Сорокотяга Н.П. Трансформація сполук вуглецю і азоту в лучно-чорноземному карбонатному грунті Лісостепу України

Краткое содержание

МЕТОДИКА І ОСНОВНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проведені в 1998-2000 рр. в стаціонарному досліді кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна на Агрономічній дослідній станції Національного аграрного університету, що розташована у Васильківському районі Київської області в північній частині Правобережного Лісостепу України та в лабораторії кафедри.

Стаціонарний дослід кафедри був закладений в 1958-1959 рр. на лучно-чорноземному карбонатному грубопилувато-легкосуглинковому грунті. Контролем був варіант без внесення добрив. Середньорічне насичення сівозміни добривами з 1979 р. до 1997 р. становило 13 т/га гною – фон, 172 кг/га P₂O_5,K₂O (P₈₅ K₈₇) на фоні гною, 252 кг/га N,P₂O_5,K₂O (N₈₀ P₈₅ K₈₇ – одинарна норма) на фоні гною, 375 кг/га N,P₂O_5,K₂O (N₁₁₈ P₁₂₇ K₁₃₀ – півтори норми ) на фоні гною, та 252 кг/га N,P₂O_5,K₂O (N₈₀ P₈₅ K₈₇ – одинарна норма). З 1997 р. у сівозміні було зменшено застосування органічних (до 12 т/га в рік) і мінеральних (до 238 і 359 кг/га N,P₂O_5,K₂O) добрив. Вносили підстилковий гній, аміачну селітру, суперфосфат і 40%-ву калійну сіль. Дослідження проведені у другому за територіальним розташуванням полі зерново-бурякової сівозміни, в якому у 1984 та 1994 рр. вирощували кукурудзу на силос, у 1999 р. – кукурудзу на зерно. Чергування культур було наступним: 1)багаторічні трави; 2)озима пшениця; 3)цукрові буряки; 4)кукурудза на силос; 5)озима пшениця; 6)горох; 7)озима пшениця; 8)цукрові буряки; 9)кукурудза на зерно; 10)ячмінь з підсівом багаторічних трав. Посівна площа ділянки 172 м², облікова-100 м², повторність досліду триразова. Агротехніка вирощування культур загальноприйнята для зони.

Відбір зразків грунту здійснено навесні 1984, 1994, 1999 рр. з другого поля сівозміни з глибини 0-25, 25-50, 50-75 і 75-100 см. Для проведення дослідження зразки грунту за 1984 і 1994 рр. були відібрані та надані професором А.П.Лісовалом. У повітряно-сухих зразках грунту визначали вміст гумусу – за методом Тюріна в модифікації Сімакова, фракційно – груповий склад гумінових і фульвокислот за методом Тюріна в модифікації Пономарьової – Плотнікової. Виділення детриту проведено за допомогою важкої рідини (КІ+СdІ₂ r 1,8 – 2,0 г/см³ ). Вміст детриту визначено за різницею між вмістом загального вуглецю та вуглецю власне гумусових речовин. Вміст загального азоту в грунті визначали за методом К'єльдаля, вміст легкогідролізованого азоту – за методом Шлавицької. Баланс гумусу і азоту розраховано за програмою Аgro. При розрахунку балансу гумусу та азоту, а також продуктивності культур використані багаторічні дані (1979-1984 рр. – друга половина ІІ ротації, 1985-1994 рр. – ІІІ ротація, 1995-1998 рр. – початок ІV ротації) урожаю сільськогосподарських культур, опубліковані в роботах А.П. Лісовала та інших. Обробка даних досліджень проведена дисперсійним методом за програмою ''Статистика''.

Орний шар грунту контрольного варіанту характеризувався наступними показниками: вміст гумусу – 4,60%, вміст загального азоту – 2392 мг/кг грунту, вміст загального фосфору – 0,18% Р₂О₅, вміст загального калію – 1,9% К₂О, водне рН становило 7,2, вміст карбонатів - 1,9%, ємність поглинання 31,9 мг-екв. на 100 г грунту. Вміст легкогідролізованого азоту становив 75,3 мг/кг грунту, обмінного амонійного азоту - 12,0 мг/кг грунту, нітратного азоту – 8,9 мг/кг грунту, вміст рухомого фосфору – 29,2 мг/кг грунту і калію – 79,5 мг/кг грунту.

У 1996, 1998, 2000 рр. були проведені дослідження впливу добрив на вміст сполук азоту в грунті, урожай та якість зерна озимої пшениці, яку вирощували після кукурудзи на силос. Дослідження проведені за схемою: 1.контроль; 2. післядія 30 т/га гною - фон; 3. фон + Р₈₀К₈₀; 4. фон + N₉₀Р₈₀К₈₀; 5. фон + N₁₃₅Р₁₂₀К₁₂₀; 6. N₉₀Р₈₀К₈₀.

