Агроекологічна оцінка застосування калійних добрив під картоплю на дерново-підзолистих ґрунтах Полісся України

2. Основний зміст роботи

1.Умови і методика проведення досліджень: Польові дослідження проводили протягом 1997-1999 рр. в стаціонарному досліді по вивченню ефективності різних доз і форм калійних добрив на Чернігівській обласній сільськогосподарській дослідній станції УААН. В цей же період виконані і лізиметричні дослідження.

Ґрунт - дерново-середньопідзолистий супіщаний, сформований на слоїстих водно-льодникових відкладах. Вихідні агрохімічні показники орного шару ґрунту: вміст гумусу за Тюриним 1.1%, рухомого фосфору (за Кірсановим) 17.9, обмінного калію (за Масловою) - 7.0 - 9.0 мг на 100г ґрунту, гідролітична кислотність (за Каппеном) - 2.8 мг-екв на 100 г, сума ввібраних основ - 5.4 мг-екв на 100 г ґрунту, рН сольовий - 4.9. Близькі агрохімічні показники має і ґрунт лізиметричного досліду.

Чергування культур в плодозмінній сівозміні польового досліду: 1.Конюшина; 2.Озима пшениця; 3. Картопля; 4. Ячмінь + конюшина. Схема досліду наведена в таблиці 1.

Таблиця 1 Схема дослідів по агроекологічній оцінці калійних добрив

Мінеральні добрива в польовому та лізиметричному дослідах застосовувались на фоні 40 т/га гною та сидератів (озиме жито + редька олійна) - 130 ц/га сирої біомаси. Спосіб розміщення ділянок в польовому досліді з картоплею - рендомізований. Площа посівної ділянки 100 м², облікової - 60 м², повторність - чотириразова. Сорт картоплі - Луговська. Садіння проводили в 1997 р. 5 травня, в 1998 - 6 травня, в 1999 р. - 27 квітня.

На сидеральне добриво використовували суміш посіву редьки олійної - 20 кг/га з озимим житом - 100 кг/га. Агротехніка вирощування культур за винятком досліджуваних питань - загальноприйнята для умов Полісся Чернігівської області.

Лізиметрична установка по конструкції - бетонна, насипного типу з п`ятишаровою гідроізоляцією. Посівна площа лізиметричної чарунки 3.8 м²,, шар ґрунту - 155 см, маса - 10.5 т, повторність триразова

Відбір, підготовку і аналіз зразків ґрунту і рослин проводили згідно загальноприйнятих методик. Гумус - за методом Тюрина, водорозчинний гумус - за методом Годліна, нiтратний азот - iонометрично, обмiнний калiй - за Масловою, калiй водорозчинний - за Александровою, ступінь рухомості обмінного калію - в СаСI₂ витяжці, необмiнно-поглинутий за Петербургським - Янішевським, рухомий фосфор - за Кірсановим, гiдролiтичну кислотнiсть - за Каппеном, рН сольовий - потенцiометрично, сумму ввiбраних основ - за Каппеном - Гiльковицем. Вміст біогенних елементів в атмосферних опадах і лізиметричних водах визначався слідуючими методами: NO₃ - дисульфофеноловим, P₂O₅ - з аскорбіновою кислотою на фотоелектроколориметрі, К₂О - методом полуменевої фотометрії, Са та Мg трилонометричним методом, СI - меркурометричним.

Інтенсивність дихання ґрунту визначали по виділенню СО₂ за методом Штатнова, інтенсивність розкладу целюлози в ґрунті - методом закладки льняних полотен за І.С. Востровим, А.Н Петровою, нітрифікаційну здатність шляхом інкубації ґрунту в присутності сульфату амонію з визначенням вмісту нітратного азоту за Грандваль-Льяжем. Загальна кiлькiсть мiкроорганiзмiв облiковувалась на пептоно-глюкозному агарi; кількість амоніфікуючих бактерій визначали методом посіву на м`ясо-пептонному агарі; кількість бактерій, що використовують мінеральні форми азоту шляхом поверхневого посіву на крахмало-аміачному агарі.

Загальний азот, фосфор і калій визначали за методичними вказiвками по проведенню дослiджень в довготривалих дослiдах з добривами шляхом прискореного спалювання за методом Гiнзбург i Щеглової, вміст хлору - за Мором, нiтратiв - іон - селективним методом, фосфор - колориметрично, калій на полуменевому фотометрі, вміст крохмалю в бульбах картоплі визначали по Еверсу на поляриметрі, вітамін С - за Муррі, білковий азот - за Бертраном, Амінокислотний склад бульб визначався на інфрачервоному аналізаторі в інституті картоплярства УААН.

