Зміни показників фізико-хімічних та біологічних властивостей чорнозему типового правобережного лісостепу в умовах застосування ґрунтозахисних технологій - Автореферат
Вивчення впливу різних систем обробітку, норм і видів використання органічних добрив на окисно-відновний потенціал, реакції ґрунтового середовища і продуктивної вологи чорнозему Правобережного Лісостепу та врожайність сільськогосподарських культур.
Аннотация к работе
Сучасне землеробство характеризується інтенсивною мінералізацією органічної речовини та дегуміфікацією орних земель, поширенням цих негативних явищ на чорноземи і тому для відтворення їх родючості потрібно знайти шляхи, які забезпечують приріст гумусу та відновлюють процеси саморегуляції родючості ґрунту. Мета та завдання досліджень Метою досліджень було вивчення впливу ґрунтозахисних технологій з елементами біологізації на стан гумусу і біофізико-хімічні властивості чорнозему типового Правобережного Лісостепу та врожайність сільськогосподарських культур. Відповідно до мети досліджень вирішувалися такі завдання: встановити направленість процесу ґрунтоутворення та відтворення родючості грунту на основі вивчення фізико-хімічних та біологічних показників властивостей чорнозему типового в умовах ґрунтозахисних технологій; встановити вплив різних систем обробітку, норм і видів органічних добрив на динаміку загальної біологічної активності, окисно-відновного потенціалу, реакції ґрунтового середовища і продуктивної вологи чорнозему типового; на основі вивчення фізико-хімічних та біологічних показників властивостей чорнозему типового виявити їх взаємозалежність і вплив на врожайність сільськогосподарських культур;Дослідження проводились у науково-дослідному господарстві (НДГ) “Великоснітинське” Фастівського району Київської області, ґрунтовий покрив якого є типовим для Фастівського агроґрунтового району. Дослідження проводились у типовій зерно-буряковій сівозміні з чергуванням культур в ланці: горох - озима пшениця - цукрові буряки. Проводилось порівняльне вивчення агрономічної та економічної ефективності наступних технологій вирощування сільськогосподарських культур і систем обробітку ґрунту: Традиційної з оранкою на глибину 22-27 см; На фоні різних обробітків ґрунту вивчались пять варіантів удобрення (кількість добрив на 1 га сівозмінної площі): Без добрив (контроль); Досліджувались культури: горох - сорт Інтенсивний; озима пшениця - сорт Поліська 90; цукрові буряки - сорт Український ЧС-70.(1985), до основних факторів, регулюючих швидкість і характер гуміфікації, відносяться кількість і характер надходження рослинних решток до ґрунту, їх хімічний склад, режим вологості, аерація, реакція середовища і окислювально-відновлювальні умови, інтенсивність діяльності і груповий склад мікроорганізмів, а також гранулометричний, мінералогічний і хімічний склад ґрунту. Визначення продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту показало, що на варіанті з мілким плоскорізним обробітком у середньому за вегетаційний період її було більше порівняно з оранкою в 1999 р. на 32,1 мм, в 2000 р. на 10,4, в 2001 р. На варіанті з внесенням 40 т/га гною N110P90K90 на фоні мінеральних добрив інтенсивніше ОВ-процеси відбуваються при мілкому плоскорізному обробітку - 535 МВ (шар 0-15 см) і 515 МВ (15-30 см) ніж на оранці. В середньому за 1999-2001 рр. продукування СО2 ґрунтом збільшилось від їх внесення: на 22-24 % при оранці, 14-26 % при мілкому плоскорізному обробітку та 14-28 % - глибокому (Табл. Найвищий приріст вмісту гумусу за три роки досліджень в шарі ґрунту 0-15 см отриманий на варіанті з внесенням гною 20 т/га соломи 4 т/га N110P90K90 при використанні мілкого плоскорізного обробітку 0,13 % та при застосуванні глибокого обробітку 0,11 %, в шарі 15-30 см перевага була за оранкою - 0,10 % порівняно з вихідним його вмістом.Органічна частина ґрунту в чорноземах представлена в основному гумусом, впливає на фізичні, водно-фізичні, біологічні властивості ґрунту, обумовлює формування сприятливих умов для росту і розвитку рослин. Вміст рухомих органічних речовин є чутливими складовими гумусу до технологій вирощування культур і їх динаміка найбільше проявляється при мінімалізації обробітку ґрунту і саморегуляції родючості чорноземів. Внесення органічних і мінеральних добрив посилює диференціацію і збільшує запаси гумусу в верхньому шарі ґрунту. Найвищий приріст вмісту гумусу порівняно з початковим станом в шарі 0-15 см відмічався на варіантах з мілким і глибоким плоскорізними обробітками ґрунту та внесенням гній 20 т/га солома 4 т/га N110P90K90 і становив відповідно 0,13 і 0,11%. Найбільший їх приріст відмічався на варіанті мілкого плоскорізного обробітку із внесення 40 т/га гною N110P90K90 в шарі 0-15 см - 3,7 т/га.
