Зміни агрофізичних властивостей чорнозему опідзоленого за тривалого застосування добриву у польовій сівозміні Правобережного Лісостепу України - Автореферат

Актуальність даного питання визначається ще й тим, що на фоні забезпечення оптимальних параметрів кислотно-основного режиму ґрунту та підвищення рівня забезпеченості польових культур елементами живлення, досить часто низький рівень окультуреності ґрунту за фізичними його показниками є лімітуючим фактором підвищення продуктивності агроценозів. Основою дисертації є матеріали науково-дослідної роботи, що виконувалася протягом 2002-2004 рр. згідно з тематичними планами Уманського державного аграрного університету за програмою „Розробка технології збереження родючості і раціонального використання ґрунтів Правобережного Лісостепу України”, і підпрограмою - 2.3 „Наукові основи нормування та регламенти застосування добрив, біостимуляторів і сировинних ресурсів”, за завданням „Розробити заходи по попередженню розвитку агрофізичної деградації чорнозему опідзоленого в Правобережному Лісостепу України” (№ ДР 0101U004495), де автор був безпосереднім виконавцем досліджень як аспірант. Мета досліджень - встановити вплив тривалого застосування різних систем та рівнів удобрення в польовій сівозміні на зміну параметрів показників агрофізичних властивостей чорнозему опідзоленого важкосуглинкового протягом вегетаційного періоду, та визначити оптимальні рівні насичення сівозміни органічними і мінеральними добривами для забезпечення їх стабільності. встановити параметри, характер та направленість сезонної трансформації щільності складення, водопроникності та фізико-механічних властивостей чорнозему опідзоленого під впливом тривалого застосування добрив у польовій сівозміні; Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що для чорнозему опідзоленого важкосуглинкового Правобережного Лісостепу України встановлена провідна роль кальцію та детриту в підтриманні показників агрофізичного стану в межах оптимальних параметрів: уперше встановлено: - параметри, характер і направленість сезонних змін щільності складення, водопроникності та фізико-механічних властивостей чорнозему опідзоленого за тривалого застосування різних доз і систем удобрення в польовій сівозміні;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. Як на початку вегетації, так і у кінці в орному шарі було відмічено наявність зони несприятливих значень щільності, яка за органічної та органомінеральної системи удобрення (варіант Гній 9 т N45P68K36, Гній 13,5 т N67P102K54) обмежується тільки прошарком 20-30 см. 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. Тривале застосування мінеральної системи удобрення та вирощування культур без їх внесення негативно відбивалося і на твердості ґрунту, спричиняючи її диференціацію в орному та підорному шарах і зростання, залежно від культур, на 5-12 кг/см2 відповідно в 1,7-2,6 рази у порівнянні з органічною та органомінеральною системами удобрення. При тривалому застосуванні мінеральної системи удобрення та вирощуванні культур без їх внесення відмічено деяке збільшення вмісту пилу на 1,7-6,0 пункти у порівнянні з органічною та органомінеральною системою та на 8,7-9,3 пункти у порівнянні з перелогом, де його вміст становив - 57,9-62,5%.У дисертації наведено теоретичне обґрунтування та нове вирішення питання підтримання агрофізичних властивостей чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України в межах оптимальних параметрів, що сприяло розробці та експериментальному обґрунтуванню рівня застосування органічних і мінеральних добрив у польовій сівозміні для забезпечення стабільності їх показників протягом усього періоду вегетації і високої продуктивності культур, що виявляється в наступному: 1. Вирощування культур без внесення добрив та застосування мінеральної системи удобрення знижує водопроникність ґрунту відповідно у 2,5 та 2,1-2,2 рази у порівнянні з перелогом і зумовлює її зниження за вегетаційний період у 2,3 і 2,1-2,3 рази до задовільного рівня. Тривале вирощування культур у сівозміні без внесення добрив та при застосуванні мінеральної системи удобрення (N135P135K135), сприяє формуванню прошарку ґрунту (20-30 см) з повільною швидкістю фільтрації, - в 1,3-2,3 рази менше у порівнянні з шаром 0-10 см. Вирощування культур у сівозміні без застосування добрив та внесення тільки мінеральних їх форм посилює природні процеси цементації ґрунту протягом вегетації, сприяє диференціації його твердості в орному та підорному шарах та різкому її зростанню в 2,2-4,4 та 1,1-1,5 рази, у шарі 0-10 та 20-30 см. Застосування органічної та органомінеральної системи удобрення забезпечує стабільність структурного стану ґрунту, вміст агрономічно цінних агрегатів знижувався відповідно лише на 0,62 та 2,8 пункти, мінеральна система та вирощування культур без застосування добрив зумовлювали зниження їх кількості відповідно на 1-6 і 1-9%.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертації наведено теоретичне обґрунтування та нове вирішення питання підтримання агрофізичних властивостей чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України в межах оптимальних параметрів, що сприяло розробці та експериментальному обґрунтуванню рівня застосування органічних і мінеральних добрив у польовій сівозміні для забезпечення стабільності їх показників протягом усього періоду вегетації і високої продуктивності культур, що виявляється в наступному: 1. Фізичні властивості чорноземних ґрунтів важкого і середнього гранулометричного складу є важливою складовою їх родючості. Вони відіграють важливу роль у житті рослин і залежать від рівня застосування добрив, меліорантів та інтенсивності обробітку ґрунту. Головними чинниками їх погіршення є дегуміфікація та декальцинація ґрунтового профілю.

