Зміни гумусного стану і біологічної активності лучно-чорноземного ґрунту під впливом ґрунтозахисних технологій в умовах Андрушівського природно-сільськогосподарського району

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

ЗМІНИ ГУМУСНОГО СТАНУ І БІОЛОГІЧНОЇ АКТИВНОСТІ ЛУЧНО-ЧОРНОЗЕМНОГО ГРУНТУ ПІД ВПЛИВОМ ГРУНТОЗАХИСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ В УМОВАХ АНДРУШІВСЬКОГО ПРИРОДНО-СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО РАЙОНУ

06.01.03 - агроґрунтознавство і агрофізика

МАКАРЧУК Оксана Леонідівна

Київ 2000

УДК 631.4: 17.2.477:924.85

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України

Науковий керівник:

доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УЕАН Шикула Микола Кіндратович, Національний аграрний університет, професор кафедри ґрунтознавства та охорони ґрунтів

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник, Стрельченко Володимир Петрович, Українська агроекологічна академія, в.о. професора кафедри ґрунтознавства і землеробства

кандидат сільськогосподарських наук, Тараріко Юрій Олександрович, Інститут агроекології та біотехнології УААН, завідувач лабораторії моделювання агроекосистем

Провідна установа:

Інститут землеробства УААН, лабораторія захисту ґрунтів від ерозії, смт. Чабани, Києво-Святошинський район, Київської обл.

Захист відбудеться 22 червня 2000 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, Київ - 41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, Київ- 41, вул. Героїв оборони, 11, навчальний корпус 10, читальний зал.

Автореферат розісланий 20 травня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Балабайко В.Ф.

технологія ґрунтозахисна гуміфікація

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. На теперішній час розроблено ряд ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур, які дають змогу отримувати стабільні врожаї, зменшують витрати металу, праці, пального і засобів на виконання технологічних операцій з обробітку ґрунту, але для ефективного впровадження в певному регіоні необхідне їх досконале вивчення на напрямок грунтотворення в агроценозі.

Заслуговує уваги вивчення трансформації органічної речовини ґрунту під впливом сільськогосподарського використання, дослідження характеру впливу різних систем обробітку та удобрення на вміст і склад гумусу, біологічної активності, інтенсивності та направленості процесів їх перетворення. Необхідно розробити технології вирощування культур, які забезпечать оптимальний перебіг процесів мінералізації і гуміфікації рослинних решток та органічних добрив, що є вагомим фактором впливу на гумусний стан і дає змогу ведення землеробства з розширеним відтворенням родючості ґрунту.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась згідно державної науково-технічної програми 1549 "Використання вуглеамонійних солей у сільському господарстві України" завдання "Використання вуглеамонійних добрив у ґрунтозахисному землеробстві", і є складовою частиною програми Кабінету Міністрів України 0196 U 001966 - "Розробити ґрунтозахисні технології вирощування сільськогосподарських культур з розширеним відтворенням родючості ґрунту".

Мета та завдання досліджень полягали у вивченні впливу ґрунтозахисних технологій на особливості гуміфікації і фактори, які регулюють швидкість та характер даного процесу і показники гумусного стану лучно-чорноземного ґрунту, визначенні агрономічної та економічної ефективності технологій в ланці інтенсивної зернобурякової сівозміни цукрові буряки - горох - озима пшениця.

Відповідно до мети вирішувались такі завдання:

- визначити вплив ґрунтозахисних технологій, які базуються на мінімальному обробітку на швидкість та характер гуміфікації;

- вивчити кількісні та якісні зміни групово-фракційного складу лучно-чорноземного ґрунту за різних систем обробітку;

- встановити зв'язки між факторами гуміфікації та показниками гумусного стану;

- встановити дози добрив, які забезпечують максимальний врожай і окупність одиниці поживних речовин;

- вивчити гумусний стан - як критерій оцінки ґрунтозахисної і агрономічної ефективності технології вирощування культур;

- розробити практичні рекомендації застосування ґрунтозахисних технологій вирощування цукрових буряків та озимої пшениці в умовах Андрушівського природно-сільськогосподарського району Житомирської області (Північного Лісостепу України).

