|
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
МАКАРУК АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ
УДК 631:81:6:633.14/477.8/
ВПЛИВ ЗАХОДІВ ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ ГРУНТУ, УДОБРЕННЯ ТА ВАПНУВАННЯ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ ОЗИМОГО ЖИТА В УМОВАХ ЗАХІДНОГО ПОЛІССЯ УКРАЇНИ
06.01.01 – загальне землеробство
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Київ – 2003
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Львівському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України
Науковий керівник – доктор сільськогосподарських наук, професор
Томашівський Зенон Михайлович,
Львівський державний аграрний університет,
завідувач кафедри загального землеробства
Офіційні опоненти : доктор сільськогосподарських наук, професор
Веселовський Іван Васильович, Національний
аграрний університет, професор кафедри
загального землеробства
кандидат сільськогосподарських наук
Шевченко Іван Павлович, Інститут землеробства
УААН, завідувач лабораторії захисту ґрунтів
від ерозії
Провідна установа – Білоцерківський державний аграрний університет
Міністерства аграрної політики України, кафедра
загального землеробства, м. Біла Церква
Захист відбудеться “5”червня 2003 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м.Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м.Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус 4, к.41
Автореферат розісланий “19” квітня 2003 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Косолап М.П.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Одним із важливих питань розвитку сільського господарства країни є науково-практичне обґрунтування енергозберігаючої системи обробітку ґрунту при вирощуванні сільськогосподарських культур, а в першу чергу зернових, в тому числі озимого жита в умовах західного Полісся України.
Наукове обґрунтування і розробка систем обробітку потребує комплексної оцінки з точки зору підвищення родючості ґрунту, впливу їх на продуктивність сільськогосподарських культур, охорони навколишнього середовища, ефективність боротьби з бур’янами. Проблеми стабілізації родючості ґрунту вирішуються шляхом нагромадження достатньої кількості органічної речовини в ньому, внесення мінеральних добрив, поліпшення реакції ґрунтового середовища, тобто створення таких умов, які б забезпечили оптимізацію агрофізичного стану ґрунту, його поживного режиму, що буде сприяти кращому використанню рослинами поживних елементів.
Дослідною мережею України досить всесторонньо вивчено вплив обробітку на родючість ґрунту і продуктивність різних культур в зонах Лісостепу і Степу переважно на чорноземних ґрунтах. Проте в умовах Полісся України на дерново-підзолистих ґрунтах ще недостатньо вивчено вплив мінімалізації обробітку, удобрення та вапнування – на родючість ґрунту і урожай зерна озимого жита.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась протягом 1996-1998 рр. на кафедрі загального землеробства Львівського державного аграрного університету згідно з тематичним планом, тема: ”Вплив заходів основного обробітку грунту, удобрення та вапнування на продуктивність озимого жита в умовах західного Полісся України”, номер державної реєстрації 0190U011491.
Мета і завдання досліджень. Метою роботи ставилось завдання розробити технологію мінімалізації обробітку ґрунту при різних рівнях удобрення і вапнування на продуктивність озимого жита та на родючість дерново-підзолистого ґрунту.
Для досягнення поставленої мети потрібно було:
- вивчити вплив мінімалізації обробітку ґрунту на водно-фізичні і агрохімічні показники ґрунту в зоні західного Полісся України;
- встановити вплив мінімалізації обробітку ґрунту на ріст, розвиток та забур’яненість посівів озимого жита;
- вивчити вплив мінімалізації обробітку ґрунту в поєднанні із удобренням, вапнуванням на окремі показники родючості ґрунту;
- виявити взаємозв’язок між заходами обробітку ґрунту, рівнями удобрення, вапнуванням і продуктивністю озимого жита;
- визначити економічну і біоенергетичну ефективність мінімалізації обробітку ґрунту в залежності від добрив і вапнування.
Об’єктом дослідження є різні заходи обробітку ґрунту, добрива і вапнякові матеріали.
Предметом дослідження є особливості розвитку озимого жита по заходах обробітку, удобренню і вапнуванню.
Методи дослідження. Польові та лабораторні досліди. Вивчення водно-фізичних, фізико-хімічних властивостей ґрунту після різних заходів обробітку ґрунту, удобрення і вапнування. Вивчення цих заходів на поживний режим ґрунту та забур’яненість посівів.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для зони західного Полісся України вивчена і розроблена технологія мінімального обробітку ґрунту в комплексі із внесенням науково-обгрунтованої норми мінеральних добрив і вапнякових матеріалів на дерново-підзолистих супіщаних ґрунтах в ланці сівозміни.
