Розробка ефективних та екологічно збалансованих кормових сівозмін на осушених торфових ґрунтах Полісся

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСТИТУТ ГІДРОТЕХНІКИ І МЕЛІОРАЦІЇ УААН

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Спеціальність: 06.01.02 - сільськогосподарська меліорація (сільськогосподарські науки)

ЕФЕКТИВНІ ТА ЕКОЛОГІЧНО ЗБАЛАНСОВАНІ КОРМОВІ СІВОЗМІНИ НА ОСУШУВАНИХ ТОРФОВИХ ҐРУНТАХ ПОЛІССЯ

МЕТЕЛЮК Василь Васильович

Київ - 1999

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасний рівень землеробства на осушуваних органогенних ґрунтах не задовольняє потреби сільськогосподарського виробництва та екологічні вимоги. На цих ґрунтах відбувається інтенсивний розклад органічної речовини і вимивання поживних речовин у ґрунтові води. Вирішити цю проблему можна лише за умов науково обґрунтованих розробок з питань управління родючістю органогенних ґрунтів на основі застосування ефективних та екологічно збалансованих технологій вирощування сільськогосподарських культур і зміни структури посівних площ.

Багаторічні дослідження у різних регіонах гумідної зони Європи свідчать, що збереження і раціонального витрачання органіки торфовищ можна досягти шляхом введення на них кормових, лучних і лучно-пасовищних сівозмін з обмеженим польовим періодом.

Для розробки подібних сівозмін на органогенних ґрунтах Полісся велике значення має сівба просапних культур після багаторічних трав, що пов'язане з наявністю великої кількості дротяника, який наносить велику шкоду просапним культурам. Крім того, з метою зниження мінералізації торфовищ зменшується частка однорічних культур у сівозміні до одного-двох полів з одночасним збільшенням лучного періоду сівозмін.

Отже, виникла гостра необхідність вивчення комплексу організаційних, агрохімічних та агротехнічних заходів щодо розробки ресурсозберігаючих, екологічно збалансованих та високопродуктивних кормових сівозмін на органогенних ґрунтах Полісся з коротким польовим періодом.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розробка теоретичної основи і практичних пропозицій побудови лучно-кормових сівозмін в умовах осушених органогенних ґрунтів Полісся України з параметрами ресурсозбереження, відтворення родючості ґрунту, поліпшення екологічного стану та підвищення продуктивності цих земель.

В завдання досліджень входило:

дослідити та розкрити можливості використання дернини багаторічних культурних травосумішок під посіви просапних культур (кукурудза, кормові буряки, морква столова);

визначити вплив дії попередників і способів обробітку ґрунту на забур'яненість посівів і зараження полів дротяником;

дослідити вплив лучного і просапного періодів у сівозміні на родючість ґрунту, мінералізацію органічної речовини;

дати агроекологічну, економічну і біоенергетичну оцінку різним кормовим сівозмінам з коротким польовим періодом в умовах Полісся України.

Наукова новизна досліджень полягає у виявленні особливостей створення екологічно-безпечної ресурсозберігаючої системи землеробства на осушуваних органогенних ґрунтах Полісся; розробці лучно-кормових сівозмін з коротким польовим періодом, які забезпечують високопродуктивне використання цих земель з одночасним збалансованим процесом мінералізації органічної речовини та відтворенням високої родючості торфовищ; визначенні науково обґрунтованих заходів ефективного використання багаторічної дернини трав під посіви просапних культур.

Практичне значення отриманих результатів досліджень полягає в комплексному підході до розробки заходів щодо високопродуктивного використання осушуваних земель Полісся України, а саме: побудова лучно-кормових сівозмін з коротким польовим періодом; спосіб використання дернини багаторічних трав на староорних торфових ґрунтах під просапні культури; використання проміжних культур, які дозволяють подовжити зелений конвеєр для тваринництва до глибокої осені; створення умов розширення високопродуктивного лучного періоду в сівозміні, що забезпечує скорочення непродуктивних втрат поживних речовин, отримання високих і сталих урожаїв високобілкового, конкурентоспроможного корму з осушуваних ґрунтів.

Проведені дослідження є основою для розробки науково обґрунтованої структури посівних площ, системи обробітку, удобрення, боротьби з бур'янами та дротяником, стабілізації меліоративного землеробства на органогенних ґрунтах в сучасних умовах ринкових відносин в Україні.

Реалізація результатів досліджень. Виробничу перевірку впровадження ефективних та екологічно збалансованих кормових сівозмін на осушуваних торфових ґрунтах Полісся проводили в умовах Дослідного господарства Інституту сільськогосподарської мікробіології УААН у Чернігівському районі Чернігівської області.

Особистий внесок здобувача. Безпосередньо дисертантом обґрунтована розробка кормових сівозмін з коротким польовим періодом на торфовищах. Визначені і обґрунтовані основні заходи щодо стабілізації меліоративного землеробства на осушуваних органогенних ґрунтах Полісся України, які включають скорочення просапного періоду кормових сівозмін до одного року, введення проміжної культури після багаторічних трав, що забезпечує значне зниження шкодочинності дротяника для просапних культур і активізує родючість ґрунту.

Апробація роботи. Результати досліджень по темі дисертації доповідалися на конференції молодих вчених та спеціалістів Інституту землеробства Української академії аграрних наук (1995-1997рр.), на семінарах керівників та спеціалістів Рівненської області (Агрофірма “Зоря”, Рівненського району, 1997-1998рр.), на засіданнях лабораторії землеробства на осушених землях (1994-1999рр.), методичної комісії Інституту землеробства УААН з питань землеробства і рослинництва (1999р.), міжнародній науково-практичній конференції “Землеробство ХХ1 століття - проблеми та шляхи вирішення” (1999р.) та міжнародному науково-практичному семінарі “Вчимося господарювати” (1999р.)