Наукова новизна полягає у встановленні особливостей гуміфікації і показників гумусного стану лучно-чорноземного ґрунту в умовах ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на мінімальному обробітку. Дана оцінка процесів гумусоутворення під впливом різних технологій. Встановлено вплив ґрунтозахисних технологій на ферменти, які беруть участь у перетворенні гумусових речовин, кореневих та пожнивних решток, а також штамів мікроорганізмів, які приймають участь в гуміфікації та мінералізації. Технології з мінімальним обробітком мають перевагу у порівнянні з технологіями на оранці на інтенсивність і характер процесів перетворення рослинних решток та органічних добрив, сприяють стабілізації гумусного стану і підвищують врожайність вирощуваних культур.

Практичне значення одержаних результатів полягає у вдосконаленні ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на мінімальному обробітку ґрунту.

Особистий внесок здобувача. Автор брав безпосередню участь у розробці програми і методики та проведенні польових досліджень, збиранні літературних матеріалів, виконанні лабораторних аналізів, статистичній обробці результатів. Доля автора в теоретичному обґрунтуванні і аналізі одержаної наукової інформації та її узагальнені, в розробці наукових положень та висновків з досліджень становить 85 %.

Апробація роботи. Результати досліджень доповідались на наукових конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів Національного аграрного університету (Київ, 1998-99 та 1999-2000р.р.), науково-практична конференція "Проблеми розвитку агропромислового комплексу України" (Київ, КДУ, 2000 р.).

Публікація результатів досліджень. За результатами досліджень опубліковано 8 наукових праць.

Структура і об'єм роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 6 розділів, висновків і рекомендацій виробництву. Викладена на 158 сторінках машинописного тексту, 34 таблиці, 17 рисунків. Список використаної літератури включає 204 найменувань, з них 21 іноземних.

Основний зміст роботи

Об'єкт, умови і методика проведення досліджень. Дослідження проводились у 1996-1998 р.р. в стаціонарному досліді Національного аграрного університету, який закладено у 1995 р. на надзаплавній терасі р. Унава у КСП "Сокільча" Попільнянського району Житомирської області (Андрушівський природно-сільськогосподарський район Правобережного Лісостепу України). За крутизною та експозицією схилів ця територія типова для рельєфу широкохвилястої рівнини.

Грунт дослідної ділянки лучно-чорноземний вилугований малогумусний грубопилувато-легкосуглинковий на лесовидному суглинку, який підстелається давньоалювіальними відкладами. Він містить в середньому 15 % мулу і близько 28 % піску, решта часток - пилуваті (з них: грубого пилу - 46,9, середнього - 6,9, дрібного - 2,8 %). Вміст гумусу в орному шарі становив 3,90,03, а в підорному 3,20,04 %. Реакція ґрунтового розчину слабко кисла. В орному шарі рН (Н₂ О) = 6,0, гідролітична кислотність - 1,32, сума увібраних катіонів - 23,1 мг-екв/100 г грунту, а ступінь насиченості основами - 94,5 %. Щільність оптимальна для більшості культур і становить 1,12 г/см^3, , та дещо збільшується у нижньому перехідному горизонті (1,31 г/см³) і. Загальна пористість 60,3, а в перехідному горизонті зменшується до 44,9 %. Забезпеченість азотом сполук, які легко гідролізуються (за Тюриним і Кононовою) - висока, рухомими фосфатами та обмінним калієм (за Чириковим )- середня.

Стаціонарний дослід має два варіанти систем обробітку ґрунту і тринадцять фонів удобрення, з яких вивчали п'ять, де використовувалась аміачна селітра. Досліджувались варіанти технологій:

Традиційної, яка базується на оранці під цукрові буряки на 28-30, горох - 23-25 та озиму пшеницю - 20-22 см;

Ґрунтозахисної, яка базується на мінімальному обробітку ґрунту на глибину до 12 см під всі культури.