План
Основний зміст роботи
Вывод
За Л.М.Александровою (1980), Д.С.Орловим та ін. (1985), до основних факторів, регулюючих швидкість і характер гуміфікації, відносяться кількість і характер надходження рослинних решток до ґрунту, їх хімічний склад, режим вологості, аерація, реакція середовища і окислювально-відновлювальні умови, інтенсивність діяльності і груповий склад мікроорганізмів, а також гранулометричний, мінералогічний і хімічний склад ґрунту.
Визначення продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту показало, що на варіанті з мілким плоскорізним обробітком у середньому за вегетаційний період її було більше порівняно з оранкою в 1999 р. на 32,1 мм, в 2000 р. на 10,4, в 2001 р. - 23 мм. Але у весняні періоди на усіх обробітках містилось приблизно однакова кількість, і лише у 2001 р. її на 8,7 мм було більше при мілкому безплужному обробітку, ніж при оранці.
Протягом вегетації сільськогосподарських культур відбувається інтенсивна витрата ґрунтової вологи на десукцію і випаровування, у звязку з цим до кінця вегетаційного періоду вичерпується майже весь запас продуктивної вологи в шарі 0-20 см і помітно зменшується у метровому. При цьому на запаси продуктивної вологи у 0-20 см шарі системи обробітку ґрунту впливу не здійснювали, а в метровому шарі ми спостерігаємо перевагу мілкого безплужного обробітку при збереженні ґрунтової вологи над оранкою за весь період вегетації рослин. Такі зміни пояснюються більш раціональною витратою вологи протягом вегетаційного періоду культур при систематичному використанні мілкого безплужного обробітку. Причому, на протязі всіх років спостережень у критичні періоди розвитку цукрових буряків, мілкий безплужний обробіток забезпечував більшу кількість доступної для рослин вологи, ніж оранка.
Температура ґрунту є важливим фактором, який визначає інтенсивність процесів гуміфікації « мінералізації та умови життєдіяльності вищих рослин, ґрунтової мікрофлори та фауни. Краще збереження вологи в теплий період в умовах безполицевих обробітків із залишенням на поверхні ґрунту мульчі сприяло зниженню температури верхніх шарів ґрунту, зменшуючи при цьому її фізичне випаровування.
В середньому за 1999-2001 рр. в квітні та травні температура ґрунту в шарі 0-5 см на оранці була до 1,3 °С (6%) більше, ніж на мілкому та 2 °С (11%) меншою - на глибокому плоскорізному обробітку. При безполицевих обробітках ґрунту на варіантах із внесенням соломи 8 т/га N110P90K90 та соломи 4 т/га сидерати N110P90K90 різниця між показниками порівняно з оранкою не перевищувала 5%.
При цьому ґрунтозахисні технології вирощування культур забезпечували більш мякий тепловий режим ґрунту, знижуючи температуру в жаркий день. З одержаних результатів можна зробити висновок, що обробіток ґрунту без обернення скиби стабілізує температурний режим 0-20 см шару ґрунту, зменшуючи прогрівання літом до 11 % відносно оранки та знижуючи непродуктивні витрати вологи.
