Вплив заходів обробітку ґрунту і удобрення на протиерозійну стійкість схилових земель Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

УДК 631.81:631.51;631.445.2

ВПЛИВ ЗАХОДІВ ОБРОБІТКУ ГРУНТУ І УДОБРЕННЯ НА ПРОТИЕРОЗІЙНУ СТІЙКІСТЬ СХИЛОВИХ ЗЕМЕЛЬ

ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06. 01.01. - загальне землеробство

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

КАРАЖБЕЙ СЕРГІЙ ПЕТРОВИЧ

Київ - 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в лабораторії захисту ґрунтів від ерозії Інституту землеробства УААН протягом 1998 - 2001 років.

Науковий керівник кандидат сільськогосподарських наук, старший

науковий співробітник, Шевченко Іван Павлович,

Інститут землеробства УААН, завідувач лабораторії

захисту ґрунтів від ерозії

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор,

академік УЄАН Волощук Мирослав Дмитрович,

Прикарпатський університет ім.В.Стефаника,

завідувач кафедри агрохімії та ґрунтознавства

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Іванюк Микола Федорович, Національний аграрний

університет, кафедра загального землеробства

Провідна установа: Білоцерківський державний аграрний університет

Захист відбудеться “19” січня 2005 року о 12 годині на засіданні

Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Інституті землеробства УААН за адресою: 08162, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою установи, просимо надсилати на адресу: 08162, Україна, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

Автореферат розісланий “17” грудня 2004 року.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради Кравченко Л.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Еродовані орні землі в Україні становлять 33,2 % і досягають 13,9 млн/га. Щорічно площа таких земель збільшується на 100-120 тис га. Зростає також ступінь їх еродованості, економічні збитки від цього становлять близько 18 млрд. грн. Світовий та вітчизняний досвід свідчить про те, що найперспективнішим напрямом вирішення цієї проблеми є подальше удосконалення ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур, особливо в ерозійно небезпечних умовах.

Актуальність теми. Над вирішенням питання удосконалення прийомів обробітку та систем удобрення сільськогосподарських культур на чорноземі типовому сильнозмитому крупнопилувато-легкосуглинковому працювало ряд науково-дослідних установ і провідних вчених ( О.Г. Тараріко, М.К. Шикула та ін.), проте вплив довгострокової (27 років) дії і взаємодії застосування різних способів обробітку та систем удобрення культур ланки сівозміни на протиерозійну стійкість схилових земель до останнього часу залишається практично ще недостатньо вивченим.

Дотепер в умовах правобережного Лісостепу України вивчався вплив плоскорізного обробітку ґрунту та оранки на фоні внесення різних доз добрив. Однак, дані щодо впливу тривалого застосування плоскорізного обробітку ґрунту та оранки в поєднанні зі системою удобрення в ґрунтозахисній сівозміні ( пшениця озима, ячмінь ярий, ріпак озимий, люцерна) в умовах правобережного Лісостепу України відсутні, що істотно стримує розроблення ефективних ґрунтозахисних технологій. Це й визначило вибір теми нашої дисертаційної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною тематичних планів Інституту землеробства УААН з виконання НТП УААН “Землеробство” на 1996-2000 рр. (№ державної реєстрації 0196U018387) та на 2001-2005 рр.( № державної реєстрації 0101U003824).

Мета досліджень полягає у вивченні впливу тривалого застосування окремих елементів технології вирощування сільськогосподарських культур на схилових землях у ланці сівозміни на агрофізичні та агрохімічні властивості, показники родючості і протиерозійної стійкості чорнозему типового сильнозмитого малогумусного та в подальшому удосконаленні ґрунтозахисної технології.

Для досягнення вказаної мети передбачалось вирішити такі основні завдання:

- визначити ступінь впливу елементів технологій вирощування сільськогосподарських культур на показники протиерозійної стійкості ґрунту;

- дати оцінку складових технологій за показниками динаміки водно-фізичних властивостей ґрунту, їх ґрунтозахисної ефективності та показниками родючості;

- визначити продуктивність ланки ґрунтозахисної сівозміни залежно від різних способів обробітку ґрунту і систем удобрення;

- встановити економічну ефективність застосування досліджуваних систем удобрення, способів обробітку ґрунту в ланці сівозміни на схилових землях Лісостепу України.

Об'єкт досліджень - процес формування протиерозійної стійкості ґрунту, покращення його агрохімічних і фізико-хімічних властивостей та підвищення продуктивності культур ланки сівозміни під дією довгострокового обробітку та удобрення.

Предмет досліджень - протиерозійна стійкість, агрохімічні та фізико-хімічні властивості чорнозему сильнозмитого, польові культури ланки ґрунтозахисної сівозміни.

Методи досліджень. Польовий і лабораторний з використанням методів: вагового - для визначення вмісту вологи, структури, щільності, фізико-хімічних властивостей ґрунту та врожайності вирощуваних культур;

- хімічного - для встановлення агрохімічних та фізико-хімічних властивостей ґрунту;

- статистичного - для оцінювання достовірності результатів досліджень;

- розрахунково-порівняльного - для економічного та енергетичного оцінювання агротехнічних елементів ґрунтозахисної технології.

Наукова новизна результатів досліджень полягає у визначенні ступеня впливу довгострокової (27 років) дії і взаємодії застосування різних способів основного обробітку та системи удобрення на агрофізичні й агрохімічні властивості чорноземів сильнозмитих малогумусних та на протиерозійну їх стійкість в агроекологічних умовах правобережного Лісостепу, а також у вдосконаленні технології вирощування польових сільськогосподарських культур на схилових землях у ланці ґрунтозахисної сівозміни.

