Вплив добрив на родючість та агроекологічний стан дерново-підзолистих ґрунтів, забруднених радіонуклідами - Автореферат

Особливу загрозу становлять процеси дегуміфікації ґрунтів, їх підкислення та забруднення важкими металами і радіонуклідами. У звязку з цим виникає потреба у вивченні питань, повязаних із впливом добрив на родючість, загальний агроекологічний стан та процеси відтворення родючості грунтового покриву в короткоротаційній сівозміні. Дисертаційна робота є складовою частиною досліджень тематичних планів ЖНАЕУ та Інституту сільського господарства Полісся НААН України та виконана згідно з НТП УААН на 2006-2010 рр. „Землеробство”, завдання 02.01.05 „Вивчити вплив систем удобрення з елементами біологізації на потенційну та актуальну родючість ґрунту та блокування надходження радіонуклідів у рослинницьку продукцію” (номер державної реєстрації 0106U009319). Мета досліджень - удосконалити систему удобрення для чотирипільної сівозміни на дерново-підзолистому супіщаному ґрунті зони Центрального Полісся України для забезпечення відтворення родючості ґрунтів та отримання екологічно безпечної продукції. Для досягнення поставленої мети передбачалося вирішити такі завдання: 1) дослідити вплив систем удобрення у короткоротаційній сівозміні на: - динаміку накопичення важких металів і радіоцезію у ґрунті та рослинницькій продукції;Вміст гумусу складає 0,9-1,22%, РН сольове - 5,4-5,8, гідролітична кислотність - 2,16-2,41 мг-екв/100 г грунту, сума увібраних основ - 4,2-4,4 мг-екв/100 г грунту, вміст рухомих сполук фосфору та обмінного калію становить 102 і 59 мг/кг грунту відповідно. Баланс поживних елементів у ґрунті - азоту, фосфору та калію - визначали розрахунковим методом та експериментально за фактичним вмістом NPK у ґрунті. У третьому розділі „Результати досліджень” наведено результати досліджень щодо впливу систем удобрення на вміст важких металів та радіонуклідів у ґрунті та рослинницькій продукції, потенційні показники родючості дерново-підзолистого супіщаного ґрунту, його біологічну активність, ріст та розвиток сільськогосподарських культур, врожай і якість продукції. В той же час у сівозмінах виявилась закономірність зниження щільності забруднення ґрунту радіоцезієм при вирощуванні ячменю - культури, що висівалась після кукурудзи на зелену масу, в середньому за всіма варіантами на 15% (16,9 КБК/м2). Визначення вмісту важких металів у ґрунті у кінці вегетації ячменю, пелюшко-вівса та пшениці озимої показало, що з кожною наступною після кукурудзи культурою вміст кадмію та свинцю у середньому за всіма варіантами закономірно понижувався, хоча з деякими відхиленями в окремих варіантах.У дисертації наведено теоретичне узагальнення та новий підхід у вирішенні наукової проблеми відтворення родючості дерново-підзолистих супіщаних ґрунтів, забруднених радіонуклідами, які використовуються для вирощування сільськогосподарських культур у короткоротаційних сівозмінах Центрального Полісся України. 1.Сільськогосподарське використання дерново-підзолистих ґрунтів впродовж 25 років після аварії на ЧАЕС супроводжується зменшенням щільності забруднення цих ґрунтів 137Cs за період 1986-2009 рр. у 3,2 рази, а щорічне застосування під культури чотирипільної зерно-просапної сівозміни органомінерального добрива з екобіомом забезпечує зниження питомої активності 137Cs у зерні ячменю на 35,4% та озимої пшениці на 37,6% відповідно, а застосування органомінерального добрива з агровіт-кором - зниження цього показника на 54,5% та 49% відповідно у порівнянні з контролем (без добрив). Фоновий вміст рухомих форм важких металів (Cd, Pb) у дерново-підзолистому ґрунті становить 0,23 і 4,4 мг/кг відповідно, кількість яких збільшується при застосуванні органічних та органомінеральних добрив під першою культурою сівозміни (кукурудзою на 39,1% за кадмієм та на 19,2% за свинцем), що призводить до перевищення їхнього ГДК у ґрунті, тоді як при вирощуванні послідуючих культур вміст цих елементів понижується до рівня ГДК та нижче, що дозволяє отримувати екологічно безпечну рослинницьку продукцію, а саме: зеленої маси кукурудзи, зерна зернових та зернобобових культур із вмістом важких металів на 43,3 - 73% нижче ГДК. Позитивний баланс гумусу у дерново-підзолистому ґрунті за ротацію сівозміни забезпечують такі системи удобрення: біологічна ( 1,17 т/га), органомінеральна з елементами біологізації ( 1,29 т/га), та органомінеральна система з екобіомом ( 0,51 т/га), тоді як мінеральна система - призводить до зниження запасів гумусу в ґрунті (-0,12 т/га), . Більш інтенсивний ріст сільськогосподарських культур забезпечує органомінеральна система із стимулятором росту, загальноприйнята та органомінеральна з екобіомом, а також органомінеральна система з агровіт-кором, за яких інтенсивність росту рослин перевищувала контроль від 34% до 38%.

