|
НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР
“ІНСТИТУТ ГРУНТОЗНАВСТВА ТА АГРОХІМІЇ
ІМЕНІ О.Н. СОКОЛОВСЬКОГО”
Костюк Микола Миколайович
УДК 631.41:[631.811:631.821]
Вплив довготривалого застосування
добрив і вапна на агрохімічні властивості
ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного грунту західного Лісостепу
06.01.04 - агрохімія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Харків – 2004
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті землеробства і тваринництва західного регіону Української академії аграрних наук.
Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор,
член-кореспондент УААН Трускавецький Роман Степанович,
Національний науковий центр “Інститут грунтознавства та агрохімії
ім. О.Н. Соколовського”, головний науковий співробітник
лабораторії родючості гідроморфних і кислих грунтів
Офіційні опоненти:
доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Фатеєв Анатолій Іванович, Національний науковий центр “Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського”, завідувач лабораторії охорони грунтів від техногенного забруднення
кандидат сільськогосподарських наук, доцент Сирий Микола Михайлович, Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, доцент кафедри агрохімії
Провідна установа:
Львівський державний аграрний університет, кафедра агрохімії та грунтознавства, Міністерство аграрної політики України, м. Дубляни
Захист відбудеться “24” лютого 2004 р., о 13 годині, на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64. 354. 01 у Національному науковому центрі “Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4.
З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Національного наукового центру “Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків,
вул. Чайковського, 4.
Автореферат розісланий “21” січня 2004 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Павленко О.Ф.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Особливістю грунтів західного регіону України є те, що їх продуктивність лімітується низьким рівнем природної родючості, підвищеною кислотністю грунтового розчину та періодами тривалого перезволоження. Тому вирішення питань довготривалого застосування добрив і вапна дає можливість підвищити рівень родючості ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного грунту від вихідного до оптимальних параметрів його показників і забезпечити високу продуктивність сільськогосподарських культур та охорону довкілля.
Основну роль у таких дослідженнях займають базові стаціонарні досліди, тільки на підставі яких можуть бути встановлені напрями змін і трансформації головних показників родючості грунту за різних систем удобрення і вапнування, в т.ч. для визначення прогнозу таких змін та їх впливу на ефективну родючість і агроекологічний стан грунту.
Актуальність теми. Проблемою родючості сірих лісових грунтів західного Лісостепу України займалась ціла низка вчених, зокрема Г.О. Андрущенко (1951-1956), А.І. Гуменюк (1965-1974), Є.І. Козак (1959-1990), З.М. Томашівський (1966-1972), Б.Я. Швайківський (1967-1969), А.В. Погорецький (1971-1975), В.М. Петрунів (1975-1984) та ін. Проте системних досліджень впливу добрив і меліорантів на агрохімічні властивості цих грунтів проводилось недостатньо. Актуальність роботи полягає у вивченні закономірностей довготривалого впливу (протягом п'яти семипільних ротацій) різних систем удобрення та вапнування у сівозміні на агрохімічні властивості та продуктивність ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту, на його стійкість до антропогенних навантажень на основі буферних характеристик. Це дозволило розробити шляхи оптимізації основних його властивостей, що забезпечують сталу родючість, високий рівень урожайності кукурудзи на силос у регіоні західного Лісостепу.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проведені у відповідності до тематичного плану лабораторії агрохімії Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН з виконання НТП “Родючість грунтів” за завданням 01.02. "Розробити технології ефективного використання добрив та інших агрохімічних заходів у сівозмінах України" за 1996-2000 рр. (№ ДР 0196U024402) та завдання 02.01. "Розробити діагностику екологічної стійкості кислих грунтів, енергоощадливі технології їх меліорації та управління родючістю" на 2001-2005 рр. (№ ДР 0101U006035).
Мета і задачі дослідження. Мета науково-дослідної роботи - встановити характер змін агрохімічних властивостей ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту, його стійкості до антропогенних навантажень, спрямованості та інтенсивності агрохімічних трансформацій, які відбуваються у грунті за умов довготривалого застосування мінеральних добрив, гною і вапна, та їх впливу на формування кількісних і якісних показників урожаю кукурудзи.
