Біологічна активність дерново-середньопідзолистого грунту та продуктивність ячменю при систематичному застосуванні добрив у сівозміні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний аграрний університет

УДК 631.46:576.8 631.45:633.16

Біологічна активність дерново-середньопідзолистого грунту та продуктивність ячменю при систематичному застосуванні добрив у сівозміні

06.01.03 - агроґрунтознавство і агрофізика

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Дем'янюк Олена Сергіївна

Київ 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України

Захист дисертації відбудеться 22 червня 2001р. о 1230 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус №3, аудиторія №65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м.Київ, вул. Героїв оборони, 11, навчальний корпус №10, читальний зал.

Автореферат розісланий 21 травня 2001р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Балабайко В.Ф.

ґрунт середньопідзолистий гумус

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Збереження і відтворення родючості ґрунту поряд з використанням екологобезпечних технологій вирощування сільськогосподарських культур є актуальною задачею сучасності. Інтенсивне використання ґрунтів впливає на його властивості, змінюючи хімічний склад, фізико-хімічну структуру, вміст та склад гумусу. Цим зумовлені значні порушення функціонування ґрунту як природного тіла, формування його живої фази і, передусім, мікрофлори.

Різні агротехнічні заходи, особливо на малородючих дерново-підзолистих ґрунтах, призводять до розбалансування природного функціонування біологічної системи ґрунту та істотних змін в чисельності і структурно-функціональних особливостях мікробних угруповань, процесах ґрунтової біодинаміки. У зв'язку з цим, врахування мікробіологічних і біохімічних факторів у землеробстві дасть змогу підвищити ефективність сільськогосподарського виробництва, забезпечити його природоохоронний характер і стабільність.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась відповідно до планів наукових досліджень програми “Розробити та реалізувати на практиці зональні моделі аґроекосистем на принципах відновлюваного землекористування і оптимальної структури сільськогосподарських ландшафтів” (№ Держреєстрації 0196U012979) у підрозділі 01.05 “Розробка та удосконалення технологій комплексного застосування мікробіологічних препаратів, регуляторів росту і мікроелементів з метою підвищення сталості агроекологічних систем, їх продуктивності та покращення якості продукції”.

Мета та завдання досліджень. З'ясувати особливості формування і функціонування мікробного ценозу, біологічної активності та поживного режиму грунту, а також встановити зв'язки між мікробіологічною, біохімічною активністю та агрохімічними показниками дерново-середньопідзолистого супіщаного грунту за умов різного рівня родючості, який сформувався при систематичному застосуванні органічних, мінеральних, сидеральних, бактеріальних добрив та їх поєднань у зерно-картопляній сівозміні.

Відповідно до мети в завдання досліджень входило вивчення:

закономірностей формування та функціонування мікробних угруповань грунту;

біологічної активності дерново-середньопідзолистого грунту;

стану гумусу та поживного режиму грунту за тривалого застосування різних видів добрив;

впливу бактеріального препарату асоціативної дії на біологічні показники грунту;

продуктивності ячменю ярого та якості зерна під впливом систематичного застосування добрив та інокуляції насіння;

економіко-енергетична оцінка різних систем застосування добрив і бактеріального препарату при вирощуванні ячменю ярого.

Об'єкт дослідження. Дерново-підзолистий грунт, добрива, бактеріальний препарат, рослини ячменю ярого.

Предмет дослідження. Післядія органічних, мінеральних, сидеральних, органо-мінеральних добрив, бактеріальний препарат ризоентерин (Enterobacter aerogenes, штам 30ф-УП), мікробоценоз, біологічні та агрохімічні параметри грунту, ячмінь ярий сорту Прима Білорусії.

Методи дослідження. Польові довгострокові досліди, лабораторні дослідження мікробних ценозів ризосфери ячменю, біологічної активності при різних агрохімічних характеристиках грунту. Польові біометричні дослідження рослин і визначення їх продуктивності. Використання статистичних методів кореляції та дисперсії.