Площу листової поверхні визначали методом зважування висічок (Ничипорович, 1961). Вміст хлорофілу - фотоколориметричним методом.

Облiк урожаю в польових дослідах здiйснювався шляхом суцільного подiляночного збирання. Статистична обробка результатів досліджень проведена методом дисперсiйного аналiзу за Доспєховим (1979). Економiчна ефективність внесення добрив - згідно методики ЦІНАО, енергетична - за методикою Медведовського та Iваненка (1988).

Метеорологічні умови отримані за даними метеопоста с. Прогрес. Погодні умови в роки проведення досліджень були різними. Оцінюючи їх за методикою М.Д. Павлової, 1997 рік характеризувався як вологий, 1998 - слабо посушливий, 1999 рік - посушливий. З точки зору врожайності картоплі сприятливим виявився лише 1998 рік. Два інші несприятливі: 1997 рік внаслідок інтенсивного розвитку фітофторозу картоплі, 1997 рік - недостатнього зволоження та підвищеного температурного режиму повітря.

Результати досліджень

Вплив доз і форм калійних добрив на поживний режим та біологічну активність ґрунту.

Встановлено, що систематичне внесення калійних добрив істотно впливало на вміст в ґрунті обмінного калію. Із збільшенням доз внесення калію зростав і його вміст в ґрунті. В середньому за три роки на фоні 40 т/га гною в фазу цвітіння картоплі вміст обмінного калію в орному шарі ґрунту (0-20 см) на варіанті N₁₂₀P₉₀ становив 10.6 мг на 100 г ґрунту, N₁₂₀P₉₀Кх₉₀ - 12.8, а N₁₂₀P₉₀Кх₁₈₀ - 14.2 мг на 100 г ґрунту. В підорному (21-40 см) ці показники відповідно становили 11.0; 13.4; 14.0 мг на 100 г ґрунту. Слід зазначити, що подібна тенденція спостерігалась як на фоні гною так і сидератів незалежно від форми калійних добрив. На початку вегетації картоплі вміст калію в орному шарі був більшим, ніж в підорному, але в подальшому їх показники вирівнювались, що пов'язано з міграцією його по профілю та інтенсивним споживанням рослинами картоплі

Дослідження біологічних процесів в ґрунті дозволяють відзначити, що внесення калійних добрив в дозі 90кг/га К₂О (оптимальна) не проявляло пригнічуючої дії на його біологічну активність. Більш того їх внесення сприяло підвищенню інтенсивності розкладу целюлози, виділенню СО₂ і нітрифікаційної здатності ґрунту. Істотніше ці зміни відбувались на фоні сидерату. Так, при внесенні під картоплю N₁₂₀P₉₀ на фоні гною відсоток руйнування целюлози через 30 днів становив 17.9, а по сидерату 22.9. При внесенні N₁₂₀P₉₀Кх₉₀ ці величини відповідно становили 19.7 і 24.4%. Підвищення дози калію хлористого до 180 кг/га К₂О пригнічувало дихання ґрунту та знижувало його нітрифікаційну здатність. Наприклад, якщо виділення СО₂ в фазу цвітіння картоплі при внесенні Кх₉₀ на фоні гною становило 232 мг/м², а сидерату 235 мг/м² то при внесенні Кх₁₈₀ відповідно - 201 і 205 мг/м². Це свідчить про те, що внесення високих доз калію хлористого може негативно позначитись на інтенсивності дихання ґрунту та його азотному режимі.

Активність мікробних процесів також змінювалась від доз і форм калійних добрив. Застосування калію хлористого негативно діяло на гомеостаз мікробного ценозу в бік збільшення його патогенності. Негативний вплив цього добрива проявлявся також в підвищенні інтенсивності мінералізації органічної речовини, що визначалась по відношенню чисельності мікроорганізмів, які використовують мінеральний азот до чисельності амоніфікуючих бактерій і актиноміцетів до грибів.

Вплив калійних добрив на вимивання біогенних елементів за межі кореневмісного шару ґрунту (за результатами лізиметричних досліджень). В умовах дерново-середньпідзолистих ґрунтів Полісся легкого механічного складу одним із шляхів непродуктивних втрат вологи і поживних елементів є вимивання їх за межі кореневмісного шару ґрунту. В наших дослідженнях інтенсивність втрат вологи і біогенних елементів залежала від кількості і інтенсивності атмосферних опадів, виду та форми органічних і мінеральних добрив, тривалості строків вирощування сільськогосподарських культур на полі (табл. 2).