Окисно-відновні умови один з багатьох ґрунтових факторів від якого залежать біологічна активність, трансформація рослинних решток, вміст та склад органічної речовини (Табл.1). При проведенні досліджень відбувалась наступна сезонна динаміка: найменші значення на початку вегетаційного періоду (310-465 МВ), підвищення влітку (420-535 МВ) та зниження восени (380-480 МВ). Найвищі значення окисно-відновного потенціалу (ОВП) припадають на червень місяць при застосуванні мілкого плоскорізного обробітку і становлять у шарі 0-15 см - 525 МВ, 15-30 см - 495 МВ (на варіанті без внесення добрив). Внесення мінеральних та органічних добрив підвищували ОВП ґрунту. На варіанті з внесенням 40 т/га гною N110P90K90 на фоні мінеральних добрив інтенсивніше ОВ-процеси відбуваються при мілкому плоскорізному обробітку - 535 МВ (шар 0-15 см) і 515 МВ (15-30 см) ніж на оранці. Тобто, за мілкого плоскорізного обробітку амплітуда коливань показників ОВП виражена інтенсивніше. Більшість окисно-відновних процесів повязані з біохімічними і тим самим заходяться в тісній залежності з ступенем аерації та мікробіологічною активністю ґрунту (Ковда В.А., Розанова Б.Г., 1988).
Величина активної кислотності ґрунту протягом теплого періоду в 1999-2001 рр. мала обернену до показників ОВП динаміку і знижувалась влітку та підвищувалась до кінця вегетаційного періоду цукрових буряків. Найвищі показники протягом вегетаційного періоду спостерігались при застосуванні ґрунтозахисного обробітку ґрунту. Це можна пояснити тим, що заробка в нижні шари ґрунту мінеральних і органічних добрив призводить до підкислення ґрунтового середовища, особливо на варіантах з внесенням лише соломи в поєднанні з мінеральними добривами (6,64 - 0-15 см, 6,55 - 15-30 см), при розкладанні якої виділяється багато кислих продуктів. В той же час на варіанті з внесенням соломи сидератів N110P90K90 показники активної кислотності мали вищі значення порівняно з вищенаведеною системою удобрення (8 т/га соломи N110P90K90). Найвища величина РН спостерігалась при внесенні 40т/га гною N110P90K90 і становила 6,88-6,80 (відповідно в шарі 0-15, 15-30 см) - оранка, 7,06-6,96 - глибокий та 7,17-7,02 РН одиниць - мілкий плоскорізні обробітки ґрунту. Загалом динаміка показників активної кислотності протягом вегетації відображає біохімічні ритми саморегуляції родючості чорноземів.
Інтенсивність виділення з ґрунту вуглекислого газу вважають показником сумарної біологічної активності (СБА), який в першу чергу обумовлений розвитком кореневої системи рослин та життєдіяльністю мікроорганізмів. На “дихання ґрунту” мали позитивний вплив органічні й мінеральні добрива. В середньому за 1999-2001 рр. продукування СО2 ґрунтом збільшилось від їх внесення: на 22-24 % при оранці, 14-26 % при мілкому плоскорізному обробітку та 14-28 % - глибокому (Табл. 1). Отже, добрива в більшій мірі, ніж обробіток змінюють інтенсивність “дихання ґрунту”. Ґрунтозахисні технології вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на плоскорізних обробітках, у перші роки впровадження зумовлюють зниження інтенсивності “дихання ґрунту” при використанні органомінеральної системи удобрення порівняно з традиційними технологіями. Тобто, сприяють зменшенню мінералізації органічної речовини і гумусу в ґрунті.
Целюлозолітична активність ґрунту є характеристикою трансформації органічної речовини і визначає продуктивність ґрунтових мікроорганізмів.
Застосування мілкого плоскорізного обробітку призводить до підвищення на 13,9-31,5, глибокого плоскорізного - 7,5-16,2% целюлозолітичної активності ґрунту в шарі 0-15 см в порівнянні з оранкою.
Таблиця 1 Вплив технологій вирощування цукрових буряків на біологічну активність та фізико-хімічні показники чорнозему типового, 1999-2001 рр.
Обробіток ґрунту Шар ґрунту, см Сумарна біологічна активність, % Інтенсивність продукування вуглекислоти з поверхні ґрунту, мг СО2/м2?год. Окисно-відновний потенціал, МВ Реакція ґрунтового розчину (РНВОДН.)