На фоні обробітку ґрунту вивчались такі п'ять систем удобрення:

Без добрив (контроль);

N₆₀Р₆₀К₆₀ (під горох - Р₆₀К₆₀; під озиму пшеницю та цукрові буряки -N₉₀Р₆₀К₆₀);

N₆₀Р₆₀К₆₀ + гній12 т/га сівозмінної площі (під буряки - гною 40 т/га + N₉₀Р₆₀К₆₀, під горох - Р₆₀К₆₀, озиму пшеницю - N₉₀Р₆₀К₆₀);

N₆₀Р₆₀К₆₀ + солома 2,4 т/га + N₂₄ сівозмінної площі (під цукрові буряки - солома 8 т/га + N₈₀ + N₉₀Р₆₀К₆₀; під горох - Р₆₀К₆₀; озиму пшеницю - N₉₀Р₆₀К₆₀)

N₆₀Р₆₀К₆₀ + гній 12 т + солома 2,4 т/га + N₂₄ сівозмінної площі (під цукрові буряки - гною 40 т + соломи 8 т/га + N₈₀ + N₉₀Р₆₀К₆₀, горох - Р₆₀К₆₀, озиму пшеницю - N₉₀Р₆₀К₆₀).

Досліджувались: озима пшениця - сорт Поліська 93; горох - сорт Аграрій; цукрові буряки - сорт Слов'янський 94. Середньомісячна температура повітря у 1996 р. становила 6,4, 1997 р. - 6,9, 1998 р. - 7,6 ?С, а середньобагаторічний показник дорівнює 6,5 ?С. За температурою повітря найхолоднішим був січень у 1996 і 1997 р.р. (-10,9 і -6,8), а у 1998 р. - грудень (-6,2 ?С). Найбільш теплим був у: 1996 р. - серпень з температурою 18,4; 1997 р. - липень +18,3; 1998 р. - червень - +19 ?С.

За роки проведення досліджень різниця між сумарним показником опадів була невеликою, але вона перевищувала середньобагаторічну норму (549 мм) на 15-23 %. Щодо розподілу кількості опадів по місяцях. то в роки досліджень спостерігалось їх коливання в значних межах у порівнянні з середньобагаторічними даними.

В зразках ґрунту визначали: вміст гумусу за Тюриним в модифікації Симакова, детриту - з оцтовим ангідридом та центрифугуванням при 1500 об/хв, груповий склад гумусу за В.В.Пономарьовою та Т.А. Плотніковою, рухомі гумусові речовини у витяжці 0,1 н NаОН, водорозчинну органічну речовину за І.В. Тюриним, активність поліфенолоксидази та пероксидази за К.А.Козловим, інтенсивність продукування вуглекислоти грунтом за Штатновим. Чисельність мікроорганізмів різних еколого-трофічних груп визначали методом висівання ґрунтової суспензії на щільні поживні середовища: кількість целюлозоруйнуючих мікроорганізмів рахувалось на середовищі Гетчинсона з клітковиною, синтезуючих полісахариди - на середовищі Мартіна, синтезуючих меланіни - на середовищі Чапека при рН = 5,0, розкладаючих гумати - на середовищі з гуматом натрію, педотрофів - на ґрунтовому агарі. Молекулярно-масові характеристики гумінових кислот за методом С.К. Воцелко, масу коренів та кількість рослинних решток за методикою Станкова. Статистичний обробіток даних методом дисперсного аналізу.

Результати досліджень

Застосування мінімального обробітку збільшило кількість коренів в шарі 0-20 см на варіанті з гноєм на фоні N₉₀P₆₀K₆₀ на 4,95 ц (17,4 %), соломою 8 т/га + N₈₀ на 4,8 ц/га (20,2 %) у порівнянні з оранкою. Мінеральна система удобрення збільшує масу коренів на 5,16-5,57 ц/га; органо-мінеральна з використанням гною - на 12,1-16,6, а органо-мінеральна з використанням соломи - на 7,31-9,15 ц/га. Вплив обробітку спостерігається на фоні органо-мінеральної системи удобрення. Без внесення добрив і на фоні мінеральної системи удобрення різниця за масою коренів не суттєва.

Мінімальний обробіток збільшував насиченість ґрунту коренями в шарі 0-20 см на неудобреному фоні на 17,3 % і відповідно на фонах N₉₀P₆₀K₆₀ на 21,4; N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 40 т/га на 23,2; N₉₀P₆₀K₆₀ + солома 8т/га + N₈₀ на 8,2 %.

