Особливості акумулятивного ґрунтоутворення за нульового обробітку чорноземів Степу Донбасу - Автореферат

бесплатно 0
4.5 172
Вплив технології вирощування на забур"яненість та біометричні показники сільськогосподарських культур. Енергетична оцінка різних технологій обробітку. Ефективність вирощування сільськогосподарських культур. Сутність ґрунтоутворення в агроекосистемах.


Аннотация к работе
Світовий досвід розвитку аграрних систем свідчить, що при вирішенні проблем підвищення їх екологічної сталості провідне місце належить ґрунтам, а саме підтриманню їх в оптимальному стані, ефективному використанню ресурсів та енергії. Культурний процес ґрунтоутворення в чорноземах передбачає як мінімум підтримання бездефіцитного гумусового балансу ґрунту, збереження найбільш наближених до оптимальних фізичних властивостей ґрунту, захист від водної та вітрової ерозії. Майже повна відсутність системних наукових досліджень цієї технології в Україні (В.В.Медведєв, 1999) створює необхідність для поглибленого вивчення, комплексної перевірки її застосування. Мета досліджень - виявити особливості акумулятивного ґрунтотворення за різних технологій обробітку ґрунту й оцінити можливість і доцільність застосування нульового обробітку під час вирощування польових культур на чорноземі звичайному малогумусному легкоглинистому в умовах Донбасу. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання: - установити особливості та напрям розвитку ґрунтотворного процесу за технологією нульового обробітку ґрунту;Узагальнюються результати вивчення протидефляційних, агрофізичних, агрохімічних та біологічних властивостей ґрунту під час нульового обробітку, історія досліджень нульового обробітку ґрунту за кордоном і в Україні, економічний аналіз вирощування сільськогосподарських культур за цією технологією обробітку. Крім того, окремими варіантами були, повторний посів кукурудзи на зерно (монокультура) з проективним покриттям, з 20% проективним покриттям поверхні ґрунту шаром мульчі; повторний посів кукурудзи зі штучно створеним 100% проективним покриттям поверхні ґрунту шаром мульчі із подрібнених стебел кукурудзи. Озиму пшеницю вивчали в ланці сівозміни - кукурудза МВС - озима пшениця, кукурудзу - у повторному посіві. За традиційною технологією гербіциди застосовували на кукурудзі: Харнес - 2,5 л/га одразу після сівби, Діален або 2,4Д - 2 л/га у фазі кущіння; на озимій пшениці - Діален або 2,4Д - 2л/га в фазі кущіння. Визначено параметри багатьох властивостей ґрунту за різними технологіями вирощування сільськогосподарських культур: загального гумусу за Тюріним (ДСТУ 26213-91); гранулометричний склад за методикою Н.А.Качинського; щільність будови за Н.А.Качинським, найменшу вологоємність методом, описаним О.Ф.Під культурами де проективне покриття поверхні ґрунту рослинними рештками не перевищувало 20 % не створювались умови для суттєвого збільшення вологи в ґрунті, і тому передбачуваними виявились отримані результати - під час нульового обробітку запаси вологи були незначно більшими порівняно з традиційним обробітком (табл. А під час цвітіння (у критичний період для кукурудзи) запаси вологи в ґрунті під час нульового обробітку з мульчею перевищували запаси за іншими технологіями в шарі ґрунту 0-20 см в 3,2 рази, у шарі ґрунту 0-50 см у 2,3 рази, в шарі 0-100 см в 1,9 рази, а в шарі 0-150 см в 1,5 рази. На підставі дослідження теплофізичних властивостей визначено, що за таких умов (нульова технологія при 100% вкритті поверхні ґрунту мульчею) у Степу можна висівати кукурудзу в третій декаді травня, без ризику втратити вологу з ґрунту (4 червня спекотного 1999 року волога шару ґрунту 0-10 см дорівнювала НВ-31,9%), одночасно вирішується проблема боротьби з бурянами. Чисельність грибів у шарі 0-40 см за технології нульового обробітку при вирощуванні озимої пшениці була на 34% більшою, ніж за технології традиційного обробітку, а на кукурудзі чисельність грибів виявилася на 26% більше на варіанті з нульовим обробітком без мульчі та на 34% більше на варіанті з нульовим обробітком з мульчею порівняно з традиційним. Чисельність актиноміцетів у шарі ґрунту 0-40 см збільшувалася за нульовим обробітком на озимій пшениці на 6% порівняно з контролем, на кукурудзі за нульовим обробітком без мульчі на 39%, з мульчею на 58% порівняно з традиційною технологією вирощування кукурудзи.Щільність будови чорнозему звичайного малогумусного легкоглинистого, дещо збільшується за нульовою технологією обробітку порівняно з традиційною технологією. Рівноважна щільність орного шару ґрунту за нульовим обробітком при вирощуванні кукурудзи складала 1,11 г/см3, тоді як за технологією традиційного обробітку - 1,04 г/см3, під озимою пшеницею відповідно 1,15 г/см3 та 1,05 г/см3, Тобто вона знаходиться в межах оптимальних параметрів і не погіршує умов розвитку рослин. Критичної твердості (2,5 МПА) орний шар ґрунту за нульовим обробітком в наших дослідах не мав (твердість ґрунту під кукурудзою - 1,7 МПА, ґрунт під озимою пшеницею 1,2 МПА). Технологія нульового обробітку не створює умов для погіршення структурно-агрегатного складу ґрунту, порівняно з контролем, й істотно не впливає на вміст агрономічно цінної фракції та водостійких агрегатів ґрунту. Проведені дослідження показали, що нульова технологія обробітку з великою кількістю мульчі здатна підтримувати високу протидефляційну стійкість ґрунту і зберігає високий вміст вологи у верхньому шарі ґрунту, тим с