Дія добрив на фоні глибокого плоскорізного обробітку та оранки була більшою, порівняно з мілким плоскорізним обробітком. Внесення соломи на фоні мінеральної системи удобрення в більшій мірі ніж використання гною підвищувало СБА, особливо це було помітно на 2-й та 3-й роки після внесення соломи - підвищення становило 6,1-9,3 %. Мілкий плоскорізний обробіток на контролі та варіанті з гноєм в шарі 0-30 см підвищував целюлозолітичну активність ґрунту на 5,5-8,5 %.
Отже, систематичне застосування ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур із застосуванням мінеральних та органічних добрив призводить до активізації деструкційних процесів ґрунту, що виражається в активізації розкладу клітковини та зростанні величини виділення СО2 з поверхні ґрунту.
Найвищий приріст вмісту гумусу за три роки досліджень в шарі ґрунту 0-15 см отриманий на варіанті з внесенням гною 20 т/га соломи 4 т/га N110P90K90 при використанні мілкого плоскорізного обробітку 0,13 % та при застосуванні глибокого обробітку 0,11 %, в шарі 15-30 см перевага була за оранкою - 0,10 % порівняно з вихідним його вмістом.
Застосування мілкого плоскорізного обробітку на інших варіантах істотно не вплинуло на вміст гумусу в орному шарі порівняно з оранкою (Рис.1., Табл. 2).
Відмічено лише перерозподіл його кількості в орному горизонті. В шарі 0-15 см більший вміст при безполицевих обробітках, 15-30 см - при оранці. Така диференціація орного шару була відмічена лише на варіантах з внесенням органічних добрив на фоні мінеральних. Застосування сидератів на фоні органомінерального удобрення з соломою підвищувало вміст гумусу на мілкому плоскорізному обробітку і становив 3,72%, при глибокому - 3,71%.
Таблиця 2 Вплив технологій вирощування цукрових буряків на стан гумусу чорнозему типового, 1999-2001 рр.
Обробіток ґрунту Шар ґрунту, см Гумус, % Запаси гумусу, т/га Рухомі гумусові речовини, % Водорозчинна органічна речовина, мг/100 г ґрунту
На оранці така система удобрення не призвела до істотного підвищення вмісту гумусу. Збільшення вмісту гумусу відповідно підвищувало його запаси. Значні зміни запасів гумусу при мілкому плоскорізному обробітку в шарі 0-45 см спостерігалися на варіанті з внесенням гною 40 т/га N110P90K90 і становили - 4,2 т/га по відношенню до оранки. Наявність в кореневмісному шарі ґрунту свіжої органічної речовини і щорічне її надходження у верхній біологічно активний шар ґрунту при застосуванні ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур, призводить до збільшення вмісту та запасів гумусу в порівнянні з традиційною оранкою.
Рухомі гумусові речовини відіграють велике значення у створенні ефективної родючості ґрунту. Технології, що вивчалися, мали значний вплив на вміст рухомих гумусових речовин. За три роки застосування безполицевих обробітків на варіанті без добрив вміст рухомих гумусових речовин в шарі 0-15 см зменшився на 41-89 % порівняно з оранкою. Удобрення ґрунту на фоні плоскорізного обробітку підвищувало вміст вище зазначених сполук на 6-8 % порівняно з оранкою.
Вплив системи обробітку ґрунту на вміст і розподіл рухомих гумусових речовин проявляється в основному в орному і підорному шарі. Безполицеві обробітки на удобрених фонах значно (на 26-33 %) збільшили їх вміст у шарі 0-15 см. На глибині 15-30 см перевагу (на 9-13 %) мав варіант з оранкою, а в шарі 0-30 см їх вміст був приблизно однаковим. Таким чином, безполицевий обробіток у поєднанні з органічним і мінеральним удобренням створює передумови для перерозподілу органічної речовини і направленості процесів в бік формування анізотропного гумусового профілю, властивого перелоговим (цілинним) аналогам.
Водорозчинні органічні речовини (ВОР) відіграють важливу роль в ґрунтоутворенні і родючості ґрунту, приймають активну участь у багатьох ґрунтових процесах. Найперше вони є вихідним матеріалом для утворення всіх груп стабільних гумусових речовин та джерело поживних речовин (Комарцева, 1972). В чорноземі типовому спостерігалась сезонна динаміка водорозчинних органічних речовин: найменша їх кількість виявлена на початку вегетації, в квітні на оранці вміст в шарі 0-30 см складав 23,4-38,5, на мілкому обробітку - 28,9-56,8 мг на 100 г ґрунту. В період інтенсивного росту коренів, в червні - найбільша кількість цих речовин була при застосуванні мілкого плоскорізного обробітку і складала в шарі 0-15 см - 37,4-61,6 мг/100 г ґрунту. В серпні місяці їх кількість повільно зменшується, складаючи на оранці і на мілкому обробітку відповідно 54,2-71,4 і 56,8-76,4 мг/100 г ґрунту. Зниження в жовтні становило 50,3-67,2 і 52,6-73,6 мг на 100 г ґрунту.