Органо-мінеральна система удобрення з гноєм за полицевого обробітку знижувала чисельність целюлозоруйнуючих мікроорганізмів на 29,9 і підвищувала на мінімальному на 24,6 % порівняно з контролем; органо-мінеральна система удобрення з гноєм та соломою підвищувала їх чисельність на 43,9-85,0 %. Мінімальний обробіток без добрив знижував кількість мікроорганізмів порівняно з оранкою на 14,9 %, а на фоні органо-мінеральної системи удобрення з гноєм навпаки підвищував їх кількість порівняно з оранкою на 51,1 % (табл.1).

Кількість мікроорганізмів, які синтезують меланіни була вищою на 7,3-21,0 % при оранці. Добрива не підвищували кількість мікроорганізмів, за виключенням варіанту N₆₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄, де спостерігався високий вміст меланінових грибів.

Таблиця 1 Вплив технологій вирощування сільськогосподарських культур на чисельність мікроорганізмів у лучно-чорноземному ґрунті, 1996-1998 р.р.

В ґрунті спостерігалась незначна кількість мікроорганізмів, які здійснюють деструкцію ядерної частини гумусу. Вплив різних способів обробітку ґрунту на кількість мікроорганізмів, які розкладують гумати був неістотним. Органо-мінеральна система удобрення підвищувала кількість означених мікроорганізмів на 33,6-52,8 % порівняно з варіантом без добрив. Різниця між варіантом без добрив та N₆₀Р₆₀К₆₀ + гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄ становила 7,3-15,1 %.

В шарі 0-30 см відмічено підвищення сумарної біологічної активності (СБА) влітку при оранці на 18,2-34,1 та на 20,5-37,0 - при застосуванні мінімального обробітку; восени має місце зниження відповідно на 3,6-8,5 та 3,9-8,0 % (табл. 2). Застосування мінімального обробітку призводить до підвищення на 26,0-36,3 % целюлозолітичної активності ґрунту у порівнянні з оранкою.

За мінімального обробітку створюється диференціація орного шару за СБА: підвищення у верхньому та зниження у нижньому прошарку горизонту, який обробляється, що викликано заробкою добрив та пожнивних решток у верхній шар ґрунту.

Гідротермічні умови змінювали мікробіологічну активність ґрунту, ріст і розвиток коренів вищих рослин та трансформацію рослинних решток, а через них активність окисно-відновних ферментів. В шарі 0-15 см на оранці в травні активність поліфенолоксидази становила 2,3-20 і 6,7-27 мл 0,01 н I2 - на мінімальному обробітку; підвищувалась в липні до 3,9-28 та 9,6-30 відповідно; знижувалась в серпні до 3,6 та 2,3-9,5 і підвищувалась у вересні на 1,6-2,8 та 2,4-3,2 мл 0,01 н I2. Добрива підвищували її активність в шарі 0-30 см: при мінеральній системі удобрення в 1,44-1,48; органо-мінеральній з гноєм у 2,69-2,91; органо-мінеральній з соломою 2,59-2,96; органо-мінеральній з гноєм та соломою у 3,44-3,77 рази.

Таблиця 2 Вплив технологій на окисно-відновні ферменти та целюлозолітичну активність, 1996-1998 р.р.

* - сівозмінної площі; ** - компенсація азоту.

В шарі 0-30 см активність поліфенолоксидази за мінімального обробітку порівняно з оранкою була вища на контролі на 16,9; N₆₀P₆₀K₆₀ - на 6,7; N₆₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т - на 10,9; N₆₀P₆₀K₆₀ + солома 2,4 т + N₂₄ - на 11,8; N₆₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄ - на 5,5 %.

Спостерігалась така динаміка активності пероксидази: мінімальна кількість - навесні, підвищення в липні на оранці -5,7-18,8 і 4,4-14,3 мл - на мінімальному обробітку; зниження до вересня на 2,5-10,1 і 1,8-10,3 мл 0,01 н І₂ відповідно. При мінеральній системі удобрення підвищувалась активність пероксидази порівняно з контролем на 24,6-26,2, органо-мінеральна з гноєм на 71,0-83,0, з соломою - на 65,0-82,4, з гноєм та соломою - на 70,2-86,4 %.