План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вывод
Динаміка параметрів агрофізичних властивостей ґрунту за різними технологіями

Нашими дослідженнями виявлено, що при застосуванні нульового обробітку збільшується щільність будови чорнозему звичайного малогумусного легкоглинистого і, перш за все, в шарі ґрунту 0 - 10 см, аналогічні результати отримані закордонними вченими (Zachmann J.E. D.R. Linden and C.E. Clapp, 1987; Radcliffe D. E., E.W. Tollner, W.L. Hargrove, R.L. Clark and M.H. Golabi, 1988; Davis G.W., 1992; Ball B.C., R.W. Lang, E.A.G. Roberson, M.F. Franklin, 1994; Mwendra E.J. J. Feyer, 1994). Глибше 10 см щільність будови інколи не тільки не збільшується, а в окремих випадках, щільність ґрунту навіть зменшується порівняно з традиційними способами обробітку (табл. 1, 2).

Роботи багатьох дослідників (Медведєв В.В., Назарова Д.І., 1979; Тарасенко Б.И., Заколодяжная Г.В., Добродомов Н.В.,1983; Бегей С.В., Стельмашук В.Г 1986) показали, що під кожну культуру, на кожному окремому типі ґрунту, існують конкретні межі щільності будови ґрунту, за яких рослина почуває себе найбільш комфортно. Разом з цим установлено, що існує так звана “рівноважна щільність ґрунту” (Ревут І.Б., 1972) - стан, у який повертається ґрунт після відносно довгої відсутності механічного обробітку.

За допомогою формули, запропонованої Долговим та модифікованої Кузнєцовою, нами визначено нижню та верхню межі оптимальної щільності, які забезпечують сприятливі умови для росту й розвитку кукурудзи як дуже чутливої до ущільнення ґрунту культури. dг = (100-А)?dтф / (100 W)?dтф (1) де dг - щільність будови ґрунту г/см3;

dтф - щільність твердої фази ґрунту, г/см3;

W - вологість у % від маси;

А - вміст повітря, %.