Наукова новизна. В умовах Лівобережного Полісся на дерново-середньопідзолистому супіщаному ґрунті проведена комплексна мікробіологічна та агрохімічна оцінка впливу органічних, мінеральних, сидеральних добрив та їх поєднань у зерно-картопляній сівозміні. Встановлено кореляційні залежності між показниками біологічної активності та станом родючості дерново-середньопідзолистого супіщаного ґрунту. Показано ефективність дії азотфіксуючого препарату на різних агрофонах і його вплив на функціонування грунтової мікробіоти, активність біологічних процесів та агрохімічні показники. Проведено економічну та енергетичну оцінку використання різних видів добрив і бактеріального препарату при вирощуванні ячменю ярого.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані експериментальні дані представляють собою наукову основу для створення екологобезпечної системи удобрення дерново-середньопідзолистого грунту, яка сприяє підвищенню його загальної біологічної активності, поліпшенню поживного режиму, ефективному засвоєнню азоту повітря, зростанню продуктивності ячменю. Результати досліджень впроваджувались в дослідному господарстві Чернігівської державної сільськогосподарської дослідної станції. Застосування бактеріального препарату ризоентерину підвищило рентабельність виробництва в 1,2 рази та знижувало собівартість продукції і затрати на створення одиниці продукції на 8-9%.

Особистий внесок здобувача. Автор брала безпосередню участь у лабораторно-польових дослідженнях і проведенні математичного аналізу результатів досліджень, підборі та обробці літературних матеріалів. Частка автора в теоретичному обґрунтуванні та аналізі одержаної наукової інформації та її узагальненні, в розробці наукових положень і висновків з досліджень становить 85%.

Апробація роботи. Основні результати досліджень автора доповідались на міжнародній науково-практичній конференції “Землеробство ХХІ століття ­ проблеми та шляхи вирішення” (8-10 червня 1999 р., Київ-Чабани), науково-практичному семінарі молодих вчених та спеціалістів “Вчимося господарювати” (22-23 листопада 1999 р., Київ-Чабани), міжнародній конференції “Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва” (1999 р., м.Харків) та науково-виробничій конференції “Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання грунтових ресурсів” (4-7 липня 2000 р., м.Київ).

Публікація результатів досліджень. За темою дисертації опубліковано 12 наукових праць.

Структура і об'єм роботи. Загальний обсяг дисертації складає 133 сторінки комп'ютерного набору, включає 25 таблиць, 13 рисунків і 10 додатків. Робота складається з вступу, 7 розділів, висновків та рекомендацій виробництву. Список використаної літератури охоплює 260 найменувань, у тому числі 33 іноземних авторів.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Експериментальний матеріал є результатом досліджень виконаних на Чернігівській державній сільськогосподарській дослідній станції та в лабораторіях кафедри ґрунтознавства та охорони ґрунтів Національного аграрного університету в 1998-2000рр.

Дослід закладено на дерново-середньопідзолистому супіщаному ґрунті, сформованому на шаруватих водно-льодовикових відкладах. Орний шар містить близько 62,9% піску, 28,8% пилу та 8,3% мулу. Щільність твердої фази ґрунту - 2,65 г/см3, щільність складення - 1,45 г/см3, загальна пористість - 43,8%. Вміст гумусу в орному шарі становить 1,0%, реакція ґрунтового розчину кисла (рНсол. 5,0), гідролітична кислотність ґрунту - 2,5, сума ввібраних основ - 5,4 мг-екв/100 г ґрунту. Забезпеченість ґрунту мінеральним азотом та азотом легкогідролізованих сполук за Корнфілдом - низька, рухомими фосфатами та обмінним калієм за Кірсановим - середня.

Дослідження проводились у ланці 8-пільної зерно-картопляної сівозміни - картопля - ячмінь ярий - люпин за схемою: 1.Контроль, 2.NPK, 3.Сидерат, 6.Сидерат+NPK, 9.Гній, 10.Гній+NPK, 11.Гній+сидерат+NPK+солома. Середньосівозмінна доза мінеральних добрив (аміачна селітра, суперфосфат, калій хлористий) становила N68P68K90. Гній, бобовий сидерат і солома пшениці озимої використовувались ячменем у післядії і вносились під попередник, що в середньому становило відповідно 10, 5, 0,6 т на 1 га сівозмінної площі.

Порівняльна оцінка ефективності біопрепарату азотфіксуючих бактерій здійснювалась у польових умовах методом розщеплених ділянок по всіх вище перерахованих варіантах досліду. Інокуляцію насіння ячменю сорту Прима Білорусії проводили бактеріальним препаратом ризоентерином (Enterobacter аеrogenes, штам 30ф-УП) у день посівних робіт із розрахунку 100 мл препарату на гектарну норму насіння.

Площа посівної ділянки - 102 м2, облікової - 60 м2, ділянки розміщені рендомізовано. Повторність досліду 4-и кратна.