Таблиця 2 Вплив калійних добрив на інфільтрацію вологи, концентрацію і втрати біогенних елементів та водорозчинного гумусу за межі кореневмісного шару дерново-підзолистого ґрунту (1997-1999 рр.)

Внесення органічних і мінеральних добрив під картоплю збільшувало непродуктивні втрати вологи і елементів живлення шляхом підвищення їх концентрації в ґрунтовому розчині. Концентрація NO₃ при внесенні N₁₂₀P₉₀Кх₉₀ на фоні гною була 53.6 - 61.5 мг/л, в той час як на контролі 35.7 мг/л. Подібно впливали органічні і мінеральні добрива на концентрацію і інших елементів. Вирощування проміжних сидеральних культур навпаки запобігало втраті вологи і біогенних елементів за межі кореневмісного шару ґрунту. Так, на фоні гною при внесенні N₁₂₀P₉₀ втрати водорозчинного гумусу становили 21.0 кг/га, а по сидерату 14.9 кг/га. При внесенні N₁₂₀P₉₀К₉₀ ці показники відповідно становили 18.2-18.0 і 13.6-12.6 кг/га. Калійні ж добрива, особливо калій хлористий, спричиняли підвищенню концентрації і інтенсивності вимивання кальцію та магнію.

За інтенсивністю вимивання за межі кореневмісного шару елементи мінерального живлення і гумус розміщувались по мірі зменшення втрат в такому порядку: CaO MgONводорозчинний гумусK₂OP₂O₅. (рис. 1). Отримані результати досліджень свідчать про важливість розробки заходів по зменшенню непродуктивних втрат таких біогенних елементів як кальцій та магній. Для цього доцільно поряд з застосуванням сидерації при виборі форм калійних добрив перевагу слід надавати калімагнезії.

Кругообіг хлору в системі ґрунт - рослина.

Вміст хлору в ґрунті зростав з підвищенням доз калію хлористого і найбільшого значення набував на варіанті в дозі 180 кг/га К₂О. В середньому за три роки при внесенні 180 кг/га К₂О його вміст в фазу цвітіння картоплі в орному шарі ґрунту становив 0.19 мг-екв на 100 г ґрунту, в підорному - 0.20 мг-екв на 100 г ґрунту. При внесенні 90 кг/га К₂О ці показники зменшувались і, відповідно, становили 0.13 і 0.14, а на контролі 0.10 і 0.12 мг-екв на 100 г ґрунту. Значно змінювався вміст хлору в ґрунті залежно від режиму зволоження. В 1997 році його вміст на початку вегетації картоплі був в 1.2-1.5 рази вищим ніж в 1998 і 1999 роках, що пояснюється меншою кількістю опадів в осінньо-зимовий період 1997 року.

Впроздовж трьох років найвищий вміст хлору в рослинах картоплі був при внесенні калію хлористого в дозі 180 кг/га К₂О незалежно від органічного фону. При зменшенні дози калію хлористого до 120 і 90 кг/га К₂О відповідно знижувалась і інтенсивність накопичення хлор-іону в рослинах картоплі. Ще більш низький вміст хлору в рослинах відмічено на варіантах з внесенням калімагнезії, що природно пов'язано з меншим надходженням його в ґрунт з Таблиця 3 Баланс хлору при вирощуванні картоплі (1997-1999 рр.)

Добривами та більш високим приростом біомаси на цьому варіанті. Встановлено, що між вмістом хлору в ґрунті і рослинах існує тісна кореляційна залежність r = 0.74, 0,19. Звертає на себе увагу і нерівномірність розподілу хлору в рослинах картоплі. Більше його накопичувалось в бадиллі ніж в бульбах і при цьому процентний вміст хлору в бульбах хоч і підвищувався з збільшенням доз К₂О, але не так різко, як в бадиллі.

Механізм розподілу хлору в системі ґрунт - рослина дає зрозуміти розрахунок балансу хлору, проведений нами на основі лізиметричного досліду. Як видно з даних таблиці 3 вміст хлору в дерново-підзолистих ґрунтах визначався кількістю його надходження з хлорвмісними добривами, атмосферними опадами, вимиванням за межі кореневмісного шару та виносом урожаєм. Надходження хлору з опадами навіть на контролі та при внесенні N₁₂₀P₉₀ на фоні гною і сидерату перевищувало винос врожаєм, а його баланс відповідно становив +11.7 і +34.7 та +8.1 кг/га. Вимивання хлору за межі кореневмісного шару ґрунту було в межах 6.9-21.4 кг/га. При цьому більш інтенсивно цей процес проходив на фоні гною - 11.9-21.4 ніж сидерату - 6.9-10.7 кг/га. Внесення калійних добрив в дозі 90 кг/га незалежно від їх форми збільшувало накопичення хлору на фоні гною до 65.3 -90.9 кг/га, на фоні сидерату - до 44.2 - 73.3 кг/га. Застосування калімагнезії, в порівнянні з калієм хлористим, зменшувало накопичення хлору на фоні гною на 25.6 кг/га, а по сидерату - на 29.1 кг/га.