Поглиблено уявлення про вплив полицевих та безполицевих способів обробітку, рівнів удобрення та вирощуваних культур, зокрема озимого ріпаку, на зменшення втрат ґрунту від змиву, що дозволяє прогнозувати застосування заходів з удосконалення існуючих систем землеробства на схилових землях.

Практична значимість одержаних результатів досліджень полягає в розробленні рекомендацій виробництву з удосконалення основних елементів ґрунтозахисної технології вирощування польових культур на схилових чорноземах сильнозмитих малогумусних, які забезпечують істотне збереження та підвищення родючості ґрунту, зростання рівня продуктивності агроландшафтів на 10-12% і отримання в ланці сівозміни до 225,5 ц/га кормових одиниць.

Виробничу перевірку розроблених рекомендацій та їх впровадження здійснено у СВК “Борисфен-2000” Обухівського району Київської області на площі 128 га.

Особистий внесок здобувача. Автор безпосередньо брав участь у здійсненні польових і лабораторних досліджень, в обліках, аналізах експериментальних даних, їх узагальненні, формулюванні висновків і рекомендацій, підготовленні до публікації наукових праць, у впровадженні результатів досліджень у сільськогосподарську практику.

Апробація результатів досліджень. Результати експериментальних досліджень оприлюднені і обговорені на міжнародній науково-практичній конференції “Землеробство століття - проблеми та шляхи вирішення” (Чабани, 1999), всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів “Наукові проблеми виробництва зерна в Україні та сучасні методи їх вирішення” (Дніпропетровськ, 2000), науково-практичному семінарі молодих вчених та спеціалістів “Вчимося господарювати” (Чабани 1999), науково-практичній конференції молодих вчених “Проблеми сучасного землекористування” (Чабани 2002), методичній комісії з питань землеробства та рослинництва Інституту землеробства УААН ( Чабани 2004).

Публікації. Матеріали за темою дисертації опубліковані в 9 наукових працях, у тому числі 5 у фахових виданнях.

Структура та обсяги дисертаційної роботи. Дисертація викладена на 179 сторінках комп'ютерного набору українською мовою. Складається із вступу, 6 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, переліку цитованих джерел літератури, який нараховує 349 найменувань, з них 9 латиницею. Дисертація включає 35 таблиць, 4 рисунки та 15 додатків.

ЗМІСТ РОБОТИ

1. Стан наукових досліджень з розроблення ґрунтозахисної системи землеробства

Проаналізовано дані літературних джерел стосовно заходів спрямованих на попередження, зменшення та припинення процесів деградації ґрунтів. Викладено відомості вітчизняної та світової науки і практики щодо вивчення впливу різних способів обробітку ґрунту та систем удобрення на протиерозійну стійкість ґрунту, його родючість та врожайність вирощуваних культур.

2. Програма, методика, місце і умови проведення досліджень

Дослідження проводились у стаціонарному досліді, закладеному в 1975 році в базовому господарстві лабораторії захисту ґрунтів від ерозії Інституту землеробства УААН - СВК “Борисфен-2000” Обухівського району Київської області на схилі південно-східної експозиції з ухилом 5-60. Грунт дослідної ділянки - чорнозем типовий крупнопилувато-легкосуглинковий сильноеродований.

Дослідження проводились у сівозміні з таким чергуванням культур: 1-3 - багаторічні трави; 4- озима пшениця; 5- ячмінь; 6 - озимий ріпак + літня сівба багаторічних трав.

В досліді вивчались такі технології вирощування сільськогосподарських культур:

1 - загальноприйнята, що базується на оранці на глибину 20-22 см /контроль/;

2 - ґрунтозахисна, що базується на плоскорізному обробітку ґрунту на глибину 20 - 22 см;

3 - ґрунтозахисна, що базується на мілкому плоскорізному обробітку ґрунту на глибину 10 - 12 см з одночасним щілюванням на глибину 35 - 40 см;

Системи обробітку ґрунту вивчалися в поєднанні зі системою удобрення, схему якої наведено в таблиці 1.

Таблиця 1

Схема внесення добрив під культури ланки сівозміни

Доза добрив	Культура
	Пшениця озима	Ячмінь ярий	Ріпак озимий	Люцерна трирічного використання
Контроль	-	-	-	-
Одинарна	N60 P 45 K45	N45 P 60 K60	N45 P 40 K60	P 135 K135
Півтори	N90 P 60 K60	N60 P 90 K90	N60 P 60 K90	P 180K180
Розрахункова	N140 P 90 K100	N115 P 150 K190	N90 P 65 K140	P 240 K345

Розмір посівної ділянки 100х8,5 = 850 метрів квадратних, облікової - 100 метрів квадратних, повторність досліду двохразова. Дослід закладений методом розщеплених ділянок. Проводилися спостереження за водним, поживним режимом ґрунту, агрофізичними показниками, змивом ґрунту. Облік урожаю проводили шляхом прямого комбайнування поділянково.