Погодні умови в роки досліджень різнились за агрометеорологічними показниками. Характерною для всіх років була контрастність температур повітря та нерівномірність розподілу опадів протягом вегетаційного періоду. Кількість опадів у період досліджень коливалась в межах 226,2-356,5 мм при середньобагаторічних даних - 275,0 мм. Сума ефективних температур 1998р. - 1751,5оС, 1999 р. - 1960,4оС, 2000 р. - 1773,6оС, при середньобагаторічних даних - 1579,0оС. Гідротермічний коефіцієнт (ГТК) становив у 1998 р. - 1,7, 1999 р. - 0,9, 2000 р. - 1,5 (середньобагаторічний ГТК 1,3). Це позначилось на врожайності ярого ячменю та на досліджуваних факторах.

Оскільки мікробіологічні, біохімічні та агрохімічні показники характеризуються динамічністю, ґрунтові та рослинні зразки відбирали кілька разів за сезон по основних фазах розвитку рослин ячменю.

Чисельність основних груп мікроорганізмів обліковували методом висіву ґрунтової суспензії на стандартні поживні середовища (Звягінцев Д.Г., 1991). Нітрифікаційну здатність ґрунту визначали методом С.Кравкова, інтенсивність виділення СО2 - методом В.І. Штатнова, целюлозолітичну активність - аплікаційним методом Є.М. Мішустіна і А.М. Петрової. Активність ферментів класу оксидоредуктаз (пероксидаза, поліфенолоксидаза) - за К.А. Козловим, гідролаз (протеази, уреаза) - за Ф.Х. Хазієвим (1990). Біологічну активність ґрунту оцінювали методом відносних величин Дж. Ацци (1959).

Зміну агрохімічних показників ґрунту визначали за допомогою наступних показників: рНKCl потенціометричним методом; вміст гумус - за Тюріним; нітратний азот - іон-селективним методом; амонійний азот - за допомогою реактиву Несслера; азот легкогідролізованих сполук - методом Корнфілда; рухомі фосфати та обмінний калій - за Кірсановим.

Економічна оцінка застосування добрив і бактеріального препарату визначалась згідно Методики економічної оцінки технологій вирощування сільськогосподарських культур у дослідних умовах (1999), енергетична оцінка - за О.К. Медведовським та П.І. Іваненко (1988). Статистичний аналіз одержаних результатів досліджень проводився за Б.А. Доспєховим (1985).

3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вивчення тривалого впливу різних видів добрив на стан гумусу ґрунту показало, що на контролі (без добрив) впродовж 10 років відбулось зменшення його вмісту з 0,90 до 0,88%. Найпомітніше зниження зафіксовано за тривалого використання лише мінеральних добрив - 0,11% (3,3 т/га), що збігається з високим показником мінералізації органічної речовини грунту. Використання сидерату в поєднанні з мінеральними добривами призвело до незначного (0,6 т/га) підвищення вмісту гумусу, а поєднання гною і мінеральних добрив з доповненням сидератом і соломою було найбільш ефективним і забезпечувало поповнення запасів гумусу на 3,0-3,3 т/га.

Азотний режим ґрунту. Вміст азоту легкогідролізованих сполук визначався систематичним застосуванням різних видів добрив (табл.1). Післядія сидерату не сприяла його нагромадженню і кількість залишалась на рівні контролю.

Таблиця 1 Вплив добрив і бактеріального препарату на поживний режим дерново-середньопідзолистого ґрунту (0-20 см), 1998-2000рр., мг/кг ґрунту

Примітки: І* - без інокуляції; ІІ - з інокуляцією.

Використання гною було ефективнішим за сидерат і протягом вегетаційного періоду вміст азоту легкогідролізованих сполук був на 8,0 мг/кг вищим за контроль. Внесення мінеральних добрив по органічних фонах (гній, сидерат, гній+сидерат+солома) сприяло істотному підвищенню його вмісту (11,4-21,3%).

Систематичне застосування органічних і мінеральних добрив та їх поєднань призвело до зростання кількості амонійного (8,6-22,4%) та нітратного азоту (5,6-21,1%). Крім того, вміст нітратів в орному шарі ґрунту залежав від метеорологічних умов вегетаційного періоду. Найвища його кількість (8,5-12,4 мг/кг) спостерігалась у 2000 р., коли метеоумови вегетаційного періоду були сприятливішими для розвитку ґрунтової мікрофлори і процесу нітрифікації. Найкращим було забезпечення рослин ячменю нітратним азотом при внесенні мінеральних добрив як окремо, так і в поєднанні з органічними (гній, сидерат) - де його вміст на 12,7-21,1% перевищував контроль.