Розмах параметрів оптимальної щільності знаходиться в межах 1,13-1,31 г/см3. На підставі результатів квантильного аналізу виявлено, що щільність будови за нульовою технологією відповідає нормативу оптимальних параметрів.

Твердість за нульовою технологією вирощування кукурудзи в усі строки відбору на всіх глибинах була вищою, ніж за традиційною, але нижча за критичну межу (2,5 -3 МПА). На ділянках з озимою пшеницею підвищена твердість ґрунту спостерігалася за нульовою технологією тільки під час сівби, і теж була нижча за критичну. У подальшому, протягом вегетації озимої пшениці, різниця за твердістю ґрунту між обома варіантами нівелюється. Отже, твердість чорнозему звичайного Донбасу не лімітує використання нульових технологій вирощування культур.

Агрегатний стан орного шару ґрунту оцінювався за шкалою Долгова-Бахтіна і коефіцієнтом структурності за Ревутом. За традиційної технології вирощування кукурудзи він був стабільно кращим, але оптимального рівня не досягав. За класифікацією С.І. Долгова, ґрунт на всіх варіантах досліду діагностується як дрібногрудкуватий. Цікаво, що величина середньозваженого діаметру агрегатів мала тенденцію до збільшення на варіанті з нульовою технологією. До того ж, грудкуватість на початок квітня за нульовою технологією була завжди істотно вищою порівняно з традиційною. Саме грудкуватість є показником дефляційної стійкості ґрунту, а кінець зими - початок весни в Донбасі - це час небезпеки прояву вітрової ерозії. Пояснюється цей феномен наявністю більш стабільного снігового покриву взимку, який помякшував вплив екстремальних умов (у нашому випадку - замерзання - відтаювання та намочування - висихання ґрунту).

Таблиця 1

Динаміка щільності будови ґрунту за різними варіантами вирощування кукурудзи на зерно, середнє за 4 роки

Варіанти Шари ґрунту, см Обємна маса г/см3

Перед сівбою Сівба Сходи Цвітіння Збирання врожаю Середня

Традиційний обробіток - контроль 0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 0,99 1,09 1,14 1,18 0,94 1,07 1,08 1,17 1,04 1,19 1,30 1,34 1,02 1,22 1,17 1,17 1,01 1,21 1,17 1,16 1,00 1,16 1,17 1,20

Нульовий обробіток 0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 1,12 1,10 1,14 1,15 1,10 1,09 1,12 1,17 1,17 1,15 1,16 1,18 1,28 1,22 1,21 1,19 1,25 1,23 1,13 1,18 1,18 1,16 1,15 1,17

НІР0,05 0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 0,08 0,06 0,07 0,06 0,10 0,08 0,10 0,07 0,07 0,09 0,08 0,10 0,10 0,07 0,05 0,04 0,08 0,07 0,05 0,05

Sx% 0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 1,88 1,43 1,60 1,32 2,51 1,88 2,35 1,48 1,56 2,07 1,83 2,09 2,41 1,55 1,16 1,03 1.88 1,59 1,24 1,12

Таблиця 2

Динаміка щільності будови ґрунту за різними варіантами вирощування озимої пшениці, середнє за 4 роки.

Варіанти Глибина Рівень квантилей

Сівба Сходи Збирання врожаю

0,25 0,5 0,75 0,25 0,5 0,75 0,25 0,5 0,75

Традиційний обробіток 0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 1,02 1,12 1,15 1,16 1,06 1,20 1,19 1,23 1,12 1,30 1,24 1,27 0,91 1,06 1,06 1,12 0,95 1,09 1,09 1,14 1,02 1,10 1,20 1,22 1,00 1,07 1,08 1,10 1,11 1,14 1,19 1,14 1,15 1,23 1,29 1,28

Нульовий обробіток 0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 1,14 1,15 1,15 1,10 1,20 1,24 1,22 1,24 1,28 1,34 1,31 1,26 1,01 1,15 1,21 1,17 1,13 1,18 1,25 1,21 1,17 1,34 1,26 1,27 0,99 1,04 1,07 1,09 1,07 1,15 1,11 1,14 1,20 1,20 1,21 1,23

