Гумусний стан і біологічна активність чорнозему типового правобережного лісостепу за різної інтенсивності його використання - Автореферат

Проблема збереження та відновлення органічної речовини ґрунту завжди цікавила дослідників, але особливо гостро вона постала у період інтенсифікації сільськогосподарського виробництва. Розробленню шляхів і методів регулювання вмісту гумусу присвячено багато досліджень, у яких були використані гумусозберігаючі прийоми і технології вирощування сільськогосподарських культур. Дисертаційна робота виконувалась у рамках науково-дослідних робіт із державною реєстрацією на створення науково-технічної продукції за темами: „Обґрунтувати і розробити ресурсозберігаючі технології управління продуктивністю чорноземів Правобережного Лісостепу України, відтворення родючості та забезпечення в них позитивного балансу органічної речовини” (державний реєстраційний номер 0104U004370) і “Відновлення родючості чорноземів у короткоротаційних сівозмінах Лісостепу за мінімізації обробітку ґрунту й біологізації землеробства” (державний реєстраційний номер 0109U000950). Метою дослідження в умовах Правобережного Лісостепу України було встановити вплив довготривалого перелогу, систематичного застосування мінімізації обробітку ґрунту, елементів біологізації землеробства на гумусний стан і біологічну активність чорнозему типового легкосуглинкового та обґрунтувати ресурсозберігаючі технології, які дадуть змогу відновити родючість ґрунту і підвищити врожайність сільськогосподарських культур. В умовах ланки типової польової сівозміни Правобережного Лісостепу України вперше досліджено вплив комплексного поєднання мінімізації обробітку ґрунту та біологізації землеробства на потенційну здатність до гумусоутворення, гумусний стан і біологічну активність чорнозему типового при застосуванні ресурсозберігаючих технологій та забезпечення балансу гумусу з одночасним підвищенням урожайності сільськогосподарських культур.Основою регулювання інтенсивності кругообігу речовин у землеробстві та досягнення бездефіцитного балансу гумусу є ресурсозберігаючі технології, які сприяють більшому надходженню до ґрунту органічних речовин у вигляді кореневих і післяжнивних решток, а також створюють сприятливіші умови для їхньої гуміфікації. Система удобрення складалася з таких варіантів (розрахунок на 1га сівозмінної площі): Без добрив (контроль); Обробіток ґрунту представлений такими варіантами: Традиційний, що базується на оранці під різні культури на глибину 22-27 см (варіант «оранка»). Юрлової, щільність ґрунту гравіметричним методом у непорушених зразках із використанням бурових стаканів (ДСТУ ISO 11272 - 2001), вологість - ґрунту термогравіметричним методом (ДСТУ ISO 11465 - 2001), рухомі гумусові речовини вилучали з безпосередньої 0,1н витяжки NAOH, коефіцієнт кольоровості гумусових речовин, груповий склад гумусу визначали - за прискореним методом М.М.Кононової - Н.П.Бельчикової, загальний азот - за методом Кельдаля, інтенсивність продукування вуглекислоти ґрунтом - за методом Штатнова, целюлозоруйнівну здатність ґрунту - за методом При внесенні гною 12 т/га на фоні мінеральних добрив значення сягали 0,13-0,16%, а внесення 2,4 т/га соломи на фоні мінеральних добрив наблизило всі обробітки за цим показником до рівня перелогу - 0,22-0,23% і найбільше мілкий плоскорізний, значення якого на початку та в кінці вегетації були 0,21-0,20%.У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення й нове розвязання наукового завдання, яке полягає у встановленні впливу інтенсивності використання ґрунту, а саме перелогу, різних систем обробітку, норм і видів удобрення на гумусний стан та біологічну активність чорнозему типового і врожайність сільськогосподарських культур. На основі одержаних експериментальних даних можна зробити такі висновки: 1.У відновленні гумусу ґрунту за його сільськогосподарського використання беруть участь рослинні рештки, кількість яких залежить від біологічних особливостей культур та удобрення. Системи обробітку мало впливали на кількість рослинних решток, а удобрення збільшувало їх надходження в озимою ґрунт на 4,6-8,4 т/га. Усі зміни якісного складу гумусу під впливом систем обробітку та удобрення відбуваються в межах гуматного типу гумусу. Найінтенсивніше відновлювався гумус у варіанті з мілким плоскорізним обробітком і внесенням соломи та сидератів, а також у варіанті з оранкою, де вносили гній і мінеральні добрива.