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 8 статтях у наукових журналах та збірниках наукових праць Інституту землеробства УААН.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 148 сторінках машинописного тексту, що включає 38 таблиць, 4 додатка на 8 сторінках. Вона складається з вступу, трьох розділів, висновків, пропозицій виробництву, списку використаної літератури (222 найменування, в т.ч. 21 іноземних авторів), актів впровадження у виробництво результатів наукової роботи.

ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗДІЛ 1 РОЛЬ СІВОЗМІН В ЕФЕКТИВНОМУ І ЕКОЛОГІЧНО БЕЗПЕЧНОМУ ВИКОРИСТАННІ ОСУШУВАНИХ ҐРУНТІВ ГУМІДНОЇ ЗОНИ УКРАЇНИ. (огляд літератури)

В розділі представлено літературний огляд характеристики осушених ґрунтів Полісся, особливості вирощування на них сільськогосподарських культур, а також сформовано концепцію побудови сівозмін в сучасних умовах на осушуваних органогенних ґрунтах Полісся України.

РОЗДІЛ 2 Місце, умови і методика проведення досліджень 2.1. Меліорований стан та характеристика грантового покриву

Осушення Ірпінської заплави проведено в 1947-1951рр., реконструкцію здійснено в 1969 році. На заплаві побудовано осушувально-зрошувальну систему. Установлено 130 залізобетонних гідротехнічних споруд, на 45 з них установлені заставки верхнього і нижнього б'єфа для регулювання води. Відстань між каналами 150-200 м. На мінеральних і неглибоких торфовищах улаштований гончарний, а на середніх та глибоких торфовищах кротовий дренаж.

Регулювання водного режиму осушуваних земель проводиться шляхом подання води для зволоження в посушливі періоди вегетації культур з водосховищ, розташованих у верхів'ї системи.

Дослідження проводилися в 1993-1996рр. на Гостомельському опорному пункті Інституту землеробства УААН (р.Ірпінь, Київська область) в Поліській зоні України.

Ґрунти дослідних ділянок типові для Полісся і відносяться до середньоглибоких, староорних, добре розкладених торфовищ (55-63%). Реакція ґрунтового розчину слабокисла (рНсольове 5.3-5.4). Ґрунти відзначаються низьким вмістом калію (0.09-0.1%) та фосфору (0.8-0.9%), високим - азоту (2.8-3.4% на абсолютно суху наважку). Зольність шару ґрунту 0-30 см складає 21.5%.

Погодно-кліматичні умови проведення досліджень

Кліматичні умови проведення дослідів характерні для Полісся України. Це помірно тепла, середньо-зволожена зона. Середньодобова (квітень-вересень) температура повітря в 1993-1996рр. була на 0.1, 1.2, 1.2 і 1.5⁰С відповідно вищою від норми (15.2⁰С). Найбільш вологим був 1995р., коли опадів випало 425 мм за квітень-вересень при нормі 357 мм; 1994р. був засушливим, коли опадів випало 76% від норми; 1993р. характеризувався метеорологічними показниками, близькими до середньобагаторічних; 1996р. був найтепліший (16.7⁰С) з кількістю опадів меншою від норми (86.8%).

Програма, методика проведення досліджень

Дослідження проводились у стаціонарному досліді з чотирма шестипільними сівозмінами та монокультурою багаторічних трав за схемою, наведеною в таблиці 1. Дослідження проводилися під час другої ротації сівозмін. Вивчення сівозмін проводилося з трьома варіантами удобрення (табл.2).

Розмір посівної ділянки - 32 м², облікової - 25 м², повторення - 4-разове. Розміщення варіантів по повтореннях систематичне. Режим скошування багаторічних травосумішок - триукісний. Висівали насіння районованих сортів. Облік врожаю - поділянковий.

У дослідах застосовували рекомендовану для органогенних ґрунтів технологію вирощування сільськогосподарських культур і на посівах багаторічних трав. Залуження проводили травосумішкою злаків (стоколос безостий - 9, костриця лучна - 8, тимофіївка лучна - 7 кг/га схожого насіння) на початку серпня після проміжної культури та при перезалуженні. Спосіб сівби - звичайний рядковий з міжряддями 15 см.

Азотні добрива у формі аміачної селітри, фосфорні - гранульованого суперфосфату, калійні - хлористого калію вносили під багаторічні травосумішки тричі за вегетацію (під кожний укіс). Під однорічні культури добрива вносили одноразово на весні перед сівбою.

Поживний режим ґрунту визначали в шарі 0-30 см. Відбір зразків ґрунту під багаторічними травосумішками проводили в три строки: перший - в період початку виходу в трубку, другий - після другого укосу трав і третій - після третього укосу трав.

У грунтових зразках визначали вміст аміачного азоту, нітратного азоту, рухомих форм фосфору і калію. Вміст аміачного азоту визначали за методикою Н.А.Аринушкіної; нітратний азот - колометричним методом з дисульфофеноловою кислотою; фосфор і калій - за Кірсановим, з послідуючим визначенням фосфору колориметрично і калію на полуменевому фотометрі. Вологість ґрунту визначали термостатно-ваговим методом чотири рази за вегетацію в 4-кратному повторенні з кожного 10 см шару ґрунту (0-30 см).

