При використанні гербіциду на оранці та плоскорізному обробітку маса бур'янів зменшується в 1,7-1,9 рази, а за дискування більше ніж удвічі. Порівняння коефіцієнтів співвідношення маси бур'янів до маси ячменю показало, що за гербіцидної технології їх показники зростали на оранці з 7,1 до 13, а при використанні мінеральних добрив ці коефіцієнти досягли 17-23 , що свідчить про вищий конкурентний потенціал в агроценозі ячменю ярого.

Виходячи з одержаних результатів досліджень можна констатувати, що в специфічних умовах польової сівозміни Полісся екологічно безпечним і економічно доцільним в боротьбі з бур'янами, порівняно з органічною системою, є органо-мінеральна система. Застосування обробітку без обертання скиби вимагає обов'язкового внесення гербіцидів.

Ураженість ячменю ярого кореневими гнилями за основного обробітку ґрунту без обертання скиби, порівняно з полицевим обробітком, зростала на 3,2- 4,8 %. Застосування агрохімікатів знижувало ураженість ячменю: при застосуванні мінеральних добрив на 2,8-5,3 %, а гербіциду - на 4,2-9,1 %. Домінуючою у посівах ячменю ярого була гельмінтоспоріозна гниль.

Урожайність зерна ячменю. Інтегрованим показником продуктивності агроценозу є формування урожайності та якості його продукції.

Використання добрив у сівозміні та тривалого дотримання різноглибинного обробітку ґрунту забезпечує вищу урожайність на всіх варіантах. Найкращі умови мінерального живлення рослин з високою біологічною активністю ґрунту та підвищеною конкурентноздатністю ячменю ярого до природної рослинності забезпечує система удобрення з внесенням N₆₀P₆₀K₆₀ на фоні післядії 50 т/га гною (табл. 6).

Таблиця 6 - Вплив способів основного обробітку ґрунту та удобрення на урожайність ячменю ярого, 2001-2003 рр., т/га

Примітка: О - оранка на 20-22 см (контроль); П - обробіток плоскорізом на 20-22 см; Д - дискування на 10-12 см.

Середня урожайність за безгербіцидної технології становила близько 3,5 т/га, а при застосуванні гербіциду урожайність підвищувалась до 3,9 т/га. Найменшою урожайність зерна ячменю була за органічної системи удобрення (післядія 110 т/га гною) та відсутності хімічного захисту посівів від бур'янів становила близько 2,3 т/га.

У формуванні врожаю тенденцію до одержання оптимальних значень продуктивності визначено за обробітку ґрунту дисковими знаряддями на 10- 12 см.

В умовах Полісся на сірому лісовому ґрунті органічна система, як еталон “біологічного” землеробства у представленому вигляді виявилась найменш ефективною. Це пов'язано з нижчою біологічною активністю, більшою ураженістю посівів кореневими гнилями за даної системи удобрення, меншою конкурентноздатністю ячменю ярого в біоценозі.

Отже, для забезпечення екологічної рівноваги в агроценозі важливим завданням є поєднання помірних доз підстилкового гною і мінеральних добрив. Внесення в сівозміні лише підстилкового гною з підвищеним навантаженням на одиницю сівозмінної площі (20 т/га і більше) створюються дискомфортні умови за рахунок погіршення фітосанітарного стану ценозу що обумовлює зниження урожайності ячменю ярого.

Якісні показники зерна ячменю ярого. Умови мінерального живлення рослин за різних систем удобрення є визначальними у формуванні якості основної продукції. За майже однакового насичення ґрунту біогенними елементами під ячменем ярим показники якості (натура зерна і маса 1000 зерен) мали чітку тенденцію до покращання за гербіцидної технології його вирощування при органо-мінеральній системі удобрення з подвійною дозою туків. Незалежно від способу основного обробітку, з підвищенням урожайності зерна ячменю закономірно збільшується, орієнтовно в 1,8 рази, вихід перетравного протеїну. Наростання показника суми незамінних амінокислот спостерігали у міру підвищення доз мінеральних добрив та ґрунтозахисного обробітку. Таким чином, можна вважати, що з оптимальним мінеральним живленням та за гербіцидної технології одержано як найвищі прирости врожаю, так і кращі показники його якості.

