Размещено на http://www.allbest.ru/

Пористість грунту за вирощування буряків цукрових у плодозмінній сівозміні

Войтовик М.В. - к.с.-г.н.,

доцент кафедри землеробства, агрохімії та ґрунтознавства, Білоцерківський національний аграрний університет

Дослідження проведені в стаціонарній плодозмінній сівозміні на чорноземі типовому малогумусному на дослідному полі Білоцерківського НАУ. Наведено результати дослі- джень щодо ефективності трьох систем основного обробітку грунту - диференційова- ний, полицево-безполицевий, мілке розпушування на 10-12 см та чотирьох варіантів сис- тем удобрення з різним наповненням мінеральних і органічних добрив - без застосування добрив, органічна, органо-мінеральна, мінеральна на загальну пористість чорнозему типового в агроценозі буряків цукрових Лісостепу.

Проведені на початку та в кінці вегетації буряків цукрових, вказують на оптимальні параметри загальної пористості за варіантів систем удобрення та обробітку грунту. Вищу загальну пористість грунту на початку вегетації отримано на 0,6% за використання оранки на 28-30 см в системі диференційованого обробітку порівняно з полицево-безполицевим розпушенням. Найбільш аерованим навесні виявився грунт за диференційованої системи обробітку, в середньому на 1,2% порівняно з мілким розпу- шуванням.

Органо-мінеральна система удобрення зі значеннями 52,6-51,2% істотно не відрізня- лася від органічної.

На кінець вегетації буряків цукрових відбулося ущільнення грунту внаслідок дії при- родних та техногенних факторів, у результаті чого об'єм пор зменшувався у середньому на 1,1% за диференційованого і полицево-безполицевого обробітку та на 0,8% за мілкого розпушення.

На період збирання врожаю буряків цукрових спостереження засвідчили зменшення кількості щілин у грунті за всіх систем удобрення, за органо-мінеральної системи даний в середньому показник цей становив 49,0%.

Найсприятливіші ґрунтові умови для формування врожаю коренеплодів склада- лися за мінеральної системи удобрення. У середньому за роки досліджень врожайність коренеплодів за умов органо-мінеральної системи 3-7% меншою, ніж за мінеральної, а за органічної - 12-18%.

Ключові слова: чорнозем типовий, органічна, органо-мінеральна, мінеральна, мілкий, диференційований, полицево-безполицевий.

Voytovyk M.V. Soil porosity for sugar beet growing depends on soil tillage and the fertilizer system of crop rotation

The research was carried out in a stationary crop rotation on a typical low-humus chernozem at the experimental field of Bilotserkiv National University of Science and Technology. The results of research on the effectiveness of three systems of basic tillage - differentiated, shelf-less, shallow loosening at 10-12 cm and four variants of fertilization systems with different content of mineral and organic fertilizers - organic, organo-mineral, mineral on the porosity of black soil typical in agrocenosis are given. sugar beets of the Forest Steppe.

Conducted at the beginning and at the end of the sugar beet growing season, they indicate the optimal parameters for options for fertilization and tillage systems. Higher soil porosity at the beginning of the growing season was obtained by 0,6% when plowing at 28-30 cm in the system of differentiated cultivation compared to shelf-less loosening. The soil under the differentiated tillage system was the most aerated in the spring, by an average of 1,2% compared to shallow loosening.

The organo-mineral fertilizer system with values of 52,6-51,2% did not differ significantly from the organic one.

At the end of the sugar beet growing season, soil compaction occurred as a result of the action of natural and man-made factors, as a result of which the pore volume decreased by an average of 1,1% with differentiated and shelf-less tillage and by 0,8% with shallow loosening.

During the sugar beet harvesting period, observations were confirmed reduction of the number of cracks in the soil under all fertilization systems, under organic of the mineral system, this indicator was 49,0% on average.

The most favorable soil conditions for the formation of a crop of root crops were under the mineral fertilization system. On average, over the years of research, the yield of root crops under the conditions of the organo-mineral system is 3-7% lower than under the mineral system, and 12-18% under the organic system.

Key words: typical chernozem, organic, organo-mineral, mineral, shallow, differentiated, shelf-less.

