|
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
СЕНЧУК СВІТЛАНА МИКОЛАЇВНА
УДК 631.46:631.445.4:631.51
РІВЕНЬ ПОКАЗНИКІВ РОДЮЧОСТІ ЧОРНОЗЕМУ ТИПОВОГО
В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ГРУНТОЗАХИСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
І БІОЛОГІЗАЦІЇ ЗЕМЛЕРОБСТВА
06.01.03 – агрогрунтознавство і агрофізика
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Київ-2005
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України
Захист відбудеться “__10__”_листопада_2005 р. о _10_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 41
Автореферат розісланий “ __4__”__жовтня__ 2005 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Жук О.Я.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Багаторічне застосування традиційної системи обробітку ґрунту, яка базується на оранці, призвело до майже суцільної деградації агрофізичних властивостей і зниження родючості грунтів. Загострилась проблема розробки заходів відновлення родючості грунтів, які б враховували екологічні принципи ведення сільського господарства.
Останнім часом набувають поширення ґрунтозахисні технології вирощування сільськогос-подарських культур, які базуються на мінімалізації обробітку грунту з використанням добрив, що вносяться в грунт, в тому числі і нетрадиційних (нетоварна частка врожаю, посіви сидеральних культур, вермикомпост тощо). Обробіток ґрунту безпосередньо впливає на агрофізичні, агрохімічні та біологічні показники, а також урожайність сільськогосподарських культур. Проте серед науков-ців не існує єдиної думки щодо впливу безполицевого обробітку на родючість ґрунту. Недостатньо вивчено використання нетрадиційних біологічно активних добрив та біопрепаратів в ґрунтозахис-них технологіях. Тому дослідження зміни родючості чорнозему типового на фоні впровадження грунтозахисних технологій землеробства з елементами біологізації у період переходу від традицій-них технологій є актуальними.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Автор була безпосереднім виконавцем науково-дослідних робіт з теми „Розробити теоретичні і технологічні основи ґрунтозахисних технологій стосовно грунтово-ландшафтних умов Правобережного Лісостепу України” (№ держ. реєстр. 0101U003217) та „Удосконалення обґрунтування грунтозахисних технологій для Правобережного Лісостепу України” (№ держ. реєстр. 0103U008463).
Мета та завдання досліджень. Метою досліджень було вивчення зміни водно-фізичних властивостей та агрохімічних показників чорнозему типового малогумусного грубопилуватого легкосуглинкового на лесі в конверсійний (перехідний) період від традиційної технології до грунтозахисних, а також вивчення зміни біологічної активності грунту в результаті застосування біологічно активних препаратів.
Для досягнення цієї мети передбачувалось вирішення наступних завдань:
- встановити вплив грунтозахисних технологій на щільність складення грунту та запаси продуктивної вологи при вирощуванні сільськогосподарських культур;
- вивчити вплив різних систем обробітку, видів і норм внесення добрив на інтенсивність відтворення родючості та біологічну активність грунту;
- визначити вплив грунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських куль-тур, що базуються на мінімальному обробітку ґрунту, на вміст у ньому азоту, фосфору та калію;
- визначити вплив показників родючості чорнозему типового на урожайність сільсько-господарських культур;
- встановити агрономічну, економічну та енергетичну ефективність грунтозахисних тех-нологій вирощування буряку цукрового, ячменю ярого і гречки та розробити практичні рекомен-дації виробництву.
Об’єкт досліджень – водно-фізичні, агрохімічні і біологічні процеси в чорноземі типово-му малогумусному грубопилуватому легкосуглинковому на лесі, урожайність сільськогоспо-дарських культур, які вирощувалися на ньому.
Предмет досліджень – показники, які характеризують зміни запасів продуктивної вологи грунту, щільності складення, біологічної активності, вмісту NPК чорнозему типового мало гумус-ного грубопилуватого легкосуглинкового під впливом грунтозахисних технологій з елементами біологізації, агрономічна ефективність вирощування сільськогосподарських культур в перехідний період.
Методи досліджень – польовий дослід, лабораторні методи за загальноприйнятими методиками, статистичні методи.
Наукова новизна полягає у покращенні водно-фізичних, агрохімічних та біологічних властивостей чорнозему типового Правобережного Лісостепу в умовах переходу від систематич-ного застосування традиційної технології, яка базується на оранці, до грунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур з елементами біологізації. Доведено, що найбільш ефективним обробітком у перехідний період є мілкий плоскорізний обробіток дисковими борона-ми і важкими культиваторами на глибину 10-12 см на фоні застосування органічних, мінеральних та біологічно активних добрив. За такого обробітку покращується водний режим грунту, змен-шується щільність складення, збільшується целюлозолітична активність, підвищується агроно-мічна і енергетична ефективність вирощування культур.