Інтродукція активних штамів азотфіксуючих мікроорганізмів поліпшувала азотний режим грунту, що проявлялось у зростанні вмісту азоту легкогідролізованих сполук у середньому за варіантами досліду на 17,6%, амонійного - на 42,0%, нітратного - 15,4%. По фонах систематичного застосування сидерату при інокуляції відмічено зростання вмісту азоту легкогідролізованих сполук на 26,2%, а по фону післядії гною підвищення вмісту нітратного азоту на 44,3%.

Вміст рухомих фосфатів у ґрунті під ячменем варіював залежно від виду внесених добрив. Так, ефективність післядії сидерату у відношенні кількості рухомих сполук фосфору знаходилась майже на рівні контролю - різниця була незначною (3,0 мг/кг ґрунту), а внесення мінеральних добрив по даному фону зумовило їх зростання на 8,3% або на 7,8 мг/кг ґрунту. Використання гною підвищувало вміст рухомих фосфатів на 29,5%. Поєднання органічних і мінеральних добрив мало більший ефект у відношенні фосфатного режиму ґрунту - внесення мінеральних добрив по фону гною та поєднання з гноєм, сидератом і соломою підвищувало вміст Р2О5 у середньому в 1,5-1,7 рази.

Протягом вегетації під дією бактеріального препарату вміст Р2О5 у ґрунті підвищувався в середньому по варіантах досліду на 8%. Особливо помітна різниця між інокульованими і неінокульованими варіантами простежувалась при застосуванні мінеральних добрив як окремо, так і в поєднанні з сидератом та гноєм і соломою (11,5-17,5%).

Поєднання гною з мінеральними добривами, а також з сидератом і соломою поліпшувало калійний режим грунту, підвищуючи вміст обмінного калію в орному шарі до 96,3-101,9 мг/кг, що в 1,5-1,6 рази перевищувало контроль. Окреме використання цих видів добрив було менш ефективним (див.табл. 1).

Позитивного ефекту від передпосівної інокуляції насіння ризоентерином у відношенні обмінного калію ґрунту не спостерігалось, лише по окремих варіантах досліду відмічено незначне підвищення його вмісту.

Зміни в поживному режимі грунту віддзеркалювалися на життєдіяльності грунтової мікробіоти. Мікробіологічні дослідження показали (табл. 2), що систематичне використання органічних добрив та поєднання їх з мінеральними викликає позитивні зміни в структурі мікробного ценозу, підвищуючи чисельність агрономічно цінних груп мікроорганізмів. Зокрема, відмічено зростання загальної кількості мікроорганізмів у 1,1-2,0, фосформобілізуючих - в 1,7-2,7, бактерій, що утилізують мінеральні форми азоту - в 1,3-1,6 рази та амоніфікаторів - на 4-16%. Поряд з цим знижувалась кількість оліготрофних мікроорганізмів.

Зростання чисельності грибів на 32-50% відбувалось за тривалого застосування лише мінеральних добрив, що пов'язано очевидно з підвищенням кислотності ґрунту.

Таблиця 2 Порівняльна дія різних систем застосування добрив і біопрепарату на мікрофлору дерново-середньопідзолистого ґрунту, 1998-2000рр., млн/г абс. сух. ґрунту

При цьому спостерігалось широке співвідношення між чисельністю мікроорганізмів, здатних використовувати мінеральні та органічні форми сполук азоту, внаслідок зниження на 16% кількості амоніфі-каторів, і показник напруженості мінера-лізаційних процесів (КАА/МПА) був най-вищим - 2,95, що характеризує дану сис-тему як екологічно несприятливу для орга-нічної частини ґрунту (рис.1). Найнижчі коефіцієнти мінера-лізації спостерігали при використанні сидерату і гною - 2,00, 2,07, відповідно. Слід зазна-чити, що внесення мінеральних добрив як окремо, так і в поєднанні з гноєм або сидератом сприяє підвищенню мінералізаційної функції мікробного ценозу і показник мінералізації зростає до 2,58. Коефіцієнт оліготрофності Кол., розрахований як відношення числа оліготрофних мікроорганізмів до числа евтрофів, найбільшим був на контролі, що вказує на погіршення трофічного режиму грунту. З внесенням добрив його значення зменшувались в середньому на 30%.

Внесення активного штаму асоціативних мікроорганізмів при інокуляції насіння позитивно позначилось на мікробному угрупованні ґрунту, підвищуючи в 1,2-1,5 рази загальну кількість мікроорганізмів, на 6-34% розвиток бактерій, здатних використовувати органічні і мінеральні форми азоту та на 7-54% кількість фосформобілізуючих мікроорганізмів. На бактеризованих варіантах спостерігалася тенденція зниження показника мінералізації Км в середньому на 10% та розвитку грибів на 26%. При цьому коефіцієнт оліготрофності Кол на контролі і на фонах післядії гною і сидерату зменшився в середньому на 20%, що свідчить про покращення для мікроорганізмів трофічного режиму грунту.