Мінеральні добрива вносили під зяблеву оранку. Частину азотних добрив N₄₀ вносили при підживленні в фазу весняного кущення. Для посіву озимої пшениці було використано насіння районованого сорту Миронівська–61. Відбір зразків грунту та рослин проводилися в фази весняного кущення, трубкування, колосіння і повної стиглості зерна озимої пшениці. В зразках грунту визначали вміст обмінного амонійного азоту фотометрично за допомогою реактиву Несслера, вміст нітратного азоту – з використанням іонселективних електродів; вміст рухомого фосфору та калію – за методом Мачигіна в модифікації ЦІНАО. В рослинних зразках після мокрого озолення (за методом Гінзбург та інших) визначали вміст азоту фотометрично з реактивом Несслера; вміст фосфору – за методом Деніже в модифікації Левицького; вміст калію аналізували атомно-адсорбційним методом. Вміст білка визначали методом інфрачервоної спектроскопії на приладі Neotec-4250. Вміст “сирої” клейковини визначали ваговим методом. Урожай збирали у фазу повної стиглості зерна озимої пшениці прямим комбайнуванням поділяночно. Урожайні дані розраховані дисперсійним методом за програмою ''Статистика''.

За погодними умовами зимовий період досліджуваних років був теплішим відносно багаторічної норми. Середньомісячна температура у березні та квітні була вищою за норму на 0,8–2,6 °С, а травень був прохолоднішим за норму на 0,9–3,3 °С. У 1998 та 1999 рр. червень та липень були спекотними, а серпень прохолоднішим. Зокрема у липні 1999 р. середньомісячна температура перевищила норму на 9,5 °С. Протягом весняно-літнього періоду досліджуваних років спостерігався нерівномірний розподіл опадів. Найбільша кількість опадів випала у липні 1998 та 2000 рр. – 210 і 171% від норми. Найменшу кількість опадів відмічено у травні та серпні 1998 р. – 30 та 38%, у червні 1999 р. – 24 % та серпні 2000 р. – 10 % від норми.

ВИВЧЕННЯ ДІЇ ГНОЮ І МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ

НА ТРАНСФОРМАЦІЮ СПОЛУК ВУГЛЕЦЮ ТА АЗОТУ В МЕТРОВОМУ ШАРІ ГРУНТУ

Тривале застосування гною і мінеральних добрив достовірно збільшило вміст гумусу та загального азоту в метровому шарі грунту порівняно з контролем (табл. 1). Їх вміст зростав при збільшенні норм добрив. Найбільший вміст гумусу і загального азоту порівняно з контролем відмічено за внесення 13 т/га гною + 375 кг/га N, Р₂О₅, К₂О.

Дослідження динаміки вмісту гумусу і азоту в метровому шарі грунту показало наступне. У 1999 р. на контролі вміст гумусу в шарі грунту 0-25 см достовірно зменшився (НІР₀₅=0,09%) порівняно з його вмістом у 1984 р. Окреме застосування 13 т/га гною і 252 кг/га N, Р₂О₅, К₂О протягом 1984-1999 рр. сповільнило процеси мінералізації органічної речовини грунту, але було недостатнім для повної компенсації втрат гумусу з орного шару. Застосування 13 т/га гною+252 кг/га N, Р₂О₅, К₂О з 1984 р. до 1999 р. обумовило стабілізацію вмісту гумусу. Головна роль у врівноваженні швидкості процесів мінералізації та гуміфікації органічної речовини в орному шарі грунту належала застосуванню азотних добрив у складі повного мінерального добрива на фоні гною. В підорному шарі грунту відбулося суттєве збільшення вмісту гумусу (НІР₀₅=0,047%) як на контролі, так і за систематичного застосування гною і мінеральних добрив.

За внесення гною і мінеральних добрив на фоні гною спостерігалася тенденція до збільшення вмісту детриту порівняно з контролем. Вміст детриту збільшувався при зростанні вмісту загального вуглецю і норм добрив. З 1984 р. до 1999 р. застосування 13 т/га гною+252 кг/га N, Р₂О₅, К₂О стабілізувало вміст детриту (0,71%), а за внесення 13 т/га гною+375 кг/га N, Р₂О₅, К₂О спостерігалася тенденція до збільшення його вмісту. Зменшення вмісту загального вуглецю на контролі та за внесення 13 т/га гною і 172 кг/га Р₂О₅, К₂О на фоні гною відбулося за рахунок мінералізації детриту.

Згідно даних моделі в орному шарі грунту з 2004 р. до 2014 р. запаси вуглецю гумусу на контролі зменшаться від 126,3 до 123,8 т/га. За систематичного застосування гною окремо та сумісно з мінеральними добривами у 2014 р. запаси вуглецю гумусу збільшаться на 1,0-1,4 т/га порівняно з його запасами у 2004 р., а за внесення мінеральних добрив – зменшаться на 1,7 т/га.

Прогноз динаміки запасів вуглецю гумусу в шарі грунту 0-50 см показав, що на контролі з 2009 р. його запаси стабілізуються на рівні 237,8 т/га. За даними моделі за внесення гною з 2004 р.