Практичне значення одержаних результатів полягає у підвищенні урожайності сільсько-господарських культур при використанні грунтозахисної технології з елементами біологізації та покращенні водно-фізичних, агрохімічних і біологічних властивостей чорнозему типового в конверсійний період. Результати досліджень впроваджувались на полях ВТБ “Дослідницьке” Українського науково-дослідного інституту прогнозування та випробування техніки і технологій для сільськогосподарського виробництва імені Леоніда Погорілого (УкрНДІПВТ ім. Л. Погорі-лого) Васильківського району Київської області та СВК Агрофірма „Зоря” Васильківського району Київської області.
Особистий внесок здобувача. Автор брала безпосередню участь у розробці програми і ме-тодики та проведенні лабораторно-польових досліджень, підборі і обробці літературних матеріа-лів, виконанні лабораторних аналізів, статистичній обробці результатів. Частка участі автора в ана-лізі і теоретичному обгрунтуванні одержаної наукової інформації та її узагальненні, в розробці основних наукових положень та висновків на основі проведених досліджень становить 90 %.
Апробація роботи. Результати досліджень доповідались на наукових конференціях профе-сорсько-викладацького складу та аспірантів Національного аграрного університету (м. Київ, 2003, 2004 рр.), VІ з’їзді Товариства грунтознавців і агрохіміків України (м. Умань, 1-5 липня 2002 р.), Всеукраїнській науковій конференції в Інституті землеробства (смт Чабани, 10-12 червня 2003 р.), науковій конференції „Біологічні науки і проблеми рослинництва” (м.Умань, 23-26 червня 2003 р.), Міжнародній науково-технічній конференції (смт Дослідницьке, 12-14 вересня 2004 р.), з’їзді грунтознавців і агрохіміків (м. Харків, 2004р.).
Публікація результатів досліджень. За матеріалами дисертації опубліковано 13 наукових праць, у тому числі 5 статей у фахових виданнях і одні тези доповіді.
Структура та обсяг роботи. Загальний обсяг дисертації складає 162 сторінки комп’ютерно-го тексту, включає 30 таблиць і 9 рисунків. Робота складається з вступу, 5 розділів, висновків і рекомендацій виробництву. Список використаної літератури вміщає 186 найменувань, з них 16 - латиницею.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
ОГДЯД ЛІТЕРАТУРИ
Обґрунтовано необхідність застосування біологізації землеробства в Україні. Альтернати-вою традиційному обробітку є ґрунтозахисні технології, які базуються на природних законах відновлення та підвищенні родючості грунту і забезпечують сприятливі умови для росту та розвитку сільськогосподарських культур.
Узагальнюються результати впливу ґрунтозахисних систем землеробства на агрохімічні та агрофізичні показники ґрунту, біологічну активність, а також ефективну родючість ґрунту. На їх основі доводиться доцільність досліджень зміни показників родючості чорнозему типового на фоні впровадження грунтозахисних технологій землеробства з елементами біологізації у період переходу від традиційних технологій.
ОБ’ЄКТ, УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
Дослідження проводились протягом 2002-2004 рр. в польовому досліді кафедри грунто-знавства і охорони грунтів Національного аграрного університету у ВТБ "Дослідницьке" УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого Васильківського району Київської області, грунтовий покрив якого є типовим для Васильківського-Білоцерківського грунтового району.
Грунт дослідної ділянки – чорнозем типовий малогумусний грубопилувато-легкосуглинко-вий на лесі. Вміст загального гумусу в орному шарі грунту 3,56 %, а в підорному – 3,43 %. Реакція ґрунтового розчину у верхніх горизонтах близька до нейтральної. Щільність грунту в орному шарі оптимальна для більшості культур і становить 1,14 г/см3, та дещо вища у підорному – 1,27 г/см3. Загальна пористість в орному шарі 55,9 %, в підорному дещо менша – 50,8 %. Гранулометрич-ний склад чорнозему типового однорідний по профілю. Грунт орного шару містить в середньому 53,04 % грубого пилу, 18,86 % піску і 28,99 % фізичної глини. Забезпечення сполук азоту, що лег-ко гідролізуються, (за Тюріним і Кононовою) – висока (13,83 ± 0,9 мг/100 г), рухомими фосфатами (за Чириковим) середня (19,8 ± 0,7 мг/100 г) та обмінним калієм – середня (17,4 ± 0,8 мг/100 г).