Розроблені і запропоновані виробництву варіанти мінімального обробітку ґрунту в поєднанні із раціональними нормами удобрення та вапнування, що забезпечує одержання зерна озимого жита 34,2-37,7 ц/га. Встановлена важлива роль мінімалізації обробітку ґрунту в поєднанні із удобренням та вапнуванням в поліпшенні основних показників родючості дерново-підзолистих ґрунтів західного Полісся України.
Практичне значення одержаних результатів. Вивчені схеми мінімального обробітку ґрунту після кукурудзи на силос в поєднанні з відповідним рівнем удобрення та вапнування в умовах виробництва дозволяють одержувати стабільні врожаї озимого жита високої якості продукції та сприятимуть підвищенню родючості дерново-підзолистих ґрунтів легкого гранулометричного складу.
Особистий внесок здобувача. Дисертант безпосередньо приймав участь в закладенні і проведені польових досліджень, проводив аналізи ґрунту і рослин, математичну обробку результатів дослідів. Проведені розрахунки економічної та біоенергетичної ефективності одержаних даних. На основі аналізу одержаних даних зроблені відповідні висновки та пропозиції виробництву.
Апробація результатів досліджень. Основні положення роботи викладені та обговорені на конференції професорського складу кафедри загального землеробства Львівського державного аграрного університету, на науково-теоретичних конференціях молодих вчених і викладачів ЛДАУ (1997-1999рр.) та наукових співробітників Луцького філіалу інституту ґрунтознавства і агрохімії (1998-1999рр.).
Публікації матеріалів дисертації. Результати досліджень за темою дисертації опубліковано в 3 наукових працях.
Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 166 сторінках комп’ютерного тексту, включає 30 таблиць, 5 графіків, 2 рисунки. Вона складається із вступу, 7 розділів, висновків і рекомендацій виробництву, списку літератури, що включає 201 найменування, з яких 17 іноземних.
ЗМІСТ РОБОТИ
1. Огляд літератури
У розділі в стислій формі подається короткий, змістовний огляд наукової літератури українських та іноземних дослідників з питань мінімалізації обробітку ґрунту та вимог озимого жита до умов вирощування. Висвітлюються питання удобрення та вапнування ґрунту і їх значення в поліпшенні фізико-хімічних властивостей дерново-підзолистих ґрунтів західного Полісся України.
2. Місце, умови та методика проведення досліджень
Дослідження проводилися в 1996-1998рр. У КСП “Полісся” Любешівського району Волинської області. Клімат західного Полісся входить в помірнохолодний пояс. Середньорічна температура повітря тут дорівнює 7,1ºС. Середня тривалість безморозного періоду 171 день. Згідно з багаторічними даними, у середньому за рік випадає 602 мм опадів.
Погодні умови 1996 року були сприятливі для росту і розвитку рослин озимого жита. Річна норма опадів складала 528,9 мм., середньорічна температура повітря становила 6,1ºС , а відносна вологість повітря 76%.
Сухим був серпень 1997 року з кількістю опадів 53,0 мм, що нижче норми.
Найбільшу вологість повітря спостерігали в 1998 році. Показник вологості повітря перевищував на протязі року середні багаторічні дані, але це суттєво не вплинуло на урожайність озимого жита.
Досліди закладали в польовій сівозміні:
– однорічні трави на зелений корм + післяукісний посів гірчиці білої, кукурудза на силос, озиме жито + післяукісний посів гірчиці білої, картопля, кормовий буряк, овес.
Ґрунт дослідної ділянки дерново-підзолистий супіщаний. Дані грануломет-ричного аналізу наведені в таблиці 1. Питома маса твердої фази складає 2,94 г/см3 . Фракційний склад глини, як видно з таблиці 1, складає в горизонті 0-10 см – 9,7%, 10-20 см – 9,4%, 20-30 см – 8,9%. Ці дані вказують на те, що ґрунт піщаний, але він близький до супіщаного який, як відомо, має 10- до 20% частин фізичної глини.
Таблиця 1 – Гранулометричний склад ґрунту дослідної ділянки
Особливістю цього ґрунту є те, що він містить небагато глинистих часток і 40% крупного пилу в результаті чого характеризується низькою агрегатністю. При такому співвідношенні механічних елементів не можуть утворюватися міцні механічні агрегати. В умовах перезволоження цей ґрунт розпиляється і ущільнюється, а при недостачі опадів швидко пересихає і на його поверхні утворює міцну кірку. Водний режим цих ґрунтів нестійкий, в основному залежить від кількості і частоти атмосферних опадів, тобто в значній мірі має стихійний характер.