Застосування органомінеральної системи удобрення підвищило вміст водорозчинної органічної речовини порівняно з контролем на варіанті із внесенням гною 40 т/га N110P90K90 - 49,5, 20 т/га гною соломи 4 т/га N110P90K90 - 33,8, соломи 8 т/га N110P90K90 - 37,6, соломи 4 т/га сидератів N110P90K90 - 35,9 відносних відсотків. Найвищий вміст вище зазначених речовин спостерігається на варіанті із застосуванням 40 т/га гною N110P90K90 - 64,0 мг/100 г ґрунту при застосуванні мілкого плоскорізного обробітку. Це повязано з високим вмістом водорозчинних органічних речовин в гної.
У середньому за 1999-2001 рр. застосування мілкого плоскорізного обробітку підвищувало вміст ВОР на 14,9 %.
Групово-фракційний склад гумусу змінювався в залежності від удобрення ґрунту та його обробітку. Внесення добрив сприяло зниженню суми фульвокислот в шарі 0-30 см на варіанті з внесенням соломи, сидератів та мінеральних добрив на 10,2-10,4; 40 т/га гною N110P90K90 - на 20,9-21,7; 8 т/га соломи N110P90K90 - на 28,7-30,2; 20 т/га гною 4 т/га соломи N110P90K90 - на 12,9-15,8 % порівняно з варіантом без добрив.
В фульватній частині гумусу спостерігаються зміни у фракційному складі: внесення добрив зменшило вміст фракцій фульвокислот - 2,3, і в той же час збільшувалась частка агресивної фракції. Це повязано з переходом в цю фракцію значної кількості неспецифічних органічних сполук, які потрапляють в ґрунт при внесенні органічних добрив та з рослинними рештками сільськогосподарських культур. При використанні соломи вміст цієї фракції був вищим ніж при внесенні гною. Але з часом в результаті ферментативних і окислювальних процесів вони частково мінералізуються і служать джерелом доступних поживних речовин для рослин, а частково є джерелом стабільного гумусу.
Найбільш типовою в складі гумінових кислот чорноземних ґрунтів є фракція ГК-2, яка повязана з кальцієм. Використання мінімального обробітку порівняно з оранкою підвищувало в шарі ґрунту 0-15 см вміст цієї фракції на 7,7 % при внесенні гною на фоні мінеральних добрив і на 20,2 % - 20 т/га гною 4 т/га соломи N110Р90К90. При внесенні 40 т/га гною N110Р90К90 зменшується співвідношення СГК : СФК і становить при мілкому плоскорізному обробітку - 1,76, при оранці - 1,98, а при застосуванні 4 т/га соломи сидерати N110Р90К90 відповідно 1,34 і 1,62.
Між факторами гуміфікації та показниками гумусного стану спостерігався тісний звязок. Встановлено залежність між умовами гумусоутворення, показниками гумусного стану і урожайністю сільськогосподарських культур за різного обробітку ґрунту.
Між рухомими гумусовими сполуками та водорозчинною органічною речовиною виявлений тісний зворотній звязок. На початку вегетації спостерігалась найбільша кількість лужнорозчинних і найменша водорозчинних органічних речовин, а в період інтенсивного росту коренів навпаки - найбільша кількість водорозчинних і найменша рухомих гумусових речовин. Врожайність цукрових буряків тісно корелювала з запасами продуктивної вологи (коефіцієнт кореляції - 0,77).
Створена нами модель (Рис.2) показує динаміку і взаємозвязок показників родючості чорнозему типового. В першій половині вегетаційного періоду спостерігалось підвищення температури ґрунту, що призводить до посилення мікробіологічної діяльності і, як наслідок, збільшення продукування вуглекислоти ґрунтом. У цей період посилюється біологічна активність, незначно знижується кислотність, що сприяє підвищенню ОВП. Посилення біологічної активності і ріст кореневої системи рослин в цей період сприяє збільшенню вмісту водорозчинних речовин у ґрунті.