Для досягнення поставленої мети передбачалось:
- встановити вплив тривалого застосування різних доз мінеральних добрив, гною і вапна у польовій сівозміні на кислотно-основні показники, агрохімічні властивості та гумусний стан ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту;
- вивчити вплив різних систем удобрення на формування режиму живлення, величини та якісних показників урожаю зеленої маси кукурудзи на силос;
- визначити основні види буферності ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту [кислотно-основної (рН-буферність), фосфатної і калійної буферності];
- провести економічну і біоенергетичну оцінку ефективності тривалого застосування мінеральних добрив, гною і вапна у сівозміні при вирощуванні кукурудзи на силос.
Об’єкт досліджень – фізико-хімічні процеси та агрохімічні властивості ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного грунту при довготривалому застосуванні добрив і вапна та його продуктивність.
Предмет досліджень – зміна кислотно-основних показників, групового складу гумусу та агрохімічних властивостей ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного грунту західного Лісостепу під впливом довготривалого застосування мінеральних добрив, гною і вапна.
Методи досліджень. Польовий, який у поєднанні із спостереженням за ростом і розвитком рослин дає можливість кількісно оцінити застосовані агротехнічні заходи. Візуальний і вимірювально-ваговий – для встановлення фенологічної змінності рослин та величини врожаю. Лабораторно-хімічний – для визначення агрохімічного складу і властивостей грунту, його буферної здатності, а також визначення якісних показників урожаю зеленої маси кукурудзи на силос. Математично-статистичний – для оцінки достовірності отриманих результатів досліджень. Розрахунково-порівняльний – для встановлення економічної та біоенергетичної ефективності довготривалого застосування мінеральних добрив, гною і вапна. Вегетаційний – для встановлення оптимальних параметрів величин активності фосфатів та калію грунтового розчину.
Наукова новизна досліджень полягає у встановленні направленості змін кислотно-основних показників, вмісту гумусу і його групового складу, агрохімічних властивостей і основних видів буферності ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного грунту, кількісних та якісних показників урожаю зеленої маси кукурудзи під впливом довготривалого (протягом п’яти ротацій семипільної сівозміни) застосування мінеральних добрив, гною та вапна. Встановлено оптимальні дози та обгрунтовано систему застосування добрив і вапна у польовій сівозміні, що забезпечує покращання агрохімічних показників і підвищення родючості, отримання стабільних урожаїв біологічно повноцінної продукції зеленої маси кукурудзи на силос.
Практичне значення отриманих результатів. Встановлені закономірності впливу різних систем удобрення у сівозміні на агрохімічні властивості ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту й урожайність зеленої маси кукурудзи на силос дали підставу рекомендувати виробництву раціональну систему використання добрив і вапна на даному типі грунту. Сумісне застосування мінеральних добрив, гною і вапна є науково обгрунтованою основою розширеного відтворення родючості ясно-сірого грунту. Вивчення стійкості цього грунту до агрохімічних навантажень відкриває перспективу запровадження ресурсоощадного застосування добрив і вапна. Результати досліджень, згідно протоколу №1 від 07.02.01 р., затвердженого вченою радою Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН, впроваджуються в дослідних господарствах Інституту та селянсько-фермерському господарстві ім. І.С. Кільгана Самбірського району Львівської області.
Особистий внесок здобувача. На основі одержаних результатів автором здійснено аналіз, теоретичне обгрунтування і узагальнення, сформульовано висновки і пропозиції виробництву. Публікації підготовлено самостійно та у співавторстві. У наукових працях висвітлено основні дані досліджень.
Апробація результатів дисертації. Результати досліджень висвітлювались на Міжнародній науково-практичній конференції “Землеробство ХХІ століття – проблеми та шляхи вирішення” (Київ-Чабани, 1999), Міжнародній науково-практичній конференції “Теорія і практика розвитку агропромислового комплексу”, присвяченій пам’яті професора Євгена Храпливого (Львів, 1999), науково-практичній конференції молодих вчених і аспірантів “Аграрна наука – теорія і практика”, присвяченій 75-річчю від дня народження академіка ВАСГНІЛ і УААН Палфія Федора Юрійовича (Оброшино, 2000), VI з’їзді УТГА “Грунтознавство та агрохімія на шляху до сталого розвитку України” (Умань, 2002), обговорено і схвалено на засіданнях методичних комісій та вчених рад Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН та ННЦ “Інституту грунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського”.