Стійкість поверхні ґрунту до дефляції залежить також від рівня зволоження поверхні. За результатами квантильного аналізу встановлено, що лише 15% обєму шару ґрунту 0 - 3 см (квантиль = 0,85) за традиційним обробітком перевищував 14 %-ий поріг вологості, тобто мав вологість більшу за критичну. Технологія ж з нульовим обробітком з невеликою кількістю рослинних решток (до 30%) мала близько 50% верхнього шару ґрунту, захищеного від дефляції вологістю; при 100% проективному покритті - 100%.

Для кількісної оцінки дефляційної стійкості ґрунту використовували рівняння Є.І. Шиятого. Потенційні втрати ґрунту від дефляції наведені в таблиці 3.

Нульова технологія забезпечує суттєве підвищення стійкості ґрунту до дефляції - у 9,4 рази в полі озимої пшениці. Кількість рослинних решток кукурудзи з 20% мульчі не дозволяє надійно захистити ґрунт від дефляції. При 100 % покритті поверхні ґрунту рослинними рештками забезпечується абсолютний (100 %) захист ґрунту. За таких умов (100 % покриття) проявлення вітрової ерозії неможливе навіть теоретично.

Таблиця 3

Показники дефляційної стійкості та потенційні втрати ґрунту від дефляції залежно від технології обробітку та сільськогосподарських культур, середнє за 3 роки

Культура Варіант Вологість, % Грудкуватість, % Кількість стерні в перерахунку на довжину 20 см, шт. Потенційні втрати ґрунту г/м2

Кукурудза - повторний посів Традиційний обробіток 10,2 52,7 0,0 35,2

Нульовий обробіток з 20% мульчі 16,0 56,3 10 10,2

Стерня (після озимої пшениці) Традиційний обробіток 14,3 52,6 0,0 35,5

Нульовий обробіток 17,6 54,0 223 3,7

Особливості ґрунтових режимів чорнозему звичайного малогумусного легкоглинистого за різними технологіями обробітку

Під культурами де проективне покриття поверхні ґрунту рослинними рештками не перевищувало 20 % не створювались умови для суттєвого збільшення вологи в ґрунті, і тому передбачуваними виявились отримані результати - під час нульового обробітку запаси вологи були незначно більшими порівняно з традиційним обробітком (табл. 4).

Таблиця 4

Динаміка запасів вологи ґрунту за різних варіантів вирощування кукурудзи на зерно, середнє за 4 роки

Варіанти Шари ґрунту, см Запаси вологи, мм.

Вихід з зими Сівба Сходи Цвітіння Збирання врожаю

Традиційний обробіток - контроль 0 - 20 0 - 50 0 - 100 0 - 150 35 91 168 233 33 80 143 207 33 71 140 198 15 36 76 127 16 39 75 118

Нульовий обробіток з 20% мульчі 0 - 20 0 - 50 0 - 100 0 - 150 41 98 176 244 37 84 150 212 29 73 131 185 17 39 80 129 18 42 77 119

Перед сівбою запаси вологи за технологією нульового обробітку вирощування кукурудзи повторного посіву на зерно були суттєво вищими, ніж за традиційною технологією, особливо в шарі ґрунту 0-50 см. Під час сходів запаси вологи в шарі ґрунту 0 - 20 см за нульовим обробітком були дещо меншими, ніж за традиційним. Узагалі, період сівба - сходи виявився найбільш критичним для нульового обробітку з малою кількістю рослинних решток на поверхні ґрунту, що підтверджується даними інших дослідників (М.К. Шикула, Г.В. Назаренко, 1990).

Під культурами де проективне покриття поверхні ґрунту рослинними рештками становило 100% створювались умови для накопичення запасів вологи у ґрунті (табл. 5).

Таблиця 5

Динаміка запасів вологи за різних варіантів вирощування кукурудзи на зерно, 1999 р.