1. Схема досліду за чергуванням культур у сівозміні

Номер	Номер поля, культура сівозміни
сівозміни	1	2	3	4	5	6
1	Багаторічні трави	Багаторічні трави	Багаторічні трави	Багаторічні трави	Багаторічні трави	Багаторічні трави +перезалуження
2	Багаторічні трави	Багаторічні трави	Багаторічні трави	Багаторічні трави на 2 укоси + редька олійна на зелену масу	Кормові буряки	Горохово-вівсяна сумішка + багаторічні трави
3	Багаторічні трави	Багаторічні трави	Багаторічні трави	Багаторічні трави на 2 укоси+редька олійна на зелену масу	Столові буряки	Горохово-вівсяна сумішка + багаторічні трави
4	Багаторічні трави	Багаторічні трави	Багаторічні трави на 2 укоси + редька олійна	Кормові буряки	Столова морква	Горохово-вівсяна сумішка + багаторічні трави
5	Багаторічні трави	Багаторічні трави на 2 укоси + редька олійна	Кормові буряки	Столова морква	Капуста білоголова	Горохово-вівсяна сумішка + багаторічні трави

2. Схема внесення мінеральних добрив під культури сівозмін

	Багаторічні трави під укоси		Редька олійна на
Варіант досліду	перший	другий	третій	Просапні	зелений корм, горохово-вівсяна сумішка
1	К50	К50	К50	Контроль	Контроль
2	Р45К50	К50	К50	К150	К60
3	N45P45K50	N45K50	К50	Р45К150	Р45К60

Для біохімічного аналізу врожаю багаторічних трав відбирали зразки за прийнятою методикою для меліорованих ґрунтів. Вміст загального азоту в рослинах визначали за методом Гінзбург в модифікації Цапа, фосфор - на фотоколориметрі, калій - на полуменевому фотометрі, нітратний азот за методом Х.Починка-Грисса, сиру клітковину за І.Л.Скворцовою, сиру золу - озоленням.

Збирання врожаю проводили ваговим методом з усієї облікової ділянки. В цей же час проводили ботанічний аналіз урожаю багаторічних травосумішок.

Математичний аналіз результатів дослідів проводили методом дисперсійного аналізу.

РОЗДІЛ 3 РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

3.1. Водний режим ґрунту

Родючість органогенних ґрунтів значною мірою залежить від водного режиму, тому важливо знати стан вологості активного шару ґрунту і її залежність від агротехнічних заходів з урахуванням погодних умов і технічного забезпечення осушувально-зволожуючою системою.

Спостереження за рівнем грантової води показали (табл.3), що глибина їх залягання визначалась погодними умовами і роботою осушувальної мережі.

У вологі роки (1995) рівні ґрунтових вод найближче залягали до поверхні ґрунту (середнє за вегетацію 76 см), а в посушливі роки (1993, 1996) - глибше знижувалися (85-86 см).

3. Глибина залягання ґрунтової води на дослідних ділянках, см від поверхні ґрунту

Рік	Місяць	Середнє
	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X
1993	86	77	87	67	73	89	113	85
1994	85	80	61	76	82	82	95	80
1995	82	92	79	64	71	64	82	76
1996	91	93	85	80	75	90	88	86
Середнє	86	85	88	72	75	81	95	82

На режим глибини залягання рівнів води значно впливало додаткове шлюзування, в 1993 році проводили три шлюзування (10-16 травня, 1-10 червня, 2-9 серпня), в 1994 - три шлюзування (15-23 травня, 16-24 червня, 12-20 липня) і в 1996 - два шлюзування весною (1-7 і 25-30 травня). Шлюзування забезпечувало підняття рівнів грантових вод до розрахункових показників. Таке регулювання рівнів ґрунтової води відповідно і забезпечувало коливання вологості ґрунту в оптимальних межах. Істотної різниці по вологості активного шару ґрунту залежно від удобрення і структури посівних площ у сівозмінах не виявлено.

Вплив агротехнічних заходів на поживний режим ґрунту

Спостереження за біологічною активністю торфовищ на різних варіантах використання дернини показали, що найінтенсивніший розклад тканини (метод аплікацій) відмічали на ділянках з просапними культурами і в бездощові періоди вегетації. Найменше розкладання тканини (30%) спостерігали на ділянках багаторічних травостоїв п'ятого року користування.

Біологічна активність ґрунту і визначала вміст рухомого азоту в ньому. Так якщо на монокультурі багаторічних трав у 1994 році нітратного азоту було 25-31 мг на 100 г сухого ґрунту, то під травами другого року використання третьої сівозміни всього було 52.4-80.6 мг, четвертої - 90.0-129.5 мг і п'ятої (де три просапні культури) - 137.9-168.0 мг.

Як правило, кількість рухомого азоту була більшою на варіантах без внесення мінеральних добрив. При внесенні фосфорно-калійних добрив запаси його зменшуються, що є результатом збільшення врожаю культур і підвищеним виносом його рослинами, - є дуже важливим заходом запобігання виносу нітратів у ґрунтові води.

Посіви багаторічних трав, починаючи з другого-третього років користування, без внесення мінерального азоту, постійно слабо забезпечені рухомим азотом.

Спостереження за фосфорним режимом ґрунту показали, що кількість рухомого фосфору в активному шарі ґрунту, як правило, у вологі роки по варіантах без внесення мінерального фосфору збільшується з весни до осені, а в сухі роки (1994) мали протилежну залежність. З несенням суперфосфату (Р₄₅) значно збільшувалася кількість рухомого фосфору під всіма культурами у всіх сівозмінах досліду. Чіткої різниці по вмісту рухомого фосфору в ґрунті залежно від вирощуваних культур і їх виду не виявили.

Спостерігається збільшення вмісту рухомого фосфору під травами з роками їх старіння, а також підвищується його кількість під просапними і однорічними культурами порівняно з ділянками багаторічних трав. Кількість рухомого фосфору у ґрунті істотно залежала від насичення сівозмін просапними культурами. При двох, трьох однорічних культурах у сівозміні (перша-третя) рухомого фосфору було значно більше, ніж у сівозмінах з однією, двома однорічними культурами (вар.1-3).