Публікації. За результатами матеріалів дисертації опубліковано 8 робіт, з них – 5 наукових статей у фахових виданнях.
Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п’яти розділів з відповідними підрозділами, загальних висновків, пропозицій сільськогосподарському виробництву, списку використаних джерел і 5-ти додатків. Загальний обсяг дисертації 180 сторінок комп’ютерного набору, в тому числі текстового матеріалу - 115 сторінок. Робота вміщує 33 таблиці, 19 ілюстрацій (з них 8 таблиць і 2 ілюстрації у додатках). Список використаної літератури містить 350 найменувань, в тому числі 22 іноземних авторів.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ дисертаційної РОБОТИ
Вплив довготривалого використання добрив та вапна
на агрохімічні властивості грунтів (літературний огляд)
Проведено аналіз літературних джерел з питань впливу довготривалого застосування добрив і вапна на основні показники гумусового стану та родючості грунту, поживний режим, кислотність.
Методика, об’єкти та умови проведення досліджень.
Дослідження проводили протягом 1998-2000 рр. у довготривалому стаціонарному досліді, закладеному у 1965 році на кислому ясно-сірому лісовому поверхнево оглеєному грунті лабораторії агрохімії інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН.
Львівська область, на території якої проводили дослідження, розміщена в зоні західного Лісостепу. Клімат області помірно теплий, з невеликим діапазоном коливання температур по порах року. В середньому за рік випадає 678 мм опадів. Погода в основному залежить від циклонів, які переміщуються протягом всього року. Середньорічна температура повітря 6,650С. Абсолютний максимум температур повітря не перевищує + 360С, абсолютний мінімум складає - 340С. В літній період випадає в 2-3 рази більше опадів, ніж у зимовий час. За три літні місяці випадає біля 400 мм.
Метеорологічні умови в роки досліджень в основному були типовими для даної зони, проте мали місце деякі відхилення від середньо-багаторічних показників. Зокрема, вегетаційний період 1998 р. характеризувався підвищеною кількістю опадів, період вегетації кукурудзи на силос 1999 р. підвищеною температурою повітря, а погодні умови вегетаційного періоду 2000 р. можна вважати оптимальними для росту і розвитку кукурудзи.
Грунт дослідного поля – ясно-сірий лісовий поверхнево оглеєний. Профіль грунту сформувався під хвойними і листяно-хвойними лісами в умовах промивного водного режиму під дією низхідних стоків кислих грунтових розчинів. Внаслідок щільного водонепроникного ілювіального горизонту та породи, а також через відсутність поверхневого стоку спостерігається застій поверхневих вод, що і є причиною оглеєння грунту. Крім того, деякий вплив на оглеєння грунту мають підгрунтові води, глибина залягання яких коливається в межах 1,5 - 1,8 м. Материнською породою є лесовидний суглинок. За механічним складом грунт орного шару грубопилувато-легкосуглинковий, близький до супіщаного.
Дані аналізів, які характеризують механічний склад, фізико- та агрохімічні властивості ясно-сірого лісового грунту перед закладкою досліду (табл. 1), свідчать про низьку природну родючість даного типу грунту.
Таблиця 1
Вихідна агрохімічна характеристика орного шару (0-20 см) та гранулометричний склад
ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту перед закладкою досліду (1965 р.)
Примітка. В чисельнику – середні величини, в знаменнику – коливання.
У роки досліджень проходила п’ята ротація сівозміни.
Дослід розгорнутий на трьох полях з таким чергуванням культур: картопля - ярий ячмінь з підсівом конюшини - конюшина - озима пшениця - цукровий буряк - кукурудза на силос - озима пшениця. Загальна площа ділянки - 162 м2, облікової - 100 м2. Повторність досліду триразова. Розташування варіантів одноярусне послідовне.