Варіанти Шари ґрунту, см Запаси вологи, мм

До сівби Сівба Цвітіння Збирання врожаю

Традиційна технологія - контроль 0 - 20 0 - 50 0 - 100 0 - 150 34 92 174 222 38 93 170 229 7 29 69 118 1 7 14 36

Нульовий обробіток, при 100% покритті 0 - 20 0 - 50 0 - 100 0 - 150 42 109 193 259 44 108 186 238 23 66 132 174 5 15 31 62

Найбільшу різницю між варіантами відмічено в посушливих погодних умовах 1999 року. В кожному шарі ґрунту в усі терміни відбору зразків запаси вологи під мульчею були суттєво вищими порівняно з традиційним обробітком. Отримані результати погоджуються з літературними даними (Dick W.A., Edwards W.M., Stehouwer R.C. and Eckert D.J., 1992; P.W. Unger, 1984). Слід зазначити, що запаси вологи під час нульового обробітку з проективним покривом мульчею < 30% на час виходу з зими були несуттєво меншими порівняно з проективним покриттям мульчею 100%, однак у наступні строки відбору запаси вологи за технологією нульового обробітку з невеликою кількістю мульчі були значно меншими. А під час цвітіння (у критичний період для кукурудзи) запаси вологи в ґрунті під час нульового обробітку з мульчею перевищували запаси за іншими технологіями в шарі ґрунту 0-20 см в 3,2 рази, у шарі ґрунту 0-50 см у 2,3 рази, в шарі 0-100 см в 1,9 рази, а в шарі 0-150 см в 1,5 рази. Режим вологи за нульового обробітку з мульчею наближається до водного режиму цілинних аналогів (М.К. Шикула, 1990).

Застосування нульового обробітку під озиму пшеницю порівняно з традиційним сприяло в середньому за 4 роки збільшенню вмісту вологи у шарі 0-20 см в 1,6 рази (з 12 до 19 мм), що дозволило в посушливі 1998 і 1999 роки отримати сходи восени (на контролі вони зявилися лише навесні).

Вологозабезпеченість перш за все визначається особливостями температурного режиму. Було визначено, що на варіанті з нульовим обробітком з проективним покриттям мульчею до 30% температура шару ґрунту 0-20 см майже не відрізнялася від контролю, що повністю підтверджується подальшими дослідженнями питомої теплоємності, тепло- і температуропровідності. Суттєво змінюється температурний режим у бік зниження температур при 100% покритті поверхні ґрунту рослинними рештками (подібно до цілинних чорноземів). На підставі дослідження теплофізичних властивостей визначено, що за таких умов (нульова технологія при 100% вкритті поверхні ґрунту мульчею) у Степу можна висівати кукурудзу в третій декаді травня, без ризику втратити вологу з ґрунту (4 червня спекотного 1999 року волога шару ґрунту 0-10 см дорівнювала НВ-31,9%), одночасно вирішується проблема боротьби з бурянами. На ранніх строках сівби ще далеко не всі буряни зявилися, а весняні приморозки зводять ефективність суцільних гербіцидів нанівець. До того ж, висіваючи пізні строки сівби кукурудзи, гарантовано усувають весняні приморозки, які майже кожного року пошкоджують сходи кукурудзи. Фізична сутність цього феномену полягає в істотному зменшенні надходження в ґрунт теплового потоку за нульовою технологією (більше 19%), що визначається, по-перше, більш високим альбедо (0,18 для решток при 0,08 для ґрунту) і, по-друге, різким зменшенням теплопровідності мульчі (20% від теплопровідності ґрунту).