Дослід закладено згідно методу розщеплених блоків. Розмір посівної ділянки становив 6 х 30 = 180 м2, облікової ділянки – 100 м2. Повторність досліду триразова. На дослідному полі випробовувалась 5-ти пільна сівозміна в часі: пшениця озима, буряк цукровий, ячмінь ярий, гречка, кукурудза на силос. Дослід включає в себе чотири варіанти систем обробітку грунту і сім варіантів удобрення, в тому числі варіанти застосування біологічно активних добрив і препаратів. В дослідженнях проводилось порівняльне вивчення агрономічної та економічної ефективності різ-них технологій вирощування сільськогосподарських культур:
1. Традиційна, яка базується на полицевій оранці на глибину 23-30 см;
2. Грунтозахисна, яка базується на глибокому плоскорізному обробітку на глибину 25-30 см;
3. Грунтозахисна, яка базується на мілкому плоскорізному обробітку на глибину 10-12 см;
4. Грунтозахисна, яка базується на мінімальному обробітку на глибину 4-5 см.
На фоні різних обробітків грунту вивчались сім варіантів удобрення, що фоном вносились на всі технології обробітку грунту (кількість добрив на 1 га сівозмінної площі):
1. Без добрив (контроль);
2. N55Р45К25;
3. Гній 12 т/га;
4. Солома 2,4 т/га + N24;
5. Гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N24 + N55Р45К25;
6. Вермикомпост 4 т/га (під буряк цукровий);
7. Байкал ЕМ-1-У (застосовували на ячмені ярому та гречці – обробка посівного матеріалу (1 л/т) та посівів (0,3 л/га) два рази за вегетацію).
Дослідження проводились в ланці сівозміни: буряк цукровий (сорт ЧС-70) – ячмінь ярий (сорт Звершення) – гречка (сорт Українка). Під буряк цукровий вносились такі добрива: 1) Без добрив (контроль); 2) N90Р75К60; 3) Гній 60 т/га; 4) Солома 4 т/га + N40; 5) Гній 60 т/га + солома 4 т/га + N40 + N90Р75К60; 6) Вермикомпост 4 т/га.
Аміачну селітру з вмістом азоту 34,5 %, суперфосфат гранульований з вмістом Р2О5 19,5 %, калійну сіль – 40 % К2О, підстилковий гній вносили під основний обробіток, N30 – в підживлення (фаза три пари справжніх листків). При основному обробітку грунту під гречку на всіх варіантах удобрення застосовували N30Р30, а при вирощуванні ячменю ярого добрив не вносили, а викорис-товували післядію добрив, внесених під попередник (буряк цукровий). Мінеральні добрива і соло-му вносили вручну по поверхні грунту, а гній розкидачем ПРТ-10 з наступним ретельним розки-данням вилами для рівномірного розміщення по всій ділянці, після чого заробляли в грунт.
У варіантах 6 та 7 з метою вивчення целюлозолітичної активності грунту застосовували біо-логічно активне добриво вермикомпост і біопрепарат Байкал ЕМ-1У. Вермикомпост нормою 4 т/га під основну культуру (буряк цукровий) вносили вручну по поверхні грунту з подальшою зароб-кою. Препаратом Байкал ЕМ-1У обробляли посівний матеріал ячменю ярого і гречки нормою 1 л на тонну насіння та два рази за вегетацію посіви нормою 0,3 л/га.
Основний обробіток грунту виконували восени серійними грунтообробними машинами: оранку – плугом ПОНП-8, глибокий плоскорізний обробіток – плоскорізом КПШ-5, мілкий пло-скорізний обробіток – агрегатом комбінованим широкозахватним АКШ-5,6, мінімальний – агрегатом комбінованим ґрунтообробним АКГ-4.
Польові і лабораторні дослідження виконувались за загально прийнятими методиками. Середні зразки грунту відбирались три-чотири рази за вегетаційний період по фазах розвитку рослин в шарах 0-10, 10-20 і 10-30 см (при закладанні досліду в осінній період 2001 р. в шарах 0-15, 15-30, 30-45, 45-60, 60-80 і 80-100 см.). В лабораторних умовах грунтові проби досліджувались в триразовій повторності.
Для характеристики грунту дослідних ділянок визначали вміст сполук азоту, що легко гідролізуються (за Тюріним і Кононовою), рухомий фосфор і обмінний калій (за Чириковим), щільність ґрунту – методом циліндрів за Качинським, вологість грунту – термостатно-ваговим методом з висушуванням у шафі до постійної маси при 105 оС та подальшим зважуванням і проведенням розрахунків для визначення запасів продуктивної вологи. Зразки відбирали з кожних 10 см в шарі 0-100 см. Кількість рослинних та кореневих решток визначали за методикою Станкова після збирання врожаю. Для визначення маси коренів та розподілу їх в орному шарі відбирали грунтові моноліти 20×10×10 см до глибини 40 см, відмиваючи корені на ситах з отворами 0,5 мм за методикою Станкова, після чого рослинні рештки висушували у затіненому місцях і досушували в сушильній шафі.