На неудобрених варіантах відбулось зниження вмісту гумусу з 3,85-3,86 % до 3,78-3,81 %. Мінеральні добрива сприяли стабілізації вмісту гумусу. При сумісному внесенні гною і мінеральних добрив його вміст підвищився в орному шарі на 0,07 %. Імовірний приріст вмісту гумусу в шарі ґрунту 0-15 см отриманий на варіанті N₆₀К₆₀Р₆₀ + гній + солома за мінімального обробітку на 0,19 %, в прошарку 15-30 см перевага була за оранкою - 0,18 % порівняно з вихідним його вмістом. В шарі 0-15 см більший вміст за мінімального обробітку, 15-30 см - при оранці. Така диференціація відмічена на варіантах з внесенням органічних добрив на фоні мінеральних. Різниця між варіантами з різним обробітком ґрунту в шарі 0-15 см на варіанті N₆₀К₆₀Р₆₀ + гній + солома була суттєвою і становила 0,08, в прошарку 15-30 см - 0,06 %. В прошарку 30-45 см зміни не відмічені.

Спостерігалась така сезонна динаміка: на початку вегетації - найвищий вміст гумусу, потім, по мірі росту і розвитку рослин, він знижується в кінці теплого періоду року і після розкладу рослинних решток спостерігається часткове його відновлення.

Кількість детриту за мінімального обробітку в шарі ґрунту 0-15 см була більшою на 27-45 % порівняно з оранкою. Проте в шарі 0-30 см лише на варіанті N₆₀Р₆₀К₆₀ + гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄ збільшення вмісту детриту при мінімальному обробітку було імовірним. На решті варіантів застосування мінімального обробітку та систем удобрення на вміст детриту не мало суттєвого впливу.

Добрива підвищували вміст детриту на: 20 (NPK + гній), 30 (NPK + солома), 55 % (NPK + гній + солома) при застосуванні оранки та відповідно на 24; 43; 81 % на мінімальному обробітку порівняно з контролем.

Використання мінімального обробітку призвело до змін молекулярно-масових характеристик порівняно з оранкою, що проявилось у підвищенні середньовагових молекулярних мас (М) і співвідношенні окремих фракцій. За мінімального обробітку без добрив М була в 1,8 (1997 р.) та в 1,9 разів (1998 р.) вищою ніж при оранці. Підвищився вміст високомолекулярних асоціатів М = 110 та 500 тис. д. на 80 і 185 у 1997 р. та 195 % - 1998 р. відповідно. Середньовагові молекулярні маси були вищими при застосуванні мінімального обробітку на 1666 - 21180 д. порівняно з оранкою.

Регресійний аналіз даних показав, що існує залежність між рухомими гумусовими сполуками та водорозчинною органічною речовиною (r = -0,91 0,12), рухомими гумусовими речовинами та інтенсивністю продукування вуглекислого газу ґрунтом (r = -0,880,22), між активністю поліфенолоксидази та вмістом гумусу (r = 0,780,11).

У запропонованій моделі вміст гумусу корелює з кількістю кореневих решток (R = 0,99). Рівняння регресії має вигляд: у = 1,11+0,02Х₆ - на оранці; у = 1,73+0,12Х₆ - на мінімальному обробітку.

Зв'язок між урожайністю озимої пшениці, кількістю педотрофних мікроорганізмів, які утилізують водорозчинну органічну речовину та пожнивними рештками становить: R = 0,95. Рівняння регресії має вигляд: у = 2,99-0,52Х₅+6,21Х₇ - при оранці і у = 12,1-0,8Х₅+1,34Х₆ - за мінімального обробітку Залежність між врожайністю цукрових буряків та вмістом поліфенолоксидази і водорозчинних органічних речовин на мінімальному обробітку була такою: у = 223+5,48 Х₁ + 190 Х₂; і на полицевій оранці - у = 248 + 4,29 Х₁ + 192Х₂

Підвищення врожайності за мінімального обробітку склало на варіанті N₉₀P₆₀K₆₀ - на 36,9; N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 40 т - 46,7; солома 8 т + N₂₄ - 45,6; N₆₀P₆₀K₆₀ + гній 40 т/га + солома 8 т/га другий рік післядії - 72,5 % порівняно з варіантом без добрив. При оранці підвищення відповідно склало 33,6; 48,5; 45,3; 67,9 %.