З метою вивчення багаторічного впливу різних технологій вирощування сільськогосподарських культур на агрофізичні та агрохімічні властивості ґрунту, а також на продуктивність ланки сівозміни проводилось визначення наступних показників за такими методами:

- структурно-агрегатний склад ґрунту в трикратній повторності, через кожні 10 см до глибини 30 см - за методом Н.І.Саввінова в модифікації І.Б.Ревута;

- об'ємна маса ґрунту в п'ятикратній повторності, пошарово через кожні 5 см до глибини 30 см - методом ріжучого кільця за І.А.Качинським;

- водопроникність - у десятикратній повторності - методом трубок;

- вологість ґрунту в зразках, відібраних через кожні 10 см, до глибини 150 см, у трикратній повторності - термостатно-ваговим методом;

- змив ґрунту в нижній, середній i верхній частинах схилу - методом заміру об'єму вимоїн за С.С.Соболевим;

- фенологічні спостереження (урожайність, густота сходів, забур'яненість посівів, зміна висоти рослин), у кожному з варіантів досліду в 3-10 - кратній повторності - згідно з методиками Держкомісії зі сортовипробування сільськогосподарських культур;

Визначення агрохімічних показників чорнозему типового сильно змитого мало гумусного проводили за такими методиками:

- гумус - за Тюріним у модифікації Симакова;

- лужногідролізований азот - за Корнфілдом;

- рухомий фосфор - за Чіріковим;

- обмінний калій - полум'яно - фотометричним методом;

- статистичне оброблення результатів отриманих експериментальних даних проводили за методикою В.А Ушкаренка та О.Я Скрипнікова;

- економічну ефективність різних технологій вирощування сільськогосподарських культур розраховували згідно з рекомендаціями, розробленими УСГА.

3. Агрофізичні властивості чорнозему типового сильнозмитого малогумусного залежно від системи удобрення та способів обробітку ґрунту

Усереднені за роки досліджень дані свідчать, що найвищий вміст агрономічно цінної структури в шарі ґрунту 0-10 см був у варіанті за мілкого плоскорізного обробітку і становив 49,5%, а найменший - при застосуванні глибокого плоскорізного обробітку - 46,2%. Однак, в 0-30 см шарі ґрунту цей показник виявився найкращим при застосуванні глибокого плоскорізного обробітку і становив 48,8% та 46,7% на удобреному фоні та контролі відповідно в той час як у варіантах із застосуванням оранки на удобреному фоні - 45,0% та у варіанті без добрив 48,1%, а за мілкого плоскорізного обробітку із щілюванням 43,6% та 44,7% відповідно.

Результатами наших досліджень з вивчення вмісту водотривких структурних фракцій встановлено (табл.2), що за оранки в 0-10 см шарі ґрунту вміст водостійких структур був на 3,1% вищим порівняно з шаром ґрунту 20-30 см за такого ж способу обробітку. Вищим (на 2,3-4,4%) порівняно з оранкою цей показник був у варіанті за мілкого плоскорізного обробітку ґрунту.

Таблиця 2

Розподілення водостійких структурних фракцій в орному шарі ґрунту за різних способів обробітку, % (у середньому за 1998 - 2001 рр.)

Розмір агрегату, мм	Оранка на 20-22 см	Плоскорізний обробіток на 20-22 см	Мілкий плоскорізний обробіток із щілюванням
	Шар ґрунту, см
	0-10	20-30	0-10	20-30	0-10	20-30
>5	0,07	0,06	0,16	0,20	0,39	0,21
5-3	1,36	1,36	1,49	1,49	1,68	1,55
3-2	2,45	2,47	2,56	2,38	2,61	2,47
2-1	3,46	3,27	3,70	3,46	3,44	3,42
1-0,5	4,67	4,81	4,92	4,62	5,17	4,61
0,5-0,25	7,0	6,69	8,06	7,12	7,79	6,97
сума	19,01	18,65	20,89	19,27	21,08	19,23

Дані за роки досліджень свідчать, що на період сівби сільськогосподарських культур у варіантах за оранки створювався більш розпушуваний шар ґрунту. Так, у шарі 0-5 см цей показник за оранки знаходився в межах 0,98-1,05 г/см3, в той же час як у варіантах за плоскорізних обробітків він був на 0,03-0,1 г/см3 більшим. Така ж тенденція збереглася і в нижніх горизонтах оброблюваного шару ґрунту. На період активної вегетації сільськогосподарських культур спостерігалось загальне ущільнення оброблюваного шару ґрунту, що пов'язано з втратою ґрунтової вологи. Однак, щільність ґрунту за оранки була нижчою порівняно з плоскорізними обробітками. В той час як 0-5 см шар ґрунту за оранки мав щільність 1,03-1,04 г/см3 , за мілкого плоскорізного обробітку цей показник становив 1,10-1,15 г/см3. Така ж закономірність збереглася і в нижніх горизонтах, і в цілому показник щільності оброблюваного шару ґрунту становив 1,14-1,15 г/см3 за оранки та 1,22-1,25 г/см3 за плоскорізного обробітку. Та ж тенденція збереглася і на період збирання врожаю. Проте у всіх варіантах досліду показник щільності ґрунту знаходився у межах рівноважної для даного типу ґрунту.

