Галасун Ю.П. Зміни агрофізичних властивостей чорнозему опідзоленого за тривалого застосування добрив у польовій сівозміні Правобережного Лісостепу України

Короткий зміст

Зміна агрофізичних показників родючості чорноземів під впливом сільськогосподарського використання (огляд літератури)

У розділі наведено аналіз результатів досліджень вітчизняних та зарубіжних вчених з вивчення змін агрофізичних властивостей ґрунтів при застосуванні добрив. Висвітлено особливості впливу на них окремих видів та форм мінеральних добрив. На основі цього обґрунтовано напрямки та доцільність проведення досліджень за темою дисертації.

Умови та методика проведення досліджень

Експериментальну частину роботи виконано на дослідному полі Уманського державного аграрного університету, яке за місцем розташування відноситься до Маньківського природно-сільськогосподарського району Середньо-Дніпровсько-Бузького округу Лісостепової Правобережної провінції України. Ґрунт дослідного поля – чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі. Орний його шар характеризується такими показниками: вміст гумусу – 2,86–3,68%, ступінь насиченості основами від 87 до 97 %, реакція ґрунтового середовища – середньокисла, гідролітична кислотність – 1,8–4,2 смоль/кг, насиченість основами становить – 28,6–34,1 смоль/кг. Дослідження проведено у тривалому досліді (№ реєстрації УААН 094), основою якого є 10-пільна польова сівозміна розгорнута у просторі та часі (табл. 1). Повторність досліду триразова, розміщення ділянок систематичне. Загальна площа ділянки 180 м², облікова – 100 м².

У сівозміні застосовується органічна, мінеральна та органо-мінеральна системи удобрення з одинарним, подвійним та потрійним рівнями насиченості елементами живлення площі сівозміни. Одинарна доза мінеральних добрив становила N₄₅P₄₅K₄₅, органічних – 4,5 т гною на 1 га сівозмінної площі, тоді як за органо-мінеральної системи удобрення дози основних елементів живлення урівняно з відповідними рівнями мінеральної системи.

У досліді застосовували напівперепрілий підстилковий солом’яний гній ВРХ, аміачну селітру, суперфосфат гранульований, калій хлористий.

Дози мінеральних добрив визначали за кількістю N, P₂O₅, K₂O, що містилися у відповідних дозах гною і, залежно від культури, диференційовано розміщували в полях сівозміни.

Для вивчення та оцінки сезонних змін агрофізичних властивостей чорнозему опідзоленого під впливом тривалого застосування різних систем та доз добрив використано метод „аналогів” – неораний цілинний масив (переліг).

Зразки ґрунту відбирали під культурами ланки сівозміни горох – озима пшениця – кукурудза на силос, на початку та у кінці вегетації. Збирання врожаю проводили прямим комбайнуванням. Урожайність соломи визначали методом пробного снопа. Врожай зеленої маси кукурудзи на силос визначали шляхом скошування з наступним її зважуванням.

Визначення окремих показників агрофізичного стану чорнозему опідзоленого проводили безпосередньо у полі, частина їх визначалася в науковій лабораторії масових аналізів Уманського ДАУ (свідоцтво про реєстрацію №А06–203), в ході лабораторних дослідів у ґрунтових зразках, відібраних згідно з програмою проведення досліджень.