У досліді застосовується органічна, мінеральна і органо-мінеральна системи удобрення за чотирьох рівнів насичення добривами та абсолютний контроль.
У досліді застосовується середньоперепрілий гній ВРХ на солом’яній підстилці, аміачна селітра (34%), гранульований суперфосфат (19,5%), калійна сіль (40%). В якості вапнякових матеріалів використовували вапнякове борошно (95% СаСО3).
Вапнування проводиться один раз за ротацію під першу культуру сівозміни – картоплю - при весняному переорюванні зябу нормами вапна - 0,5; 1,0; 1,5 за г.к. Гній вноситься двічі за ротацію під картоплю (40 і 80 т/га) та цукровий буряк (30 і 70 т/га), що становить 10 і 20 т/га сівозмінної площі. Мінеральні добрива вносяться вручну розкидним способом: фосфорно-калійні - восени, азотні - під передпосівну культивацію щорічно відповідно розрахованих норм для кожної культури.
Дослідження поживного режиму ясно-сірого лісового грунту проводили під час вегетації кукурудзи на силос, а саме - у фази: 3-5 листків (20-26 червня), викидання волотей (13-21 липня) та молочно-воскової стиглості (10-17 серпня), у варіантах, що включають внесення під кукурудзу половинної (N60Р45К45), повної (N120Р90К90), півтори (N180Р135К135) та подвійної (N240Р180К180) доз мінеральних добрив на фоні післядії роздільного і сумісного застосування гною та вапна, внесених під попередники. Після закінчення V ротації проводили фізико-хімічні дослідження з визначення кислотно-основних властивостей та гумусового стану на вказаних варіантах, де враховували внесення на гектар сівозмінної площі 10 т гною і відповідно половинної (N41P39K45), повної (N81P77K90), півтори (N122P116K135) та подвійної (N163P154K180) доз мінеральних добрив на фоні 1 – 1,5 н вапна, що становить 3,5 – 6,3 т/га фізичної маси вапна. Відбирали зразки орного (0 – 20) і підорного (20 – 35 см) шарів грунту досліджуваних варіантів.
Агрохімічні аналізи грунту та зоотехнічні зеленої маси кукурудзи проводили за атестованими Держстандартом методиками, що використовуються в Україні.
Визначення буферності проводили згідно методичних вказівок “Сучасні фізико-хімічні методи досліджень грунтів” (1999), що розроблені в ННЦ "Інститут грунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського", які передбачають вивчення рН-, фосфат- і калій-буферних властивостей грунту на основі побудови кривих буферності грунту і безбуферного субстрату (промитого кварцевого піску). Результати опрацьовували за допомогою програмного забезпечення, розробленого в даному Інституті.
З метою визначення оптимальних параметрів концентрацій фосфатів та калію в грунтовому розчині нами були проведені вегетаційні досліди з використанням орного (0 - 20 см) шару грунту контрольного варіанту стаціонарного досліду.
Статистичну обробку урожайних даних зеленої маси кукурудзи на силос та тест-культури вегетаційного досліду проводили методом дисперсійного аналізу за прописом Б.А. Доспехова (1973). Економічну ефективність застосування добрив визначали згідно існуючих методик (1966, 1986) з врахуванням післядії вапна, біоенергетичну ефективність – з використанням пропису методики О.К. Медведовського і П.І. Іваненка (1988) та за методикою біоенергетичної оцінки технології виробництва продукції рослинництва (1983) з врахуванням післядії вапна.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Зміна агрохімічних властивостей ясно-сірого лісового поверхнево оглеєного грунту під впливом довготривалого застосування добрив і вапна.
Кислотно-основні властивості грунту. Важливою генетичною ознакою сірих лісових грунтів західного регіону України є підвищена кислотність грунтового розчину та поверхневе перезволоження, які безпосередньо впливають на мінеральну частину грунту, розвиток кореневої системи рослин, життєдіяльність грунтових мікроорганізмів та формування врожаю.