Аналіз одержаних результатів вмісту продуктивної вологи в 1,5 метровому шарі ґрунту (табл. 3) свідчить, що на початок вегетації озимої пшениці найбільшу кількість вологи забезпечив мілкий плоскорізний обробіток ґрунту зі щілюванням, де вміст доступної рослинам вологи знаходився на рівні 150,5 мм на контролі та 136,5 мм - на удобреному варіанті; за оранки цей показник знаходився відповідно в межах 99,7 та 122,2 мм. На період збирання врожаю у варіантах з плоскорізними обробітками ґрунту вміст вологи був дещо нижчим порівняно з оранкою, що пов'язано з формуванням вищого врожаю, а отже, і більшими витратами вологи на цих варіантах. На період сходів ярого ячменю суттєвих відмін за вмістом вологи у варіантах досліду не спостерігалось, на період збирання ячменю кращими умовами вологозабезпечення (на 18-28% порівняно з оранкою) характеризувались варіанти з плоскорізними обробітками ґрунту. На посівах багаторічних трав вміст вологи ґрунту був практично однаковий на всіх варіантах досліду, що пов'язано з руйнуванням у процесі вегетації нарізаних при щілюванні щілин та наближення ґрунтових кондицій до природно-рівноважних. На посівах ріпаку озимого суттєвих відмін за даним показником не виявлено, що пов'язано з проведенням поверхневого обробітку під дану культуру. Отже, технології обробітку ґрунту, які базуються на плоско різному обробітку ґрунту на глибину 10-12 см з одночасним щілюванням на глибину 35-40 см забезпечують порівняно з оранкою кращий водний режим ґрунту, збільшуючи запаси продуктивної вологи в 1,5 метровому шарі ґрунту на 10 -15 мм.

Таблиця 3

Вміст продуктивної вологи в 1,5 - метровому шарі ґрунту під культурами сівозміни, мм

Культура	Період вегетації	Система обробітку ґрунту і удобрення
		Оранка на 20-22 см	Плоскорізний обробіток на 20-22 см	Мілкий плоскорізний обробіток зі щілюванням
		контроль	розрахункова доза NPK	контроль	розрахункова доза NPK	контроль	розрахункова доза NPK
Пшениця озима	Початок	99,7	122,2	125,2	150,4	150,5	136,5
	Кінець	138,1	102,0	97,9	84,1	121,1	94,7
Ячмінь ярий	Початок	150,6	151,3	150,8	157,1	150,5	130,5
	Кінець	98,6	80,1	126,4	86,3	121,3	90,8
Багаторічні трави	Початок	150,4	127,5	139,1	118,4	136,7	118,2
	Кінець	87,9	84,3	83,6	80,4	81,2	80,2
Ріпак озимий	Початок	88,5	81,0	90,8	87,4	92,5	93,0
	Кінець	72,4	70,2	75,1	71,5	70,0	72,5

Спостереження за динамікою водопроникності ґрунту залежно від способів обробітку дозволяють зробити висновок, що мілке плоскорізне рихлення зі щілюванням на 35-40 см забезпечує найкращі умови для поглинання опадів, які випадають у весняно - літній період. За такого обробітку за першу годину спостережень водопроникність ґрунту склала 55,3 мм, що на 24,0 та 20,6 мм більше, порівняно з оранкою та плоскорізним обробітком, проведеними на однакову глибину.

Гумусний стан досліджували в декілька етапів. Порівнюючи дані за вмістом гумусу у верхньому 0-5 см шарі ґрунту на період закладання досліду і в 2001 році можна зробити висновок, що цей показник значно зріс, причому, якщо за оранки приріст становив 0,20-0,34%, то за плоскорізного обробітку - 0,42-0,50%. Якщо в шарі ґрунту 20-30 см за оранки вміст гумусу збільшився на 0,15-0,18%, то за безполицевого обробітку, навпаки, зменшився на 0,05-0,15% і становив всього 1.08-0.98%. Отже, у варіантах за плоскорізного обробітку сформувався орний шар ґрунту з різко вираженою диференціацією за вмістом гумусу, хоча його запаси в шарі ґрунту 0-30 см були практично однаковими на обох варіантах і складали 48,1-50,9 т/га.

Вивчаючи вплив різних технологій вирощування сільськогосподарських культур на протиерозійну стійкість ґрунту шляхом обліку об'єму змитого ґрунту, проведеного методом замірювання водорівчаків, нами встановлено (табл.4), що середні втрати ґрунту за період проведення досліджень при безполицевих способах обробітку становили 5,2-5,3 т/га, що в 1,7-1,9 раза менше порівняно з традиційною оранкою. На зменшення втрат ґрунту за безполицевих способів обробітку вплинув порівняно вищий (на 3,3-10,9%) вміст водостійких агрегатів, особливо у верхньому 0-10 см шарі ґрунту, а на варіанті з мілким плоскорізним обробітком і щілювання впоперек схилу.

Таблиця 4

Змив ґрунту від зливових опадів залежно від технологій обробітку ґрунту, т/га (1998-2001рр.)

Спосіб обробітку ґрунту	Рік	У середньому за 4 роки	Сумарний змив ґрунту
	1998	1999	2000	2001
Оранка на 20-22 см	6,2	16,9	6,3	8,4	9,5	37,8
Плоскорізний обробіток на 20-22 см	3,9	8,3	4,1	4,6	5,2	20,9
Мілкий плоскорізний обробіток зі щілюванням	3,4	8,7	4,6	4,3	5,3	21,0

Спостереження, проведені в період весняного сніготанення 1999 року на зяблевому агрофоні, підготовленому під посіви ячменю (попередник - озима пшениця), показали, що втрати ґрунту в результаті ерозії за плоскорізних обробітків були набагато нижчими порівняно з оранкою.

При цьому загальні втрати ґрунту в результаті змиву в абсолютних величинах були незначними, однак за глибокого плоскорізного обробітку вони були меншими в 1,1-1,9 раза, а за мілкого безполицевого обробітку зі щілюванням в 1,6-2,4 раза порівняно з оранкою. За рахунок більшої кількості післяжнивних рослинних рештків на удобрюваних варіантах спостерігалось істотне зниження втрат гумусу як за оранки так і на безполицевих обробітках.