Безпосередньо в польових умовах визначали: потенційну водопроникність ґрунту з поверхні та пошарово з глибини 10, 20 і 30 см за допомогою приладу Нестерова ПВН–00; твердість ґрунту в орному та підорному шарах – за допомогою твердоміра через кожні 10 см. В лабораторних умовах у ґрунтових зразках з непорушеною будовою визначали: щільність будови згідно ДСТУ ISO 11272–2001; структурно-агрегатний склад за методом Н.І. Савінова згідно методики – МВВ 31–4970558–011–2005; водостійкість агрономічно цінних агрегатів – методом купання сит у стоячій воді в модифікації Н.І.Савінова; повну та капілярну вологоємність ґрунту за методом насичення зразків ґрунту з непорушеною будовою у модифікації С.І. Долгова; гранулометричний та мікроагрегатний склад методом піпетки в модифікації Н.А. Качинського згідно методик МВВ 31–497058–010–2003 та МВВ 31–0497058–011–2005; середньозважений розмір гранулометричних елементів та питому поверхню ґрунту – розрахунковим способом; показники ступеня дисперсності твердої фази ґрунту – розрахунково на основі отриманих даних гранулометричного та мікроагрегатного аналізу; ступінь залучення окремих гранулометричних фракцій до агрегації у макроагрегати та кількість агрегованого пилу та мулу – за методом Б.А. Нікітіна; вміст гумусу в ґрунті згідно ДСТУ 4289:2004; вміст детриту та власне гумусних речовин за методом Шпрингера; вміст обмінних катіонів кальцію та магнію згідно ГОСТ 26487–85; збирання врожаю проводили поділяночно методом прямого комбайнування; енергоємність гумусу та кількість біологічно акумульованої енергії за методикою Ю.О. Тараріко та О.А. Андрійченко. Економічну ефективність застосування добрив розраховано на основі технологічних карт та за відповідними рекомендаціями. Опрацювання та узагальнення результатів досліджень проводили з використанням методів математичної статистики.

Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні на основні показники агрофізичних властивостей чорнозему опідзоленого

Основними діагностичними показниками, які дають змогу об’єктивно оцінити агрофізичний стан ґрунту, вважаються щільність будови ґрунту та його водопроникність, вони є найбільш об’єктивними і комплексними узагальнюючими показниками його основних агрофізичних властивостей.

Щільність будови. Дослідження показали, що чорнозем опідзолений перелогу характеризується оптимальними показниками щільності протягом всього періоду вегетації. За роки досліджень вона знаходилася в межах 1,20–1,27 г/см³, що не перевищувало межі оптимальних значень. Характерним для нього було ущільнення ґрунту за вегетаційний період, величина якого в середньому за роки досліджень становила 0,02–0,04 г/см³. В сівозміні діапазон сезонних змін щільності складення досить широкий і його межі змінювалися від -0,03 до +0,09 г/см³ (рис. 1).

Найбільше ущільнювався ґрунт за вегетацію у шарі 0–10 см за мінеральної системи та на ділянках без внесення добрив на 0,01–0,09 г/см³. Тоді як застосування органічних добрив, як окремо, так і у поєднанні з мінеральними, зменшувало цю величину до 0,01–0,06 г/см³. А щорічне внесення на 1 га сівозміни 13,5 т/га гною + N₆₇P₁₀₂K₅₄, сприяє розущільненню ґрунту на 0,01–0,03 г/см³ у нижніх шарах 10–20, 20–30 і 30–40 см. Як на початку вегетації, так і у кінці в орному шарі було відмічено наявність зони несприятливих значень щільності, яка за органічної та органо-мінеральної системи удобрення (варіант Гній 9 т + N₄₅P₆₈K₃₆, Гній 13,5 т + N₆₇P₁₀₂K₅₄) обмежується тільки прошарком 20–30 см. За мінеральної системи та вирощування культур без внесення добрив вона поширюється на весь орний шар 0–30 см. Це вказує на важливу роль органічних добрив у підтриманні рівня основних показників агрофізичних властивостей ґрунту в межах їх оптимальних параметрів.

Водопроникність. На початку вегетації чорнозем опідзолений характеризувався оптимальною водопроникністю. Проте за тривалого внесення в сівозміні тільки мінеральних добрив та вирощування культур без їх внесення вона була нижчою в 2,0–2,5 рази у порівнянні з перелогом, де її рівень становив – 304,2 мм/год. Застосування органічних добрив як окремо, так і у поєднанні з мінеральними, особливо при підвищенні їх доз, забезпечувало підтримання водопроникності на рівні 359,2–366,2 мм/год (варіант Гній 18 т, Гній 13,5 т + N₆₇P₁₀₂K₅₄). Застосування мінеральної системи та вирощування культур у сівозміні без внесення добрив знижувало водопроникність ґрунту протягом вегетаційного періоду в 2,1–2,3 рази, до задовільного рівня. Тоді як за органічної та органо-мінеральної системи, навіть за низьких доз, вона залишалася оптимальною та доброю.