Буряк цукровий збирали вручну з ділянок площею 10 м2 з кожного повторення з наступним зважуванням. Ячмінь ярий збирали комбайном СК-5Г „Нива” з обчісуючою жниваркою ЖОН 4, гречку збирали роздільним способом – скошували у валки, після дозрівання обмолочували ком-байном „Дон-1500”. Масу зерна визначали окремо з кожної ділянки, соломи – методом пробного снопа. Врожай зерна перераховували на стандартну вологість та 100-% чистоту. Спостереження та облік врожаю проводились в трьох повтореннях. Активність целюлозоруйнуючих мікроорганізмів визначали методом аплікації за допомогою лляного полотна за методом Мішустіна і Петрової.
Математичну обробку результатів досліджень проводили шляхом статистичного аналізу за Б.А. Доспєховим (1985), а також методом кореляційного та дисперсійного аналізу на комп’ютері за допомогою програми “Аgro Stat”. Визначення економічної та біоенергетичної ефективності різних технологій вирощування сільськогосподарських культур проводили за методикою Медве-довського О.К., Іваненко П.І. (1988).
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Грунтозахисні системи обробітку грунту, які базуються на безполицевому обробітку з вико-ристанням пожнивних решток з азоткомпенсацією та внесенням органічних і мінеральних добрив, відображають гіпотезу гумусоутворення, яку висунули І.В. Тюрін і М.М. Кононова (1937). ЇЇ суть - аеробний шлях утворення гумінових кислот, що більш об’єктивно відображає хід природних про-цесів трансформації рослинних решток. Під впливом зимово-осінньо-весняних опадів відбувається початковий гідроліз органічної речовини на поверхні або у поверхневих шарах грунту в аеробних умовах, де утворюються прості органічні речовини типу хінонів. Вони є розчинними у воді і з по-током вологи проникають в більш глибокі горизонти, де полімеризуються у ланцюги гумусових кислот.
Наші дослідження були спрямовані на вивчення поживного режиму грунту в перехідний період від багаторічного полицевого обробітку до безполицевого. При застосуванні оранки без добрив (контроль) через три роки досліджень вміст всіх поживних речовин в грунті зменшився: наприклад, сполук азоту, що легко гідролізуються – на 7,97 %, обмінного калію – на 1,72 %, вміст гумусу не зменшився, реакція грунтового середовища становила 6,5 проти 6,7 (пройшло невелике підкислення). Така ж тенденція спостерігалася на оранці по всіх варіантах удобрень, лише при застосуванні органо-мінеральної системи ці показники залишилися в межах значень, які були на початку досліджень, або спостерігалось невелике збільшення значень (в межах помилки досліду).
Характеризуючи застосування глибокого плоскорізного обробітку слід відмітити наступне. Вміст гумусу залишався в межах значень, які були на початку досліджень. При застосуванні органо-мінеральної системи удобрення вміст рухомого фосфору та обмінного калію збільшився в шарі грунту 0-15 см на 2,1 %, а вміст азоту сполук, що легко гідролізуються, – на 11,6 %. Невелике підкислення грунтового розчину по всіх варіантах удобрень відбулося в межах 0,1-0,2 рН одиниць.
Мілкий плоскорізний обробіток забезпечив підвищення вмісту всіх елементів живлення грунту при внесенні гною 12 т/га + соломи 2,4 т/га + N24 + N55P45K25 і окремо гною 12 т/га та соломи 2,4 т/га + N24, тільки на варіанті без добрив спостерігалося зменшення вмісту елементів живлення. Це підтверджує, що безполицевий обробіток грунту без застосування добрив має негативний вплив. Вміст сполук азоту, що легко гідролізуються, на варіанті з органо-мінеральною системою удобрення по шарах грунту 0-15 і 15-30 см збільшився на 6,7 та 4,3 %, а вміст рухомих сполук фосфору та обмінного калію в шарі грунту 0-15 см збільшився на 7,9 та 6,7 % відповідно. При застосуванні гною 12 т/га цей показник зріс на 3,9 % по обох шарах грунту.