Під впливом систематичного внесення як органічних, так і органо-мінеральних добрив активізувались біологічні процеси в ґрунті (табл. 3), що проявилось у збільшенні виділення з поверхні ґрунту СО2 (на 10,4-49,8%) та активності розкладу клітковини (в 1,8-2,7 рази). Проведений математичний аналіз виявив наявність досить тісного зв'язку між даними процесами (r=0,78+0,27 без інокуляції та 0,85+0,24 з інокуляцією).

Таблиця 3 Показники біологічної активності дерново-середньопідзолистого ґрунту залежно від добрив і біопрепарату, 1998-2000 рр.

Примітки: І* - без інокуляції; ІІ - з інокуляцією.

Тривале застосування мінеральних добрив зменшувало параметри дихальної активності і величина виділеної вуглекислоти була меншою за контроль на 4,5%. На фоні післядії гною активність виділення СО2 підвищувалась на 12,4%, післядії сидерату - на 24,9%, а при поєднанні гною, сидерату, соломи і мінеральних добрив - на 37,3%.

По фонах післядії органічних добрив (гній, сидерат) відмічено максимальний відсоток руйнування лляної тканини з перевищенням контролю в 2,2-2,7 рази. При внесенні мінеральних добрив, як окремо, так і в поєднанні з сидератом целюлозолітична активність була майже на одному рівні і нижче в середньому в півтори рази ніж при систематичному внесенні гною.

Передпосівна інокуляція насіння ячменю ризоентерином позитивно вплинула на інтенсивність виділення СО2 з поверхні ґрунту. Різниця між інокульованими і не інокульованими варіантами в середньому за роки досліджень була на рівні 15%. На фонах післядії сидерату з доповненням мінеральними добривами мікробний препарат стимулював процес виділення вуглекислоти в середньому на 18%, по фонах післядії гною - 7-17%, а при мінеральній системі удобрення - на 21%. При інокуляції целюлозолітична активність ґрунту підвищувалась у середньому на 3% зі збереженням загальної тенденції за варіантами досліду.

Нітрифікаційна здатність дерново-середньопідзолистого ґрунту під впливом тривалого застосування різних видів добрив зростала в 1,7-3,6 рази (див.табл.3). Мінеральні добрива підвищували здатність ґрунту до нітратонакопичення в 2,4, а при сумісному їх внесенні з органічними - в 2,0-3,6 рази. На фонах післядії гною відмічено максимальні значення нітрифікаційної здатності ґрунту з перевищенням контролю на 3,3-5,9 мг N-NОз/кг ґрунту.

Передпосівна інокуляція насіння азотфіксуючими мікроорганізмами позитивно впливала на процес трансформації азотних сполук, що призвело до деякого вирівняння значень у накопиченні азоту по варіантах досліду. При компостуванні ґрунту по інокульованих варіантах досліду було додатково одержано 0,9-2,5 мг N-NO3 на кг ґрунту (30%).

Тривале використання різних видів добрив призвело до створення певного рівня ферментативної активності ґрунту (рис.2-3).

Поліфенолокси-дазна активність зростала в 1,2-1,5 рази при систематичному використанні органіч-них та органо-мінеральних добрив і досягала максимальних значень на фонах післядії гною з доповненням мінераль-ними добривами, сиде-ратом і соломою (166-176 мл 0,01 н. І2/10 г грунту). Пероксидазна активність, навпаки, зростала з внесенням мінеральних добрив як окремо, так і в поєднанні з органічни-ми.

При застосуванні гною та доповненні його мінеральними добри-вами, сидератом і соломою відмічено максимальні значення коефіцієнта гумусонакопичення - 83,4-91,2%, що майже в 1,5 рази вище контролю. Коефіцієнти гумусонакопичення знаходились на одному рівні (66,0-68,7%) при використанні сидерату та сидерату з мінеральними добривами, а при мінеральній системі удобрення - майже на рівні контролю. Використання бактеріального препарату підвищувало активність поліфенолоксидази у середньому в 1,2 рази і відповідно зростав коефіцієнт гумусонакопичення (на контролі 64,9% з інокуляцією проти 54,9% без інокуляцією і, відповідно, 95,2% проти 91,2% на фоні післядії гною).