В цілому органогенні ґрунти в наших дослідах мають добру забезпеченість рухомими формами фосфору, як на варіантах з внесенням, так і без внесення суперфосфату, що забезпечувало відносно невисокий приріст урожаю всіх культур у сівозміні на удобрених варіантах удобрення фосфорними добривами.

Кількість рухомого калію в активному шарі ґрунту майже повністю залежить від внесення калійних добрив. Після весняного внесення мінеральних добрив грунт мав найбільшу забезпеченість калієм, а в кінці вегетації майже на всіх варіантах досліду запаси знижувались до низької і дуже низької забезпеченості.

Спостерігали деяке збільшення кількості рухомого калію в ґрунті зі збільшенням польового періоду в сівозміні. Так, якщо в другій сівозміні в 1996 році у травні під кормовими буряками рухомого калію було не більше 6-7 мг, то під просапними культурами п'ятої сівозміни кількість його перевищувала на окремих варіантах досліду 50 мг на 100 г сухого ґрунту.

Очевидно, це є результатом підвищеної мінералізації органічної речовини торфу і вивільнення калію з органіки. Чіткої залежності впливу сівозмін і культур на калійний режим не спостерігали.

Отже, забезпечення оптимального калійного режиму органогенних ґрунтів повністю залежить від внесення калійних добрив і зовсім мало залежить від інших чинників. Навіть тривале щорічне внесення калійних добрив не змінило калійного режиму торфовищ. При цьому калійні добрива необхідно вносити у строки, максимально наближені до активного росту сільськогосподарських культур.

Спостереження за вимиванням поживних речовин у ґрунтові води показали, що рухомого азоту вимивалось більше у сівозмінах, де польовий період був більший. Так восени 1994р. на монокультурі трав аміачного азоту вимивалось 7-8 мг на 1 л води, тоді як у другій сівозміні на травах першого року ці показники складали 20.0-63.7 мг на 1 л води. Подібне явище можна спостерігати і щодо нітратного азоту. Якщо в четвертій сівозміні під просапними культурами (столова морква) вимивалось нітратного азоту в ґрунтові води 41.9-44.5 мг на 1 л, то на монокультурі багаторічних трав (сівозміна 1) лише 6.2-8.6 мг на 1 л води, у другій сівозміні під травами не перевищувала 8 мг, а під просапними 29 мг на 1 л дренажної води.

Аналогічну залежність спостерігали і щодо вимивання рухомих форм фосфору і калію у ґрунтові води. Якщо в першій сівозміні (монокультура трав) фосфору вимивалось 0.1-1.6 мг на 1 л води, калію не перевищувало 10 мг на 1 л води, то під сівозмінами з різним набором органічних культур кількість вимитих речовин була часто більшою майже в два-три рази.

Отже, на забруднення річкових і ґрунтових вод істотно впливає спосіб використання органогенних ґрунтів, який до того піддається регулюванню, що дуже важливо з точки зору екології. Збільшення тривалості лучного періоду в сівозміні сприяє зниженню мінералізації органіки, надлишкового вивільнення рухомого азоту, зниженню фільтраційних характеристик ґрунту, що забезпечує значне зменшення вимивання поживних речовин у ґрунтові води. Позитивно діє на зниження вимивання рухомого азоту і внесення фосфорно-калійних добрив.

Вплив агротехнічних заходів на забур'яненість посівів

Дослідження показали, що післяукісна редька олійна та горох з вівсом є добрим біологічним засобом боротьби з бур'янами. В літньо-осінній період бур'яни добре пригнічуються рослинами редьки олійної. До того ж, насіння бур'янів не визріває в результаті швидкостиглості зеленої маси редьки олійної, а самі бур'яни при цьому скошуються разом з проміжною культурою на зелений корм. Можна констатувати, що зі збільшенням польового періоду у сівозміні забур'яненість посівів багаторічних трав зростає незалежно від внесених гербіцидів під просапні культури. Найменшу забур'яненість посівів всіх років використання спостерігали на монокультурі багаторічних трав, а найбільшу в п'ятій сівозміні, де було три однорічні культури.

Забур'яненість посівів багаторічних травосумішок зростала після посушливих місяців попереднього року (серпень-вересень), що є причиною слабкого розвитку посіяних трав і більш інтенсивного росту бур'янів, особливо зимуючих. Так, якщо в кінці літа 1993 року випало опадів більше норми, то і забур'яненість в 1994 році багаторічних трав була відносно найменшою, що впливало і на послідуючі роки використання травостою.

Забур'яненість однорічних просапних культур також зростала зі збільшенням польового періоду в сівозміні. Отже, збільшуючи лучний період у сівозміні на органогенних ґрунтах, можна значно ефективніше вести боротьбу з бур'янами, що дуже важливо в наш час, коли внесення гербіцидів є досить дорогим агрозаходом.

Продуктивність сільськогосподарських культур і сівозмін залежно від агротехнічних заходів

Ріст, розвиток і продуктивність сільськогосподарських культур залежить від багатьох зовнішніх факторів, серед яких агротехнічним заходам належить особлива роль. В зв'язку з цим структура посівних площ, тривалість лучного періоду у сівозміні та удобрення сільськогосподарських культур створює для вирощування рослин протягом ротації культур у сівозміні різні грунтові умови, що є основним фактором регулювання процесів росту і розвитку рослин і як наслідок впливає на продуктивність сільськогосподарських культур (табл.4). Приріст урожаю багаторічних трав при внесенні фосфорних добрив (Р₄₅) спостерігали лише у сівозмінах з однією просапною культурою та при вирощуванні їх у монокультурі, де він становить відповідно 5.1-12.4% і 11.4%. На посівах однорічних культур внесення фосфорних добрив позитивно діяло лише на продуктивність капусти та горохово-вівсяної сумішки, де приріст урожайності складав відповідно 11.4 і 11.4-12%. Внесення калійних добрив під просапні культури завжди підвищувало урожайність і на окремих варіантах досліду приріст урожайності кормових та столових буряків становив відповідно 14.6 і 15.0% порівняно з полями без внесення добрив. Це пояснюється тим, що осушувані органічні ґрунти слабо забезпечені калієм.