Нашими дослідженнями встановлено, що після збирання врожаю ячменю за плоскорізних обробітків на поверхні поля залишалось 17,8-18,9 ц/га післяжнивних рештків, а за оранки така ж їх кількість була зароблена на глибину 20-25 см, що істотно не може впливати на захищення поверхні поля від еродуючої дії зливових опадів та поверхневих водяних потоків.

Вивчаючи вплив різних способів обробітку на протиерозійну стійкість ґрунту, нами встановлено істотну відмінність в кількості рослинних рештків на поверхні ґрунту і нерівномірне їх розподілення за профілем оброблюваного шару. При підготовці ґрунту під посів ячменю, після проведення лущення стерні та основного обробітку при майже однаковій загальній кількості післяжнивних рештків за плоскорізного рихлення більше половини їх (58,5%) міститься в 0-10 см шарі ґрунту. За оранки рослинні рештки більш рівномірніше розподіляються в шарі ґрунту, що обробляється.

4. Зміна агрохімічних показників залежно від способів обробітку ґрунту та системи удобрення

Аналіз отриманих даних показує, що розподілення лужногідролізованих форм азоту за ґрунтовим профілем мало залежить від способу обробітку ґрунту і було однаковим як при застосуванні добрив, так і без них. Загальна кількість лужногідролізованого азоту в 0-30 см шарі ґрунту за плоскорізного обробітку дещо нижча порівняно з оранкою (на 17,1 кг/га на неудобреному фоні і на 14,5 кг/га на фоні з розрахунковою дозою добрив).

На варіантах без застосування добрив за систематичного тривалого плоскорізного рихлення в усьому шарі ґрунту вміст фосфору був на 1,0-3,2 мг/100г вищим порівняно з оранкою. За додаткового внесення добрив вміст фосфору за плоскорізного обробітку ґрунту істотно збільшувався порівняно з оранкою.

Результати наших спостережень свідчать, що систематичне плоскорізне розпушування ґрунту забезпечує дещо вищий (20,6 кг/га ) вміст рухомого калію в 0-30 см шарі ґрунту, при цьому відбувається перерозподілення концентрації калію у верхніх шарах ґрунту порівняно зі систематичною оранкою. Така ж тенденція зберігається у варіантах за внесення мінеральних добрив, де за плоскорізного обробітку накопичилось на 61,2 кг/га калію більше порівняно з оранкою.

5. Вплив способів обробітку ґрунту та добрив на продуктивність ланки сівозміни

В наших дослідженнях, проведених на посівах озимої пшениці в 1998 році, найвищу врожайність зерна на неудобрених варіантах отримано за плоскорізного обробітку ґрунту та мілкого плоскорізного обробітку зі щілюванням - 46,8 і 46,3 ц/га відповідно (табл.5). Дещо нижчим цей показник був у варіантах за оранки (44,8 ц/га). Урожайність пшениці значною мірою залежала від внесення мінеральних добрив. Найвищу врожайність зерна озимої пшениці за внесення розрахункової дози добрив отримано у варіантах за безполицевих способів основного обробітку ґрунту, де цей показник знаходився в межах 52,7-53,0 ц/га проти 51,3 ц/га за оранки.

На посівах ярого ячменю у варіантах без внесення добрив способи обробітку ґрунту істотного впливу на врожайність зерна не мали. На приріст урожаю даної культури значною мірою вплинула система удобрення. Так, найвищий приріст урожаю зерна ячменю за внесення розрахункової дози добрив відмічено за мілкого плоскорізного обробітку і щілюванням - 82,2 % порівняно з контролем. Дещо нижчим він був у варіанті за оранки - 70,3 % і найменшим за плоскорізного обробітку на ту ж глибину - 70,3 %.

Посіви озимого ріпаку, у середньому за два роки, реагували як на систему обробітку ґрунту так і на систему удобрення, де врожайність зеленої маси зросла майже вдвічі порівняно з контролем /без добрив/. Варто відмітити, що якщо у варіантах без внесення добрив найвищу врожайність зеленої маси ріпаку забезпечила оранка (142 ц/га), то за внесення розрахункової дози мінеральних добрив найпродуктивнішим виявився варіант за мілкого плоскорізного обробітку зі щілюванням (253 ц/га).

Таблиця 5

Вплив довгострокового застосування різних способів обробітку ґрунту та удобрення на врожайність сільськогосподарських культур, ц/га ( у середньому за1998-2001 рр.)

Спосіб обробітку ґрунту	Доза добрив
	Контроль (без добрив)	Одинарна Доза NPK	Півтори дози NPK	Розрахунко-ва доза NPK
Озима пшениця
Оранка на 20-22 см	44,8	48,2	49,2	51,3
Плоско різний на 20-22 см	46,8	48,8	50,5	52,7
Мілкий плоскорізний обробіток зі щілюванням	46,3	49,1	50,2	53,0
НІР05 - 1,44
Ячмінь
Оранка на 20-22 см	13,7	18,8	21,9	24,2
Плоско різний на 20-22 см	14,8	20,9	23,9	25,2
Мілкий плоскорізний обробіток зі щілюванням	14,4	21,0	24,28	26,3
НІР05 - 1,3
Люцерна /зелена маса/
Оранка на 20-22 см	383	533	675	764
Плоско різний на 20-22 см	376	521	687	759
Мілкий плоскорізний обробіток зі щілюванням	400	563	714	823
НІР05 - 8
Озимий ріпак /зелена маса/
Оранка на 20-22 см	142	185	203	245
Плоско різний на 20-22 см	136	188	207	244
Мілкий плоскорізний обробіток зі щілюванням	137	184	207	253
НІР05 - 3