При збагаченні грунту органічними добривами зростала активність протеаз: на фонах післядії гною - на 26,4-34,7%, післядії сидерату - на 37,2-38,8% (рис. 3). Найвища активність ферменту уреази відмічена при внесенні мінеральних добрив по фонах післядії гною і сидерату з перевагою контролю на 42,9-58,6% і органічних фонів на 4,8-9,0%.

При викорис-танні бактеріального препарату активність протеаз зростала в середньому на 12%, уреази - на 10%, причому на фонах післядії гною істотна різниця від інокуля-ції проявлялась в активності протеаз, а уреази - на фонах післядії сидерату.

Оцінка біологічного стану ґрунту за мікробіологічними та біохімічними показниками методом відносних величин Дж. Ацци показала, що найвища сумарна біологічна активність ґрунту (100%) була на фоні поєднання гною з мінеральними добривами. Післядія сидерату і сидерату з мінеральними добривами по сумарному балу знаходилась на рівні 86-87%. Дія мінеральних добрив наближалась за оцінкою до сидератів, але досягнуто це було виключно за рахунок підвищених значень коефіцієнта мінералізації, кількості грибів та активності ферменту пероксидази, що негативно впливає на вміст органічної речовини ґрунту.

Результати кореляційного аналізу широкого набору показників біологічної активності ґрунту показали існування тісного лінійного зв'язку між чисельністю різних груп мікроорганізмів і біологічними процесами ґрунту, який описувався рівняннями регресії. Крім того, за допомогою кореляційно-регресійного аналізу встановлено зв'язок між показниками біологічної активності та агрохімічними властивостями ґрунту. Тобто, підтверджується існування залежностей між біологічними процесами ґрунту та вмістом основних біогенних елементів, а мікробіологічні та біохімічні процеси досить точно відображають стан родючості ґрунту і можуть виступати його індикаторами.

Спостереження за динамікою вмісту NPK у рослинах ячменю протягом вегетації показало, що найбільш активно їх надходження відбувалось на фонах післядії органічних добрив доповнених мінеральними, з перевагою контролю в 1,1-1,4 рази по азоту і калію та в 1,5-1,8 рази по фосфору. Під впливом передпосівної обробки насіння вміст азоту в надземній масі рослин зростав у середньому на 6,1%.

Ризоентерин на фоні мінеральних добрив активізував процес надходження азоту в рослини на 7,0%, а на сидеральному фоні та при сумісному внесенні гною, мінеральних добрив, сидерату та соломи - на 6,7-6,8% порівняно до аналогічних небактеризованих варіантів.

Дослідження впливу різних видів добрив і бактеріального препарату на врожайність зерна ячменю показало, що найвищу продуктивність за період 1998-2000рр. було одержано на фонах післядії гною з доповненням мінеральними добривами, сидератом та соломою (табл. 4).

Таблиця 4 Врожайність зерна ячменю ярого, 1998-2000рр., ц/га

На фоні післядії сидерату приріст врожаю згідно дисперсійного аналізу був неістотним, а доповнення мінеральними добривами даного фону було ефективнішим і давало додатково 7,2 ц/га зерна відносно контролю і 5,4 ц/га проти фону післядії сидерату.

Найпродуктивніші агрофітоценози ячменю формувались при передпосівній бактеризації насіння. В середньому різниця в урожайності між інокульованими та не інокульованими варіантами знаходилась на рівні 10%, а приріст врожаю ячменю від ризоентерину за три роки становив 0,5-4,2 ц/га. Особливо позитивно ефект інокуляції насіння проявився на фонах післядії гною, а також при поєднанні його з мінеральними добривами, сидератом і соломою: приріст зерна від інокуляції був достовірним і складав 2,9-4,2 ц/га. Слід зазначити, що ефективність дії мікробного препарату лімітувалась кислотністю грунту і нестачею вологи в першу половину вегетації, яка мала місце в 1999 році і достовірних приростів врожаю зерна не було отримано.

Поряд з цим під дією різних видів добрив прослідковувалось поліпшення якісних показників зерна ячменю, зокрема, підвищувався вміст білка, протеїну та зольних елементів.

Аналіз економічних та енергетичних показників вирощування ярого ячменю при застосуванні різних видів добрив і біопрепарату показав, що найбільш економічно вигідним і ресурсозберігаючим заходом є використання гною з доповненням мінеральними добривами, а також сидератом і побічною продукцією. Тут відмічено мінімальні значення собівартості продукції та затрати на створення 1 ц зерна, а також максимальну рентабельність, прибуток і коефіцієнт енергетичної ефективності. Використання в якості добрива мікробного препарату ризоентерину показало, що цей захід є енергозберігаючим та економічно виправданим, який дає змогу економити і раціонально використовувати енергоресурси в сільськогосподарському виробництві. По інокульованих варіантах досліду відбувалось зростання врожайності зерна, а поряд з цим зниження собівартості продукції та затрат на створення одиниці продукції на 8-9%, підвищення рентабельності виробництва в 1,2 рази, коефіцієнта енергетичної ефективності - на 10%.