Інтенсивність балансу на варіантах з внесенням калійних добрив знаходилась в межах 199-238 відсотків. Таким чином рослинами картоплі використовувалось лише 14-23 відсотка хлору, що містився в калійних добривах. Отже, систематичне застосування висококонцентрованих калійних добрив, таких як калій хлористий, неминуче призводить до накопичення його в ґрунті.

Проведені дослідження свідчать, що внесення оптимальних доз калійних добрив не створює загрози забруднення навколишнього середовища сполуками хлору, оскільки величина його концентрації в питних колодязних водах не перевищувала гранично допустимої норми. Проте систематичне застосування хлорвмісних добрив особливо в високих дозах, вимагатиме в майбутньому встановлення контролю за його вмістом в ґрунті і ґрунтових водах.

Вплив систематичного застосування калійних добрив на баланс калію, калійний режим і фізико-хімічні властивості ґрунту.

Балансу калію вивчався в полі де послідовно вирощувались картопля - ячмінь + конюшина - конюшина. Накопичення цього елементу на фоні гною спостерігалось на всіх варіантах з внесенням калійних добрив. На фоні сидерату позитивний баланс калію досягається лише при внесенні максимальних його доз під всі культури ланки в загальній кількості 360 кг/га К₂О. При внесенні менших доз калію по сидерату (150; 240 кг/га) інтенсивність балансу знаходилась в межах 52-76 відсотків. Розрахунки показали, що значна частина калію, що використовувався на формування врожаю знаходилась в нетоварній частині врожаю (46-104 кг/га). Наприклад, в бадиллі картоплі містилось від 17 до 40 кг/га К₂О, що може бути досить значним резервом поліпшення щорічного балансу калію (до 20%). Тому для покращення калійного балансу в ланці сівозміни (картопля - ячмінь + конюшина - конюшина) на фоні сидерату нетоварну частку врожаю доцільно залишати на полі (бадилля, солома).

Дослідження впливу систематичного внесення калійних добрив на калійний режим і фізико-хімічні властивості ґрунту проводились шляхом аналізу зразків ґрунту відібраних на початку (1996) і в кінці досліджень (1999). Встановлено, що найменша кількість, як легкорухомого калію так і необмінно-фіксованої його форми спостерігалась при внесенні лише азотно-фосфорних добрив, що свідчить про недопустимість такого одностороннього застосування добрив в умовах дерново-підзолистих ґрунтів Полісся. Систематичне застосування калійних добрив підвищувало вміст легкорухомих форм калію. На фоні гною це відбувалось внаслідок внесення мінеральних і органічних добрив, а на фоні сидерату за рахунок мінеральних і частково внаслідок зменшення кількості необмінно-фіксованого калію ґрунту. Незалежно від органічного фону систематичне застосування калійних добрив призводило до більш високого ступеня рухомості калію в орному шарі ґрунту ніж в підорному, що можна пояснити більш високою кислотністю останнього. Так, внесення на протязі трьох років під культури ланки 150 кг/га К₂О в поєднанні з N₁₈₀P₂₁₀ збільшило ступінь рухомості калію в орному шарі з 2.6 до 2.9 мг/л, а в підорному цей показник залишався на попередньому рівні (1.8; 1.8). При збільшенні дози калію до 360 кг/га К₂О ступінь його рухомості відповідно шарам становив 2.8 і 3.8; 1.7 і 1.9 мг/л. Незалежно від органічних фонів і форми внесення калію при систематичному застосуванні калійних добрив простежується тенденція до зниження рН та підвищення гідролітичної кислотності ґрунту.

Вплив доз і форм калійних добрив на розвиток рослин картоплі і накопичення азоту, фосфору та калію.

Внесення оптимальних доз калію в поєднанні з азотом і фосфором, незалежно від органічного фону, сприяло підвищенню кількості стебел в кущі, листків в ньому та ваги його надземної маси. Вказані показники були дещо кращими на варіантах з внесенням калімагнезії ніж калію хлористого. Площа листової поверхні незалежно від органічного фону при внесенні калімагнезії була на 8-12% вищою ніж по хлористому калію, а вміст хлорофілу на 11-23%. Підвищення доз калію хлористого понад 90 кг/га К₂О призводило до зменшення вмісту хлорофілу в листях картоплі. Характерно, що така закономірність спостерігалась на обох органічних фонах. Це мабуть, пов'язано з зростанням вмісту хлор-іону в листях картоплі про що свідчить існування зворотної кореляційної залежності r = -0.69 0.21 між вмістом хлор-іону і хлорофілу.