2. Параметри сезонної трансформації щільності складення чорнозему опідзоленого на перелозі не перевищують 0,02-0,04 г/см3. Протягом вегетаційного періоду вона знаходиться в межах оптимальних її значень і в шарі ґрунту 0-40 см становить 1,20-1,27 г/см3.

3. Вирощування культур у сівозміні без застосування добрив та з внесенням тільки мінеральних спричиняє посилення процесів ущільнення ґрунту та в сукупності з іншими факторами зумовлює диференціацію щільності по профілю. Найбільших змін за вегетаційний період зазнає верхній шар 0-10 см, який ущільнюється на 0,02-0,09 г/см3, що у 0,5-2,3 рази більше за переліг. Застосування органічних добрив як окремо, так і в поєднанні з мінеральними, зменшує ущільнення ґрунту за вегетаційний період - (0,01-0,06 г/см3). Зона поширення несприятливих значень щільності при їх застосуванні обмежується лише прошарком 20-30 см. За мінеральної системи удобрення та вирощування культур без внесення добрив вона поширюється на весь орний (0-30 см) шар ґрунту.

4. Вирощування культур без внесення добрив та застосування мінеральної системи удобрення знижує водопроникність ґрунту відповідно у 2,5 та 2,1-2,2 рази у порівнянні з перелогом і зумовлює її зниження за вегетаційний період у 2,3 і 2,1-2,3 рази до задовільного рівня. Органічна та органомінеральна системи забезпечують підтримання її на рівні близькому до перелогу, відповідно - 223,8-364,5 та 167,3-359,2 мм/год. Зниження її за вегетацію може досягати 1,8-2,0 разів.

5. Тривале вирощування культур у сівозміні без внесення добрив та при застосуванні мінеральної системи удобрення (N135P135K135), сприяє формуванню прошарку ґрунту (20-30 см) з повільною швидкістю фільтрації, - в 1,3-2,3 рази менше у порівнянні з шаром 0-10 см.

6. Вирощування культур у сівозміні без застосування добрив та внесення тільки мінеральних їх форм посилює природні процеси цементації ґрунту протягом вегетації, сприяє диференціації його твердості в орному та підорному шарах та різкому її зростанню в 2,2-4,4 та 1,1-1,5 рази, у шарі 0-10 та 20-30 см. За органічної та органомінеральної систем твердість чорнозему опідзоленого в орному шарі відповідно на 13-42% нижча.

7. Застосування органічної та органомінеральної системи удобрення сприяє стабільності капілярної та повної вологоємності ґрунту протягом вегетації та підтриманню її на рівні відповідно - 23,3-38,3 і 34,1-50,9%. Мінеральна система та вирощування культур без внесення добрив знижує вологоємність ґрунту за вегетаційний період в 1,2- 1,4 рази.

8. Погіршення агрофізичних властивостей ґрунту протягом вегетаційного періоду зумовлено змінами структурно-агрегатного складу. Кількість агрегатів розміром >10 мм за вегетацію зростає на 55-57%. Застосування органічної та органомінеральної системи удобрення забезпечує стабільність структурного стану ґрунту, вміст агрономічно цінних агрегатів знижувався відповідно лише на 0,62 та 2,8 пункти, мінеральна система та вирощування культур без застосування добрив зумовлювали зниження їх кількості відповідно на 1-6 і 1-9%.

9. Зміни в структурному складі викликані втратою водостійкості агрономічно цінних агрегатів, яка знижувалася за вегетаційний період на 0,2-6,5 пункти - за мінеральної системи та 1,7-7,1 пункти - в неудобреному варіанті, що нижче за показник перелогу відповідно на 21-33 і 21-25%. За органічної та органомінеральної систем удобрення водостійкість знижувалася повільніше і протягом вегетації знаходилася на рівні 76-88% від показника перелогу.