ВИСНОВКИ

Систематичне використання в зерно-картопляній сівозміні різних видів добрив (органічних, мінеральних, сидеральних та їх поєднань) на дерново-середньопідзолистому супіщаному ґрунті призвело до зміни його фізико-хімічних та агрохімічних характеристик, формування відповідних мікробних ценозів та зумовило диференційованість в інтенсивності та направленості протікання біологічних процесів ґрунту.

Відтворення родючості ґрунту проходило при застосуванні 10 т гною і N68P68K90 мінеральних добрив на 1 га сівозмінної площі, а також з доповненням бобовим сидератом і соломою озимих (відповідно 5,0 і 0,6 т/га сівозмінної площі). Тривале застосування лише мінеральних добрив не забезпечувало нагромадження гумусу в орному шарі ґрунту.

Систематичне застосування різних видів добрив сприятливо позначилось на поживному режимі дерново-підзолистого грунту, збільшуючи вміст легкодоступних поживних речовин. Зокрема, під дією органо-мінеральних добрив зростала кількість азоту легкогідролізованих сполук на 10-20% та в 1,6-1,7 рази вміст рухомих сполук фосфору та обмінного калію.

Передпосівна бактеризація насіння ячменю мікробним препаратом ризоентерином справляла позитивний вплив на азотний режим ґрунту. Під впливом інокуляції на фонах післядії гною з мінеральними добривами, а також сидератом і соломою збільшувалась кількість амонійного азоту в 1,5 рази, нітратного - на 18,8-44,3%. При цьому вміст азоту легкогідролізованих сполук на фоні мінеральних добрив зростав на 21,7%, на фоні післядії сидерату - 26,2%.

Рівноважний стан мікробного ценозу з активним розвитком агрономічно цінних груп мікроорганізмів і зниженням мінералізаційної функції біоценозу забезпечило систематичне застосування гною як окремо, так і в поєднанні з мінеральними добривами, сидератом і соломою. При цьому нітрифікаційна здатність грунту підвищувалась в 2,4-3,6 рази, інтенсивність виділення СО2 - на 12,4-49,8%, активність ґрунтових ферментів - у 1,3-1,6 рази.

Тривале внесення мінеральних добрив призводило до зростання частки грибів у мікробному угрупованні на 32-50%, а також кількості мікроорганізмів здатних використовувати мінеральний азот. При цьому показник напруженості мінералізаційних процесів був найвищим, що характеризує дану систему як несприятливу для органічної частини ґрунту. Крім того, мінеральні добрива зменшували на 4,5% активність “дихання” грунту.

Передпосівна бактеризація насіння сприяла активізації розвитку різних груп мікроорганізмів і знижувала на 26% розвиток грибів та показник мінералізації у середньому на 10%. При цьому покращувався трофічний режим грунту та зростала активність ґрунтових ферментів азотного циклу на 9,7-12,7%, нітрифікаційна здатність - у 1,3-1,5 рази, інтенсивність виділення СО2 - на 14,8%.

Показники біологічної активності ґрунту дали змогу оцінити екологічний стан грунту, що підтверджувалось тісною кореляційною залежністю між чисельністю окремих груп мікроорганізмів і ґрунтовими процесами. За допомогою кореляційно-регресійного аналізу встановлено кількісні залежності впливу окремих факторів на поживний режим ґрунту, а отримані рівняння регресії дозволяють описати азотний та фосфорний режими залежно від кількісних характеристик ґрунтової мікрофлори та активності біологічних процесів.

Найвищу продуктивність ячменю ярого було одержано на фонах післядії гною та при поєднанні його з мінеральними добривами, сидератом і соломою (25,1-30,5 ц/га) з приростом врожаю зерна на рівні 10,7-16,1 ц/га.

Ефективним і маловитратним засобом підвищення врожайності ячменю є застосування бактеріального препарату ризоентерину, який забезпечує залежно від агрофону достовірний приріст врожаю зерна в розмірі 2,9-4,2 ц/га. Максимальний ефект від бактеріального добрива одержано на фоні післядії гною з внесенням мінеральних добрив, сидерату і соломи.