Постановка проблеми

пористість грунту буряк цукровий

Чорнозем типовий малогумусний ґрунт, на якому проводили дослідження, визначається підвищеною щільністю і низькою загаль- ною пористістю, тому для поліпшення фізичних характеристик важливе значення має розроблення відповідної систем основного обробітку грунту і удобрення. За різного рівня застосування добрив простежуються ознаки його окультуреності. Однією із них є загальна пористість грунту [6, с. 36; 11, с. 68].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. За науково-обґрунтованого чергу- вання культур у сівозміні відбувається покращання агрофізичних властивостей як орного, так і підорного шарів ґрунту. Коренева система культур, проникаючи на різну глибину, підвищує загальну пористість ґрунту, а у процесі відмирання зали- шає після себе значну кількість органічних решток [9, с. 115].

За даними науковців, якість оброблювального шару ґрунту є найкращою, якщо він має загальну пористість 65-55%, задовільною - 55-50%, незадовільною - менше 50% [12]. Вважається, що оптимальні умови аерації мінеральних ґрун- тів забезпечуються при вмісті ґрунтового повітря на рівні 20-40%. При падінні повітроємності нижче 15% газообмін між атмосферою і ґрунтом розглядається як незадовільний [7, с. 126].

Збільшення пористості ґрунту сприяє кращому накопиченню вологи у осін- ньо-зимовий період та забезпечує її продуктивне використання. Підвищення пористості відбувається із зменшенням щільності, де складається оптимальне співвідношення у ґрунті між водою й повітрям [8, с. 43]. Одним із важливих наслідків зниження стабільності будови чорноземного грунту за тривалого розорювання є зміна показників об'ємної маси і пористості у період від обробітку до збору урожаю. Зміна показників щільності оброблювального шару ґрунту при цьому досягає 0,14 см³ або 5,3% загальної пористості, тоді як на цілині їх динаміка майже не проявляється [10, с. 25].

Основний обробіток ґрунту є одним із найважливіших агротехнічних заходів у технологіях вирощування, який бере участь у формуванні агрофізичних власти- востей, водного і поживного режиму ґрунту та продуктивності сільськогоспо- дарських культур [1, с. 584; 2, с. 88]. В умовах сьогодення України, актуальним є підбір оптимальних систем удобрення і способів основного обробітку грунту для оптимізації будови чорнозему типового - основних параметрів, що визнача- ють його фізичні властивості й режими, які значно впливають на умови росту і розвитку буряків цукрових.

Мета досліджень полягала у визначенні впливу органічних і органо-мінераль- них систем удобрення за основного обробітку на зміни закономірностей форму- вання загальної пористості чорнозему типового в агроценозі буряків цукрових п'ятипільної плодозмінної сівозміни Лісостепу України.

Матеріали і методи дослідження. Дослідження проводилися упродовж 2016-2020 рр. на чорноземі типовому глибокому малогумусному дослідного поля Білоцерківського НАУ. Схемою досліду передбачено вивчення трьох систем основного обробітку (фактор А) і чотирьох систем удобрення (фактор В) в корот- коротаційній плодозмінній сівозміні з наступним чергуванням сільськогоспо- дарських культур: люцерна - пшениця озима + гірчиця біла на сидерат - буряки цукрові, соняшник - гречка - ячмінь з підсівом люцерни.

Зміст градацій першого фактора (А) систем основного обробітку ґрунту. Дифе- ренційований (контроль) - проведення полицевого обробітку грунту у полях буряків цукрових і соняшнику, під пшеницю озиму, одного мілкого безполицевого обробітку під гречку та один раз чизельного обробітку під ячмінь. Полицево-безполицевий - про- ведення за ротацію сівозміни 1 раз різноглибинної оранки під просапні культури, два рази мілкого безполицевого обробітку під пшеницю озиму і гречку та 1 раз - чизель- ного обробітку під ячмінь. Мілкий безполицевий - проведення обробітку грунту дисковими знаряддями на глибину 10-12 см під усі культури сівозміни. Виконували заходи основного обробітку грунту наступними знаряддями: плуг 3 корпусний Lem- ken Opal 110; чизель глибокорозпушувач АГЧ - 4,2; дискова борона АГ-2,1-20. Зміст градацій другого фактору (В) систем удобрення. Нульовий рівень - без добрив; органічна - внесення на 1 га 8 т та 3,0 т нетоварної частини врожаю, маси пожнивних сидератів на гектар сівозмінної площі. Норма органічних добрив визначена за необхідністю позитивного балансу гумусу. Органо-мінеральна - для відтворення родючості грунту пріоритетне використання органічних добрив, вне- сення 8 т гною на 1 га сівозмінної площі і 3,5 т маси післяжнивних сидератів, нетоварної частини врожаю, внесення 110 кг (N27P38K45) мінеральних добрив. Мінеральна - для відтворення родючості грунту внесення на 1 га сівозмінної площі 8 т гною і 222 кг (N68P72K82) мінеральних добрив. Повторність у досліді триразова. Повторення розміщені на площі суцільно, систематично, ділянки першого порядку (варіанти обробітку) послідовно в один ярус, а другого (варіанти удобрення - послідовно в чотири яруси. Площа посівної - 171 м², облікової ділянки 112 м². Під час експерименту застосовували польовий, кількісно-ваговий, візуальний, лабораторний, розрахунково-порівняльний, математично-статистичний методи з використанням загальновизнаних в Україні методик і методичних рекомендацій [5].