Найбільш інтенсивне накопичення сухої речовини картоплі спостерігалось на фоні гною і сидерату при внесенні N₁₂₀P₉₀К₉₀. Подальше підвищення доз калію суттєво не впливало на накопичення сухої речовини. Калімагнезія на сидеральному фоні в порівнянні з калієм хлористим підвищувала накопичення сухої речовини в фазу бутонізації на 7.9 - 8.1%. На фоні гною їх дія була рівнозначною. Між накопиченням сухої речовини рослинами картоплі в фазу бутонізації і її урожаєм встановлена висока кореляційна залежність r= 0.880.14.

Внесення мінеральних добрив сприяло підвищенню вмісту основних елементів живлення в сухій речовині. На контрольному варіанті на фоні гною в фазу цвітіння вміст азоту в бадиллі становив - 2.86%, фосфору -0.74, калію - 3.01, а при внесенні N₁₂₀P₉₀К₉₀ відповідно 3.35; 0.80; 3.45%. Калійні добрива істотно впливали лише на вміст в рослинах азоту і калію при практично незмінному вмісті фосфору. Підвищення доз калію хлористого понад 90 кг/га К₂О негативно позначалось на вмісті азоту, а вміст калію навпаки збільшувався. При підвищенні дози калімагнезії вказана закономірність по калію також спостерігалась, а вміст азоту практично не змінювався. Слід зазначити, що в наших дослідженнях більш високий вміст і винос основних елементів живлення відмічено по фону гною, ніж по сидерату незалежно від доз і форм калійних добрив. Максимальне накопичення в рослинах картоплі фосфору і калію спостерігалось в фазу відмирання бадилля, а азоту в період цвітіння. Форми калію практично не впливали на цей показник. В фазу цвітіння існувала висока кореляційна залежність між накопиченням калію в рослинах картоплі і площею листової поверхні (r = 0.80 0.17) та з накопиченням сухої речовини в цей період (r = 0.95 0.09). При внесенні оптимальних доз мінеральних добрив N₁₂₀P₉₀К₉₀ співвідношення вмісту азоту, фосфору і калію в фазу цвітіння картоплі становило 1:0.4:1.7. Співвідношення азоту і фосфору в цей період не залежало ні від органічного фону ні від доз та форм калію.

Урожай і якість бульб залежно від доз і форм калійних добрив.

Неоднаковий характер росту, розвитку, накопичення сухої речовини, азоту, фосфору і калію за різних умов кореневого живлення обумовили формування різної величини і якості врожаю картоплі (табл. 4).

Суттєво впливав на урожай картоплі і перебіг гідротермічних умов в роки проведення досліджень. Найбільш сприятливими для росту і розвитку картоплі були гідротермічні умови 1998 року, за яких врожай бульб в залежності від досліджуваних факторів знаходився в межах 30.5-43.4 т/га, що в 1.5 рази більше ніж в 1997 та 1999 роках. Урожаї бульб в ці роки були близькі між собою і на контрольних варіантах знаходились в межах 10.4-13.9 т/га, а при внесенні мінеральних добрив в залежності від органічного фону урожай підвищувався до 15.1-22.1 т/га. Головною причиною низького врожаю картоплі в 1997 році був швидкоплинний розвиток фітофтори, а в 1999 році - недостатня зволоженість ґрунту, наявність тривалих бездощових періодів та високі температури повітря (29-36^о С) в липні та серпні.

Одержані результати досліджень дозволяють відзначити, що оптимальною дозою калію під картоплю на фоні 40 т/га гною і сидерату (оз. жито + редька олійна) в поєднанні з азотно-фосфорними добривами (N₁₂₀P₉₀) є 90 кг/га його діючої речовини. Підвищення дози калію, в складі повного добрива на обох органічних фонах до 120, 180 кг/га К₂О суттєво не впливало на величину врожаю, але зменшувало окупність добрив урожаєм бульб та збільшувало затрати калію на одиницю прибавки врожаю. Так, збільшення дози калію хлористого на фоні гною з 90 до 120 кг/га д.р. підвищувало врожай бульб лише на 0.1 т/га, при збільшенні затрат К₂О на 1 ц прибавки врожаю на 1.1 кг та зменшенні окупності 1 кг добрив урожаєм бульб на 6 кг. На фоні сидерату ці показники були дещо кращими і відповідно становили 0.3 т/га; 0.7 кг; 5 кг. Внесення 90 кг/га К₂О на фоні гною в формі калію хлористого і калімагнезії забезпечувало одержання практично однакових урожаїв картоплі при окупності 1 кг діючої речовини калію хлористого 27 кг бульб, а калімагнезії 40 кг бульб. Отже при виборі форми внесення калійних добрив на фоні гною, перевагу слід надавати калімагнезії.