Вивчення кислотно-основних властивостей за довготривалого систематичного внесення добрив дозволяє діагностувати агроекологічний стан грунту, інтенсивність зміни якого в значній мірі залежить від рівня мінерального удобрення, внесення гною і вапна.
Проведені нами дослідження показали, що сумісне внесення у сівозміні половинної, повної та півтори доз мінеральних добрив, 10 т/га сівозмінної площі гною та 1,0 н вапна покращує кислотно-основні властивості грунту: з 4,1 до 5,3 - 5,8 одиниць зростає показник рН, зменшується гідролітична та обмінна кислотність відповідно з 5,9 та 1,25 до 2,4 – 2,8 і 0,09 – 0,10 мг-екв/100 г грунту та вміст рухомого алюмінію – з 10,45 до 0,42 – 0,52 мг/100 г грунту. Водночас підвищується вміст суми увібраних основ з 2,0 до 7,4 – 7,8 мг-екв/100 г грунту, зокрема, вміст кальцію та магнію зростають у три рази, а ступінь насичення основами з 25 до 72 – 76% (табл. 2).
Таблиця 2
Вплив довготривалого удобрення і вапнування на кислотно-основні показники та вміст
рухомого алюмінію орного шару ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту (кінець V ротації)
За мінеральної системи удобрення з внесенням півтори (N122Р116К135) та подвійної (N163Р154К180) доз мінеральних добрив підвищення суми увібраних основ, зниження обмінної кислотності та вмісту рухомого алюмінію досягнуто лише за рахунок внесення 1,5 н вапна за г.к.
Довготривале і одностороннє застосування одних мінеральних добрив та сільськогосподарське використання природної родючості ясно-сірого грунту призводить до зростання кислотності та вмісту рухомого алюмінію.
Гумусовий стан грунту. Залежно від систем удобрення гумусотворні процеси мали двоякий характер і проходили з різною інтенсивністю та спрямованістю.
Нами встановлено характер і темпи змін у вмісті органічної речовини та якісного складу гумусу ясно-сірого грунту за довготривалого систематичного застосування мінеральних добрив, гною і вапна.
Гумус даного типу грунту (контроль без добрив) характеризується переважанням фульвокислот над гуміновими і згідно класифікації Д.С. Орлова (1985) відноситься до фульватного. Анаеробні умови і специфічний склад мікробних ценозів у перезволожених грунтах обумовлюють інтенсифікацію процесів накопичення менш цінного фульватного гумусу, що характерно для сірих поверхнево оглеєних грунтів. На цю закономірність вказували Г.Й. Сеньків (1999), В.С. Бульо і В.В.Сорочинський (2000), О.Й.Качмар (2001) та інші дослідники.
Внесення гною забезпечує збереження і накопичення запасів гумусу грунту, а вапнування зумовлює тенденцію до покращання його якісного складу в напрямку утворення гуматів кальцію. Тому за органо-мінеральної системи удобрення в досліді було досягнуто найвищого вмісту гумусових речовин та покращання якості гумусу (табл. 3). При цьому, залежно від рівнів удобрення, вміст гумусу становить 2,02 – 2,24%, що на 0,60 – 0,82% або 16,4 – 22,5 т/га вище вихідного рівня, де його вміст становив 1,42%. Середньорічні темпи змін приросту запасів гумусу при оптимальних рівнях удобрення становлять 0,47 – 0,64 т/га.
Найбільш активно процеси гумусоутворення проходять за умов сумісного внесення 10 т на гектар сівозмінної площі гною, половинної дози мінеральних добрив та 1,0 н вапна за г.к. Співвідношення гумінових до фульвокислот значно розширюється і становить 0,94 за рахунок більш інтенсивного зростання вмісту гумінових кислот до 0,48%.
Тривале одностороннє внесення подвійної дози мінеральних добрив супроводжується помітним синтезом фульвокислот, що призводить до погіршення групового складу гумусу та розвитку фульватного напрямку гуміфікації органічних речовин.
Використання природної родючості ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту без застосування добрив і вапна призводить до зниження вмісту запасів гумусу.