Мінімальний обробіток підвищував врожайність коренеплодів цукрових буряків на варіанті N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 40 т/га та N₉₀P₆₀K₆₀ + гній + солома на 4,5-5,4 % порівняно з оранкою (див. табл. 4). Різниця між 1996-1998 р.р. складала до 74,9 %. Органо-мінеральна система удобрення підвищувала врожайність порівняно з контролем на оранці на 13,7 (N₉₀P₆₀K₆₀); 40,1 (N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 40 т/га; 35,3 (N₉₀P₆₀K₆₀ + солома 8 т/га + N₈₀); 53,5 % (N₉₀P₆₀K₆₀ + гній + солома + N₈₀) та відповідно 16,2; 46,5; 40,1; 61,8 % на мінімальному обробітку.

Економічний аналіз показав, що ґрунтозахисні технології підвищували рівень рентабельності та знижували собівартості продукції порівняно з традиційною технологією, що особливо проявлялось на фоні добрив.

Висновки

Технології вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на мінімальному обробітку, прискорюють процеси гуміфікації в лучно-чорноземному ґрунті, що проявляється у підвищенні целюлозолітичної та ферментативної активності в 0-15 см шарі, збільшенні кореневої маси, кількості штамів мікроорганізмів, які синтезують гумати.

Органічні добрива сприяють підвищенню активності поліфенолоксидази (у 2,6-3,8 рази) і зростанню коефіцієнту накопичення гумусу (на 57-125 %) та вмісту пожнивних решток (на 34-73 %).

Мінімальний обробіток ґрунту на фоні органо-мінеральної системи удобрення в порівнянні з оранкою підвищував активність поліфенолоксидази на 5,5 - 17,0, коефіцієнт накопичення гумусу на 5,5 -23 та знижував активність пероксидази на 3,8-6,4 %.

Ґрунтозахисні технології вирощування озимої пшениці при використанні органо-мінеральної системи удобрення підвищують на 17-20 % кількість коренів, на 4-10 % вміст пожнивних решток, на 8-21 % насиченість коренями.

Найвищий приріст вмісту загального гумусу в шарі 0-15 см зафіксовано при використанні органо-мінеральної системи удобрення на мінімальному обробітку - 0,19 %. Різниця за вмістом гумусу між технологіями вирощування у шарі 0-15 см на варіанті N₆₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄ була суттєвою і складала 0,08 %. Мінімальний обробіток збільшував кількість детриту на 27-45 % у порівнянні з оранкою.

Мінімальний обробіток зумовлює розвиток переважно педотрофних та полісахаридсинтезуючих мікроорганізмів, оранка - меланінсинтезуючих. Процеси мікробної трансформації обумовлювали стабільність середньовагових молекулярних мас гумінових кислот на рівні 40-55 тис. дальтон. Мінімальний обробіток покращує молекулярно-масові характеристики гумусових речовин: відносний вміст високомолекулярних комплексів підвищився на 17-34 %, середньовагова молекулярна маса - на 21-25 тис. дальтон і зменшився вміст низькомолекулярних фракцій до 16 %.

Найбільша кількість рухомих гумусових речовин спостерігалась при застосуванні традиційної технології у шарі 15-30 см, проте різниця за їх вмістом в шарі 0-30 см між обробітками була не суттєвою. Добрива підвищували вміст розчинних речовин в складі гумусу, сума яких на полицевій оранці була більшою в шарі 15-30, на мінімальному - у 0-15 см. В шарі 0-30 см на оранці цей показник був більшим за мінімального обробітку. Мінімальний обробіток підвищував вміст пасивного гумусу в шарі 0-30 см.

При оранці підвищується активність органічної речовини, що сприяє процесам мінералізації та втратам органічної речовини ґрунту. Використання соломи на фоні мінеральної системи удобрення не погіршувало якісних характеристик гумусу порівняно з органо-мінеральною системою удобрення з гноєм. Трансформація гною у гумусові сполуки відбувається більш інтенсивно і закінчується вже через рік після його внесення.

Сезонна динаміка активності поліфенолоксидази, загальної біологічної активності методом аплікатів, загальної біологічної активності за методом Штатнова, окисно-відновних умов, кількості водорозчинної органічної речовини характеризувалася підвищенням влітку і зниженням восени. А динаміка активності пероксидази, реакції грунтового середовища, вмісту загального гумусу та гумусових речовин у витяжці 0,1 н NaOH відрізнялись найнижчими показниками влітку.