Таблиця 4 Вплив доз та форм калійних добрив на врожайність картоплі

Кращою формою калійних добрив на сидеральному фоні в наших дослідах також була калімагнезія, яка забезпечувала в порівнянні з калієм хлористим додаткове одержання 1.8-2.0 т/га бульб з підвищенням окупності добрив урожаєм бульб на 21-18 кг.

Вивчення якості врожаю показало (табл. 5), що калійні добрива внесені на фоні азотно-фосфорних добрив, майже в усіх випадках позитивно впливали на вміст крохмалю, його вихід, товарність бульб і вміст вітаміну С. По відношенню до контролю (без добрив) така залежність спостерігалась не завжди. Так, вміст крохмалю в бульбах на варіантах без добрив коливався в межах 13.1 - 13.4%, а з внесенням калію хлористого в складі повного мінерального добрива - 12.1 - 13.0%. Відмічено більш високий вміст нітратів при застосуванні добрив - 83 -149 мг/кг, при 65 - 79 мг/кг на контролі. Товарність бульб відповідно становила 72-75 і 59-60% на контролі. Незалежно від органічного фону максимальний збір крохмалю отриманий при внесенні під картоплю 120 кг/га К₂О в поєднанні з N₁₂₀P₉₀.

Внесення калімагнезії під картоплю в порівнянні з калієм хлористим незалежно від органічного фону сприяло підвищенню майже всіх показників якості бульб. Вміст крохмалю зростав на 0.5 - 1.5 %, вітаміну С - на 0.5-1.3 мг%; товарність бульб на 3.0 - 8.0%, а вміст нітратів не перевищував гранично допустимої норми при практично незмінній кількості білка.

Вирощування картоплі в системі післяжнивних сидеральних посівів в порівнянні з гноєм сприяло більш високому вмісту крохмалю, вітаміну С, зростанню товарності бульб при одночасному зниженні вмісту нітратів до рівня, що відповідає санітарно - гігієнічним нормам.

Таблиця 5 Вплив доз і форм калійних добрив на якість врожаю бульб картоплі (1997 - 1999 рр.)

Дослідження амінокислотного складу бульб показало, що при внесенні 90 кг/га калію хлористого, а калімагнезії 90-120 кг/га К₂О простежується чітка тенденція до збільшення в бульбах картоплі незамінних амінокислот. До того ж більш помітним це явище спостерігається на фоні гною ніж по сидерату з перевагою на користь калімагнезії в порівнянні з калієм хлористим. Аналогічно цьому знижувався в бульбах і вміст окремих амінокислот, таких як триптофан, лейцин та гістидин.

Біоенергетична та економічна оцінка застосування калійних добрив під картоплю.

Розрахунки енергетичної та економічної ефективності підтвердили раніше зроблений висновок про те, що в умовах дерново-підзолистих ґрунтів Полісся незалежно від органічного фону при внесенні N120P90 найбільш енергетично та економічно вигідною дозою внесення калію є 90 кг/га К2О. Така доза калію забезпечує одержання з 1 га умовно - чистий прибуток залежно від органічного фону в межах 2934 - 3394 гривень, в тому числі 661 - 1226 гривень від застосування калійних добрив з окупністю 1 гривні затраченої на використання добрив в розмірі 8.7 - 13.7 гривень та затратою 97 - 135 МДж на 1 ц прибавки врожаю. Підвищення дози калію понад 90 кг/га К2О погіршувало енергетичні та економічні показники і в першу чергу по фону гною. Внесення 90 кг/га К2О на фоні гною забезпечувало в порівнянні з сидератом, більш високий умовно-чистий прибуток, але менший чистий прибуток від добрив та дещо підвищені енерговитрати на 1 ц прибавки врожаю. Використання калійних добрив у формі калімагнезії в порівнянні з калієм хлористим незалежно від органічного фону забезпечувало більш високий прибуток від добрив (на 295-476 грн) при дещо нижчій окупності їх затрат (на 3.4-2.8 грн). Розрахунки показали, що навіть в умовах енерго-економічної скрути за умови порівняно низьких цін на картоплю (0.30 грн) і високих цін на добриво, пестициди та паливо-мастильні матеріали при своєчасному, якісному проведені сільськогосподарських робіт і внесенні оптимальних доз добрив, вирощування картоплі може бути високоприбутковим.