4. Продуктивність сівозмін за ротацію, ц/га абсолютно сухої речовини

Номер	Удобрення
Сівозміни	K	PK	NPK	Середнє
1	85.1	96.8	113.0	98.3
2	89.5	96.0	111.4	99.0
3	90.6	97.5	112.6	100.2
4	88.6	91.1	101.2	93.6
5	87.5	89.9	100.1	92.5
НІР05	3.0	3.2	3.4

Внесення азотних добрив проводили лише на посівах багаторічних трав, так як багатьма дослідниками встановлено малу ефективність їх внесення під однорічні культури. Приріст урожайності від внесення азотних добрив становить 12.3-15.0% на фоні фосфорно-калійного удобрення, до того ж більш ефективно азотні добрива використовували багаторічні травосумішки старіших років використання. Спостерігали тенденцію до збільшення урожайності культур від внесення азотних добрив у сівозмінах з тривалішим лучним періодом. У вологі роки (1993, 1995) приріст урожайності від азотних добрив складав близько 13.5-15%, тоді як у сухі - він був нижчий на 1.5-3%, а на окремих варіантах досліду в цьому випадку приросту урожаю взагалі не спостерігали (1994р. 4 сівозміна, трави другого року користування).

Найвищу врожайність багаторічних трав (147.9-148.0 ц/га абсолютно сухої речовини) отримано за умов внесення повного мінерального добрива (N₉₀P₄₅K₁₅₀) на молодих травостоях першого-другого року користування у сівозмінах з найбільш тривалим польовим періодом. Це пояснюється тим, що при вирощуванні просапних культур більш інтенсивно проходять мікробіологічні процеси в ґрунті і значно поліпшується поживний режим ґрунту, де нагромаджується значна кількість рухомих поживних речовин, які добре використовують молоді травостої.

Найвищу врожайність однорічних культур (178.3-186.9 ц/га абсолютно сухої речовини) отримали при внесенні фосфорно-калійних добрив та в сівозміні з найкоротшим лучним періодом. Без внесення мінеральних добрив урожайність гороху з вівсом знижується до 58.3-61.8 ц/га сухої речовини, що складає 67% від найліпших варіантів досліду.

Спостереження за урожайністю багаторічних трав у монокультурі показали, що внесення азотних і фосфорних добрив позитивно впливають на їх продуктивність.

Подібну залежність спостерігали і на посівах однорічних трав.

Розрізнені дані урожайності окремих культур не повністю дають цілісне уявлення про вплив мінеральних добрив на продуктивність сівозміни, або окремої її ланки. Отримання такої інформації стає можливим за умов розгляду урожайності культур в сівозміні в середньому за її ротацію (табл.4). Аналіз даних досліджень показує, що дія мінеральних добрив в цілому по сівозмінах з різним насиченням просапними культурами в значній мірі відрізняється на окремих культурах. Так, в сівозмінах з коротким польовим періодом (сівозміна 2) ефективність фосфорних добрив досить значна і складає на різних культурах 7-11%, тоді як в сівозмінах з коротким лучним періодом (сівозміна 5)не отримано ефекту від внесення фосфорних добрив на посівах багаторічних трав, кормових і столових буряків.

Сумарна дія мінеральних добрив у сівозмінах з різною тривалістю лучного періоду показує, що ефективність фосфорних добрив зменшується з більшим введенням у сівозміну просапних культур. Так, якщо при монокультурі багаторічних трав збільшення урожайності з сівозмінної площі складало 13.7% або 11.7 ц/га абсолютно сухої маси, то в сівозмінах з трьома просапними культурами (сівозміна 5) ефективність фосфорних добрив відповідно складала 2.7% і 2.4 ц/га абсолютно сухої маси. Ефективність азотних добрив має тенденцію зменшуватися з розширенням польового періоду сівозміни, що пов'язане з посиленням мінералізації органічної маси і вивільненням рухомого азоту з ґрунту.

Найвищу урожайність сільськогосподарських культур за роки досліджень мали багаторічні травосумішки другого року використання (150.1 ц/га абсолютно сухої речовини) у другій сівозміні з однією просапною культурою. Досить низькі врожаї були просапних культур - буряків кормових (43.8-44.1 ц/га), столових (65.8-67.9 ц/га) і капусти білоголової (48.7 ц/га абсолютно сухої речовини).

Найвищу продуктивність мала сівозміна з однією просапною культурою (105.1 ц/га). Введення в сівозміну двох- трьох просапних культур (сівозміни 4 і 5) знижувало їх продуктивність на 9.3-10.6% проти сівозміни з однією просапною культурою (сівозміна 3). Слід відмітити, що в своїх дослідах на просапних культурах ми не враховували побічної продукції - гички коренеплодів. Це пов'язане з тим, що не завжди це економічно вигідно, до того ж ця продукція часто є забрудненою нітратами і непридатною на кормові цілі.

В цілому врожайність досліджуваних культур в сівозміні значно залежить від внесення фосфорно-калійних добрив, а на посівах багаторічних трав - і азотних. Продуктивність сівозміни в значній мірі залежить не лише від мінерального удобрення, а й від структури посівних площ. Зменшення польового періоду в сівозміні від трьох до однієї просапної культури підвищує продуктивність сівозмін понад 10%. До того ж це сприяє економічному витрачанню органічної маси торфовищ, що робить агротехнічні заходи екологічно обґрунтованими.