Статистично доведено зв'язок між показниками гумусного стану та біологічною активністю ґрунту: активністю поліфенолоксидази та водорозчинної органічної речовини (r = 0,87), лабільним гумусом та загальною біологічною активністю з продукуванням СО₂ (r = -0,89), рухомими гумусовими речовинами та коефіцієнтом накопичення гумусу (r = 0,78). Дуже тісний зв'язок виявлений і між показниками гумусного стану і факторами, які регулюють швидкість та характер гуміфікації: вмістом загального гумусу та кількістю кореневих решток (R = 0,99).

В господарствах Андрушівського природно-сільськогосподарського району (Правобережний Лісостеп України) рекомендується при вирощуванні озимої пшениці і цукрових буряків на лучно-чорноземних ґрунтах застосовувати ґрунтозахисні технології, що базуються на мінімальному обробітку. Нашими дослідженнями доведено, що такі технології позитивно впливаючи на гумусний стан підвищують урожай озимої пшениці на 1,3-3,5 ц/га і не знижують врожаю цукрових буряків, а також зменшують собівартість їх вирощування на 1,6-7,7 % та підвищують рентабельність на 4-50 %.

Перелік праць, виданих за темою дисертації

Воробей І.І., Макарчук О.Л., Колісніченко О.М. Вплив екологічно чистих вуглеамонійних добрив на властивості лучно-чорноземного грунту та врожай зернових культур // Збірник наукових праць Уманської сільськогосподарської академії. - К.: Нора-прінт, 1997, - С. 117-119 (польові та лабораторні дослідження, узагальнення результатів, підготовка до друку).

Шикула М.К., Біляновська Т.М., Мельник К.К., Головко Е.А., Воробей І.І., Макарчук О.Л., Горбаченко В.М. Про перспективність використання вуглеамонійних солей у грунтозахисному землеробстві // Агрохімія і грунтознавство. Міжвідомчий науковий збірник. Частина третя. Харків:УААН, 1998, - С. 42-44 (польові та лабораторні дослідження, підготовка до друку).

Головко Э.А., Биляновская Т.М., Воробей И.И., Макарчук О.Л., и др. Аллелопатия культурних растений в аспекте проблем агрофитоценологии // Физиология й биохимия культурних растений, 1999. Т. 31, №2. - С. 103 - 114 (аналіз літературних джерел, підготовка до друку).

Шикула М.К., Нестєров Г.І., Макарчук О.Л., Воробей І.І., та ін. Гумусний стан лучно-чорноземного грунту як показник грунтової родючості // Аграрний вісник Причорномор'я. Випуск № 3 (б). Частина І: Агрономія. Одеса, 1999. - С. 74-78 (польові та лабораторні дослідження, статистичний обробіток результатів, узагальнення та викладення матеріалів, підготовка до друку).

Іутинська Г.О., Остапенко А.Д., Макарчук О.Л., Петренко Л.Р. Зміна мікробних ценозів під впливом обробітку без обернення скиби. // Відтворення родючості грунтів у грунтозахисному землеробстві./ Під редакцією М.К. Шикули. К.: ПФ "Оранта", 1998. - С.172-179 (польові та лабораторні дослідження, підготовка до друку).

Балаєв А.Д., Капштик М.В., Кравченко Ю.С., Макарчук О.Л. Відтворення гумусу в грунтозахисному землеробстві. // Відтворення родючості грунтів у грунтозахисному землеробстві. К.: ПФ "Оранта", 1998. - С.219-234 (польові та лабораторні дослідження, підготовка до друку).

Іутинська Г.О., Біляновська Т.М., Макарчук О.Л., Воробей І.І. Вплив ВАС на гумусоутворення в грунтозахисному землеробстві // Відтворення родючості грунтів у грунтозахисному землеробстві. Там же. - С. 418-431 (польові та лабораторні дослідження, узагальнення матеріалу, підготовка до друку).

Шикула М.К., Лозенко Є.М., Воробей І.І., Макарчук О.Л., Горбаченко В.М., Колісніченко О.М. Досвід впровадження грунтозахисної системи землеробства в КСП "Сокільча" Попільнянського району, Житомирської області. Там же. - С. 597-606 (збір матеріалів, підготовка до друку).