Створення більш сприятливих гідротермічних умов для Степу за нульовою технологією з мульчею (зниження температури ґрунту, збільшення продуктивної вологи) позитивно відбивається на мікробіологічній активності ґрунту. Посилюється інтенсивність “дихання” ґрунту, що діагностується за CO2; підвищується целюлозолітична активність. Чисельність грибів у шарі 0-40 см за технології нульового обробітку при вирощуванні озимої пшениці була на 34% більшою, ніж за технології традиційного обробітку, а на кукурудзі чисельність грибів виявилася на 26% більше на варіанті з нульовим обробітком без мульчі та на 34% більше на варіанті з нульовим обробітком з мульчею порівняно з традиційним. Чисельність актиноміцетів у шарі ґрунту 0-40 см збільшувалася за нульовим обробітком на озимій пшениці на 6% порівняно з контролем, на кукурудзі за нульовим обробітком без мульчі на 39%, з мульчею на 58% порівняно з традиційною технологією вирощування кукурудзи. За технології нульового обробітку стан ґрунту є більш сприятливим для мікробіологічної активності, до того ж мульча є додатковим джерелом поживних речовин для мікробів.

Установлено, що за нульовою технологією значення окисно-відновного потенціалу (ОВП) має стійкий тренд зниження. При цьому змінюються не тільки абсолютні значення ОВП за окремими шарами ґрунту, але й сам характер його розподілу у ґрунтовому профілі.

Використання квантильного аналізу дозволило визначити рівень імовірності забезпечення поживними речовинами (NPK) рослин за шарами ґрунту. Так, у шарі 10-20 см близько 75% обєму ґрунту за нульовою технологією мало середній і вище середнього рівень забезпеченості фосфором, а за традиційною - лише 50%. У цілому за технології нульового обробітку вміст рухомого фосфору і калію в ґрунті був набагато більшим, ніж за технології традиційного обробітку. Вміст нітратного азоту за варіантами дослідження суттєво не різнився. Підвищений вміст доступних P2O5 і К2О є обєктивною основою збільшення внесення азоту для досягнення оптимального співвідношення між основними елементами живлення. Застосування нульового та традиційного обробітку за час наших дослідів виявило деяку тенденцію до збільшення гумусу за технологією нульового обробітку.

Вплив технології вирощування на забуряненість та біометричні показники сільськогосподарських культур

На просапних культурах зі зміною технології обробітку від полицевої до нульової збільшується чисельність бурянів. На варіанті з нульовою технологією обробітку починається інтенсивна зміна видів бурянів з однорічних на багаторічні, а також збільшується видова різноманітність дикої флори. Акумуляція у верхньому шарі ґрунту основної маси насіння бурянів створює умови для інтенсивного проростання й сильної забуряненості за нульовою технологією (рис.1).

Як свідчать результати досліджень біометричних показників, після 4 років застосування нульової технології обробітку характер розташування кореневої системи кукурудзи в ґрунті порівняно з традиційною технологією не змінився. Розвиток надземної частини кукурудзи був кращим за традиційною технологією, а озимої пшениці - за нульовою технологією. Відповідно й урожайність кукурудзи за нульовою технологією була нижчою за контроль (20,8 ц/га за нульовою, 25,3 ц/га за традиційною), а озимої пшениці вищою за нульовою технологією (27,4 ц/га), на контролі - 26,0 ц/га.

Енергетична та економічна оцінка різних технологій обробітку

Урожайність пшениці у середньому за 3 роки була більшою за нульовим обробітком. Забуряненість і недостатність вологи в період сівба - сходи були причиною зниження врожайності кукурудзи за технології нульового обробітку. Витрати пального за технології нульового обробітку порівняно з традиційним виявилися на 45% меншими на озимій пшениці та на 47% меншими на кукурудзі. Відповідно коефіцієнт енергетичної ефективності прямих енерговитрат за нульовою технологією обробітку в 1,9 і в 1,7 разів вище порівняно з традиційною технологією (табл. 6). За рахунок меншої врожайності на варіанті вирощування кукурудзи з невеликою кількістю мульчі, енерговміст основної продукції та, як результат, коефіцієнт енергетичної ефективності технології виявилися меншими, ніж на контролі. Енергетична ефективність вирощування озимої пшениці за усіма показникам виявилася кращою за нульовим обробітком ( табл. 6.).