Вміст важких металів в зерні ячменю ярого за прийнятих обробітків і навантаження агрохімікатами не перевищував рівня гранично допустимих концентрацій. Так, в залежності від агротехнічних заходів, вміст в зерні міді склав 4,1-8,2 , цинку - 12,4-17,4 , кадмію 0,1-0,2 , а свинцю - 0,16-0,20 мг/кг, тоді як ГДК становить відповідно 10, 50, 0,03 та 0,3 мг/кг. Разом з тим, на показник накопичення цинку, міді, кадмію і свинцю впливало привнесення в грунт цих елементів з добривами: за переваги цинку у гноєві виявлено деяке підвищення його вмісту в зерні за органічної системи удобрення, а свинцю і кадмію - за внесення мінеральних туків, які містять найбільшу кількість біохімічно активних елементів. Отже, ці підвищення вказують на чутливість рослинницької продукції до змін у ґрунтовому компоненті агроекосистеми.

РОЗДІЛ 5. ЕКОНОМІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ МЕЛІОРАТИВНИХ ЗАХОДІВ В АГРОЦЕНОЗІ ЯЧМЕНЮ ЯРОГО

Економічна ефективність є критерієм раціональності будь-якої агротехнології. Встановлено, що прямі витрати на вирощування ячменю при відсутності хімічного захисту за органічної системи склали близько 970 грн/га, за органо-мінеральної з одинарною дозою NPK на 10 % і з подвійною на 30 % вище. Вартість валової продукції підвищилась на 40 та на 60 % відповідно, порівняно з органічною системою удобрення. Собівартість продукції знизилась орієнтовно на 30 %. При цьому, фактор обробітку змінював собівартість продукції на 2-10 %.

Умови мінерального живлення визначали і величину умовно чистого прибутку. За прийнятої органічної системи удобрення він становив 397 грн/га; внесення N₃₀P₃₀K₃₀ збільшувало прибутковість зерна ячменю у 2,1, а за внесення N₆₀P₆₀K₆₀ - у 2,4 рази. Нижчим рівень рентабельності виявився за органічної системи удобрення і склав близько 40 %, тоді як за органо-мінеральної - удвічі вищим.

Загальні витрати на гербіцидну технологію в середньому по досліду збільшились на 8 %, вартість валової продукції на 9 %, а умовно чистий прибуток на 14 %, тоді як собівартість залишилась майже без змін.

Визначення енергетичної ефективності вирощування зерна ячменю ярого за безгербіцидної технології показує, що прямі витрати при використання мінеральних добрив збільшуються за одинарної дози туків на 3, а подвійної - на 13 %, порівняно з органічною системою удобрення. Вихід поновлюваної енергії зростає на цих варіантах відповідно на 30 та 60 %. Застосування хімічного захисту посівів ячменю у боротьбі з бур'янами підвищувало енергетичні витрати на вирощування, порівняно з безгербіцидною технологією, на 3-5 %. В цілому, за органо-мінерального удобрення показник енергетичної ефективності становив за безгербіцидної технології 2,6, при захисті посівів 2,7 одиниці, тоді як за органічної системи він виявився нижче 2 одиниць.

ВИСНОВКИ

В дисертації наведено теоретичні узагальнення та нове вирішення наукової задачі, що виявляється у з'ясуванні впливу різноглибинного обробітку, поєднаного з використанням у живленні рослин підстилкового гною і мінеральних добрив при безгербіцидній і гербіцидній технології вирощування на екологічний стан ґрунту та агроценозу ячменю ярого в умовах Полісся.

1. Різноглибинний обробіток ґрунту - оранка і плоскорізний на глибину 20-22 см та дискування на 10-12 см створюють оптимальні за щільністю ґрунту умови для розвитку кореневої системи ячменю в шарі 0-20 см, де щільність є найнижчою за органічної системи і становить 1,32-1,41 г/см³, тоді як із зменшенням дози гною і підвищенням мінеральних добрив вона зростає до значень 1,40-1,45 г/см³. У підорному 20-30 см шарі ґрунту за всіх способів обробітку знаряддя створюють плужну підошву з щільністю 1,50-1,55 г/см³ .

2. Запаси продуктивної вологи в 0-20 см шарі ґрунту за обробітку без обертання скиби підвищуються на 12-15% та на 5-8% - в нижніх шарах, порівняно з полицевим обробітком.