Мінімальний обробіток грунту на глибину 4-5 см при застосуванні органо-мінеральної системи удобрення також забезпечив збільшення вмісту рухомих сполук фосфору та обмінного калію в шарі грунту 0-15 см на 3,5 та 3,7 % відповідно. Вміст гумусу залишився в межах значень, які були на початку досліджень і становив 3,56 %. За багаторічними дослідженнями А.Д. Балаєва та ін. (1998) достовірне збільшення вмісту органічної речовини в грунті при застосуванні грунтозахисних технологій та органо-мінеральної системи удобрень можна спостерігати тільки на 5-7 рік досліджень.
Дослідження щільності складення чорнозему типового легкосуглинкового при різних системах обробітку показали, що фізичні параметри грунту змінювались протягом всього веге-таційного періоду і залежали як від виду обробітку, так і від глибини його проведення (рис.1).
В наших дослідженнях протягом трьох років (2002-2004 рр.) щільність складення чорнозему типого під різними культурами і в залежності від обробітку грунту була різною.
У перший рік досліджень вплив грунтозахисних технологій на агрофізичні показники грунту був більш суттєвим, ніж у наступні роки. На початку досліджень щільність складення грунту була висока по всіх обробітках і протягом всього вегетаційного періоду. В наступному році цей показник суттєво був знижений завдяки меншій кількості проходів сільськогосподарських машин по полю, тому що вирощувалась культура суцільного посіву, а не просапна, яка по-требує багаторазових проходів техніки по полю за вегетаційний період.
посіву 150-200 мм продуктивної вологи. Таку кількість вологи можуть утримувати структурні чорноземні грунти суглинкового гранулометричного складу, площа яких займає 55 % орних земель країни.
Аналізуючи запаси продуктивної вологи у весняний період протягом трьох років, можна відмітити, що їх значення були різними в залежності від системи обробітку грунту, а головне – від кількості накопичення вологи за осінньо-зимовий період (табл. 1.). В перший рік перед сівбою цукрових буряків кількість продуктивної вологи в метровому шарі грунту була нижчою на оранці на 6-7 мм, в порівнянні з грунтозахисними технологіями. На всіх грунтозахисних обробітках цей показник був практично однаковий (142-143 мм).
В наступному році перед сівбою ярого ячменю запаси продуктивної вологи були такі: на мілкому плоскорізному обробітку цей показник був вищий на 5,7 %, а на глибокому плоско різ-ному і мінімальному обробітках – лише на 2,1 % в порівнянні з оранкою. Слід відмітити, що в перший рік перехідного періоду від багаторічної оранки застосування грунтозахисних технологій забезпечило більше накопичення продуктивної вологи порівняно з традиційним обробітком, а другий рік забезпечив більше накопичення продуктивної вологи на мілкому плоскорізному обробітку.
Таблиця 1
Весняні запаси продуктивної вологи (ЗПВ) в чорноземі типовому за різних систем обробітку
грунту при вирощуванні сільськогосподарських культур, мм, 2002-2004 рр.
НІР05, мм – 3,86
На третій рік досліджень всі грунтозахисні системи обробітку грунту забезпечили більше накопичення вологи порівняно з оранкою. Так, мілкий плоскорізний обробіток підвищив цей показник на 7,8 %, тим часом як глибокий плоскорізний і мінімальний обробітки – лише на 1,9 та 4,5 % відповідно. Слід зазначити, що у весняний період 2004 р. в порівнянні з минулими роками
пов’язано, в першу чергу, зі зниженням температури грунту і недостатньою кількістю опадів.
Динаміка БА грунту за три роки в шарі 0-30 см при застосуванні чотирьох систем обробітку свідчить про наступне. На мінімальному обробітку відмічено найнижчі показники БА, а найвищі значення були на мілкому плоскорізному обробітку, зокрема в липні цей показник був вищий на 47,8 % в порівнянні з оранкою. Слід відмітити, що в квітні на оранці показник БА був вищий, ніж на інших обробітках. Це можна пояснити тим, що грунт прогрівається швидше за рахунок низької щільності і відсутності пожнивних решток на поверхні поля.
Застосування грунтозахисних систем обробітку грунту створює диференціацію орного шару за БА: підвищення у верхньому (0-15 см) та зниження у нижньому (15-30 см) шарі ґрунту. Цьому сприяє загортання добрив та пожнивних решток на різну глибину в залежності від обробітку грунту. Полицева оранка підвищує БА в шарі 15-30 см та знижує у шарі грунту 0-15 см, тому що пожнивні рештки і добрива потрапляють у нижній прошарок, де активно проходять анаеробні процеси.
