатно-ваговим методом з висушуванням у шафі до постійної маси при 105 ^оС та подальшим зважуванням і проведенням розрахунків для визначення запасів продуктивної вологи. Зразки відбирали з кожних 10 см в шарі 0-100 см. Кількість рослинних та кореневих решток визначали за методикою Станкова після збирання врожаю. Для визначення маси коренів та розподілу їх в орному шарі відбирали грунтові моноліти 20´10´10 см до глибини 40 см, відмиваючи корені на ситах з отворами 0,5 мм за методикою Станкова, після чого рослинні рештки висушували у затіненому місцях і досушували в сушильній шафі.

Буряк цукровий збирали вручну з ділянок площею 10 м² з кожного повторення з наступним зважуванням. Ячмінь ярий збирали комбайном СК-5Г „Нива” з обчісуючою жниваркою ЖОН 4, гречку збирали роздільним способом – скошували у валки, після дозрівання обмолочували ком-байном „Дон-1500”. Масу зерна визначали окремо з кожної ділянки, соломи – методом пробного снопа. Врожай зерна перераховували на стандартну вологість та 100-% чистоту. Спостереження та облік врожаю проводились в трьох повтореннях. Активність целюлозоруйнуючих мікроорганізмів визначали методом аплікації за допомогою лляного полотна за методом Мішустіна і Петрової.

Математичну обробку результатів досліджень проводили шляхом статистичного аналізу за Б.А. Доспєховим (1985), а також методом кореляційного та дисперсійного аналізу на комп’ютері за допомогою програми “Аgro Stat”. Визначення економічної та біоенергетичної ефективності різних технологій вирощування сільськогосподарських культур проводили за методикою Медве-довського О.К., Іваненко П.І. (1988).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Грунтозахисні системи обробітку грунту, які базуються на безполицевому обробітку з вико-ристанням пожнивних решток з азоткомпенсацією та внесенням органічних і мінеральних добрив, відображають гіпотезу гумусоутворення, яку висунули І.В. Тюрін і М.М. Кононова (1937). ЇЇ суть - аеробний шлях утворення гумінових кислот, що більш об’єктивно відображає хід природних про-цесів трансформації рослинних решток. Під впливом зимово-осінньо-весняних опадів відбувається початковий гідроліз органічної речовини на поверхні або у поверхневих шарах грунту в аеробних умовах, де утворюються прості органічні речовини типу хінонів. Вони є розчинними у воді і з по-током вологи проникають в більш глибокі горизонти, де полімеризуються у ланцюги гумусових кислот.

Наші дослідження були спрямовані на вивчення поживного режиму грунту в перехідний період від багаторічного полицевого обробітку до безполицевого. При застосуванні оранки без добрив (контроль) через три роки досліджень вміст всіх поживних речовин в грунті зменшився: наприклад, сполук азоту, що легко гідролізуються – на 7,97 %, обмінного калію – на 1,72 %, вміст гумусу не зменшився, реакція грунтового середовища становила 6,5 проти 6,7 (пройшло невелике підкислення). Така ж тенденція спостерігалася на оранці по всіх варіантах удобрень, лише при застосуванні органо-мінеральної системи ці показники залишилися в межах значень, які були на початку досліджень, або спостерігалось невелике збільшення значень (в межах помилки досліду).

Характеризуючи застосування глибокого плоскорізного обробітку слід відмітити наступне. Вміст гумусу залишався в межах значень, які були на початку досліджень. При застосуванні органо-мінеральної системи удобрення  вміст рухомого фосфору та обмінного калію збільшився в шарі грунту 0-15 см на 2,1 %, а вміст азоту сполук, що легко гідролізуються, – на 11,6 %. Невелике підкислення грунтового розчину по всіх варіантах удобрень відбулося в межах 0,1-0,2 рН одиниць.

Мілкий плоскорізний обробіток забезпечив підвищення вмісту всіх елементів живлення грунту  при внесенні гною 12 т/га + соломи 2,4 т/га + N₂₄ + N₅₅P₄₅K₂₅ і окремо гною 12 т/га та соломи 2,4 т/га + N₂₄, тільки на варіанті без добрив спостерігалося зменшення вмісту елементів живлення. Це підтверджує, що безполицевий обробіток грунту без застосування добрив має негативний вплив. Вміст сполук азоту, що легко гідролізуються, на варіанті з органо-мінеральною системою удобрення по шарах грунту 0-15 і 15-30 см збільшився на 6,7 та 4,3 %, а вміст рухомих сполук фосфору та обмінного калію в шарі грунту 0-15 см збільшився на 7,9 та 6,7 % відповідно. При застосуванні гною 12 т/га цей показник зріс на 3,9 % по обох шарах грунту.

Мінімальний обробіток грунту на глибину 4-5 см при застосуванні органо-мінеральної системи удобрення також забезпечив збільшення вмісту рухомих сполук фосфору та обмінного калію в шарі грунту 0-15 см на 3,5 та 3,7  % відповідно. Вміст гумусу залишився в межах значень, які були на початку досліджень і становив 3,56 %. За багаторічними дослідженнями А.Д. Балаєва та ін. (1998) достовірне збільшення вмісту органічної речовини в грунті при застосуванні грунтозахисних технологій та органо-мінеральної системи удобрень можна спостерігати тільки на 5-7 рік досліджень.

Дослідження щільності складення чорнозему типового легкосуглинкового при різних системах обробітку показали, що фізичні параметри грунту змінювались протягом всього веге-таційного періоду і залежали як від виду обробітку, так і від глибини його проведення (рис.1).

В наших дослідженнях протягом трьох років (2002-2004 рр.) щільність складення чорнозему типого під різними культурами і в залежності від обробітку грунту була різною.

У перший рік досліджень вплив грунтозахисних технологій на агрофізичні показники грунту був більш суттєвим, ніж у наступні роки. На початку досліджень щільність складення грунту була висока по всіх обробітках і протягом всього вегетаційного періоду. В наступному році цей показник суттєво був знижений завдяки меншій кількості проходів сільськогосподарських машин по полю, тому що вирощувалась культура суцільного посіву, а не просапна, яка по-требує багаторазових проходів техніки по полю за вегетаційний період.