Анотації

Макарчук О.Л. Зміни гумусного стану і біологічної активності лучно-чорноземного ґрунту під впливом ґрунтозахисних технологій в умовах Андрушівського природно-сільськогосподарського району. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.03 - агрогрунтознавство і агрофізика. Дисертація присвячена вивченню впливу ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур, які базуються на мінімальному обробітку ґрунту, на показники гумусного стану та біологічну активність лучно-чорноземного вилугуваного ґрунту.

Мінімальний обробіток підвищує біологічну активність, прискорює процес гуміфікації в лучно-чорноземному ґрунті, що проявляється у підвищенні целюлозолітичної та ферментативної активності в 0-15 см шарі, збільшенні кореневої маси, кількості мікроорганізмів, які синтезують гумати. Використання мінімального обробітку сприяє стабілізації гумусного стану, покращенню якісних та молекулярно-масових характеристик гумусових речовин, гумус стає більш пасивним, що особливо помітно в прошарку 15-30 см, і характерно для ґрунтів цілинних аналогів. Грунтозахисні технології, які базуються на мінімальному обробітку, вже в перші роки впровадження забезпечують приріст врожайності зерна озимої пшениці і зменшують собівартість її вирощування, а також не знижують рівень рентабельності цукрових буряків. Тому, в господарствах Андрушівського природно-сільськогосподарського району рекомендується при вирощуванні озимої пшениці і цукрових буряків застосовувати грунтозахисні технології.

Ключові слова: обробіток ґрунту, ферментативна активність, показники гумусного стану, ґрунтові мікроорганізми, молекулярні маси гумусових кислот, урожайність.

Макарчук О.Л. "Изменения гумусного состояния и биологической активности лугово-черноземной почвы под влиянием почвозащитных технологий в условиях Андрушевского природно-сельскохозяйственного района" - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.03 - агропочвоведение и агрофизика. Диссертация посвящена изучению влияния почвозащитных технологий выращивания сельскохозяйственных культур, которые базируются на минимальной обработке почвы, на показатели гумусного состояния и биологической активности лугово-черноземной выщелоченной почвы. Исследования проводились на базе стационарного полевого опыта в КСП "Сокильча" Попельнянского района Житомирской области. Почвенный покров территории сельскохозяйственного предприятия типичный для района проведения исследований.

Использование минимальной обработки способствует стабилизации гумусного состояния, улучшению качественных и молекулярно-массовых характеристик гумусовых веществ, гумус становится более пассивным, что характерно для почв целинных аналогов. Выявлена связь между активностью полифенолоксидазы и водорастворимым органическим веществом (r = 0,87), водорастворимым органическим веществом и щелочнорастворимыми гумусовыми веществами (r = -0,91), подвижными гумусовыми веществами и коэффициентом накопления гумуса (r = 0,78), содержанием общего гумуса и количеством корневых остатков (R = 0,99).

Почвозащитные технологии, которые базируются на минимальной обработке, уже в первые годы внедрения обеспечивают прирост урожайности зерна озимой пшеницы и уменьшают себестоимость ее выращивания, а также не понижают уровень рентабельности сахарной свеклы. Поэтому, в хозяйствах Андрушевского природно-сельскохозяйственного района рекомендуется при выращивании озимой пшеницы и сахарной свеклы применять почвозащитные технологии.

Makarchuk O.L. "Changing in soil organic matter and biological activity of the meadow-chernozemic soil under the influence of conservation crop production systems of Andrushevsky natural-agricultural region" - A manuscript.

A dissertation for a Candidate of Agricultural Sciences degree in speciality 06.01.03 - agricultural soil science and agricultural physics. A thesis discovered the effects of conservation crop production systems based on minimum tillage, on biological processes and content of humus compounds in a leached meadow-chernozemic soil. Thesis is devoted to studying of influence of conservation crop production system, based on minimum soil tillage on soil indices and biological activities of the leached meadow-chernozemic soil. Minimum tillage increases the biological activity and accelerates a process of humification in 0-15 cm layer of soil that reveals itself in raising the activity of tzelulozolytical bacteria's and enzymes raising a root mass, amount microorganisms, which synthesize humaty.

Keywords: soil tillage, enzime's activity, soil organic matter indices, soil microorganisms, molecular masses of humic acids, crop yields.

Размещено на Allbest.ru