10. Тривале застосування мінеральних добрив, навіть у високих дозах (N135P135K135) не спричиняє істотних змін гранулометричного складу, можливий лише не характерний для чорноземів розподіл гранулометричних фракцій в орному та підорному шарах ґрунту. Застосування гною у сівозміні сприяє рівномірному їх розподілу по профілю, підвищенню вмісту мулистої фракції у шарі 0-10 см на 7,9-8,8 пункти - за органічної та 1,0-5,8 пункти - за органомінеральної системи, у порівнянні з неудобреними ділянками і мінеральною системою удобрення.

11. Застосування органічних добрив як окремо, так і в поєднанні з мінеральними забезпечує високу потенційну здатність до оструктурення. Коефіцієнт структурності Фагелера у 0-30 см шарі ґрунту становив 79,7-93,0% при 93,2-95,2% на перелозі. Вирощування культур в сівозміні без застосування добрив та внесення мінеральних їх форм підвищує дисперсність орного шару ґрунту відповідно в 3,1-4,2 та 4,9-6,9 рази у порівнянні з перелогом.

12. За мінеральної системи удобрення та вирощування культур без їх внесення ґрунтові агрегати розміром <0,25 мм утворюються переважно за рахунок руйнування крупніших фракцій. При цьому кількість залученого до агрегації мулу в орному шарі відповідно в 1,9-2,8 та 1,8-1,9 рази менша у порівнянні з перелогом. Внесення гною сприяє залученню до агрегації більше мулистої фракції на 58-61% - у порівнянні з мінеральною системою та на 7-54% - з неудобреними ділянками.

13. Чорнозем опідзолений перелогу характеризувався високим вмістом гумусу в 0-40 см шарі ґрунту - 5,17-3,65%. Тривале вирощування культур без внесення добрив зумовлює його зниження до 3,21-2,79%. Застосування добрив сприяло його збереженню. Найбільш ефективною стосовно цього є органомінеральна система, де його вміст становив - 3,91-2,83%. Застосування органічної та органомінеральної системи позитивно впливало і на вміст у ґрунті детриту та власне гумусних речовин. Формування агрономічно цінної водостійкої структури і основних показників агрофізичного стану ґрунту у верхніх шарах 0-10 і 10-20 см, залежить від вмісту загального гумусу та детриту, що підтверджено статистично. Значний вплив власне гумусних речовин встановлено лише на деякі показники.

14. За мінеральної системи удобрення відмічено найбільші втрати обмінного кальцію на 27-30%, що складає 7,5-8,0 смоль/кг (варіант N135P135K135). За умов застосування органічної системи удобрення інтенсивність міграції катіонів кальцію в нижні шари, у сівозміні була найнижчою. Різниця його вмісту між шарами ґрунту 30-40 та 0-10 см становила 8-10%. Тоді як застосування мінеральної, органомінеральної системи та при вирощуванні культур в сівозміні без їх внесення вона складала 1,5-2,3 смоль/кг, тобто 8-12%, при пяти відсотках на перелозі. Встановлена провідна роль кальцію у підтриманні водостійкості агрегатів, коефіцієнт кореляції становив - 0,78 0,055 та у формуванні агрономічно цінної структури - r2 =0,78 0,075, водопроникності - r2 = 0,80 0,03, і щільності складення - r2 = 0,83 0,01.

15. Найвищу продуктивність ланки сівозміни забезпечує органомінеральна система удобрення - 14,89-19,09 т з.од./га. Залежно від доз добрив приріст продуктивності за даної системи становив 3,74-7,94 т з.од./га - у порівнянні з неудобрюваним варіантом, 0,98-2,53 - з органічною та 0,48-1,22 т з.од./га - мінеральною системою удобрення.

16. За біоенергетичною та економічною ефективністю найбільш доцільним є застосування органомінеральної системи удобрення із щорічним внесенням на 1 га сівозмінної площі 9 т гною N45P68K36. Рівень рентабельності при цьому складає від 48,40%, а кількість біологічно акумульованої енергії на 23% більша за контрольний варіант.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Для відтворення та підтримання агрофізичних властивостей чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу в межах оптимальних параметрів та забезпечення стабільності їх показників протягом усього періоду вегетації, а також збереження вмісту гумусу і енергетичного потенціалу ґрунту у польовій сівозміні необхідно щорічно на 1 га сівозмінної площі вносити 9 т гною та N45P68K36.