Основний зміст роботи

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та новий підхід у вирішенні наукової проблеми відтворення родючості дерново-підзолистих супіщаних ґрунтів, забруднених радіонуклідами, які використовуються для вирощування сільськогосподарських культур у короткоротаційних сівозмінах Центрального Полісся України.

1.Сільськогосподарське використання дерново-підзолистих ґрунтів впродовж 25 років після аварії на ЧАЕС супроводжується зменшенням щільності забруднення цих ґрунтів 137Cs за період 1986-2009 рр. у 3,2 рази, а щорічне застосування під культури чотирипільної зерно-просапної сівозміни органомінерального добрива з екобіомом забезпечує зниження питомої активності 137Cs у зерні ячменю на 35,4% та озимої пшениці на 37,6% відповідно, а застосування органомінерального добрива з агровіт-кором - зниження цього показника на 54,5% та 49% відповідно у порівнянні з контролем (без добрив).

2. Фоновий вміст рухомих форм важких металів (Cd, Pb) у дерново-підзолистому ґрунті становить 0,23 і 4,4 мг/кг відповідно, кількість яких збільшується при застосуванні органічних та органомінеральних добрив під першою культурою сівозміни (кукурудзою на 39,1% за кадмієм та на 19,2% за свинцем), що призводить до перевищення їхнього ГДК у ґрунті, тоді як при вирощуванні послідуючих культур вміст цих елементів понижується до рівня ГДК та нижче, що дозволяє отримувати екологічно безпечну рослинницьку продукцію, а саме: зеленої маси кукурудзи, зерна зернових та зернобобових культур із вмістом важких металів на 43,3 - 73% нижче ГДК.

3. Позитивний баланс гумусу у дерново-підзолистому ґрунті за ротацію сівозміни забезпечують такі системи удобрення: біологічна ( 1,17 т/га), органомінеральна з елементами біологізації ( 1,29 т/га), та органомінеральна система з екобіомом ( 0,51 т/га), тоді як мінеральна система - призводить до зниження запасів гумусу в ґрунті (- 0,12 т/га), .

4. Позитивний баланс макроелементів (NPK) у дерново-підзолистому супіщаному ґрунті забезпечується при співвідношенні органічних добрив (т/га) до мінеральних (кг д. р. на 1 га) в межах 1:6,8 - за загальноприйнятої системи удобрення та 1:28,2 - за органомінеральної системи удобрення з «Екобіомом».

5. Внесення у дерново-підзолистий ґрунт органічних добрив (підстилкового гною, соломи, сидератів) підвищує виділення вуглекислого газу у 1,5 рази, кількість дощових черв?яків у 1,5-1,6 рази та целюлозолітичну активність у 1,9 - 2,2 рази у порівнянні з контролем.