В липні протягом трьох років показник БА був найвищим по всіх системах обробітку при застосуванні різних варіантів удобрень. Слід відмітити, що системи обробітку менше впливають на цей показник в порівнянні з добривами. На мінімальному обробітку грунту впродовж трьох років середні значення БА в шарі грунту 0-30 см були нижчими в порівнянні з оранкою на 13,4 %, а найвищі показники відмічені при застосуванні мілкого плоскорізного обробітку – 15,8-17,7 % на всіх варіантах удобрень. При застосуванні глибокого плоскорізного обробітку грунту цей показ-ник був вищий лише на 4,6-7,9 % при внесенні біогумусу 4 т/га та препарату Байкал ЕМ-1У відповідно.
Аналізуючи застосування добрив, слід відмітити наступне. Мінеральна система удобрень (N55P45K25) в порівнянні з контролем (без добрив) підвищила БА в шарі грунту 0-30 см на 22,4-23,2 % на всіх обробітках ґрунту.
Внесення вермикомпосту 4 т/га забезпечило підвищення БА на 77,2 % на оранці, і на 83,3-85,3 % на мілкому та глибокому плоскорізних обробітках, а на мінімальному обробітку цей показник мав найнижче значення – 71,6 %, в порівнянні з контролем (без добрив). Застосування препарату Байкал ЕМ-1У підвищило цей показник на глибокому і мілкому плоскорізних обробітках на 46,1 і 52,1 % відповідно, тим часом як на мінімальному обробітку він склав 38,3 %. Технології обробітку менше впливають на показник БА ґрунту порівняно з добривами.
Дія біологічно активних добрив – вермикомпосту 4 т/га та препарату Байкал ЕМ-1У – на фоні мілкого плоскорізного обробітку грунту була більш ефективною. Це пов’язано з тим, що у верхньому шарі грунту знаходиться основна маса пожнивних решток і при оптимальних умовах швидше проходять мікробіологічні процеси, які активізуються біологічно активними добривами, котрі містять велику кількість колоній мікроорганізмів, і тим самим сприяють розкладанню целюлози.
Отже, систематичне застосування грунтозахисних технологій вирощування сільськогоспо-дарських культур з внесенням біологічно активних добрив призводить до активізації деструк-ційних процесів грунту, які ми спостерігаємо при розкладанні клітковини.
Вплив забур’янення на вирощування сільськогосподарських культур. Грунтовий банк насіння бур’янів і органів їх вегетаційного розмноження за даними Інституту землеробства УААН оцінюють (за різними методиками) в 130-150 млн шт./га (13-15 тис.шт./м2).
За дослідженнями кафедри грунтознавства та охорони грунтів НАУ, застосування безполи-цевого обробітку грунту в перші роки його впровадження відзначається високим забур’яненням (3-5 років), а потім значення цього показника різко зменшується.
Проведені дослідження щодо забур’янення дослідного поля при застосуванні різних грун-тозахисних систем, які базуються на глибокому і мілкому плоскорізних та мінімальному обро-бітку грунту, і застосуванні різних варіантів удобрень приведені нижче (табл. 2).
Найвище забур’янення посівів спостерігалося в перший рік досліджень під час вирощуван-ня цукрового буряку на всіх обробітках і по всіх варіантах удобрення. На мінімальному обробітку бур’янів було в середньому 187 шт/м2, це у чотири рази більше ніж, на оранці, а при внесенні гною 12 т/га на цьому ж обробітку нарахували 193 шт/м2 (в 3,3 раза більше). Трохи нижче забур’янення спостерігалося на мілкому та глибокому плоскорізних обробітках і становило 155 і 128 шт/м2. Воно була вижчим в порівнянні з оранкою в 3,4 та 2,8 рази відповідно.
Забур’янення по варіантах удобрень відрізнялось від варіанту на контролі, але в незначних межах. Наприклад, при внесенні мінеральних добрив на оранці показники були однакові, а на варіанті, де вносилась солома 2.4 т/га з азоткомпенсацією, на 4 шт/м2 бур’янів було менше, та при внесенні гною 12 т/га їх кількість збільшилась на 12 шт/м2. Така ж тенденція спостерігалась і по інших варіантах обробітку. Високе забур’янення посівів можна пояснити тим, що грунтовий банк насіння бур’янів дуже великий, особливо у верхньому шарі, і коли не обертається скиба, основна кількість бур’янів починає проростати, що призводить до таких наслідків.
Таблиця 2
Вплив добрив та грунтозахисних технологій на забур’янення посівів у ланці сівозміни,
шт/м2, 2002-2004 рр.