Отримані за роки досліджень дані урожайності багаторічних трав (люцерна) свідчать про вплив на продуктивність культури як системи основного обробітку ґрунту, так і системи удобрення. Так, сумарна врожайність зеленої маси на неудобрених варіантах була найвищою за мілкого плоскорізного обробітку зі щілюванням (400 ц/га), що, насамперед, пов'язано з більшим вологонакопиченням за рахунок нарізання щілин на даному варіанті досліду, в той час як за оранки та плоскорізного обробітку на ту ж глибину цей показник знаходився відповідно в межах 383 ц/га і 376 ц/га. За внесення розрахункової дози добрив збереглася аналогічна тенденція щодо формування врожаю зеленої маси люцерни. Так, у варіантах за мілкого плоскорізного обробітку зі щілюванням за два роки використання сформувалося 823 ц/га зеленої маси, тоді як у варіанті за оранки цей показник складав 764 ц/га, а за плоскорізного обробітку на глибину оранки знаходився на рівні 759 ц/га.

Аналіз ефективності використання мінеральних добрив за різних способів обробітку ґрунту показує, що найвищий приріст урожаю в ланці сівозміни за період досліджень отримано у варіанті з мілким плоскорізним обробітком зі щілюванням, де він становить 127,6 ц/га кормових одиниць, а найменший у варіанті за оранки - 114,8 ц/га кормових одиниць. За безполицевих способів обробітку відмічено також найменші витрати діючої речовини мінеральних добрив для отримання 1 ц приросту врожаю порівняно з традиційною оранкою.

Аналіз результатів спостережень за розподіленням насіння бур'янів за ґрунтовим профілем показав, що спосіб обробітку ґрунту значною мірою впливає на даний показник. За плоскорізного обробітку 69,4% насіння бур'янів від загальної їх кількості зосереджено в 0-15 см шарі ґрунту, а за оранки - лише 45,5%. В цілому ж у 0-30 см шарі ґрунту найменша потенційна забур'яненість відмічена у варіанті за оранки - 5380 шт/м2. У варіанті за плоскорізного обробітку вона була вищою на 13,8% або на 740 шт/м.кв. насінин бур'янів.

6. Економічна ефективність використання різних способів обробітку і удобрення в ланці сівозміни

Аналіз отриманих даних (табл. 6) показує, що найменшу собівартість мала продукція, вирощена у варіантах за мілкого плоскорізного обробітку без внесення мінеральних добрив, дещо вищим цей показник виявився при застосуванні плоскорізного основного обробітку ґрунту на глибину оранки і ще вищим - у варіантах за оранки, де собівартість 1 ц кормових одиниць відповідно становила 9,68, 10,53 і 11,38 грн. Істотно на показник собівартості продукції вплинуло застосування мінеральних добрив. Так, внесення розрахункової дози мінеральних добрив призвело до підвищення собівартості 1 ц кормових одиниць від 20,1 грн. у варіанті за мілкого плоско різного обробітку до 21,94 грн. у варіанті за оранки. Як бачимо закономірність щодо впливу способів обробітку ґрунту на показник собівартості продукції збереглася.

Подібну залежність виявлено і щодо рівня рентабельності. Найвищі його значення відмічено у не удобрених варіантах за мілкого плоскорізного обробітку - 471%, глибокого плоскорізного обробітку - 426% та оранки - 384%. Внесення мінеральних добрив істотно знизило рівень рентабельності. Найменшим він був у варіантах з розрахунковими дозами мінеральних добрив - 168% за мілкого плоскорізного обробітку, 147% - у варіанті за плоскорізного обробітку на глибину оранки і найнижчим за оранки - 144%.

Розрахунки економічної ефективності вирощуваних культур показали, що найвищий прибуток отримано у варіанті за мілкого плоскорізного обробітку і внесення розрахункової дози мінеральних добрив, дещо нижчий у варіанті з глибоким плоскорізним обробітком і найнижчий - за оранка і розрахункової дози добрив. Зменшення доз добрив істотно вплинуло на отримання прибутку в усіх варіантах досліду, проте закономірність щодо впливу обробітків на величину прибутку збереглася і надалі.

Таблиця 6

Економічна ефективність способів обробітку ґрунту та систем удобрення ланки сівозміни

Доза добрив	Спосіб обробітку ґрунту	Вихід кормових одиниць, га	Всього витрат, грн/га	ВВП, грн,	Собівар- тість кормо-вої одиниці, грн/к.о.	Умовно чистий прибуток, грн/га	Рента- бельність, %
Контроль (без добрив)	Оранка на 20-22 см	176,62	2010	9728	11,38	7719	384
	Плоскорізний на 20-22 см	177,68	1872	9845	10,53	7973	426
	Мілкий плоскорізний зі щілюванням	181,61	1758	10030	9,68	8273	471
Одинарна	Оранка на 20-22 см	225,85	4048	12279	17,92	8231	209
	Плоскорізний на 20-22 см	227,32	3913	12382	17,21	8470	216
	Мілкий плоскорізний зі щілюванням	235,36	3810	12810	16,19	9000	236
Півтори	Оранка на 20-22 см	262,95	4920	14195	18,71	9275	189
	Плоскорізний на 20-22 см	270,15	4804	14602	17,78	9797	204
	Мілкий плоскорізний зі щілюванням	275,65	4693	14882	17,02	10189	217
Розрахункова	Оранка на 20-22 см	294,85	6468	15804	21,94	9336	144
	Плоскорізний на 20-22 см	296,52	6447	15929	21,74	9482	147
	Мілкий плоскорізний зі щілюванням	312,89	6260	16766	20,01	10507	168