3.5. Вплив агротехнічних заходів на якість вирощеної продукції

Розглядаючи структуру посівних площ, лучний період сівозмін та агрозаходи спрямовані на підвищення їх продуктивності, важливо знати напрямки зміни біохімічного складу урожаю не тільки окремої культури, а і зміну кормової і харчової цінності сільськогосподарської продукції в процесі тривалості лучного і польового періоду сівозміни на осушуваних органогенних ґрунтах.

Основним недоліком сучасної кормової бази тваринництва, перш за все, є незбалансованість за вуглеводно-протеїновим показником вирощуваних кормів, а це, в свою чергу призводить до перевитрат інших кормів, особливо концентрованих.

Проведені нами агрохімічні аналізи урожаю свідчать про те, що істотної різниці за вмістом фосфору в зеленій масі багаторічних травосумішок і горохо-вівсяної сумішки залежно від різних варіантів досліду не встановлено. Можна лиш відмітити, що спостерігали певну тенденцію збільшення вмісту фосфору в рослинах на варіантах з внесенням фосфорних добрив і зниження його при внесенні повного мінерального добрива. Цю залежність можна пов'язати зі зростанням урожайності культур, коли збільшилось споживання фосфору рослинами.

В той же час, розглядаючи накопичення фосфору по укосах багаторічних трав, можна констатувати, що майже по всіх варіантах досліду кількість його зростала від першого до третього укосів. В цілому вміст фосфору в урожаї багаторічних і однорічних трав на окремих варіантах досліду був дещо вищим допустимих концентрацій, проте в кількісному відношенні корм відповідав зоотехнічним вимогам.

Вміст калію в продукції в середньому за три роки не перевищував допустимих концентрацій на всіх варіантах і культурах сівозміни. Хоча в окремі роки (1995 рік) в урожаї просапних культур з внесенням РК було зафіксовано вміст калію дещо більше допустимих концентрацій.

Аналізуючи вміст калію на окремих культурах, слід відмітити, що найменше його було в столовій моркві (1.05-1.42%), а найбільше - в коренеплодах кормових буряків (в середньому за три роки 2.62-2.99%). Внесення фосфорних та калійних добрив на посівах трав мало впливало на зміну вмісту протеїну в урожаї, в той же час чітко спостерігали підвищення його зі збільшенням польового періоду в сівозміні, а також зменшення протеїну в напрямку старіння травостоїв, тобто

від багаторічних травосумішок першого року до четвертого-п'ятого років користування.

Удобрення мало впливало на вміст нітратів у рослинах, але чітко спостерігається підвищення його в сівозмінах з розширенням польового періоду. Це пов'язане зі значною мінералізацією торфу при вирощуванні просапних культур, накопиченням надлишкової кількості нітратного азоту і як наслідок збільшенням його вмісту у рослинах. Особливо велика кількість нітратного азоту накопичується в урожаї горохо-вівсяної сумішки, коли його вміст перевищував допустимі концентрації в декілька разів. Отож, отриманий зелений корм однорічних трав, слід обережно використовувати в тваринництві і давати його у відповідних пропорціях з кормами, отриманими з мінеральних суходільних полів. Аналізуючи вміст нітратів у просапних культурах слід відмітити, що кількість нітратів не перевищувала допустимі концентрації в коренеплодах моркви та столових буряків. В той же час в окремі роки його було більше в капусті і кормових буряках.

Аналіз даних за вмістом сирого протеїну в рослинах показує, що внесення фосфорно-калійних добрив під сільськогосподарські культури сприяло підвищенню його вмісту. Внесення повного мінерального добрива значно підвищувало вміст протеїну на травах всіх років користування.

Вихід кормових одиниць чітко підвищується з внесенням фосфорно-калійних добрив і особливо при повному мінеральному удобренні. Показники якості урожаю багаторічних трав істотно залежали від тривалості використання травостою. Молоді трави (1-2 року) мали ліпші показники якості, ніж старші травостої. Вміст протеїну в багаторічних травах значно змінювався по укосах трав. Він явно збільшувався від першого до третього укосів.

Отже, проведення дослідження якості вирощеної продукції показують, що внесення мінеральних добрив значно поліпшує якість урожаю і вихід кормових одиниць з гектара. На фоні калійних добрив якість продукції з сівозмінної площі зростає в напрямку польового періоду сівозміни, а на фоні повного мінерального добрива якість продукції має зворотну залежність, тобто якість продукції поліпшується в сторону розширення лучного періоду в сівозміні.

3.6. Економічна, енергетична та екологічна оцінка кормових сівозмін залежно від агротехнічних заходів

Дослідження показали, що найбільший вихід обмінної енергії в умовах староорних торфовищ Полісся забезпечують багаторічні травосумішки 1-3 років користування (115.7-116.6 ГДж/га), дещо нижчі показники мали просапні культури (буряки кормові і столові, морква, капуста білоголова), і найменші - післяукісна редька олійна та горохо-вівсяна сумішка. Найбільш істотним фактором витрат енергії є паливно-мастильні матеріали, внесення мінеральних добрив, а також використання техніки для обробітку ґрунту.

Найвищу врожайність сухої речовини (112.1 ц/га) мала друга сівозміна (з однією просапною культурою - кормовими буряками), проте найбільший збір кормових одиниць (99.3 ц/га) мали з першої сівозміни, де вирощувались одні багаторічні травосумішки. Внаслідок цього найбільший вихід енергії (98.5-100.0 ГДж/га) мали сівозміни з однією просапною культурою (друга, третя сівозміни) або монокультура багаторічних трав (перша).

Найвищі енерговитрати в середньому на сівозмінну площу мала п'ята сівозміна (44.1 ГДж/га), де було три просапні культури. З розширенням лучного періоду в сівозмінах енерговитрати зменшувались з 44.1 до 25.8 ГДж/га. Найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності (3.8) мали на посівах з монокультурою багаторічних трав, досить високий він і в сівозмінах з однією просапною культурою (3.0-3.1) і значно нижчий в сівозмінах з 3-ма просапними культурами (2.1).