Розмір загальної посівної площі ділянок складала 462 м2 , облікованої 100 м2 повторність трьохразова. Повторення були розміщені в один ярус. Ґрунт, на якому проводили дослідження – дерново-підзолистий супіщаний.
Зразки ґрунту для хімічних аналізів відбирали пошарово із глибини 0-10 см, 10-20 см, 20-30 см.
Польову вологість визначали методом висушування при температурі 105 ºС до постійної маси в шарах ґрунту 0-10 ; 10-20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 60-70; 70-80; 80-90; і 90-100 см під час повних сходів, виходу в трубку і збирання врожаю;
– будову і об’ємну масу методом насичення – в циліндрі;
– загальний запас доступної вологи (мм) у метровому шарі ґрунту розрахували за формулою:
де В0, В1,…Вn – вологість ґрунту у вагових процентах першого, другого і т.д. ґрунтових шарів;
dо d1…dn – відповідні їх значення об’ємної маси,
h – глибина шару ґрунту, для якого проводяться розрахунки.
- запас доступної вологи розрахували за різницею між загальним запасом вологи і вологості в’янення рослин;
- легкогідролізований азот визначали за методом М.М. Конової;
- рН сольової витяжки – електрометричним методом;
- вміст рухомого алюмінію за методом А.В. Соколова;
- гідролітичну кислотність ґрунту по Каппену;
- суму ввібраних основ за методом Каппена-Гільковіца;
- масу коріння озимого жита способом рамкової виїмки ґрунту за методом І.З. Станкова;
- засміченість бур’янами озимого жита шляхом накладання метровок по діагоналі ділянки в 5 кратній повторності;
- засміченість ґрунту насінням бур’янів за допомогою бура Шевельова.
В зразках зерна озимого жита визначили:
- вміст білкового азоту за Б.А. Захаровим;
- натуру зерна і масу 1000 зерен за Т.Б. Авдусем.
- економічну ефективність за загально прийнятою методикою.
Врожай озимого жита збирали поділяночно переобладнаним комбайном СК-5 ”НИВА”.
Математичну обробку врожайних даних проводили методом дисперсійного аналізу по Б.А. Доспехову.
Обробіток ґрунту в контрольному варіанті досліду, полягає в основному обробітку – лущення дисковими лущильниками на глибину 5-8 см, оранки плугом ПН-3-35 на глибину 20-22 см в агрегаті з кільчасто-шпоровим котком і зубовими боронами. Плоскорізний обробіток ґрунту проводився плоскорізом КПГ-2,2, поверхневий обробіток дисковою бороною БДТ-7, фрезерний фрезою КФ-3,6. На всіх варіантах передпосівний обробіток ґрунту провели культиватором КПС-4 в агрегаті з зубовими боронами на глибину заробки насіння.
Дослід по вивченню заходів обробітку в поєднанні з добривами і вапнуванням проводився за такою схемою:
1 – полицева оранка на 20-22 см (контроль);
2 – плоскорізний обробіток на 20-22см;
3 – поверхневий обробіток на 10-12 см;
4 – фрезерний обробіток на 5-6 см.
Кожний захід обробітку поділявся на два варіанти. Перший варіант представляв собою захід обробітку ґрунту в поєднанні з внесенням N60P60K60 і СаСО3 з 1,0 н за гідролітичною кислотністю. Добрива і вапнякові матеріали вносились під основний обробіток ґрунту.
Агротехнічна характеристика ґрунту дослідного поля вказує на те, що цей ґрунт бідний на органічні речовини. Вміст гумусу за Горішним 1,2%, середня забезпеченість фосфором і калієм за Гірановим, їх вміст відповідно складає 7,7-11,6 і 7,7-7,9 мг і легкогідролізованим азотом за Корнифінлдом у чашці Конвеля –6,5 мг на 100 г ґрунту. Реакція ґрунтового розчину потенційнометрично за Контешом, середньокисла (рН 4,8-5,2) вміст рухомого алюмінію за Соколовським –1,75-1,83 мг на 100 г ґрунту, гідролітична кислотність за Контешом –2,2-2,4 мг/екв на 100 г ґрунту.