Максимальна її кількість припадає на серпень і співпадає з максимальним значенням середньодобової температури. Починаючи з середини червня проходить поступове зниження РН ґрунтового середовища і зниження ОВП та підвищується мікробіологічна діяльність. У другій половині вегетаційного періоду підвищується РН, знижується ОВП і мікробіологічна діяльність.
Заходом підвищення врожайності цукрових буряків є внесення добрив. У середньому за три роки внесення добрив при застосуванні мілкого плоскорізного обробітку збільшувало збір коренеплодів, і становило при внесенні гною 40 т/га N110P90K90 - 501 ц/га. При внесенні гною 20 т/га соломи 4 т/га N110P90K90 - 484, соломи 8 т/га N110P90K90 - 463, соломи 8 т/га сидератів N110P90K90 - 541 ц/га. Найбільший приріст отриманий на варіанті органомінеральної системи удобрення з соломою та сидератами і становив 67 ц/га по відношенню до оранки. На фоні глибокого плоскорізного обробітку урожайність цукрових буряків зростав на варіанті з внесенням соломи 8 т/га сидератів N110P90K90 - на 77,8%, найменшим був на варіанті з соломою 8 т/га N110P90K90 - на 49,5%. На варіантах з гноєм 40 т/га N110P90K90 та гноєм 20 т/га соломою 4 т/га N110P90K90 урожайність склала відповідно 73,7 і 61,9 абсолютних відсотків. На традиційній оранці найкращим був варіант з внесенням 40 т/га гною N110P90K90 - 72,5%, найменше було зібрано коренеплодів на варіанті з гноєм 20 т/га соломою 4 т/га N110P90K90 - 450 ц/га, що на 60,7% менше в порівнянні з контролем. Але незалежно від обробітку внесення ? дози соломи сидерати N110P90K90 забезпечило отримання найвищого приросту врожаю 38,3-77,7 % порівняно з контролем.
Продуктивність ланки зерно-бурякової сівозміни (Табл.4). Найвища продуктивність ланки сівозміни, в середньому за роки досліджень, була при внесенні соломи 1,2 т/га сидератів N55P45K45 за мілкого плоскорізного обробітку і склала 74,1 ц/га зернових одиниць, що на 27,7% більше відносно варіанту, де добрива не застосовувались (порівняно з оранкою - 6,7%). Стосовно глибокого плоскорізного обробітку можна відмітити варіанти з внесенням соломи 4 т/га сидератів N55P45K45 та 12 т/га гною N55P45K45, на яких було зібрано відповідно 71,9 і 71,5 ц/га зернових одиниць, що на 24,8 і 24,4% більше за контроль (порівняно з оранкою - 4,5% і 3,4%). На варіанті без добрив найвища продуктивність ланки сівозміни була при застосуванні різноглибинного плоскорізного обробітку (47,1 ц/га зернових одиниць).
Біоенергетична та економічна ефективності. Ґрунтозахисні технології більш ресурсо- та енергозберігаючі при вирощуванні всіх культур ланки сівозміни, ніж при традиційній оранці. При мілкому плоскорізному обробітку коефіцієнт енергетичної ефективності був більшим на 10,9%, при різноглибинному - на 5,76% ніж на технології з оранкою, завдяки підвищенню врожайності культур. Зменшення витрат на обробіток і добрива та підвищення енергомісткості врожаю при ґрунтозахисних обробітках призвело до збільшення КЕЕ порівняно з оранкою.
Економічний аналіз показав, що ґрунтозахисні технології підвищували рівень рентабельності до 17% та знижували собівартості продукції порівняно з традиційною технологією, що особливо проявлялось на фоні добрив. Найвищий умовно чистий дохід отримано при мілкому плоскорізному обробітку на варіанті із органомінеральною системою удобрення з соломою та сидератами (7305 грн./га). При цьому собівартість знижувалась на 13,1%, а чистий прибуток підвищувався на 14,5%.Органічна частина ґрунту в чорноземах представлена в основному гумусом, впливає на фізичні, водно-фізичні, біологічні властивості ґрунту, обумовлює формування сприятливих умов для росту і розвитку рослин. Вміст рухомих органічних речовин є чутливими складовими гумусу до технологій вирощування культур і їх динаміка найбільше проявляється при мінімалізації обробітку ґрунту і саморегуляції родючості чорноземів.
Систематичний безполицевий обробіток сприяє диференціації оброблюваного горизонту за вмістом гумусу та розміщенням запасів у профілі чорнозему як у його природному заляганні. Внесення органічних і мінеральних добрив посилює диференціацію і збільшує запаси гумусу в верхньому шарі ґрунту. Найвищий приріст вмісту гумусу порівняно з початковим станом в шарі 0-15 см відмічався на варіантах з мілким і глибоким плоскорізними обробітками ґрунту та внесенням гній 20 т/га солома 4 т/га N110P90K90 і становив відповідно 0,13 і 0,11%. Разом з вмістом збільшувались і запаси гумусу. Найбільший їх приріст відмічався на варіанті мілкого плоскорізного обробітку із внесення 40 т/га гною N110P90K90 в шарі 0-15 см - 3,7 т/га.
3.Безполицевий обробіток стабілізує температурний і водний режими поверхневих шарів ґрунту. В квітні і травні температура верхнього 0-5 см шару ґрунту була нижчою на безполицевих обробітках, ніж на оранці на 6-11%. Це сприяло зменшенню непродуктивних витрат вологи. Технології, що базуються на мілкому плоскорізному обробітку збільшили запаси продуктивної вологи порівняно з оранкою в метровому шарі ґрунту на 21,8 мм.
4.Мінімалізація обробітку сприяє зниженню мінералізації органічної речовини ґрунту, що виявляється в зменшенні біологічної активності на варіантах без добрив. Одночасно при внесенні органічних і мінеральних добрив підвищується целюлозолітична активність на 6,1-9,3 %, особливо верхнього шару ґрунту, що вказує на прискорення процесів гуміфікації в чорнозему типовому.
5.Значення окисно-відновного потенціалу (ОВП), реакції ґрунтового середовища і їх динаміка протягом вегетаційного періоду, відбивають складні фізико-хімічні і біологічні процеси, які проходять у ґрунті. Показники ОВП зростають від початку (310-465 МВ) до середини (420-535 МВ) вегетаційного періоду і знижуються восени (380-480 МВ), а показник активної кислотності в середині вегетації був найнижчим. Заробка соломи і мінеральних добрив в нижні шари при оранці призводить до підкислення ґрунту, а внесення гною сприяє стабілізації реакції ґрунтового середовища.
6.Групово-фракційний склад гумусу чорнозему типового мало змінювався під впливом системи обробітку ґрунту, а внесення органічних і мінеральних добрив сприяло процесам гумусонакопичення і покращення складу гумусу. Внесення органічних добрив посилює процеси гуміфікації і сприяє збільшенню в складі гумусу гумінових кислот і нерозчинного залишку, що в цілому вказує на гумусонакопичення. Використання соломи з компенсацією азотної недостатності сприяє збільшенню частки фульвокислот в складі гумусу. Найбільше співвідношення Сгк : Сфк відмічалось при внесенні гній 12 т/га N55P45K45 і складало на оранці - 1,98, на мілкому плоскорізному обробітку - 1,76, при внесенні застосуванні 4 т/га соломи сидерати N110Р90К90 відповідно 1,34 і 1,62.
7.Ґрунтозахисні технології з біологізацією посилюють процеси гуміфікації в чорноземі типовому. Вміст рухомих гумусових речовин збільшується на безполицевих обробітках в порівнянні з оранкою в верхньому 0-15 см шарі ґрунту на 6,75 %, а в шарі 15-30 см на 6,12 %. Найбільша кількість водорозчинних органічних речовин відмічалась в період інтенсивного росту коренів. Застосування органомінеральної системи удобрення значно збільшує на 33,8-49,5% вміст цих речовин в ґрунті. Найвищий їх вміст відмічався на мілкому плоскорізному обробітку на фоні гною і мінеральних добрив.
8.Застосування ґрунтозахисних технологій веде до збільшення динаміки біологічних і фізичних процесів, посилення саморегуляції і відтворення родючості чорнозему типового. Сезонна динаміка загальної біологічної активності, окисно-відновних умов, кількості водорозчинної органічної речовини характеризується підвищенням показників від початку до середини вегетаційного періоду та наступним їх зниженням восени.Зміна показників реакції ґрунтового середовища, вмісту гумусу, рухомих гумусових речовин мала обернену направленість і найнижчі значення влітку.
9.Застосування безполицевого обробітку сприяє підвищенню ефективної родючості ґрунту і посилює кругообіг речовин та енергії в агроценозі. Врожайність сільськогосподарських культур є показником ефективної родючості ґрунту і технології, які базуються на мілкому плоскорізному обробітку мали перевагу порівняно з оранкою. Внесення добрив - 8 т/га соломи сидерати N55P45K45 і 40 т/га гною N55P45K45 підвищували врожайність цукрових буряків, яка становила 541 і 501 ц/га. На фоні органомінеральної системи удобрення при застосуванні мілкого плоскорізного обробітку високою була і цукристість коренеплодів - 7,2 і 13,8 %, збір цукру - 88,9 і 80,5 ц/га.
10.Найвища продуктивність ланки сівозміни (цукрові буряки, озима пшениця, горох) була за мілкого плоскорізного обробітку з внесенням соломи 1,2 т/га сидератів N55P45K45 і 40 т/га гною N55P45K45 і становила 74,1 і 71,3 ц/га зернових одиниць. На технології з мілким плоскорізним обробітком на фоні органомінерального удобрення коефіцієнт енергетичної ефективності був найбільшим - 8,33. При застосуванні ґрунтозахисних технологій рівень рентабельності підвищувався до 17% та знижувалась собівартість продукції порівняно з традиційною технологією.
Рекомендації виробництву
У господарствах Фастівського природно-сільськогосподарського району Правобережного Лісостепу при вирощуванні цукрових буряків в типовій сівозміні на чорноземі типовому середньосуглинковому на лесі (при високій забезпеченості азотом та середній рухомими фосфатами та обмінним калієм) застосовувати ґрунтозахисні технології, що ґрунтуються на мілкому плоскорізному обробітку на 10-12 см з внесенням 40 т/га гною і N110P90K90.
Для підвищення ефективної родючості чорноземів типових рекомендується залишати солому зернових колосових культур (4 т/га), застосовувати післяжнивне вирощування сидератів (редька олійна 180-200 ц/га) на фоні N110P90K90 норми мінеральних добрив під цукрові буряки.
Список литературы
По темі дисертації було опубліковано 6 праць у фахових виданнях: Балаєв А.Д., Кравченко Ю.С., Гагалюк В.В., Наумовська О.І. Відтворення гумусу в ґрунтозахисному землеробстві - основа підвищення родючості чорноземів // Аграрний вісник Причорномор?я. Випуск №3 (6), Частина І: Агрономія.- Одеса, 1999 - С.104-108. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті).
Балаєв А.Д., Кравченко Ю.С., Наумовська О.І.. Шляхи забезпечення бездефіцитного балансу гумусу підвищення родючості чорноземів // Науковий вісник Національного аграрного університету. Вип. 32. - К., 2000, - С.320-326. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті).
Наумовська О.І., Бережняк Є.М. Біохімічні показники родючості чорнозему типового при різних технологіях вирощування цукрових буряків // Науковий вісник Національного аграрного університету. Вип. 32. - К., 2000, - С.353-357. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті).
Балаєв А.Д., Грушко Ю.О., Наумовська О.І. Біохімічно-активний верхній шар ґрунту, як фактор родючості чорноземів // Вісник ХДАУ, 2001, №3.- Х.,- С.73-76. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті).
Наумовська О.І. Зміна показників родючості чорнозему типового при систематичному застосуванні ґрунтозахисних технологій вирощування цукрових буряків // Науковий вісник Національного аграрного університету. 2001, № 40, К. - С.91-94. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті).
Балаєв А.Д., Наумовська О.І., Євпак І.В., Целютін В.П. Саморегуляція родючості чорноземів типових у ґрунтозахисному землеробстві // Агрохімія і ґрунтознавство /Міжвідомчий тематичний науковий збірник. Книга третя.- Х., 2002.- - С.11-13. (Проведення лабораторних і польових досліджень, написання статті).