Основний зміст роботи

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення й нове розвязання наукового завдання, яке полягає у встановленні впливу інтенсивності використання ґрунту, а саме перелогу, різних систем обробітку, норм і видів удобрення на гумусний стан та біологічну активність чорнозему типового і врожайність сільськогосподарських культур. На основі одержаних експериментальних даних можна зробити такі висновки: 1.У відновленні гумусу ґрунту за його сільськогосподарського використання беруть участь рослинні рештки, кількість яких залежить від біологічних особливостей культур та удобрення. Найбільше їх надходить під конюшиною, менше - під пшеницею озимою і ще менше - під буряками цукровими. Системи обробітку мало впливали на кількість рослинних решток, а удобрення збільшувало їх надходження в озимою ґрунт на 4,6-8,4 т/га. Найбільше рослинних решток щорічно накопичується на перелозі - 19,8 т/га. Рослинні рештки й органічні добрива сприяли зростанню потенційної здатності ґрунту до гумусоутворення. Найвищою вона була за мілкого плоскорізного обробітку із внесенням 12 т/га гною й мінеральних добрив, але не досягла значень перелогу.

2. На вміст та запаси гумусу впливали як системи обробітку ґрунту, так і удобрення культур. Безполицеві обробітки зумовлювали нагромадження гумусу у верхніх шарах ґрунту, а при застосуванні оранки гумусованість нижніх шарів була вищою. Внесення різних видів органічних добрив сприяло зростанню вмісту і запасів гумусу в метровому шарі ґрунту. Відповідно до глибини загортання свіжої органічної речовини за різних систем обробітку ґрунту відбувається перерозподіл запасів гумусу в профілі чорнозему типового. У верхньому півметровому шарі вищі запаси були за безполицевих обробітків, а в нижніх шарах переважала оранки. Найбільші запаси в метровому шарі грунту виявлено у варіанті з різноглибинним плоскорізним обробітком - 311 т/га, проте вони були меншими, ніж на перелозі, - 337 т/га.

3. Під впливом обробітків і удобрення змінився якісний склад гумусу чорнозему типового. Використання ґрунту без удобрення збільшує у складі гумусу частку гумінових кислот та нерозчинного залишку, а також звужує співвідношення С:N. Внесення органомінеральних добрив підвищує вміст усіх груп гумусових речовин, звужує співвідношення Сгк:Сфк, розширює співвідношення С:N і знижує оптичну щільність гумусових речовин за рахунок збільшення частки новоутворених гумусових кислот. Усі зміни якісного складу гумусу під впливом систем обробітку та удобрення відбуваються в межах гуматного типу гумусу.

4. Під культурами сівозміни спостерігалися однакові закономірності у динаміці вмісту гумусу в грунті. Найвищий його вміст був на початку вегетаційного періоду, потім відмічали зменшення до середини вегетації й часткове відновлення восени. Найінтенсивніше відновлювався гумус у варіанті з мілким плоскорізним обробітком і внесенням соломи та сидератів, а також у варіанті з оранкою, де вносили гній і мінеральні добрива. За безполицевих обробітків установлено вищий вміст та більшу динаміку рухомих гумусових речовин упродовж вегетаційного періоду, хоч вони поступалися показникам перелогу.

5. Внесення добрив і зростання вмісту гумусу сприяли інтенсифікації біологічної активності ґрунту, що проявилося в посиленні виділення СО2 та целюлозоруйівної здатності. Інтенсивність виділення СО2 поступово зростала впродовж вегетаційного періоду й знижувалася лише восени. Найвищі показники на фоні мінеральних добрив були у варіантах із внесенням гною, і тільки на початку вегетаційного періоду переважали варіанти із внесенням соломи або поєднанням її з сидератами. Системи обробітків мало впливали на цей показник.

Целюлозоруйнівна здатність найвищою була за внесення гною, соломи та мінеральних добрив. Безполицеві обробітки посилювали целюлозоруйнівну здатність, особливо у верхніх шарах ґрунту. В цілому кращі варіанти ріллі не поступалися перелогу за показниками біологічної активності ґрунту.