Загальну пористість обчислювали співвідношенням щільності складення ґрунту й щільності твердої фази. Зразки ґрунту відбирали через 10 см на глибину 30 см (ДСТУ ISO 11465:2001) [14] на період весняно польових робіт та перед збиранням буряків цукрових. Облік урожайності коренеплодів буряків цукрових методом суцільного збирання з облікових площ з приведенням до 100% чистоти з кожного варіанта в усіх повтореннях окремо.

Статистичний аналіз експериментальних даних - з використанням програмного забезпечення Ехсеl from MS Office 365 та Statistica 10.

Виклад основного матеріалу дослідження

Поряд з об'ємною масою ґрунту важливими агрофізичними показниками є пористість, необхідна для нормальної діяльності мікроорганізмів, росту й розвитку кореневої системи рослин і накопи- чення вологи в ґрунті [13, с. 141; 3, с. 1398].

Спостереження за загальною пористістю грунту, проведені на початку та в кінці вегетації буряків цукрових, вказують на оптимальні параметри за варіантів систем удобрення та обробітку грунту. Вищу пористість грунту на початку вегетації отримано на 0,6% за використання оранки на 28-30 см в системі диференційова- ного обробітку порівняно з полицево-безполицевим розпушенням (рис. 1). Найбільш аерованим навесні виявився грунт за диференційованої системи обробітку, в середньому на 1,2% порівняно з мілким розпушуванням, це пояснюється наявністю великої кількості некапілярних пор (діаметр > 0,1 мм), вони слабко вологу утримують.

Системи удобрення не мали істотного впливу на наявність капілярних і некапілярних пор грунту.

Наявність більшої кількості органіки, за рахунок внесення у плодозмінній сівозміні гною та маси післяжнивної гірчиці білої за органічної та органо-міне- ральної системи удобрення, сприяла покращенню пористості ґрунту. За органіч- ної системи удобрення на весні пористість грунту змінювалася від 53,3 до 50,3%.

Органо-мінеральна система удобрення зі значеннями 52,6-51,2% істотно не відрізнялася від органічної.

Рис. 1. Пористість 0-30 см шару грунту на початку вегетації буряків цукрових,% (2016-2020 рр.)

На кінець вегетації буряків цукрових відбулося ущільнення грунту внаслідок дії природних та техногенних факторів, у результаті чого об'єм пор зменшувався у середньому на 1,1% за диференційованого і полицево-безполицевого обробітку та на 0,8% за мілкого розпушення (рис. 2).

На період збирання врожаю буряків цукрових спостереження засвідчили змен- шення кількості щілин у грунті за всіх систем удобрення, за органо-мінеральної системи даний в середньому показник цей становив 49,0%.

Грунти важкого і середнього гранулометричного складу характеризуються всмоктувальною силою і вони відносно слабо повітро- і вологопроникні. Для поліпшення повітряного і водного режимів ґрунту їх необхідно інтенсивно роз- пушувати, вносити у підвищених нормах органічних добрив, поліпшувати струк- туру. Це буде сприяти підвищенню їх пористості внаслідок збільшення кількості некапілярних і капілярних пор [4].

Проведена статистична обробка даних засвідчує, що на варіантах органічної і органо-мінеральної систем удобрення за рахунок внесення гною та маси піс- ляжнивних сидератів у сівозміні дозволяє підтримувати оптимальну пористість ґрунту упродовж вегетаційного періоду буряків цукрових незалежно від засто- сованих обробітків у досліді. Застосування мілкого розпушування за цих систем удобрення не призводить до погіршення показників пористості ґрунту. За міне- ральної системи у поєднані з обробітками ґрунту призводило до погіршення пористості в оброблювальному шарі ґрунту в період від початку вегетації до зби- рання буряків цукрових.