Розрахунки енергетичної ефективності різних способів обробітку ґрунту та доз добрив показали, що найвищим коефіцієнт енергетичної ефективності був у варіанті за мілкого плоскорізного обробітку без внесення добрив і становив 6,82, за оранки та плоскорізного обробітку на глибину оранки він складав 6,76. По мірі підвищення доз мінеральних добрив коефіцієнт енергетичної ефективності знижувався.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації узагальнені результати експериментальних досліджень і дано нове наукове вирішення задачі, що полягає у встановленні закономірностей формування ерозійної стійкості ґрунту схилових земель, підвищення продуктивності сільськогосподарських культур в умовах тривалої дії агротехнічних факторів та розроблення ґрунтозахисної технології, яка вирішена шляхом порівняльного оцінювання різних способів обробітку ґрунту, систем удобрення в ланці ґрунтозахисної сівозміни з метою зменшення проявлення ерозійних процесів та отримання на еродованих землях сталих урожаїв сільськогосподарських культур.

2. Систематичне (протягом 27 років) застосування ґрунтозахисних технологій вирощування польових сільськогосподарських культур з використанням безполицевого обробітку чорнозему типового крупнопилувато-легкосуглинкового сильнозмитого, мульчування та щілювання забезпечує порівняно з оранкою підвищення протиерозійної стійкості оброблюваного шару ґрунту в 1,8 раза.

3. Застосування знарядь типу ПЩН-2,5 порівняно з оранкою збільшує в 1,5 метровому шарі ґрунту запаси продуктивної вологи під культурами ланки сівозміни на 10-15 мм або на 8-12%. Вищий вологонакопичуючий ефект забезпечує мілкий плоскорізний обробіток на 10-12 см з одночасним щілюванням до 40 см.

4. Підвищення інтенсивності водопроникності чорноземів типових досягається завдяки збільшенню кількості рослинних рештків на поверхні та в 0-10 см шарі ґрунту. Найкращі умови розподілення рослинних рештків та покращення інфільтраційного процесу створюються за плоскорізного обробітку ґрунту на 10-12 см зі щілюванням на глибину 35-40 см.

5. Застосування добрив за рахунок кращого розвитку рослин сприяє зменшенню змиву ґрунту на 27-53%.

6. Тривале застосування безполицевого обробітку ґрунту обумовлює процеси диференціації оброблюваного шару за вмістом гумусу, фосфору та калію. При цьому істотно збільшується рухомість та доступність фосфору й калію головним чином у шарі ґрунту 0-15 см, що позитивно впливає на оптимізацію живлення рослини цими елементами та на збереження родючості ґрунту.

7. Систематичне застосування безполицевих різноглибинних способів обробітку покращує агрофізичні показники оброблюваного шару ґрунту. При цьому виявлена тенденція до збільшення загальної кількості агрономічно-цінних структурних фракцій чорнозему типового сильно змитого, в тому числі й водостійких його категорій, на рівні оптимальних для польових культур, і зокрема за показниками об'ємної маси, які забезпечують покращення водопоглинання ґрунту.

8. Ґрунтозахисні технології вирощування польових культур за тривалого їх застосування на схилових землях підвищують рівень урожайності ланки сівозміни на 0,12-1,28 т/га кормових одиниць за істотного зниження втрат ґрунту та поживних речовин у результаті істотного зменшення ерозійних процесів.

9. Застосування ґрунтозахисних технологій без оранки підвищує економічну ефективність виробництва рослинної продукції за рахунок зниження витрат на обробіток ґрунту, збільшення врожайності польових культур, запобігання втрат поживних речовин добрив. При цьому рівень рентабельності вирощування культур підвищується на 10-12%.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

З метою підвищення рівня протиерозійної стійкості схилових земель в агроекологічних умовах Лісостепу України пропонується:

1. У системі обробітку чорноземів типових малогумусних сильнозмитих на схилових землях у ланці сівозміни багаторічні трави - пшениця озима - ячмінь ярий - ріпак озимий необхідно застосовувати безполицевий обробіток ґрунту на глибину 10-12 см з одночасним щілюванням до 35-40 см.

2. Для підвищення ґрунтозахисної ефективності ( проективного покриття) ланки сівозміни - висівати післяжнивно культури суцільного посіву в тому числі й озимий ріпак.

ПУБЛІКАЦІЇ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Коваленко О.Д., Каражбей С.П., Мережко О.П. Вплив способів обробітку на протиерозійну стійкість грунту. // Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН (випуск 1 - 2). - Київ: Фітосоціоцентр, 2001. - С. 17 - 20.

2. Каражбей С.П., Шевченко К.І. Вплив способів обробітку ґрунту на забур'яненість посівів культур ґрунтозахисної сівозміни. // Збірник наукових праць ІЗ УААН (випуск 3). - Київ: Фітосоціоцентр, 2001. - С. 7 - 11.

3. Каражбей С.П. Продуктивність грунтозахисної сівозміни залежно від обробітку ґрунту та системи удобрення. // Збірник наукових праць ІЗ УААН (випуск 1). - Київ: Фітосоціоцентр, 2002. - С. 16 - 19.

4. Шевченко І.П., Коломієць Л,П., Каражбей С.П., Терещенко К.Є. Агроекологічна ефективність ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур. // Збірник наукових праць ІЗ УААН (випуск 3 - 4). - Київ: Фітосоціоцентр, 2002. - С. 45 - 53.