Таблиця 6

Техніко - енергетична ефективність технологічних варіантів вирощування сільськогосподарських культур

Показники Кукурудза Озима пшениця

Традиційний обробіток Нульовий обробіток Традиційний обробіток Нульовий обробіток

Енерговміст основної продукції, МДЖ/га 38127,5 31332,5 50008 49843,5

Енерговитрати на одиницю продукції, МДЖ/ц 578,9 603,3 411,3 339,0

Трудовитрати, люд.год/га 14,9 9,5 4,85 3,12

Витрати палива, л/га 101 46,9 95,3 51,7

Коефіцієнт енергетичної ефективності за прямими енерговитратами 7,3 12,6 11,7 21,9

Коефіцієнт енергетичної ефективності (загальний) 2,6 2,5 4,1 4,9

Коефіцієнт енергетичної ефективності нульового обробітку вирощування озимої пшениці був на 21% вище, ніж за традиційним. Економічна ефективність вирощування кукурудзи за нульовим обробітком в наших дослідженнях виявилась у 2,4 рази нижчою порівняно з традиційною технологією (табл. 7).

Економічна ефективність вирощування озимої пшениці за нульовою технологією обробітку в 1,3 рази вища порівняно з контролем (табл. 7). Урожайність озимої пшениці за нульовим обробітком порівняно з традиційним обробітком була на 5% вищою, собівартість вирощування - відповідно на 12% нижчою.

Таблиця 7

Економічна ефективність вирощування сільськогосподарських культур

Показники Одиниця виміру Озима пшениця (середнє за 3 роки) Кукурудза (середнє за 4 роки)

Традиційний обробіток Нульовий обробіток Традиційний обробіток Нульовий обробіток

Урожай зерна ц/га 26,0 27,4 25,3 20,9

Вартість одержаної продукції грн/га 1433,4 1510,6 1318,1 1091,0

Виробничі витрати грн/га 484,7 425,2 465,4 620,3

Прибуток грн/га 948,6 1085,4 852,6 470,7

Коефіцієнт економіч. ефективності 2,0 2,6 1,8 0,8 сільськогосподарський ґрунтоутворення агроекосистема технологія

Таким чином, за отриманими результатами вирощування кукурудзи на зерно за нульовим обробітком в наших умовах економічно недоцільно. Вирощування за нульовим обробітком озимої пшениці є енергетично та економічно виправданим

Сутність ґрунтоутворення в агроекосистемах

У процесі природного ґрунтоутворення чорноземи отримали такі агрономічно цінні якості, як відносно високий вміст гумусу; нейтральну реакцію ґрунтового розчину; у цілому задовільні агрофізичні та біологічні якості, які сприяють розвитку сільськогосподарських рослин; високий вміст валових запасів поживних речовин тощо; ці ґрунти не мають якостей украй негативних в агрономічному відношенні. Але за традиційною технологією під впливом оранки та розпушення ґрунту при догляді за просапними відбувається посилена мінералізація та втрати гумусу. До того ж традиційна система механічного обробітку характеризується численними проходами в полі машинно-тракторних агрегатів, що сприяє виникненню та розвитку деградаційних явищ у ґрунті. За відсутності мульчі з поверхні орних чорноземів вологи випаровується набагато інтенсивніше, ніж з поверхні цілинних їх аналогів (непродуктивні витрати вологи), а також збільшується загроза втрат ґрунту від ерозії та дефляції.

Головними ланками, які обумовлюють цілеспрямовану зміну ґрунтотворного процесу в цілому, створення умов для зростання родючості чорнозему й підвищення його продуктивності є гумусонакопичення (як мінімум гумусовідновлення), збереження запасів вологи, покращання поживного режиму, захист від ерозії та дефляції на тлі оптимального агрофізичного стану ґрунту.