Найсприятливіші ґрунтові умови для формування врожаю коренеплодів скла- далися за мінеральної системи удобрення. У середньому за роки досліджень вро- жайність коренеплодів за умов органо-мінеральної системи 3-7% меншою, ніж за мінеральної, а за органічної - 12-18%.

Рис. 2. Загальна пористість 0-30 см шару грунту на період збирання врожаю буряків цукрових,% (2016-2020 рр.)

Висновки і пропозиції

Системи удобрення і основний обробіток грунту значно впливали на його пористість в оброблювальному шарі. Варіанти органічної і органо-мінеральної систем удобрення призводили до істотного збільшення капілярних і некапілярних пор досліджуваного ґрунту упродовж вегетації буряків цукрових, загальна пористість знаходилась на рівні 49%.

Застосування мілкого розпушування на 10-12 см дисковими знаряддями призводило до значного зменшення загальної пористості грунту в 0-30 см шарі упродовж вегетації буряків цукрових порівняно з контролем.

Список використаної літератури

2. Gathala, M.K. & Tіmsіna, J. Conservatіon agrіculture based tіllage and crop es- tablіshment optіons can maіntaіn farmers' yіelds and іncrease profіts іn South Asіas's rіce-maіze systems. 2014. Evіdence from Bangladesh Fіeld Crops Research. 85-98. doi: 10.1016/2014.12.003

3. Hedgerow trees and extended-width field margins enhance macro-moth diversity: implications for management / T. Merckx et al. J. Appl. Ecol. 2012. Vol. 49. P. 1396-1404.

4. Mukherjee A., Lal R. Comparison of Soil Quality Index Using Three Methods. PLoS ONE. 2014. Vol. 9. Issue 8. e105981. DOI: https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0105981

5. Vozhehova, R.A., Lavrynenko, Yu.O., & Maliarchuk, M.P. (2014). Metodyka pol'ovykh i laboratornykh doslidzhen' na zroshuvanykh zemlyakh [Methods of field and laboratory research on irrigated lands]. Hrin' D.S., Kherson: 2014. 285.

6. Бегей С. С., Карасевич Н. В. Вплив основного обробітку грунту на його щільність та вологість у посівах жита озимого на схилових землях передкар- паття. Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. 2021. Вип. 70 (1). С. 34-48 (42). doi: 10.32636/01308521.2021-(70)-1-3

7. Гадзало Я. М., Гладій М. В., Саблук П. Т. Агрономічний потенціал України: напрями розвитку. Київ : Аграрна наука, 2016. 330 с.

8. Дудка О. А. Вплив систем землеробства та обробітку гурнту на його загальну пористість за вирощування пшениці ярої в правобережному Лісостепу України. Таврійський науковий вісник. 2022. № 124. С.40-46. http://doi.org/10.32851/2226- 0099.2022.124.6

9. Лебедь Є.М., Андрусенко І.І., Пабай І.А. Сівозміни при інтенсивному земле- робстві. Київ, Урожай. 1992. 224 с.

10. Медведев В. В. Физическая деградация черноземов, ее причини, следствия и пути устранения. Успехи почвоведения. Советские почвоведы к XIII Междунар. конгрессу почвоведов. Гамбург, 1986. Москва: Наука, 1986. С. 23-26.

11. Цилюрик О.І., Судак В.М., Шапка В.П. Продуктивність короткоротаційної сівозміни залежно від системи обробітку ґрунту на фоні суцільного мульчування післяжнивними рештками. Бюлетень Інституту сільського господарства степової зони. 2015. № 8. С. 66-72.

12. Цюк О. А., Центило Л. В., Мельник В. І. Зміни агрофізичних власти- востей чорнозему типового під впливом застосування добрив і обробітку ґрун- ту. Наукові доповіді НУБіП України. 2021. Т. 5(93) http://dx.doi.org/10.31548/ dopovidi2021.05.007

13. Цюк О. А., Центило Л. В., Мельник В. І. Структурно-агрегатний склад ґрунту залежно від основного обробітку та удобрення. Агрономія. 2018. Т. 10.

№ 5-6. С. 139-145. http://dx.doi.org/10.31548/bio2018.05.017

14. Якість ґрунту. Визначання щільності складення на суху масу : ДСТУ ISO 11272-2001 [чинний від 2003-07-01]. Київ : Держспоживстандарт України, 2001. 15 с.

Размещено на Allbest.ru