1. Систематичне застосування калійних добрив в плодозмінній сівозміні сприяло збільшенню вмісту в ґрунті легкорухомих форм калію. На фоні гною це відбувалось насамперед за рахунок калію добрив, а по сидерату крім того і внаслідок часткового зменшення в ґрунті необмінно-фіксованого калію.

2. Внесення оптимальних доз калію хлористого і калімагнезії (90 кг/га К₂О) на фоні гною і сидерату підвищувало біологічну активність ґрунту в т.ч. інтенсивність розкладу целюлози, виділення СО₂ з ґрунту і його нітрифікаційну здатність. Збільшення дози калію хлористого до 180 кг/га К₂О пригнічувало біологічну активність ґрунту.

3. Величина вимивання біогенних елементів під картоплею визначалась видом органічних добрив (гній, сидерат), формою калійних добрив та метеорологічними умовами. Менша кількість елементів живлення вимивалась на варіантах з калімагнезією, ніж з калієм хлористим. Більші їх втрати під картоплею відмічено на фоні гною ніж по сидерату, що особливо характерним було для років з переважаючою осінньо-зимовою інфільтрацією.

За інтенсивністю вимивання за межі кореневмісного шару елементи мінерального живлення і гумус розміщувались по мірі зменшення втрат в такому порядку: CaO MgONводорозчинний гумусK₂OP₂O₅.

4. Вміст хлору в дерново-підзолистому ґрунті визначався кількістю його надходження з хлорвмісними добривами, опадами та втратами через вимивання. Застосування хлорвмісних добрив збільшувало його запаси в ґрунті і, як наслідок, підвищувало вміст в рослинах. Між вмістом хлору в ґрунті і в рослинах існувала тісна кореляційна залежність (r = 0.74, 0.19). Підвищення доз калію хлористого понад 90 кг/га К₂О призводило до зменшення вмісту хлорофілу в листях картоплі, що пов'язано з зростанням вмісту хлор-іону і підтверджується існуванням зворотної кореляційної залежності між ними (r = -0.69, 0.21).

5. Щорічне надходження хлору з опадами перевищувало винос його з врожаєм картоплі. Внаслідок чого баланс хлору на варіанті без добрив складав + 11.7, а по фону (N₁₂₀P₉₀) відповідно +34.7 на варіанті з гноєм та +8.1 кг/га - сидератом. Визначення різниці між приходними статтями та втратами хлору показало, що накопичення його в ґрунті на варіанті з внесенням калію хлористого (90кг/га К₂О) на фоні гною становило 91 кг/га, а сидерату - 73 кг/га. Це вимагає при систематичному застосуванні хлорвмісних добрив в майбутньому встановлювати контроль за його вмістом в ґрунті і ґрунтових водах.

6. Баланс калію в ланці сівозміни (картопля - ячмінь + конюшина - конюшина) на фоні гною був позитивний незалежно від доз калійних добрив. На фоні сидерату він таким був лише при внесенні максимальних доз калію загальною кількістю - 360 кг/га К₂О (картопля - 180, ячмінь - 90, конюшина - 90 кг/га).

Одним із шляхів покращання балансу калію на фоні сидерату може бути залишення на полі нетоварної продукції (гичка, солома) на добриво.

7. Внесення калійних добрив незалежно від органічного фону збільшувало кількість поглинання калію рослинами в фазу бутонізації картоплі, площу листової поверхні та накопичення сухої речовини, забезпечуючи таким чином підвищення врожаю. Це підтверджується високою кореляційною залежністю між накопиченням сухої речовини в цю фазу і врожаєм бульб (r =0.88, 0.14), вмістом калію в рослинах і площею листової поверхні (r=0.80, 0.17) та масою сухої речовини (r=0.95, 0.09).

8. На фоні гною і сидерального пожнивного посіву в поєднанні з азотно-фосфорними добривами оптимальною дозою калію під картоплю є 90 кг/га К₂О. В середньому за три роки ця доза забезпечила урожай бульб 264 - 275 ц/га. Окупність 1 кг діючої речовини калію хлористого становила 27 - 30 кг, калімагнезії - 40 - 51 кг бульб. Подальше підвищення дози калійних добрив понад 90 кг/га суттєво не впливало на величину врожаю бульб.