Розрахунок економічної та енергетичної ефективності застосування різних видів добрив показав, що на дерново-середньопідзолистому супіщаному ґрунті в зерно-картопляній сівозміні найбільш вигідним і доцільним є вирощування ячменю ярого на фонах післядії органічних добрив (гній, сидерат), особливо при поєднанні їх з мінеральними добривами і соломою. Використання бактеріального препарату є економічно та енергетично виправданим агрозаходом, за якого відбувається зростання прибутку, рентабельності виробництва, коефіцієнта енергетичної ефективності та зниження собівартості продукції.

На дерново-середньопідзолистому грунті в зерно-картопляній сівозміні з метою збереження родючості ґрунту, підвищення його загальної біологічної активності та продуктивності сільськогосподарських культур рекомендується використовувати на 1 га сівозмінної площі органічні добрива (гній - 10 т, бобовий сидерат - 5 т) і поєднувати їх з мінеральними N68P68K90 та соломою озимих культур (0,6 т). Це дає змогу одержати приріст урожаю зерна ячменю ярого в межах 10,7-16,1 ц/га, залежно від агрофону. Низьковитратним, екологобезпечним заходом є передпосівна інокуляція насіння бактеріальним препаратом азотфіксуючих мікроорганізмів, яка покращує азотний режим ґрунту, структуру мікробного ценозу, екологічну обстановку ґрунту взагалі та дозволяє додатково отримати приріст врожаю зерна на рівні 2,9-4,2 ц/га.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Тараріко Ю.О., Дем'янюк О.С. Біологічна активність дерново-підзолистого ґрунту при використанні сидератів // Бюлетень Інституту сільськогосподарської мікробіології. - 1999. - №5. - С. 21-23. (аналіз літературних джерел, узагальнення результатів, підготовка до друку).

2. Дем'янюк О.С. Мікробіологічні процеси дерново-підзолистого ґрунту при бактеризації насіння // Науковий вісник НАУ. - 2000. - №29 - С. 44-47.

3. Дем'янюк О.С. Продуктивність ячменю залежно від внесення добрив на дерново-підзолистому ґрунті // Вісник аграрної науки. - 2000. - №7. - С.77-78.

4. Дем'янюк О.С. Вплив органічних, мінеральних і бактеріальних добрив на поживний режим дерново-підзолистого ґрунту // Науковий вісник НАУ. -2000. -№24 - С. 119-122.

5. Дем'янюк О.С. Вплив різних систем удобрення на мікробіологічний режим дерново-підзолистого ґрунту // Агроекологія і біотехнологія: Зб. наук. пр. -- К.: Нора Принт, 2000. - Вип. 4. - С. 58-62.

6. Дем'янюк О.С. Економічна та енергетична ефективність вирощування ярого ячменю при різних системах застосування добрив і біопрепарату // Науковий вісник НАУ. - 2000. - №32. - С. 200-203.

7. Дем'янюк О.С., Шевченко В.П. Вплив дії різних видів добрив на біологічний потенціал дерново-підзолистого ґрунту // Науковий вісник НАУ. - 2000. - №32. - С.333-335. (польові та лабораторні дослідження, підготовка до друку).

8. Дем'янюк О.С., Шамрій Н.М. Еколого-біологічна оцінка дерново-підзолистого ґрунту при тривалому застосуванні різних видів добрив // Науковий вісник НАУ. - 2000. - №32. - С. 409-412. (польові та лабораторні дослідження, узагальнення результатів, підготовка до друку).

9. Дем'янюк О.С. Вплив ризоентерину при різних рівнях родючості на формування мікробного ценозу ґрунту та врожай ячменю // Матеріали Міжнародної наук.-практ. конф. “Землеробство ХХІ століття - проблеми та шляхи вирішення”. - К.: Нора Прінт. - 1999. - С. 132-133.

10. Дем'янюк О.С., Вітвіцький С.В. Вплив різних систем удобрення і бактеріального препарату асоціативної дії на чисельність ризосферної мікрофлори ячменю // Тези доповідей Міжнародної конф. “Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва”. - Харків. - 1999. - С. 143-144. (польові та лабораторні дослідження, підготовка до друку).

11. Дем'янюк О.С. Біологічний потенціал дерново-підзолистого ґрунту при різних рівнях родючості та способах використання біопрепарату // Матеріали наук.-практ. семінару молодих вчених та спеціалістів “Вчимося господарювати”. - К.: Нора Прінт. - 1999. - С. 8-9.

12. Дем'янюк О.С. Вплив різних систем застосування добрив на надходження азоту в рослини і формування врожаю ячменю // Тези наук.-виробн. конф. “Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання ґрунтових ресурсів” - К.: ДІА. - 2000. - С.36-37.

Размещено на Allbest.ru