НІР05, шт. – 1,98
При вирощуванні ячменю ярого, на другий рік досліджень, забур’янення всіх посівів було значно меншим – як по обробітках, так і по варіантах удобрень. Слід відмітити, що різниця за-бур’янення між оранкою і плоскорізними обробітками склала лише 4 шт/м2 , а на мілкому обро-бітку це значення було вище на 10 шт/м2. Внесення 12 т гною на 1 га підвищило забур’янення на 4,9 та 11 %, органо-мінеральна і мінеральна система удобрень зменшила кількість бур’янів на 3,7 і 11 % в залежності від обробітку ґрунту в порівнянні з контролем (без добрив).
На третій рік досліджень при вирощуванні гречки забур’янення було низьким в порівнянні з першим та другим роками досліджень. На глибокому та мілкому плоскорізних обробітках спо-стерігалось зменшення забур’янення на контролі (без добрив) – 8,3 і 16,6 % відповідно. Збільшен-ня забур’янення було на мінімальному обробітку по всіх варіантах удобрень. Мілкий плоскорізний обробіток забезпечив зменшення бур’янів по всіх варіантах удобрень від 5 до 25 %.
Отже, можна зробити висновок, що застосування мілкого плоскорізного обробітку ґрунту зменшує забур’янення посівів впродовж трьох років.
Урожайність сільськогосподарських культур за три роки досліджень приведені в табл. 3. Урожайність буряка цукрового (2002 р.) підвищилася при застосуванні глибокого плоскорізного обробітку на всіх варіантах удобрень в порівнянні з оранкою від 8 до 26 ц/га, крім варіанту без добрив, де спостерігалось зменшення урожаю на 11 ц/га. Суттєвою була прибавка на мілкому плоскорізному обробітку при застосуванні органо-мінеральної системи удобрення – 42 ц/га (це складає 12,2 %). Зменшення урожайності спостерігалось на всіх інших варіантах удобрень, особливо на контролі – на 26 ц/га (8,8 %). При застосуванні мінімального обробітку приріст урожаю був тільки на варіанті гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N24 + N55P45K25 на 18 ц/га (5,2 %), а на інших варіантах спостерігалось зменшення урожайності.
Аналізуючи дані урожайності при застосуванні добрив, можна відмітити наступне. Внесен-ня гною 12 т/га + соломи 2,4 т/га + N24 + N55P45K25 сприяло збільшенню урожаю на 50 ц/га (16,9%) в порівнянні з контролем (без добрив) на оранці, на 87 ц/га (30,6 %) на глибокому плоскорізному та мінімальному обробітках та на 118 ц/га (43,9 %) на мілкому плоскорізному обробітку. Внесення соломи 2,4 т/га + N24 забезпечило приріст коренеплодів в межах 26-45 ц/га в залежності від системи обробітку, у відсотковому відношення це склало 8,8-15,8 одиниць відповідно. Внесення гною 12 т/га дало надбавку 31-56 ц/га (10,5 - 19,7 % відповідно). Найменшу надбавку забезпечили мінеральні добрива N55P45K25 – в межах 20-28 ц/га (6,8 – 10,4 %) в залежності від варіанту обро-бітку грунту.
Отже, можна зробити висновок, що мінімалізація обробітку грунту не завжди позитивно впливала на урожайність даної культури. Це пояснюється застосуванням грунтозахисних техно-логій протягом лише одного року після багаторічної оранки. Зниження урожаю спостерігалось вна-слідок високого забур’янення. Внесення добрив забезпечило суттєві прирости коренеплодів по всіх системах бробітку грунту. Слід зазначити, що системи обробітку грунту мають менший вплив на урожайність цукрових буряків, аніж добрива.
Урожайність ярого ячменю (2003 р.) підвищувалась на всіх варіантах удобрень, а по варіан-тах обробітку грунту спостерігали як незначне підвищення, так і невелике зменшення урожайно-сті. При застосуванні мінімального обробітку було зменшення урожайності на 0,4-1,2 ц/га від-носно оранки по всіх варіантах удобрень, крім варіанту гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N24 + N55Р45К25, на якому приріст склав 0,9 ц/га. Мілкий плоскорізний обробіток на фоні післядії гною 12 т/га + соломи 2,4 т/га + N24 + N55Р45К25 забезпечив надбавку 2,3 ц/га, що складає 5,1 %, а на інших варіантах це значення було в межах помилки досліду. Глибокий плоскорізний обробіток сприяв збільшенню урожайності по всіх варіантах удобрень, навіть на контролі (без добрив), але вона була незначною (0,3-1,6 ц/га), в межах помилки досліду.