9. Внесення калімагнезії під картоплю в порівнянні з калієм хлористим незалежно від органічного фону сприяло підвищенню майже всіх показників якості бульб. Вміст крохмалю при цьому зростав на 0.5 - 1.5 %, вітаміну С - на 0.5-1.3; товарність бульб на 3.0 - 8.0%, а вміст нітратів не перевищував гранично допустимої норми при практично незмінній кількості білка.

10. Бульби картоплі вирощені по фону сидеральних добрив в порівнянні з гноєм мали більш високий вміст крохмалю, вітаміну С та товарність при одночасному зниженні вмісту нітратів до рівня, що відповідає санітарно - гігієнічним нормам.

11. При внесенні 90 кг/га К₂О калію хлористого, а калімагнезії і в дозі 120 кг/га простежується чітка тенденція до збільшення в бульбах картоплі незамінних амінокислот. До того ж більш помітним це явище спостерігається на фоні гною ніж по сидерату з перевагою на користь калімагнезії в порівнянні з калієм хлористим.

12. Підвищення дози калію під картоплю понад 90 кг/га К₂О незалежно від його форми погіршувало енерго-економічні показники і в першу чергу по фону гною. Крім того внесення 40 т/га гною хоч і збільшувало рівень умовно-чистого прибутку у порівнянні з сидератом, але зменшувало чистий прибуток від застосування добрив і окупність 1 гривні затрат на добриво.

13. Кращою формою калію під картоплю після проміжних сидератів була калімагнезія ніж калій хлористий. В середньому за 3 роки вона підвищувала врожай бульб на 1.8 т/га крохмалю - на 1-8 ц/га, чистий прибуток - на 476 грн/га та покращувала якісні показники бульб з дещо нижчою окупністю затрат на добрива та вищими енерговитратами на 1 ц прибавки врожаю

14. В умовах дерново-середньопідзолистих ґрунтів Полісся внесення оптимальних доз калію в складі повного мінерального добрива (N₁₂₀P₉₀K₉₀), як у формі калію хлористого, так і - калімагнезії є енергетично і економічно високоефективним заходом підвищення врожаю картоплі та його якості, без порушення рівноваги навколишнього середовища.

Рекомендації виробництву

1.Для одержання високого і якісного врожаю картоплі з урахуванням вимог, щодо охорони оточуючого середовища на дерново-середньопідзолистих ґрунтах Полісся на фоні 40 т/га гною і застосування сидератів в поєднанні з N₁₂₀P₉₀ доза калійних добрив повинна становити 90 кг/га діючої речовини у вигляді калію хлористого, або калімагнезії. При використанні сидератів перевагу слід надавати калімагнезії.

2. Для зменшення непродуктивних втрат біогенних елементів за межі кореневмісного шару ґрунту необхідно використовувати післяжнивні та поукісні посіви на зелене добриво, як один із найдоступніших і малозатратних засобів сучасного землеробства

Публікації по темі дисертації

1. Бакун Ю.О. Вплив доз і форм калійних добрив на урожайність і якість картоплі на дерново-підзолистих ґрунтах //Вісник аграрної науки. - 1999. - № 9.- С.69-71.

2. Бакун Ю.О., Дем'янюк О.С. Вплив калійних добрив на вимивання біогенних елементів з кореневмісного шару ґрунту // Збірник наукових праць НАУ. 1999. - № 19. С. 82-85. (проведення лізиметричних дослідів, підготовка матеріалів до друку, особистий внесок здобувача - 60%).

3. Бакун Ю.О. Вплив калійних добрив на біологічну активність дерново-підзолистого ґрунту // Вісник Білоцерківського аграрного університету. - 2000. - Випуск 10. - С. 11-16.

4. Бакун Ю.О. Вплив калійних добрив на кругообіг хлору в системі ґрунт - рослина // Вісник аграрної науки. - 2000р. - № 4.-С.70-71.

5. Бакун Ю.О. Агроекологічні основи раціонального використання калійних добрив// Матеріали науково-практичного семінару молодих вчених та спеціалістів "Вчимося господарювати." - К.: Нора-прінт, 1999. - С. 11-12.

6. Бакун Ю.О Вплив калійних добрив на біологічну активність ґрунту та продуктивність картоплі // Матеріали науково-практичної конференції молодих вчених - аграріїв Чернігівщини. - Чернігів. ПОД ДЦНТЕІ, 1999 - С. 11-13.

7. Бакун Ю.О. Вплив калійних добрив на втрати біогенних елементів з ґрунту та продуктивність картоплі // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Землеробство XXI століття - проблеми та шляхи вирішення” - К.: Нора-прінт, 1999. - С. 75-76.