3. Вплив обробітку і удобрення на водно-фізичні властивості
та поживний режими ґрунту
Наукові розробки теоретичних основ обробітку ґрунту в останні десятиріччя провадяться багатьма науковими установами. Це пов’язано з недостатнім вивченням цього питання в конкретних грунтово-кліматичних умовах а також з надходженням в сільськогосподарське виробництво нових машин і ґрунтообробних знарядь. При інтенсивному веденні землеробства ґрунт ущільнюється, втрачає свою структуру, що призводить до розвитку ерозійних процесів.
Вивчення водно-фізичних і хімічних показників різних ґрунтів дозволяє змоделювати оптимальні умови для кореневмісного шару на який проявляє значний вплив щільність ґрунту.
Дослідженнями І.Б.Ревута (1964), Н.А.Сапожнікова (1961), та іншими встановлено, що ступінь ущільнення ґрунту впливає на водний, повітряний, поживний і тепловий режими та умови біологічної діяльності ґрунтової мікро-флори. За даними А.В.Корольова, В.Ф.Баранова (1961) при сильному ущільненні ґрунту погіршується аерація, активізуються процеси відновлення в ґрунтовому розчині отруйних для рослин окисних сполук. Ці дані свідчать про те, що в ущільненому ґрунті створюються несприятливі умови для росту і розвитку польових культур.
Для кожної культури існує свій інтервал щільності ґрунту. За даними І.Н.Безручка, Л.Я.Міньчевського (1990), оптимальна щільність легкосуглинкового супіщаного ґрунту для озимого жита складає 1,27г/см3, а оптимальний інтервал знаходиться в межах 1,25-1,35 г/см3.
В наших дослідах вивчався вплив заходів обробітку, добрив і вапнування на зміну об’ємної маси ґрунту. Результати досліджень наведені в таблиці 2. Об’ємна маса ґрунту під озимим житом залежно від заходів обробітку і фонів удобрення г/см3 (середнє за 1996-1998рр.).
Аналіз даних об’ємної маси в залежності від заходів обробітку ґрунту показує, що найбільша об’ємна маса спостерігалась в шарі 0-10 см при поверхневому обробітку (1,36 г/см3 ). Найбільша щільність була також виявлена в шарі 10-20 см з поверхневим і плоскорізним обробітком ґрунту (1,49 г/см3 ).
Найменші показники об’ємної маси ґрунту від заходів обробітку, в різних фазах росту і розвитку рослин озимого жита відмічено в шарі ґрунту 20-30 см. Слід відмітити позитивну дію вапна на зміну об’ємної маси ґрунту на глибині 0-30 см. На цих варіантах показники об’ємної маси були значно менші ніж на інших варіантах. Слід відмітити, що об’ємна маса ґрунту змінювалась в окремі фази росту і розвитку жита і мала ясно виражений динамічний характер. Найменшою на всіх варіантах вона спостерігалася при появі сходів і поступово збільшувалась в інших фазах росту і розвитку озимого жита. Це пояснюється тим, що ґрунт під дією земного тяжіння, атмосферних опадів ущільнювався до повної маси і найбільша об’ємна маса спостерігалась у фазі повної стиглості рослин.
В тісному зв’язку з об’ємною масою ґрунту знаходиться його капілярна пористість. В наших дослідах вивчалась зміна капілярної пористості залежно від заходів обробітку ґрунту і удобрення. Результати досліджень наведені схематично в різних горизонтах ґрунту в варіантах досліду на рис.1.
Таблиця 2 – Об’ємна маса ґрунту під озимим житом залежно від заходів обробітку ґрунту і фонів удобрення, г/см3 (середнє за 1996-1998 рр.)
Із наведених даних видно, що капілярна пористість змінювалась із зміною об’ємної маси ґрунту, при меншій об’ємній масі була менша капілярна пористість. При збільшенні об’ємної маси вона збільшувалася. Найбільша капілярна пористість на всіх варіантах досліду спостерігалась у верхніх шарах ґрунту, а найменша – у більш глибоких шарах.
Заходи обробітку ґрунту не проявляли значного впливу на зміну капілярної пористості. Дещо більшою в порівнянні з іншими варіантами вона спостерігалась в верхніх шарах ґрунту в фазі колосіння при плоскорізному та поверхневому обробітках ґрунту.
При появі сходів В фазі колосіння При повній стиглості
Полицева оранка на 20-22 см (контроль)
Полицева оранка на 20-22 см з N60P60K60+CaCO3 з 1,0 н. за г.к.