3. За органічної системи удобрення гідролітична кислотність в шарі 0-20 см підвищується порівняно з вихідними значеннями в 1,5 рази, за органо-мінеральної з внесенням N₃₀P₃₀K₃₀ в 1,8 рази, а при застосуванні N₆₀P₆₀K₆₀ - вдвічі. Відповідно кислотність ґрунтового розчину (рН_KCl) в шарі 0-10 см та 10-20 см за безполицевого обробітку знижується від значень слабкокислої реакції (органічна система удобрення) до середньокислої (органо-мінеральна з N₃₀P₃₀K₃₀) та сильнокислої (органо-мінеральна з N₆₀P₆₀K₆₀).

4. За тривалого застосування безполицевого обробітку відбувається трансформація органічної речовини ґрунту у бік збільшення вмісту гумусу в 0-10 см шарі на 0,3-0,4%, що збільшує його запаси на 3-4,6 т/га порівняно з традиційною оранкою.

5. Акумуляція азоту, що легко гідролізується, відбувається у верхньому 0-10 см шарі: за способів без обертання скиби його вміст збільшується на 4-15 кг/га, тоді як в шарі 10-20 см спостерігається його зниження на 1-2 кг/га порівняно з оранкою. На фосфатний режим ґрунту безпосередній вплив мають мінеральні добрива. За насичення сівозміни гноєм більш як 20 т/га гною вміст рухомих його форм знижується, порівняно з вихідними запасами, а за внесення подвійної дози мінеральних добрив, навпаки, збільшує їх вміст на 30-40 мг/кг ґрунту. За систематичного використання мінеральних добрив калійний фонд ґрунту прибавляється у верхньому (0-10 см) шарі за обробітків ґрунту без обертання скиби на підвищеній дозі NPK по фону гною на 51 кг/га, тоді як на одинарній - залишається без змін, порівняно з оранкою.

6. За прийнятих навантажень ценозів агрохімікатами вміст цинку і міді визначається як мікроелементи без набуття значень важких металів. Важкі метали кадмій і свинець визначаються фоновим вмістом в ґрунті без істотних змін від внесених мінеральних туків.

Концентрація форм міді, цинку, кадмію та свинцю залежить від вмісту гумусу в ґрунті і визначається коефіцієнтом кореляції відповідно 0,72 , 0,78 , 0,43 та 0,67.

Кореляційний зв'язок між кислотністю ґрунту і концентрацією рухомих форм біохімічно активних елементів міді, цинку та свинцю знаходиться в межах 0,52 , 0,77 та 0,70. На рухомість кадмію рН ґрунту впливу практично не має.

7. По мірі збільшення доз мінеральних добрив підвищується біологічна активність ґрунту як в шарі 0-10 см, так і 10-20 см незалежно від глибини його обробітку з одночасною активізацією розмноження вермибіоти. Її кількість, порівняно з органічною системою удобрення, зростає у шарі 0-10 см за підвищеної дози NPK удвічі при плоскорізному обробітку ґрунту і у 1,3-1,5 рази - за інших обробітків.

8. При вирощуванні ячменю за безгербіцидною технологією по обробітку без обертання скиби загальна кількість однодольних і дводольних бур'янів зростає, порівняно з оранкою за органічної системи на 25 %, при внесенні одинарної дози NPK - на 43-50 % і подвійної - 46-57 %. За технології із застосуванням гербіциду 2М-4ХМ загальна забур'яненість посіву ячменю ярого знижується у середньому на 20 %.

9. Поширення кореневих гнилей за безгербіцидної технології досягає 45 % за органічної системи удобрення і знижується на 8-10 % при застосуванні гербіцидів. За обробітку без обертання скиби кількість уражених рослин знижується порівняно з контролем у міру збільшення дози мінеральних.

10. За органічної системи удобрення рівень продуктивності ячменю становить в середньому 2-2,5 т/га, тоді як за органо-мінеральної системи з внесенням N₃₀P₃₀K₃₀ 2,7-3,3 т/га і 3-4,2 т/га - за внесенням N₆₀P₆₀K₆₀ мінеральних добрив.

11. На якісні показники зерна ячменю ярого різні способи основного обробітку мають незначний вплив. Якісні показники - натура зерна, маса 1000 зерен та сума незамінних амінокислот помітно підвищуються по мірі зниження доз гною і компенсації біогенних елементів за рахунок мінеральних туків.

Вміст біохімічно активних елементів в зерні ячменю за прийнятого навантаження агрохімікатами знаходиться в межах фонових значень з підвищенням коефіцієнту біологічного поглинання за мінерального удобрення.

12. Витратна частина технології вирощування ячменю ярого була при внесенні подвійної дози NPK становила близько 1300 грн/га, тоді як на органічному фоні вона знижувалась на 26 %. Однак, умовно чистий прибуток при застосуванні N₃₀P₃₀K₃₀ по фону гною був удвічі, а при внесенні N₆₀P₆₀K₆₀ в 2,5 рази вищим. Найбільш енергетично ефективним є дискування на 10-12 см в поєднанні з органо-мінеральною системою удобрення з дозою мінеральних добрив становить N₆₀P₆₀K₆₀ (К_ее=2,75).

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

В умовах Полісся для господарств всіх форм власності при вирощуванні ячменю ярого на сірому лісовому легкосуглинковому ґрунті після попередника - картоплі рекомендуємо застосовувати обробіток дисковою бороною на 10-12 см з проведенням заходів хімічного контролю забур'яненості агроценозу .

При використанні органічних і мінеральних добрив у системах удобрення Полісся слід враховувати, що за внесення підстилкового гною більше 20 т/га сівозмінної площі та 110 т/га під попередник може порушуватись екологічна рівновага в агроценозі ячменю ярого. Підвищення екологічного та економічного ефекту забезпечується при внесенні під ячмінь мінеральних добрив у дозі N₆₀P₆₀K₆₀ на фоні післядії 50 т/га підстилкового гною.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Чернілевський М.С., Мелешко О.П., Гаврилов С.О. Мінімалізація основного обробітку ґрунту - важливий напрям біологізації землеробства. - Вісник ДАУ. - № 1. - 2001. - С. 103-106. (Особистий внесок - 30 %. Проведено аналіз літературних джерел та експериментальних даних).

2. Мелешко О.П., Гаврилов С.О. Вплив способів основного обробітку ґрунту і добрив на врожайність та якість зерна // Збірник Інституту землеробства Української академії аграрних наук (вип. 1). - К.: ЕКМО, 2004. - С. 23-28. (Особистий внесок 50 %. Аналіз експериментальних даних).

3. Гаврилов С.О. Вплив способів основного обробітку та добрив на біологічну активність сірого опідзоленого ґрунту // Міжвідомчий науковий збірник “Землеробство” (випуск 76). - К.: ЕКМО, 2004. - С. 51-57.

4. Гаврилов С.О. Ефективність способів основного обробітку та систем удобрення в ланці польової сівозміни Полісся // Міжвідомчий науковий збірник “Корми і кормовиробництво” (вип. 56). - К., 2004. - С. 39-42.

5. Чернілевський М.С., Стрельченко В.П., Білявський Ю.А., Ворона Л.І., Мелешко О.П., Гаврилов С.О. Агротехнічна оцінка якості прийомів обробітку ґрунту. Посібник. - Житомир: ДАУ, 2004. - 79 с. (Особистий внесок 25 %).

6. Гаврилов С.О. Вплив способів основного обробітку під ярий ячмінь на екологічний стан сірого опідзоленого ґрунту Центрального Полісся України // Матеріали конференції молодих вчених-ботаніків України “Актуальні проблеми флористики, систематики, екології та збереження фіторізноманіття”. - Львів, 2002. - С. 138-139.

7. Гаврилов С.О., Кривич Н.Я. Надходження деяких важких металів у грунт та вміст їх в зерні ячменю залежно від тривалого застосування добрив у сівозміні // Матеріали міжнародної наукової конференції “Екологія: проблеми адаптивно-ландшафтного землеробства”. - Житомир, 2005. - С. 64-67. (Особистий внесок 50 %. Аналіз експериментальних даних).

АНОТАЦІЇ

Гаврилов С.О. Агроекологічна ефективність способів основного обробітку ґрунту та удобрення під ячмінь ярий в польовій сівозміні Полісся. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. - Державний агроекологічний університет, Житомир, 2006.

В дисертації викладено результати досліджень по вивченню антропогенного впливу за різних способів основного обробітку і систем удобрення на агроекологічний стан сірого лісового легкосуглинкового ґрунту. Доведено екологічну сумісність органічних та мінеральних добрив в помірних дозах з оптимальним їх співвідношенням за тривалого внесення в польовій сівозміні. Визначено витратність органо-мінеральної системи удобрення та її доцільність для агроценозу ячменю ярого.

Встановлено, що за умов контролю фітосанітарного стану посівів ячменю ярого після попередника - картоплі, доцільно застосовувати обробіток дисковою бороною на 10-12 см та внесення мінеральних добрив у дозі N₆₀P₆₀K₆₀ на фоні післядії оптимальної дози гною для попередника, які за сприятливих погодних умов протягом вегетаційного періоду забезпечують отримання урожаю зерна до 5,0 т/га.