6. Найбільше на активність ферментів впливали добрива, які підвищували у верхніх шарах ґрунту показники поліфенолоксидази на 23-67% і пероксидази на 33-48%. Безполицеві обробітки підвищували ферментативну активність у верхніх шарах, а оранка - в нижній частині оброблюваного шару. Вищі коефіцієнти гумусонакопичення були за безполицевих обробітків, особливо у варіанті із внесенням гною, соломи і мінеральних добрив, де вони наближалися до показників перелогу, - відповідно 59,9 і 60,4%

7. Внесення свіжої органічної речовини у вигляді гною в нормі 12 т/га наблизило запаси енергії гумусу до значень енергії на перелозі. Обробіток ґрунту мало впливав на енергетичні запаси. За три роки досліджень запаси енергії гумусу збільшились як у всіх варіантах обробітку, так і на перелозі: на оранці - на 5,66 млн КДЖ/га, глибокому плоскорізному - 17,26 млн КДЖ/га, мілкому плоскорізному - 18,90 млн КДЖ/га, на перелозі - 2,72 млн КДЖ/га.

8. Внесення органічних добрив на фоні мінеральних позитивно вплинуло на приріст урожайності всіх трьох культур. При вирощуванні конюшини серед обробітків перевагу мала оранка, але різниця між варіантами була несуттєвою й становила 0,4-0,5 т/га. За різноглибинного плоскорізного обробітку із внесенням мінеральних добрив і післядією соломи та сидератів відмічали найбільший приріст урожайності пшениці озимої до оранки - 0,57 т/га. Найвища врожайність буряків цукрових була у варіанті, де вносили гній або гній і солому на фоні мінеральних добрив, - 61,3-64,3 т/га. При вирощуванні культур ланки сівозміни: конюшина - пшениця озима - буряки цукрові найкращі показники рентабельності 189-259% і найвищі коефіцієнти енергетивності 5,06-8,27% були відмічені за мінімального обробітку в усіх варіантах удобрення.

Рекомендації виробництву

1. Із метою відтворення потенційної здатності до гумусоутворення та позитивного балансу гумусу чорноземних ґрунтів в умовах типової сівозміни Правобережного Лісостепу пропонується застосовувати ресурсозберігаючі технології, які грунтуються на безполицевих обробітках, залишенні соломи пшениці озимої з компенсацією азотної нестачі, вирощуванні сидератів і вносенні на 1га сівозмінної площі N55P45K45.

2. Для досягнення продуктивності ланки сівозміни 8,00-8,13 т/га на чорноземах типових в умовах Правобережного Лісостепу рекомендуємо систематично застосовувати ресурсозберігаючі технології, що базуються на безполицевому обробітку на глибину 10-12 см і вносити під пшеницю озиму N60P50K60 , під буряки цукрові залишати солому пшениці озимої та вирощувати сидерати й вносити N110P80K90.

1. Богданович Р.П. Вплив різних норм і видів органічних добрив на показники гумусного стану чорнозему типового / Р.П. Богданович, М.О. Кудлай // Вісник аграрної науки. - 2007. - №9. - С. 12-15. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті)

2. Богданович Р.П. Біологічна активність чорнозему типового за різних варіантів удобрення та обробітку / Р.П. Богданович, М.О. Предоляк // Вісник Харківського Національного університету імені В.В.Докучаєва. - 2009. - №3. - С 73-78. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті)

3. Предоляк М.О. Вплив обробітку грунту та удобрення на вміст і динаміку рухомих гумусових речовин в чорноземі типовому / М.О. Предоляк // Вісник аграрної науки. - 2010. - №4. - С. 70-72.

4. Богданович Р.П. Запаси енергії гумусу залежно від удобрення та обробітку грунту / Р.П. Богданович, М.О. Предоляк // Матеріали всеукраїнської наукової конференції молодих учених (18-19 лютого 2010р., м. Умань). - Частина 1. Умань, 2010. - С. 213-214. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті)

5. Богданович Р.П. Потенційна здатність до гумусоутворення чорнозему типового в умовах Правобережного Лісостепу / Р.П. Богданович, М.О. Предоляк // Матеріали до VIII з‘їзду УТГА (5-9 липня 2010р., м. Житомир). - Книга друга. - Харків, 2010. - С. 14-16. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті)

6. Балаєв А.Д. Гумусованість ґрунтів Правобережного Лісостепу України за різних умов їх використання / А.Д. Балаєв, М.О. Предоляк, О.П. Ковальчук, М.В. Гаврилюк // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. - 2010. - №149. - С. 357-362. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті)