Зміни в азотному фонді та баланс азоту чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України за тривалого застосування добрив у польовій сівозміні - Автореферат

Для управління процесами живлення рослин, формування високих і якісних урожаїв культур і регулювання родючості грунту в умовах інтенсивного землеробства важливо всебічно вивчити направленість і ступінь змін під впливом тривалого сільськогосподарського використання. Тому питання про підвищення родючості грунту насамперед звязують із здатністю забезпечувати рослини азотом і воно є досить актуальним. Дослідження виконано згідно з тематичними планами Уманської державної аграрної академії на 1998-2000 рр. за темою “Розробка та обґрунтування системи удобрення в польовій сівозміні Правобережного Лісостепу України“ (№ ДР 0196U012626 та НТП “Родючість грунтів” - 03.04МВ/30-96), де автор брала безпосередню участь у проведенні досліджень, як аспірант. Мета і задачі досліджень полягають у теоретичному і практичному обгрунтуванні шляхів оптимізації азотної складової родючості чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України та азотного живлення рослин у польовій сівозміні. Для досягнення поставленої мети дослідження проводилися за такими напрямками: - визначити вплив тривалого застосування добрив у польовій сівозміні на процеси формування і стан азотного фонду чорнозему опідзоленого та його азотний режим;Встановлено, що напрямок трансформації азоту грунту та добрив, що повязаний з мікробіологічними процесами, та залежить від різних доз і систем удобрення. Характер динаміки вмісту мінеральних форм азоту обумовлюється біологічними особливостями культур, погодними умовами та рівнем удобрення.У процесі тривалого сільськогосподарського використання грунту вміст гумусу в шарі 0-20 см знизився на 15-46%, при його вмісті під перелогом - 4,32%. Внесення на 1 га сівозмінної площі 9 т гною і N45Р68К36 дозволяє зберегти вміст гумусу в шарі 0-20 см на рівні 3,60%, що становить 83% від перелогу. Кількість утвореного нітратного азоту за 32 дні компостування у грунті цього варіанту перевищувала його вміст у тривало неудобреному грунті у 2,3 рази, а показник енергії нітрифікації скорочувався на 11 днів. Вирощування сільськогосподарських культур, навіть при правильному їх чергуванні у польовій сівозміні, призводить до зменшення вмісту валового азоту по всьому профілю грунту до глибини 160 см, а в шарі 0-20 см його вміст зменшився на 42%, при показнику на перелозі 2042 мг/кг грунту. Забезпеченість рослин азотом на чорноземі опідзоленому, при визначенні за методами Корнфілда та Тюрина - Кононової, знаходилася в межах від дуже низької (варіант без внесення добрив) до середньої (варіант з середньорічним внесенням на 1 га сівозмінної площі 13,5 т гною N68Р101К54).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення питання оптимізації азотної складової родючості чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України польовій сівозміні, які заключаються в наступному: 1. У процесі тривалого сільськогосподарського використання грунту вміст гумусу в шарі 0-20 см знизився на 15-46%, при його вмісті під перелогом - 4,32%. Зменшення пройшло і в нижчому шарі грунту 20-60 см. Ці зміни відбувалися за рахунок детриту, тоді як вміст власне гумусових речовин змінився мало і був у межах 1,65-2,01% залежно від варіанту досліду. Внесення на 1 га сівозмінної площі 9 т гною і N45Р68К36 дозволяє зберегти вміст гумусу в шарі 0-20 см на рівні 3,60%, що становить 83% від перелогу.

2. Тривале застосування добрив змінює умови проходження мікробіологічних процесів у грунті, що впливають на трансформацію азотного фонду грунту. Насиченість 1 га сівозмінної площі органічними і мінеральними добривами з розрахунку 13,5 т/га гною N68Р101К54 забезпечує мікробіологічну активність грунту на рівні перелогу. Кількість утвореного нітратного азоту за 32 дні компостування у грунті цього варіанту перевищувала його вміст у тривало неудобреному грунті у 2,3 рази, а показник енергії нітрифікації скорочувався на 11 днів.

3. Вирощування сільськогосподарських культур, навіть при правильному їх чергуванні у польовій сівозміні, призводить до зменшення вмісту валового азоту по всьому профілю грунту до глибини 160 см, а в шарі 0-20 см його вміст зменшився на 42%, при показнику на перелозі 2042 мг/кг грунту. Застосування добрив у сівозміні підтримує вміст валового азоту на рівні 69-84% від перелогу.

4. Чорнозем опідзолений перелогу має такий розподіл азоту за фракціями: мінеральної - 2%, що легкогідролізує - 9, що важкогідролізує - 18, що негідролізує - 71%. Землекористування практично не змінює цього співвідношення, за виключенням деякого збільшення фракції, що негідролізується, у всіх варіантах, крім варіанту з високими дозами внесення гною - 18 т/га сівозмінної площі.

5. Забезпеченість рослин азотом на чорноземі опідзоленому, при визначенні за методами Корнфілда та Тюрина - Кононової, знаходилася в межах від дуже низької (варіант без внесення добрив) до середньої (варіант з середньорічним внесенням на 1 га сівозмінної площі 13,5 т гною N68Р101К54). Визначення цього показника за нітрифікаційною здатністю грунту дає на порядок завищені результати.

6. Запаси мінерального азоту в грунті на початку вегетації залежать від доз добрив і системи удобрення культури сівозміни, погодних умов, глибини відбору зразків. Особливо в значних межах змінюються запаси нітратного азоту - від 6 до 156 кг/га, у меншій мірі амонійного - від 100 до 195 кг/га у шарі грунту 0-100 см. Визначення їх в конкретних умовах агрокультури дозволить оптимізувати азотне живлення рослин за рахунок корегування доз азотних добрив.

7. Значна міграція нітратів по профілю грунту і підгрунтя спостерігалася при середньорічному внесенні на 1 га сівозмінної площі 135 кг азоту за мінеральної системи удобрення. Заміна частини мінерального азоту азотом гною суттєво знижує цей процес. Для зменшення втрат нітратного азоту насамперед необхідно перейти на весняні строки внесення азотних добрив.

8. Тривале застосування добрив у польовій сівозміні за різних рівнів та систем удобрення підвищувало урожайність всіх культур сівозміни, в середньому за 3 роки досліджень: сіна конюшини - на 4,3-10,5 ц/га, зерна озимої пшениці - на 4,6-11,2, коренеплодів цукрових буряків - на 61-169 ц/га порівняно з урожайністю на неудобрених ділянках. Найвищу віддачу за рахунок добрив одержано за органомінеральної системи ( гній 13,5 т N68Р101К54 на 1 га сівозмінної площі). При цьому продуктивність сівозміни була 63,5 ц/га з. од., що на 20,9 ц/га з. од. більше, ніж у варіанті без добрив.

9. Тривале застосування органомінеральної системи удобрення (варіант 2Гн NPK) з внесенням під озиму пшеницю N45Р45К45 забезпечувало вміст білка в зерні 14,1%, клейковини - 28,4%, при вмісті у контрольному варіанті 12,3 і 24,2% відповідно. Надмірне азотне живлення (варіант N135Р135К135 ) веде до погіршення технологічних якостей коренеплодів цукрових буряків - зменшення їх цукристості - на 8%, збільшення вмісту “шкідливого” азоту - на 55% від мінімального показника у досліді. Проте за рахунок підвищення урожайності коренеплодів заводський збір цукру підвищувався до 59,3 ц/га.

10. Вміст азоту в основній і нетоварній продукції на високих фонах удобрення підвищувався. Особливо сильне збільшення відбувалося у варіанті 3Гн NPK (гній 13,5 т N68Р101К54 на 1 га сівозмінної площі) - на 14-70% та 53-69% відповідно в порівнянні з контрольним варіантом.

11. Господарський винос азоту врожаями у варіанті 3Гн NPK зростав у 1,7-2,5 рази залежно від культури сівозміни, порівняно з ділянками, де добрива не використовувалися. Винос азоту на 1 т основної і відповідну кількість нетоварної продукції є більш стабільним показником. Найбільше його зростання відмічається при внесенні потрійних доз добрив за органомінеральної системи удобрення - на 26-65%.

12. У польовій сівозміні зерно-бурякового типу за органомінеральної системі удобрення з середньорічним внесенням на 1 га сівозмінної площі 9 т гною і N45Р68К36 забезпечувався додатній баланс азоту з інтенсивністю 119%. У варіантах з меншими дозами добрив баланс азоту відємний, при інтенсивності 37-87%.

13. З економічної точки зору найбільш економічно вигідним є застосування у польовій сівозміні органомінеральної системи удобрення (9 т гною N45Р68К36 на 1 га сівозмінної площі). Умовний прибуток за рахунок добрив при цьому становить 378 грн./га, рівень рентабельності - 87%, окупність 1 кг NPK - 6,9 кг продукції в перерахунку на зернові одиниці.

14. Для впровадження у виробничих умовах, з метою забезпечення продуктивності польової сівозміни зерно-бурякового типу 60-65 ц/га зернових одиниць і вище та забезпечення урівноваженого балансу азоту у чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу пропонується: а) щорічно вносити на 1 га сівозмінної площі 90-135 кг азоту залежно від виносу його врожаями;

б) з метою збереження вмісту органічної речовини та підтримання оптимальних біологічних властивостей грунту частина її повинна повертатися з 9-13,5 т гною на 1 га сівозмінної площі;

в) з метою підвищення ефективності азотних добрив та зменшення забруднення навколишнього природного середовища сполуками азоту перейти на весняні строки внесення азотних добрив, коригуючи їх дози із врахуванням запасів мінерального азоту по профілю грунту на початку вегетації.

1. Кравець І.С. Фракційний склад азотного фонду чорнозему опідзоленого після тривалого удобрення // Зб. наук. пр. Уманської сільськогосподарської академії.- Умань, 1999.- С. 112-116.

2. Геркіял О.М., Черно О.Д., Кравець І.С. Продуктивність культур і баланс поживних речовин у зерно-буряковій сівозміні на чорноземі опідзоленому після 30-річного застосування добрив // Вісник аграрної науки (спецвипуск).- Вересень, 1999.- С. 17-21 ( розрахунок виносу та балансу азоту, участь у підготовці статті, формуванні висновків).

3. Господаренко Г.М., Кравець І.С. Вплив землекористування на вміст і якість гумусу в чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу України // Науковий вісник Національного аграрного університету. - К., 2000.- №24.- С. 122-127 (участь у проведенні польових та лабораторних досліджень, узагальненні результатів, формуванні висновків).

4. Кравець І.С., Господаренко Г.М. Вплив тривалого удобрення на винос азоту культурами польової сівозміни // Вісник Державної агроекологічної академії України. - Житомир, 2000.- С. 95-96 (відбір зразків рослин, проведення визначення в них азоту, математична обробка даних, участь у формуванні статті і висновків).

5. Господаренко Г.М., Кравець І.С. Зміна біологічних властивостей чорнозему опідзоленого під впливом удобрення // Зб. наук. пр. Уманської сільськогосподарської академії. - Умань, 2000.- С. 95-100 (проведено лабораторний дослід, узагальнено його результати, участь у формуванні висновків).

6. Господаренко Г.М., Кравець І.С. Трансформація азотного фонду чорнозему опідзоленого в польовій сівозміні під впливом удобрення // Зб. наук. пр. Вінницького державного аграрного університету. - Вінниця, 2000. - Вип. 7. - С. 68-72 (відбір зразків грунту, проведення їх аналізів).

7. Кравець І.С., Господаренко Г.М. Винос азоту врожаями та його баланс у грунті за тривалого застосування добрив // Зб. наук. пр. Подільської агротехнічної академії. - Камянець-Подільський, 2000.-Вип. 8.- С. 29-32 (участь у розробці методики досліджень, проведення лабораторних дослідів, математична обробка даних).

8. Господаренко Г.М., Кравець І.С. Вплив тривалого застосування різних рівнів та систем удобрення в польовій сівозміні на міграцію нітратного азоту по профілю грунту і підгрунтя // Матеріали наук.-вироб. конф. “Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання грунтових ресурсів”. - К.: ДІА, 2000.- С. 135-136 (відбір зразків грунту, проведення їх аналізів, участь в узагальненні результатів і висновків).