Поверхневий обробіток ґрунту на 10-12 см з N60P60K60+CaCO3 з 1,0 н. за г.к.
Поверхневий обробіток ґрунту на 10-12 см з N60P60K60
Рис. 1. Взаємозв’язок об’ємної маси та капілярної пористості залежно
від заходів обробітку і удобрення за 1996-1998 рр.
Примітка: Цифрові значення – капілярна пористість ґрунту, %
Відомо, що високий урожай жита можна одержати при достатній кількості в ґрунті вологи. Жито відноситься до порівняно посухостійких рослин, що пов’язано з добре розвиненою кореневою системою. На створення 1ц зерна жито витрачає 6-8 мм запасів продуктивної вологи. Критичним періодом в її використанні є фаза виходу в трубку і колосіння. В наших дослідах поверхневий обробіток ґрунту (табл. 3) сприяв кращому нагромадженню і збереженню вологи в порівнянні з іншими варіантами. Одна із причин цього явища полягає в тому, що при капілярній пористості вона вища в порівнянні з іншими варіантами. В некапілярних порах запас вологи незначний в зв’язку з тим, що волога легко переміщується в капілярні пори, або ж під дією гравітаційних сил рухається в нижчі шари ґрунту. Так, вміст доступної вологи в шарі 0-30 см на варіантах поверхневого обробітку ґрунту становив 56,9 мм, а фрезерного – 57,3 мм.
Таблиця 3 – Вміст доступної вологи залежно від заходів обробітку ґрунту, добрив і вапнування, мм(середнє за 1996-1998рр.)
4. Вплив вапнування з різними способами обробітку ґрунту на зміну показників кислотності, вмісту рухомого алюмінію та суми
ввібраних основ
Одним із основних заходів, що впливає на реакцію ґрунтового розчину є вапнування внаслідок якого поліпшуються фізико-хімічні властивості ґрунту.
На підставі вивчення впливу вапнування в поєднані з різними заходами обробітку ґрунту на зміну показників кислотності вмісту рухомого алюмінію та суми ввібраних основ можна зробити висновок, що залежно від заходів обробітку ґрунту і внесення 1,0 норми вапна за гідролітичною кислотністю на фоні N60P60K60 показник pH сольової витяжки збільшився в шарі ґрунту 0-10 см на 0,33-0,80, в шарі 10-20 см на 0-46 – 0,63 і в шарі 20-30 см на 0,74-0,80. Збільшення цього показника на 0,59-0,63 відмічено в шарах 0-10 і 10-20 см з поверхневим і фрезерним обробітками ґрунту.
Аналізуючи показники суми ввібраних основ та ступінь насичення основами можна стверджувати, що зміни тут відбулися аналогічно.
Такі позитивні зміни в сторону поліпшення показників родючості дерново-підзолистого ґрунту можна пояснити в першу чергу високою взаємодією вапна завдяки доброму перемішуванню при проведенні поверхневого та фрезерного обробітків ґрунту.
5. Засміченість посівів озимого жита в залежності від заходів обробітку, удобрення і вапнування
Досліджувальні заходи обробітку грунту, удобрення і вапнування створювали різні умови для забур’яненості посівів озимого жита. Визначення забур’яненості попередника на майбутніх варіантах обробітку грунту показав, що кількість бур’янів на полі була значною і складала 163-167 шт/м2. Значної різниці в кількості бур’янів на варіантах досліду, як видно, не спостерігалось. Визначення цього показника в період повної стиглості жита показало, що найбільш засміченими були варіанти плоскорізного обробітку грунту. Різниця в кількості малорічних бур’янів в порівнянні з контролем складала 21-38 шт/м2. Кількість бур’янів при варіантах фрезерного обробітку була майже такою як на контролі. З малорічних бур’янів на посівах озимого жита зустрічались зірочник середній – Stellaria media L., гірчак шорсткий – Polygonum scabrum Moench, гречка витка березковидна – Polygonum hydropiper L., лобода біла – Chenopodium album L., редька дика – Raphanus raphanistrum L., мишій сизий – Setaria glauca L., волошка синя – Centaurea cyanus L., злинка канадська – Erigeron canadensis L., підмаренник чіпкий – Galium aparine L.
Таблиця 4 – Забур’яненість посівів озимого жита залежно від заходів обробітку ґрунту
і фонів удобрення шт/м2 (середнє за 1996–1998 рр.)
| 