1. Недвига М.В., Галасун Ю.П. Динаміка структурно-агрегатного стану чорнозему опідзоленого за тривалого застосування добрив у сівозміні // Зб. наук. пр. Уманського ДАУ. - 2003. - Вип. 57. - С. 11-20 (проведення досліджень та їх аналіз, написання статті).

2. Галасун Ю.П. Вплив тривалого застосування добрив у польовій сівозміні на гранулометричний склад чорнозему опідзоленого // Зб. наук. пр. Уманського ДАУ. - 2004. - Вип. 58. - С. 98-104.

3. Галасун Ю.П. Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні на сезонні зміни водопроникності чорнозему опідзоленого // Зб. наук. пр. Уманського ДАУ. - 2005. - Вип. 61. - С. 89-96.

4. Прокопчук І.В., Галасун Ю.П. Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні на гумусний стан чорнозему опідзоленого // Вісник аграрної науки Причорноморя. - 2006. - Спец. вип. 4(37). - Том 2. - С. 130-133 (одержання результатів та їх інтерпретація, написання статті).

5. Галасун Ю.П. Продуктивність культур за тривалого застосування добрив у польовій сівозміні // Зб. наук. пр. Луганського НАУ. - 2006. - №.69(92). - С. 10-14.

6. Галасун Ю.П. Вплив тривалого застосування різних доз та систем удобрення на щільність складення чорнозему опідзоленого // Мат. міжнар. наук.-практ. конф. „Актуальні проблеми сучасного землеробства”. Луганськ, 2003. - С. 117-122.

7. Галасун Ю.П. Вплив тривалого застосування різних систем удобрення в польовій сівозміні на водостійкість структурних агрегатів // Мат. конф. молодих вчених (до 160-річчя Уманського ДАУ, 25-26 березня 2004 р.). - Умань, 2004. - С. 41-43.

8. Галасун Ю.П. Вологоємність чорнозему опідзоленого за тривалого застосування різних систем удобрення в польовій сівозміні // Мат. III міжнар. наук.-практ. конф. „Динаміка наукових досліджень ’ 2004” (Дніпропетровськ, 21-30 червня 2004 р.). - Дніпропетровськ, 2004. - Том 15. - С. 31-32.

9. Галасун Ю.П. Динаміка деяких показників фізико-механічних властивостей чорнозему опідзоленого за тривалого застосування добрив у сівозміні // Мат. наук. конф. (до 100-річчя від дня народження академіка П.А. Власюка і 150-річчя від дня народження професора Л.П. Симеренка). - Умань, 2005. - С. 19-21.

10. Галасун Ю.П. Сезонна трансформація обємної маси чорнозему опідзоленого за тривалого застосування добрив у сівозміні // Мат. Всеукр. наук. конф. молодих вчених. - Умань, 2006. - С. 42-43.

11. Галасун Ю.П. Влияние длительного применения удобрений на водопроницаемость чернозема оподзоленного // Мат. научн.-практ. конф. „Инновации молодых ученых - развитию АПК России” (Великие Луки, 23-24 марта 2006 г.). - Великие Луки, 2006. - Часть 1. - С. 15-17.

12. Прокопчук І.В., Галасун Ю.П., Стасінєвич О.Ю. Трансформація показників фізичного та кислотно-основного стану чорнозему опідзоленого за тривалого застосування добрив у польовій сівозміні // Мат. міжнар. наук. конф. „Аграрна наука і освіта XXI століття”. - Умань, 2006. - С. 56-58.

13. Недвига М.В., Галасун Ю.П. Динаміка водопроникності чорнозему опідзоленого за тривалого застосування різних систем удобрення в сівозміні // Агрохімія і ґрунтознавство (Спец. випуск до VII зїзду УТГА): Міжвідомч. темат. наук. зб. -. Харків, 2006. - Кн. 3. - С. 96-97.

14. Галасун Ю.П., Невлад В.І. Дисперсність твердої фази та здатність чорнозему опідзоленого до агрегації за тривалого застосування різних систем удобрення в сівозміні // Агрохімія і ґрунтознавство (Спец. випуск до VII зїзду УТГА): Міжвідомч. темат. наук. зб. - Харків, 2006. - Кн. 3. - С. 19-21.

15. Галасун Ю.П., Прокопчук І.В. Біоенергетична оцінка тривалого застосування різних доз і систем удобрення в сівозміні // Мат. Всеукр. наук. конф. молодих вчених. - Умань, 2007. - С. 97.

Размещено на .ru