Економічні розрахунки (табл.5) показали, що загальні витрати в середньому по сівозмінах зростають зі збільшенням кількості просапних культур у сівозміні, тоді як отримання умовно чистого прибутку має протилежну залежність. Найліпші економічні показники мали у 3-й сівозміні з однією просапною культурою. Збільшення у сівозмінах кількості просапних культур до 2-3 приводило до зменшення отримання чистого прибутку на фоні фосфорно-калійного удобрення у 5 разів, а при повному мінеральному удобренні у 8 разів. Найменшу собівартість (4.7-5.8 грн/ц) вирощеної продукції у середньому з сівозмінної площі мали у першій сівозміні з монокультурою багаторічних трав, а найбільшу (13.2-14.8 грн/ц) у сівозміні з трьома просапними культурами. Рівень рентабельності сівозмін мав протилежну залежність.

Проведена енергетична та економічна оцінка сівозмін з різним насиченням однорічними культурами та удобренням свідчить, що найвищу продуктивність сівозмін (112.7-113.0 ц/га сухої речовини) та високий коефіцієнт енергетичної ефективності (3.0-3.8), найбільший умовно чистий доход з гектара та найменшу собівартість кормової одиниці отримано в сівозмінах з однією просапною культурою та при монокультурі багаторічних трав. Введення в кормові сівозміни до 3-х полів просапних культур значно погіршує ці показники.

Лучний період в сівозміні істотно впливає на біологічну активність торфовищ і, як наслідок, на азотний режим ґрунту. Зі збільшенням тривалості лучного періоду у сівозміні відбувається затухання мікробіологічних процесів у ґрунті, знижуються запаси рухомого азоту, який є одним з головних забруднювачів ґрунтової і річкової води. Одночасно лучний період ущільнює дернину і запобігає вимиванню рухомих поживних речовин і органіки у ґрунтові води. З іншого боку, надто тривале (понад 5-6 років) вирощування багаторічних трав на одному місці приводить до погіршення поживного режиму ґрунту і зниження його продуктивності.

5. Економічна ефективність кормових сівозмін залежно від структури посівних площ та норм внесення мінеральних добрив (за цінами на 1.01.1998 року)

Номер сівозміни	Удобрення	Продуктивність сівозмін, ц/га абсолютно сухої маси	Загальні витрати, грн/га	Вартість вирощеної продукції, грн/га	Умовно чистий прибуток, грн/га	Собівартість продукції, грн/ц	Рівень рентабельності, %
	K	85.1	492	753	261	5.8	53.0
1	PK	96.8	508	863	355	5.2	69.9
	NPK	113.0	534	1016	482	4.7	90.3
	K	89.5	902	1030	128	10.1	14.2
2	PK	96.0	915	1142	227	9.5	24.8
	NPK	114.4	938	1316	378	8.4	40.3
	K	90.6	952	1232	280	10.5	29.4
3	PK	97.5	965	1363	398	9.9	41.2
	NPK	112.7	988	1560	572	8.8	57.9
	K	88.6	1151	1175	24	13.0	2.1
4	PK	91.1	1164	1228	64	12.8	5.5
	NPK	101.2	1177	1325	148	11.6	12.6
	K	87.5	1300	1313	13	14.8	1.0
5	PK	89.9	1313	1386	73	14.6	5.6
	NPK	100.2	1320	1389	69	13.2	5.2

Отже, з досліджуваних сівозмін доцільно впроваджувати у виробництві на осушуваних органогенних ґрунтах сівозміни з однією просапною культурою та одним полем однорічних трав з літнім посівом багаторічних трав. Такі сівозміни не тільки економічно та енергетично виправдані, а і екологічно збалансовані в районах найбільш вразливих щодо порушення рівноваги природного середовища.

енергозберігаючий кормовий сівозміна ґрунт

ВИСНОВКИ

Встановлено, що на осушуваних слабокислих органогенних ґрунтах Полісся України вирішальним чинником ефективного та екологічно збалансованого використання цих ґрунтів є впровадження кормових, а в приміських районах і овочево-кормових сівозмін з однією просапною культурою, яка забезпечує екологічну рівновагу в агроландшафті та проектні урожаї на меліорованих ґрунтах.

Побудовані осушувально-зволожуючі меліоративні системи з їх сучасною експлуатацією та сільськогосподарським використанням дозволяють повністю забезпечити регулювання водного режиму активного шару ґрунту. За період проведення досліджень (1993-1996рр.), незалежно від природного зволоження, водно-повітряний режим ґрунту у всіх сівозмінах досліду в абсолютно більший період часу знаходився в оптимальних межах. Він не знижувався за межі вологості розриву капілярів (41-43% ПВ) і майже не перевищував найменшої вологоємкості.

Структура посівних площ у сівозміні, мінеральне удобрення мало впливали на зміну вологості активного шару ґрунту, яка головним чином залежала від природного та штучного підгрунтового зволоження.

Спостерігалась тенденція зниження вологості ґрунту на варіантах з внесенням повного мінерального добрива, що пов'язане з кращим розвитком рослин і підвищеним водоспоживанням культур.

Внесення мінеральних добрив під багаторічні травосумішки (Р45К150N90) та однорічні культури (Р45К150) протягом ротації кормових та кормо-овочевих сівозмін забезпечувало тенденцію до накопичення поживних речовин в активному шарі ґрунту. Кількість рухомих форм поживних речовин збільшувалась з розширенням польового періоду в сівозмінах.