6. Більш інтенсивний ріст сільськогосподарських культур забезпечує органомінеральна система із стимулятором росту, загальноприйнята та органомінеральна з екобіомом, а також органомінеральна система з агровіт-кором, за яких інтенсивність росту рослин перевищувала контроль від 34% до 38%.

7. За різних метеорологічних умов найбільш ефективними за показниками врожайності виявилися органомінеральна система удобрення з екобіомом, мінеральна, органомінеральна з елементами біологізації та загальноприйнята система удобрення, які в порівнянні з контролем забезпечували збільшення врожаю за сівозміну на 59,6%, 57,4%, 50,4% та 48,9% відповідно.

8. Застосування органомінеральної системи удобрення з екобіомом, органомінеральної з агровіт-кором сприяє підвищенню якості сільськогосподарської продукції, а саме: цукристості кукурудзи на 39,5%, вмісту сирого протеїну, клітковини; у зерні ячменю - вуглеводів, білка - на 11,2-17,8%, зерні вівса - вмісту екстрактивних речовин, протеїну; у зерні пелюшки вмісту білка - на 22,5-29,3, вуглеводів та жиру, зерні озимої пшениці - клейковини - 17,3-24,8%, сирого протеїну та жиру.

9. Найвищі коефіцієнти енергетичної ефективності 4,58 та 4,15 забезпечують органомінеральні системи удобрення з екобіомом та агровіт-кором, тоді як прибуткове вирощування сільськогосподарських культур у чотирипільній зерно-просапній сівозміні забезпечує біологічна система, а рентабельне - органомінеральна загальноприйнята та система з елементами біологізації.

Рекомендації виробництву.

Для відтворення родючості дерново-підзолистого супіщаного ґрунту агрогрунтової зони Центрального Полісся України, забрудненого радіонуклідами, та отримання екологічно безпечної рослинницької продукції в умовах чотирипільної зерно-просапної сівозміни на рівні: зеленої маси кукурудзи 26,0-33,2 т/га, зерна ячменю ярого 2,21-2,77 т/га, зерна пелюшко-вівса 1,96-2,44 т/га та зерна пшениці озимої 2,80-3,24 т/га рекомендуємо господарствам різних систем власності: 1. Органомінеральні системи удобрення, які включають внесення за ротацію сівозміни 20 т/га підстилкового гною та N190P175K200 кг д. р. мінеральних добрив на 1 га, або 20 т/га підстилкового гною, 12 т/га соломи та 15 т/га сидерату та N150P155K135 кг д. р. мінеральних добрив.

2. За відсутності органічного добрива - підстилкового гною - альтернативну органомінеральну систему з комплексним біоактивним добривом - екобіом 9,4 т/га в поєднанні з мінеральними - 175 кг д. р. (P90K85) на 1 га за ротацію сівозміни та альтернативну органомінеральну систему з комплексним добривом агровіт-кор 10,9 т/га у поєднанні з мінеральними - 115 кг д. р. (P45K70) на 1 га за ротацію сівозміни.

1. Трембіцька О.І. Динаміка виносу важких металів рослинами кукурудзи в залежності від різних видів систем удобрення /

2. О.І. Трембіцька// Збірник наукових праць ННЦ „Інститут землеробства УААН”. - К.: ВД „ЕКМО”, 2009. - Вип. 4. - 188 с. (постановка задачі, проведення польових досліджень, аналіз отриманих даних)

3. Ковальов В.Б. Перспективні органомінеральні добрива для відновлення родючості ґрунту /В.Б. Ковальов, О.Ф. Смаглій, Д.Л. Чорний, О.І Трембіцька // Аграрна наука - виробництву, Київ - 2009. - Вип.4. - С. 5 (аналіз результатів досліджень)

4. Ковальов В.Б. Шляхи збереження та відродження родючості ґрунту в короткоротаційній сівозміні /В.Б. Ковальов, О.Ф. Смаглій, Д.Л. Чорний, О.І Трембіцька // Аграрна наука - виробництву, Київ - 2010. - Вип. 2. - С. 4.(аналіз результатів досліджень)