Ефективним інструментом створення умов для зростання родючості чорнозему є нульовий обробіток. Для оцінки його впливу на ґрунт порівняно з традиційним обробітком ми вибрали узагальнюючий показник фізичних властивостей ґрунтів індекс фізичного стану ґрунтів, а також коефіцієнт гуміфікації та рівняння втрат від вітрової ерозії Шиятого.

Індекс фізичного стану ґрунту запропонували використовувати В.В. Медведєв і Т.М. Лактіонова, (1988). Він розраховується за формулою

ИНФС=NO a*b*c*…*n (2) де a,b,c…n, - параметри окремих водно-фізичних та фізичних властивостей ґрунту. Максимально цей індекс дорівнює 1 або 100 балам, це оптимум і чим ближче фактичний індекс до оптимуму, тим менше фізичні та водно-фізичні властивості обмежують урожай сільськогосподарських культур. Вихідні еталонні (В.В. Медведєв, 2002) та фактичні (отримані нами) дані з агрофізики під кукурудзою наведено в табл. 9.

Таблиця 9

Оптимальні* та фактичні параметри ґрунту для кукурудзи

№ п/п Показники Параметри

Фактичні

Оптимльні За традиційного обробітку За нульового обробітку з мульчею За нульового обробітку

1 Щільність, г/см3 на час сходів (шар 0-20 см) 1,24 1,12 1,16 1,16

2 Твердість, МПА на час сходів (шар 0-20 см) 1,15 1,03 0,75 1,50

3 Структурно-агрегатний склад (10 мм-0,25 мм), % (шар 0-20 см) 85 65 64 64

4 Водотривкі агрегати % (>0,25 мм) (шар 0-20 см) 75 32 50 50

5 Загальна пористість (шар 0-20 см) 60 58 57 56

6 Запаси вологи, мм у шарі 0-20 см 40 33 44 29

7 Запаси вологи, мм у шарі 0-100 см 120 76 134 80

8 Вміст рухомого фосфору, мг/100 г (шар 0-20 см) 20 10,4 11,3 10,9

9 Вміст обмінного калію, мг/100 г (шар 0-20 см) 18 16,8 17 15,3

10 Втрати від вітрової ерозії, за рік т/га за рік 3,0 29,6 0,0 8,6

11 Вміст водонасичених пор, % у шарі 0 - 20 см 60 28 47 21

*Оптимальні параметри ґрунту за В.В. Медведєвим, 2002 р.

Отримані результати свідчать, що найкращий індекс фізичного стану чорнозему звичайного для кукурудзи виявився на варіанті нульового обробітку з мульчею - 0,75. Індекс фізичного стану чорнозему за нульовим обробітком без мульчі 0,70, а найгірший індекс фізичного стану чорнозему був на варіанті з традиційним обробітком - 0,62.

На основі наших розрахунків виявлено, що традиційний обробіток сприяє втратам гумусу з ґрунту, а за нульовим обробітком проявляється тенденція його накопичення.

За нашими підрахунками річні втрати від вітрової ерозії за технологією нульового обробітку були в 1,7 рази менше, порівняно з традиційним обробітком на ділянках під кукурудзою а за нульовим обробітком з мульчею їх взагалі не було (див. табл. 9). На ділянках після озимої пшениці, річні втрати ґрунту від вітрової ерозії становлять 29,7 т/га за традиційним обробітком і 3,1 т/га за нульовим обробітком.

Запаси вологи за технологією нульового обробітку з мульчею в шарі 0 - 100 см у критичний період розвитку кукурудзи (цвітіння), виявились оптимальними (див. табл. 9), запаси вологи за нульовим обробітком без мульчі були на 40 мм, а за традиційним обробітком на 44 мм менше за оптимальні.

Порівнюючи оптимальні ґрунтові параметри (В.В. Медведєв, 2002) та фактичні показники ґрунту для кукурудзи, очевидно, що фактичні ґрунтові параметри за нульовим обробітком ближче до еталонних параметрів, ніж за традиційним обробітком.
Заказать написание новой работы



Дисциплины научных работ



Хотите, перезвоним вам?