На азотний режим ґрунту істотно впливали погода, структура посівних площ і удобрення. Вміст нітратного азоту в грунті під багаторічними травами першого року користування та однорічними культурами в 3-4 рази, а на окремих варіантах і значно більше, був вищий, ніж під травосумішками 4-5 років користування. З старінням травостою ефективність внесення азотних добрив зростає.

Однорічні культури та багаторічні трави першого року користування повністю забезпечуються рухомими формами азоту, що утворювався при мінералізації органічної маси торфовищ. Тому внесення його під ці культури не раціонально.

Вміст нітратного і аміачного азоту в активному шарі ґрунту в посушливі роки і періоди вегетації під усіма культурами був вищий, ніж у вологі роки.

Найбільш дефіцитним елементом живлення на слабокислих торфовищах Полісся є калій. Оптимальний калійний режим на органогенних ґрунтах забезпечується шляхом щорічного внесення мінеральних калійних добрив під просапні культури одноразово близько К150 і під багаторічні трави в роздріб - К50 + 50 +50.

Під посівами однорічних культур рухомих форм калію було дещо більше, ніж під посівами багаторічних трав, що є результатом інтенсивнішого мікробіологічного процесу в грунті.

На вимивання поживних речовин у грунтові води суттєво впливала структура посівних площ у сівозміні. Майже в півтора-два рази більше вимивалось рухомого азоту під посівами однорічних культур, ніж під багаторічними травами. В роки з більшими атмосферними опадами вимивалося більше поживних речовин на весні, а в посушливі - восени.

Урожайність сільськогосподарських культур за ротацію сівозмін зростала зі збільшенням норм внесення мінеральних добрив. Ліпшими з урахуванням виходу сухих речовин, кормових одиниць і сирого протеїну були сівозміни з однією просапною культурою, чотирирічним лучним періодом, та полем однорічних трав з літнім залуженням багаторічними травосумішками.

Внесення калійних добрив підвищувало урожайність сухої речовини просапних культур на 36%, однорічних трав суцільного посіву 8%, фосфорних добрив - багаторічних трав першого-третього року користування на 7%, горохо-вівсяної сумішки - 17% і не спостерігали приросту врожаю на посівах просапних культур і багаторічних трав четвертого року користування; внесення азотних добрив підвищувало урожайність багаторічних трав першого року користування -13%, другого - третього року - 23% і четвертого року - 29%.

Найменш енерговитратними з найбільшим коефіцієнтом енергетичної ефективності на осушуваних торфовищах є кормові та овоче-кормові сівозміни з однією просапною культурою та вирощуванням багаторічних травосумішок в монокультурі.

Впровадження економічно ефективних заходів (розширення лучного періоду в сівозмінах, внесення азотних добрив тільки під трави, обмеження механічного обробітку ґрунту, висівання проміжних культур тощо) на осушуваних органогенних слабокислих ґрунтах Полісся найбільше відповідає екологічно збалансованим вимогам до системи меліоративного землеробства.

Пропозиції виробництву

Для ефективного та екологічно збалансованого використання староорних осушуваних органогенних ґрунтів Полісся України доцільно вводити кормові сівозміни, а в приміських районах овочево-кормові сівозміни з однією просапною культурою, не менше чотири-п'ятирічного лучного періоду, висіванням проміжної редьки олійної на зелений корм після двох укосів багаторічних травосумішок та з використанням останнього поля сівозміни під однорічні трави з літнім залуженням багаторічними травосумішками.

Економічно обґрунтованими нормами мінеральних добрив, рекомендованими для внесення в кормових сівозмінах, є Р60К150 під просапні культури та Р45К50+50+50 під посіви багаторічних травосумішок, а починаючи з трав другого року користування і N45+45.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

Слюсар І.Т., Левковська Г.В., Мануша І.Г., Метелюк В.в., Василюк Л.О. Вплив тривалості використання і удобрення багаторічних травосумішок на їх продуктивність в умовах осушуваних торфовищ Полісся // Збірник наукових праць Інституту землеробства УААн. - К., 1998. - Вип.1. - С.161-165.

Левковська Г.В., Давидюк Г.В., Шкарівська Л.І., Мануша І.Г., Метелюк В.В. Продуктивність та енергетична ефективність сівозмін на осушених ґрунтах Полісся // Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН. - К., 1998. - Вип.2. - С.16-19.

Ткачук С.О., Метелюк В.В., Мануша І.Г., Сацик М.І. Зміна поживного режиму торфових ґрунтів під впливом систем удобрення багаторічних травосумішок в лучно-кормових сівозмінах // Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН. - К., 1998. - Вип.2. - С.28-34.

Ткачук С.О., Метелюк В.В. Вплив попередників і різних норм мінеральних добрив на продуктивність просапних культур в кормових сівозмінах з коротким польовим періодом // Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН. - К., 1998. - Вип.2. - С.45-49.

Слюсар І.Т., Метелюк В.В. Сільськогосподарське використання осушених земель в гумідній зоні України та заходи щодо їх збереження //Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН.-К.,1999.-Вип.1-2.-С.62-64.

Метелюк, В.В. Сацик М.І., Кормові сівозміни на осушених органогенних ґрунтах /Землеробство ХХ1 століття - проблеми та шляхи вирішення //Матеріали міжнародної науково практичної конференції -К., 1999.-С.143-144.

Слюсар І.Т., Метелюк В.В., Мануша І.Г. Агроекологічні аспекти землеробства на осушуваних заплавних ґрунтах /Вчимося господарювати //Матеріали науково-практичного семінару. - К., 1999. - С.53-55.

Левковська Г.В., Шрамко В.В., Метелюк В.В., Мануша І.Г., Сацик М.І., Славгородська Н.М. Мінералізація органічної речовини в староорних органогенних ґрунтах //Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН.-К.,1999.-Вип.3.-С.8-11.

Размещено на Allbest.ru