Ключові слова: ячмінь ярий, оранка, безполицевий обробіток, система удобрення, мікроелементи, важкі метали, шкодочинність бур'янів, біота, урожайність, якість зерна, економічна та енергетична ефективність.

Гаврилов С.А. Агроэкологическая эффективность способов основной обработки почвы и удобрений под ячмень яровой в полевом севообороте Полесья. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16. - экология. - Государственный агроэкологический университет, Житомир, 2006.

В диссертации изложены результаты исследований по изучению влияния способов основной обработки при разных системах удобрения на агроэкологическое состояние серой лесной легкосуглинистой почвы. Доказано экологическую совместимость органических и минеральных удобрений в умеренных дозах при оптимальном соотношении и систематическом их внесении в полевом севообороте. Определена нецелесообразность органической системы удобрений в агроценозе ячменя ярового и эффективность сочетания умеренных доз минеральных удобрений на фоне последействия оптимальной дозы навоза, внесенного под предшественник .

Применение безотвальной обработки почвы существенно не изменяло, по сравнению с вспашкой, основных агрофизических свойств почвы. Однако обработка почвы без оборота пласта повышала запасы продуктивной влаги в пахотном (0-20 см) слое на 12-15 %, а в нижних слоях - на 5-8 %, что связано с наличием органического вещества и плотностью почвы.

Совместное внесение органических и минеральных удобрений способствовало большему накоплению гумуса и основных элементов питания по сравнению с органической системой удобрения. Обработка почвы безотвальными орудиями вызывала дифференциацию пахотного слоя по содержанию гумуса, азота, фосфора и калия, а также активности почвенной биоты по сравнению с вспашкой.

Длительное внесение минеральных удобрений не повышало содержания тяжелых металлов в почве, однако влияло на их подвижность. Содержание меди и цинка, которые за принятых нагрузок агрохимикатами не приобрели значений тяжелых металлов, имело тенденцию к увеличению по мере повышения доз органических удобрений. Содержание кадмия и свинца било обусловлено их фоновым значением в почве. Содержание валовых форм Cu, Zn, Cd, Pb было связано с содержанием гумуса в почве - коэффициент корреляции составил 0,72 , 0,78 , 0,43 та 0,67. На подвижность меди и цинка и свинца влияло рН почвенного раствора.

Внесение минеральных удобрений под ячмень повышало его фитоценотическую стойкость против сорняков. Совместное действие всех элементов технологии, которые изучались, обеспечила увеличение урожайности культуры на 5,3 % по отношению к экологическому контролю (органической системы на безгербицидном фоне) и на 42-68,8 % - при органо-минеральных системах с разным соотношением органических и минеральных удобрений.

Комплексная оценка подтвердила екологическую, економическую и енегетическю целесообразность обработки почвы на 10-12 см дисковой бороной в сочетании с органо-минеральной системой удорения с внесением N₆₀P₆₀K₆₀

Ключевые слова: ячмень яровой, вспашка, безотвальная обработка, система удобрения, микроэлементы, тяжелые металлы, вредоносность сорняков, биота, урожайность, качество зерна, экономическая и энергетическая эффективность.

Gavrilov S.O. Agroecological efficiency of basic tillage methods and fertilization under spring barley in the field crop rotation of the Polissia. - Manuscript.

Thesis for the degree of Candidadate of Agricultural Sciences in the speciality 03.00.16 - ecology. - State Agroecological University, Zhytomir,2006.

The thesis states the research results on the study of the influence of basic tillage methods at various fertilizer systems on the agroecological state of gray forest sandy loam soil. The ecological compatibility of organic and mineral fertilizers with different their ratioes when long-term applying in the field croup rotation is proved. Rational and economically advisable fertilizer dose under spring barley in the Polissia conditions is determined.

It is established that on condition of the phytosanitary state control of spring barley crops after fertilized forectop - potatoes, it is advisable to use surface tillage 10-12 cm, deep with disk harrow and the application of mineral fertilizers in dose N₆₀P₆₀K₆₀ which secure the obtaining of grain yield up to 5,0 metric tons/ha under favorable weather conditions for a vegetation period.

Key words: spring barley, plugging, nonmoldboard cultivation, fertilizer system, heavy metals, harmfulness of weeds, biota, yield, grain quality, economic and energy efficienc.

Размещено на Allbest.ru