5. Ковальов В.Б. Вплив систем удобрення на динаміку важких металів у ланцюгу ґрунт - рослина / В.Б. Ковальов, Д.Л. Чорний, О.І Трембіцька // Вісник ЖНАЕУ. - 2009. - № 1. - С. 159-170 (постановка задачі, проведення польових досліджень, аналіз отриманих даних)

6. Трембіцька О.І. Вплив систем добрив на агроекологічний стан дерново-підзолистого ґрунту та накопичення радіоцезію сільськогосподарськими рослинами / О.І. Трембіцька // Міжнар. наук.-практ. конф. [« Сучасний стан та перспективи виробництва продукції рослинництва в умовах змін клімату»], (м. Дніпропетровськ , 26-28 травня 2010 р.). - Дніпропетровськ : ДІЗГ УААН, 2010. - Вип. 39. - С. 107-110

7. Трембіцька О.І. Енергетична ефективність різних систем добрив у короткоротаційній сівозміні Полісся / О.І. Трембіцька, І.В. Шудренко // Збірник наукових праць ННЦ „Інститут землеробства УААН”. - К.: ВД „ЕКМО”, 2010. - Вип. 4. - 188 с. (постановка задачі, проведення польових досліджень, аналіз отриманих даних)

8. Трембіцька О.І. Біологічна активність ґрунту в залежності від систем добрив в короткоротаційній сівозміні/ О.І. Трембіцька // Вісник ЖНАЕУ. - 2011. - № 1. С. 441- 449 (постановка задачі, проведення польових досліджень, аналіз отриманих даних)

9. Трембіцька О.І. Вплив систем добрив на баланс елементів живлення в ґрунті / О.І. Трембіцька //Вісник ЖНАЕУ. - 2010. - № 2. - С. 196-205 (постановка задачі, проведення польових досліджень, аналіз отриманих даних)

10. Трембіцька О.І. Вплив систем удобрення на вміст важких металів в грунті та винесення їх зеленою масою кукурудзи /

11. О.І. Трембіцька // Тези Міжнар. наук.-практ. конф. аспірантів, магістрів та студентів [«Інновації для сільського господарства»] (Житомир, 26 березня 2009 р.). - Житомир : ЖДУ ім. І. Франка, 2009. - С.57-59

12. Трембіцька О.І. Вплив добрив в короткоротаційній сівозміні на біологічну активність ґрунту / О.І. Трембіцька // Збірник тез доповідей другої міжнар. наук.-практ. конф. [«Екологія: вчені у вирішенні проблем науки, освіти і практики»], (м. Житомир, 25-26 березня 2010р.). - Житомир : ЖДУ ім. І. Франка, 2010. - С.39-41

13. Трембіцька О.І. Агроэкологическое состояние почвы в зависимости от загрязнения радионуклидами в короткоротационном севообороте зоны Полесья Украины / О.І Трембіцька // Материалы VII Междунар. научн. конф. [«Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК»] (м. Брянськ, 2010р.) - Брянск. Издательство Брянской ГСХА, 2010. - С. 286-289

14. Трембіцька О.І. Накопичення радіоцезію сільськогосподарськими культурами в залежності від систем добрив / О.І. Трембіцька // IV Всеукраїн. наук.-практ. конф. молодих вчених [«Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва»], (м. Сколе, 1-4 червня 2010р.).

15. Трембіцька О.І. Вплив органомінеральних добрив на відтворення родючості ґрунту в короткоротаційній сівозміні / О.І. Трембіцька // IV наук.-практ. конф. молодих вчених і спеціалістів [«Сучасні аспекти ведення сільського господарства»], (с. Прогрес, 30 червня 2010 р.)

16. Трембіцька О.І. Вплив систем удобрення на баланс гумусу в ґрунті в короткоротаційній сівозміні / О.І. Трембіцька // Агрохімія і ґрунтознавство. Міжвідомчий тематичний науковий збірник. Спец. випуск: «ННЦ „ІГА імені О.Н. Соколовського”», Книга 3. Житомир, «Рута», 2010. - 208 с.