5. Шевченко І.П., Коломієць Л.П., Каражбей С.П. Ефективність ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур. // Міжвідомчий тематичний науковий збірник, Землеробство, вип.75. - Київ. - 2003. - С. 50 - 55.

6. Коломієць Л.П.., Мережко О.П., Каражбей С.П. Вплив антропогенного навантаження на екологічну стабільність агро екосистем. // Тези доп. Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених і спеціалістів “Наукові проблеми виробництва зерна в Україні та сучасні методи їх вирішення”. - Дніпропетровськ. - 2000. - С.40.

7. Коваленко О.Д., Каражбей С.П., Мережко О.П. Агроекологічна ефективність різних прийомів обробітку схилових земель. // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Землеробство століття - проблеми та шляхи вирішення”. - Київ - Чабани. - 1999. - С.65 - 66.

8. Коваленко О.Д., Каражбей С.П., Мережко О.Д. Вплив різних систем обробітку та удобрення на родючість чорнозему типового еродованого. // Матеріали науково-практичного семінару молодих вчених та спеціалістів “Вчимося господарювати”. - Київ-Чабани. - 1999. - С.40 - 41.

9. Каражбей С.П., Мехед О.В., Терещенко К.Є. Вплив тривалого застосування ґрунтозахисних технологій вирощування культур на родючість чорнозему типового сильнозмитого. // Матеріали науково - практичної конференції молодих вчених “Проблеми сучасного землекористування” . - Чабани. - 2002. - С.41 - 42.

грунт обробка схилова земля

АНОТАЦІЯ

Каражбей С.П. “Вплив заходів обробітку ґрунту і удобрення на протиерозійну стійкість схилових земель Лісостепу України”. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 0.6.01.01 - загальне землеробство. Інститут землеробства УААН - Чабани - 2004 р.

Дисертацію присвячено експериментальному вивченню особливостей довгострокової (протягом 27 років) дії і взаємодії різних способів обробітку ґрунту і рівня удобрення на протиерозійну стійкість схилових земель в агроекологічних умовах Лісостепу України. Встановлено, що тривале систематичне застосування в ланці сівозміни ґрунтозахисної технології вирощування польових сільськогосподарських культур, які базуються на використанні безполицевого обробітку чорнозему типового крупнопилувато-легкосуглинкового сильнозмитого на глибину 10-12 см, мульчуванні та щілюванні на глибину 35-40 см забезпечує істотне підвищення протиерозійної стійкості оброблюваного шару ґрунту, збереження його родючості та зростання рівня продуктивності агроландшафтів на 10 - 12%.

Ключові слова: водна ерозія ґрунтів, протиерозійна стійкість, способи обробітку, рівні удобрення, ланка сівозміни, рослинні рештки, агрофізичні властивості ґрунту, гумус, фосфор, калій.

АННОТАЦИЯ

Каржбей С.П. “Влияние способов обработки почвы и удобрений на противоэрозионную устойчивость склоновых земель Лесостепи Украины”. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.01 - общее земледелие. Институт земледелия УААН. Чабаны -2004г.

Диссертация посвящена експериментальному изучению особенностей долговременного (на протяжении 27 лет) действия и взаимодействия разных способов обработки почвы и уровней удобрения на потивоэрозионную устойчивость склоновых земель в агроекологических условиях Лесостепи Украины.

Установлено, что систематическое долговременное применение в звеньях севооборота почвозащитной технологии выращивания полевых культур, которая базируется на применении безотвальной обработки чернозема типичного крупнопылевато-легкосуглинистого сильносмытого на глубину 10-12 см, мульчирования и щелевания на глубину 35-40 см обеспечивает существенное повышение противоэрозионной устойчивости обрабатываемого слоя почвы.

Результаты исследований свидетельствуют, что концентрация растительных послеукосных остатков на поверхности и в 0-10 см слое почвы в значительной степени повышает ее ерозионную устойчивость.

Введение в севооборот поукосного озимого рапса позволило повысить продуктивность звена севооборота, а за счет проведения поверхностной обработки почвы под даную культуру - приблизить физические свойства почвы к свойсвам ее целинных аналогов.

Ключевые слова: водная эрозия почв, противоэрозионные свойства, способы обработки, агрофизические свойства, уровни удобрения, гумус, фосфор, калий, звено севооборота, растительные остатки.

REZUME

Karazhbei S.P. Impact of different kinds of tillage and fertilization levels on anti-erosion resistance of slope lands of the Lisosteppe zone of Ukraine. - Manuscript. Dissertation for a scientific degree of Candidate of Agricultural Sciences, specialty 06.01.01- general agriculture. The Institute of Agriculture of the UAAS. - Chabany. - 2004.

The dissertation deals with experimental investigation of peculiarities of long-term (during 27 years) action and interaction of different kinds of tillage and fertilization level on anti-erosion resistance of slope lands in the agroecological conditions of the Lisosteppe zone of Ukraine. It is investigated that systematic long-term application of soil-conserving technology of field crop cultivation in the part of crop rotation, based on boardless tillage (10-12 cm depth) on the chernozem typical coarsedust-lightloamy very ablated, mulching and fissuring (35-40 cm depth) provides sufficient improving of anti-erosion resistance of cultivated soil surphase, concervation of it's fertility and increase of productivity level of agrolandscapes for 10-12%.

KEY WORDS: erosion, anti-erosion resistance, kinds of tillage, fertilization levels, part of crop rotation, plant residues, agrophysical properties of soils, humus, phosphorus, potassium.

Размещено на Allbest.ru