Таблиця 3
Урожайність сільськогосподарських культур при різних технологіях вирощування,ц/га,
(2002 рік – буряк цукровий, 2003 рік – ячмінь ярий, 2004 рік – гречка)
Буряк цукровий Ячмінь ярий Гречка
НІР05, ц/га Для обробітку 44,8 2,40 2,72
Для удобрення 16,8 1,72 1,54
Добрива більш суттєво збільшили урожайність ярого ячменю по всіх технологіях обро-бітку грунту. Післядія органо-мінеральної системи удобрень дала надбавку 2,5 і 6,3 ц/га на глибокому та мілкому плоскорізних обробітках, надбавка склала 15,2 та 12,1 % відповідно. Надбавка на мінімальному обробітку склала 5,0 ц/га. Інші варіанти удобрень мали надбавку в ме-жах помилки досліду, крім варіанту з післядією гною 12 т/га, який забезпечив приріст урожаю в межах 1,6 – 3,5 ц/га в залежності від обробітку грунту.
Отже, добрива мають більший вплив на урожайність ярого ячменю, аніж системи обробітку грунту. Хоча, слід відмітити, що другий рік застосування грунтозахисних технологій позитивно вплинув на цей показник, на відміну від попереднього.
На третьому році досліджень (2004 р.) при вирощуванні гречки погодні умови були сприят-ливими для цієї культури, тому її урожайність була високою. Мілкий плоскорізний обробіток забезпечив найбільший приріст урожаю по всіх варіантах удобрень в порівнянні з контролем (без добрив). Післядія гною забезпечила – 3,0 ц/га (це склало 10,2 %), трохи менший приріст спостерігали на варіантах з внесенням соломи та мінеральною системою удобрення – 1,5 і 0,3 ц/га, органо-мінеральна система забезпечила надбавку урожаю 5,4 ц/га. Аналізуючи застосування глибокого плоскорізного обробітку та мінімального, відмічаємо, що вони мали тенденцію до зниження урожайності, хоча і незначного по всіх обробітках та удобренннях, крім варіанту з внесенням гною 12 т/га + соломи 2,4 т/га + N24 + N55Р45К25, де спостерігалось незначне збільшення (0,5-0,7 ц/га), в межах помилки досліду.
Застосування добрив по всіх обробітках грунту забезпечило приріст урожаю гречки. Найбільший приріст (від 4,4 до 5,5 ц/га) був на варіанті гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N24 + N55Р45К25 в залежності від обробітку грунту, а найменший (від 0,3 до 1,1 ц/га) – на варіанті з внесенням N55Р45К25. Інші органічні добрива забезпечили приріст в межах 1,5-3,0 ц/га.
Отже, позитивний вплив на урожайність був від внесення органічних та органо-мінеральних добрив по різних системах обробітку грунту. Обробіток грунту в меншій мірі вплинув на збільшення урожайності (лише на мілкому плоскорізному обробітку отримано приріст в межах 5,0-9,4 %).
Економіко-енергетична ефективність технологій вирощування культур. В ринкових умовах дуже велике значення має собівартість вирощеної продукції, рівень рентабельності та коефіцієнт енергетичної ефективності (Кее). Вирощування сільськогосподарських культур на всіх технологіях було рентабельним ( табл.4). Але слід відмітити, що ґрунтозахисна технологія, яка базується на мілкому плоскорізному обробітку з використанням органо-мінеральної системи удобрення (гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N24 + N55Р45К25) була найбільш рентабельною, а собівартість продукції найнижчою порівняно з іншими технологіями обробітку. Застосування традиційного обробітку грунту (оранки) забезпечило найвищу собівартість продукції та найнижчий рівень рентабельності, що зумовлено меншим урожаєм порівняно з іншими технологіями обробітку та більшими витратами на вирощування 1 ц продукції. Чистий прибуток з одного гектара ланки сівозміни на ґрунтозахисній технології при вирощуванні буряка цукрового склав 4612 грн проти 3904 грн на оранці; ячменю ярого – 1630 грн проти 1479 грн та гречки – 2345 грн проти 2046 грн, у відсотках чистий прибуток був вищим при застосуванні ґрунтозахисної технології на 18,1; 10,2 та 14,6 % відповідно.
Енергетичний аналіз дозволяє розробити та оцінити ефективність ресурсо- та енергозберігаючих технологій. Чим більший Кее, тим ефективніша технологія вирощування сільськогосподарських культур. Найнижчі значення коефіцієнта енергетичної ефективності при вирощуванні культур забезпечив традиційний обробіток грунту, який базується на оранці, – 1,13 (буряк цукровий), 5,11 (ячмінь ярий), 2,66 (гречка). При застосуванні мілкого плоскорізного обробітку спостерігали вищі значення цього показника порівняно з оранкою на 22,1 % при вирощуванні буряка цукрового та на 14,9 і 13,2 % – при вирощуванні ячменю ярого та гречки відповідно.
| 