Таблиця 3
Вплив довготривалого удобрення і вапнування на вміст та груповий склад гумусу
орного шару ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту (кінець V ротації)
Поживний режим. Покращання кислотно-основних властивостей та гумусового стану ясно-сірого грунту значною мірою сприяє поліпшенню поживного режиму в процесі вегетації кукурудзи на силос. Однак на фоні загальних закономірностей зміна поживного режиму, зокрема мінеральних форм азоту, має чітко виражені типові регіональні особливості.
На вміст рухомих мінеральних форм азоту значний вплив проявляють метеорологічні умови вегетаційного періоду. У роки з меншою кількістю опадів (1999 і 2000) створювалися кращі умови аерації грунту та підсилювались процеси нітрифікації, що при відсутності вимивання сприяло накопиченню нітратного азоту в орному шарі. Надмірне перезволоження, що спостерігалося у червні-липні 1998 року, мало зворотню дію. В анаеробних умовах у зв’язку з активізацією відновних процесів підвищувався вміст амонійного азоту. Співвідношення між нітратним і амонійним азотом в орному шарі грунту, що характеризує особливість, напрямок та інтенсивність грунтових процесів перетворень азоту, за несприятливих кліматичних умов (1998 р.) у фазі 3-5 листків кукурудзи залежно від рівнів удобрення коливалося в межах 0,97 – 2,74, тоді, як у 2000 році при оптимальній температурі і сприятливому режимі зволоження це співвідношення було істотно вищим і становило 2,57 – 4,29 (табл. 4).
У результаті досліджень встановлено, що оптимальний вміст доступних елементів живлення забезпечується за систематичного сумісного застосування півтори дози мінеральних добрив (з внесенням під кукурудзу) на фоні 10 т/га сівозмінної площі гною та 1,0 н вапна (рис.1). При цьому у фазі 3-5 листків вміст нітратного та амонійного азоту орного шару грунту підвищується відповідно до 11,52 та 5,85 мг/100 г грунту, легкодоступних фосфатів до 27,62, а вміст обмінного калію зростає до 13,52 мг/100 г грунту.
Таблиця 4
Співвідношення N-NО3-/N-NН4+ орного шару ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту у
фазі 3-5 листків кукурудзи залежно від рівнів удобрення і вапнування
Внесення протягом 35 років самих мінеральних добрив призводить до найвищого зростання кількості основних елементів живлення в грунті. Проте надходження їх у рослини блокується через високу кислотність і токсичний вплив сполук рухомого алюмінію.
По мірі росту і розвитку рослин кукурудзи спостерігається зменшення вмісту основних елементів живлення внаслідок активного засвоєння їх рослинами і виносом урожаєм.
Амонійний азот у меншій мірі зазнає змін в динаміці. Ця форма азоту, як вказують Б.С. Носко, А.Я. Бука (1992), порівняно з нітратною, є менш доступна для рослин, особливо на кислих грунтах, оскільки основна частина амонію знаходиться в грунті у поглинутому стані. Тому його вміст мало змінювався залежно від удобрення та протягом вегетації і становив у варіантах досліду орного шару в межах 2,05 - 5,85 мг/100 г грунту.
Ступінь рухомості фосфору, що характеризує властивість грунту підтримувати врівноважену концентрацію фосфору у грунтовому розчині, залежно від рівнів удобрення зростає порівняно з контролем в 3 - 20 разів. Слід відзначити, що вапнування (раз за ротацію однією нормою вапна) підвищує, порівняно з контролем, ступінь рухомості майже втричі за рахунок мобілізації грунтових фосфатів, зв’язуючи при цьому рухомі форми алюмінію і заліза. Між ступенем рухомості та рівнем нагромадження легкодоступних сполук фосфору в грунті спостерігається прямопропорційна залежність на рівні 0,98.
Динаміці лужногідролізного азоту по варіантах досліду характерні ті ж самі закономірності, що й мінеральних форм азоту.
Аналогічні закономірності змін агрохімічних властивостей і поживного режиму спостерігаються і у підорному шарі грунту, а вміст основних елементів живлення змінюється адекватно кількості внесених добрив.
Оптимізація агрохімічних властивостей ясно-сірого лісового
поверхнево оглеєного грунту
Формування агрохімічних властивостей і поживного режиму грунту, згідно Б.С. Носко (1991), Р.С. Трускавецького (1994), в значній мірі зумовлюються його буферними властивостями, зокрема, здатністю грунту протидіяти кислотному, фосфатному та калійному навантаженню.
Тому на сьогодні для оцінки хімічного стану грунту і умов мінерального живлення рослин дедалі більшого значення надається термодинамічним критеріям, застосування яких дає можливість з нових позицій описати грунтові процеси та рухомість хімічних компонентів.
У зв’язку з цим, особливе значення мають буферні характеристики для кислих грунтів, які порівняно легко можуть бути виведені з рівноважного стану.
Кислотно-основна буферність. Нашими дослідженнями встановлено, що ясно-сірі лісові грунти через незначний вміст обмінно увібраних кальцію та магнію характеризуються низькою буферністю у кислому плечі (коефіцієнт буферної ємності становить 0,22). Наявність значної кількості іонів водню та сполук рухомого алюмінію підсилює буферність лужного плеча (коефіцієнт буферної ємності - 0,47), що свідчить про необхідність внесення вапна (рис. 2).
Довготривале одностороннє застосування подвійної дози мінеральних добрив значно посилює втрату грунтом буферної здатності щодо впливу кислот, водночас покращує протидію до лужного навантаження (рис. 3).
У найбільшій мірі підвищується стійкість ясно-сірого грунту до кислотних навантажень за сумісного внесення повної дози мінеральних добрив, 10 т на гектар сівозмінної площі гною та 1,0 н вапна. При цьому коефіцієнт буферної ємності кислого плеча характеризується найвищими показниками – 0,33, а коефіцієнт буферної ємності лужного плеча знаходиться на рівні 0,50 (рис. 4).
Фосфатна і калійна буферна здатність. Буферна здатність грунту до фосфору та калію показує наскільки поглинальна система грунту здатна насичуватись тим чи іншим елементом за різного рівня підвищення їх концентрації в грунтовому розчині і, навпаки, коли концентрація в грунтовому розчині біогенних елементів знижується, наприклад, через винос урожаєм.
Використання буферних характеристик дає можливість підвищити надійність і об’єктивність діагностики агроекологічного стану елементів родючості, а також прогнозувати характер змін даного стану при реалізації управлінських рішень у різних умовах зовнішнього середовища (Р.С. Трускавецький, 2002).
Встановлено, що ясно-сірі грунти функціонують переважно в напрямі акумуляції фосфору, так як коефіцієнт буферної асиметрії досягає максимуму (одиниці) і становить 0,97. Тому здатність грунту постачати доступний фосфор зворотно у грунтовий розчин є досить обмеженим явищем.
Відзначається специфічна поведінка ясно-сірого поверхнево оглеєного грунту відносно калію. Коефіцієнт буферної асиметрії набуває від’ємних значень і є на рівні – 0,42. Це свідчить про те, що закріплення калію в грунтовому вбирному комплексі не є міцним, він залишається легкодоступним для рослин і піддається процесам міграції в підгрунтові води. Очевидно, високий рівень кислотності та чітко виражений процес поверхневого оглеєння, що супроводжується накопиченням вільних форм полуторних гідроокислів, в результаті чого підвищується аніонний обмін, знижують обмінне вбирання калію грунтом.
Агрохімічне значення буферних властивостей грунту. Використання кривих рН-, фосфат- і калій-буферної здатності грунту дає можливість оптимізувати основні показники родючості та підвищити еколого-економічну ефективність застосування добрив і вапна.
В умовах кислих грунтів криву рН-буферності (лужне крило) слід використовувати для розрахунку норм витрат вапнякових матеріалів з метою нейтралізації надлишкової кислотності грунту, що є більш надійним методом, ніж розрахунок за г. к. Згідно графічного зображення рН-буферності (рис.2) оптимальна норма внесення вапна на ясно-сірому лісовому грунті становить 3 т/га, що втричі нижча при розрахунку останньої за г.к.
| 
