Особливості режиму калію в лучно-чорноземному ґрунті при застосуванні ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 6 наукових праць у фахових виданнях.

Розділ містить огляд літератури за темою дисертації у якому висвітлено роль калію в родючості ґрунтів і життєдіяльності рослин, погляди вчених щодо класифікації його форм. Подано коротку історію та перспективи застосування ґрунтозахисних технологій, їх вплив на калійний режим та урожайність кукурудзи на силос і ячменю ярого. На основі аналізу результатів досліджень вітчизняних і зарубіжних вчених у зв'язку з покращанням калійного режиму чорноземних ґрунтів, обґрунтовано необхідність застосування і впровадження у виробництво ґрунтозахисних технологій, що базуються на мінімальному обробітку ґрунту.

Програма, методика, об'єкт і умови проведення досліджень

Дослідження по дисертаційній роботі виконано в період 2001-2004 рр. на базі стаціонарного досліду кафедри ґрунтознавства та охорони ґрунтів Національного аграрного університету в приватному сільськогосподарському підприємстві „Сокільча” Попільнянського району Житомирської області.

Ґрунт дослідної ділянки - лучно-чорноземний вилугуваний грубопилувато-легкосуглинковий на лесовидному суглинку з вмістом гумусу в орному шарі 3,9 ±0,03. Характеризується близькою до нейтральної реакцією ґрунтового розчину (рНн₂о = 6,78). Щільність складення оптимальна і становить 1,12 г/см³. Забезпеченість азотом легкогідролізованих сполук за Тюріним і Кононовою у шарі 0-15 см - висока і становить 7,43±0,9, рухомими фосфатами за Чиріковим - середня і становить 6,41±0,7, обмінним калієм - низька з показником - 5,75±0,8.

Дослід двофакторний. Фактор А - система обробітку ґрунту: 1) традиційна система, що базується на полицевій оранці на глибину 20-22 см; 2) ґрунтозахисна із застосуванням мінімального обробітку ґрунту на 10-12 см. Фактор Б - удобрення: 1) Контроль (без добрив); 2) N₉₀P₆₀K₆₀; 3) N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га; 4) N₉₀P₆₀K₆₀ + солома 2,4 т/га + N₂₄; 5) N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄ (норми добрив вказані на 1 га сівозмінної площі).

Сівозміна розгорнута у десяти полях у часі та трьох - у просторі. Досліджувалися такі культури: кукурудза на силос сорту Одеська - 10, та ячмінь ярий сорту Айдас. Дослід закладений методом розщеплених блоків. Розмір посівної ділянки - 132 м², облікової - 100 м². Повторність досліду - триразова.

Схема удобрення наведена в таблиці 1.

У період з 1996 по 2003 рр. на ділянці досліду було внесено 80 т/га гною, 16 т/га соломи, 560 кг/га азоту, 420 кг/га фосфору, 420 кг/га калію.

Відбір зразків ґрунту проводили у квітні, липні та вересні з досліджуваних варіантів за шарами ґрунту 0-15 та 15-30 см. Для визначення запасів валового калію брали зразки ґрунту з кожного генетичного горизонту.

Таблиця 1 - Схема удобрення в досліджуваній ланці сівозміни

У ґрунті визначали: водорозчинний калій у водній витяжці (Агрохимические методы исследования почв / под ред. А.В. Соколова, 1975); обмінний калій за методом Маслової, ступінь рухомості обмінного калію за методом ВІДА (Агрохімія: Лабораторний практикум / за ред. А.П. Лісовала, 1994); необмінний калій за методом Пчолкіна (Агрохимические методы исследования почв / под ред. А.В. Соколова, 1975); фіксацію калію визначали за методом Гнатенка; калій органічної частини ґрунту за методом Захарчука (О.Ф.Гнатенко, 1993); валовий калій за методом Сміта, у рослинних зразках кукурудзи на силос і ячменю ярого визначали вміст калію після мокрого озолення за методом Гінзбург та ін. на полуменевому фотометрі; рН водний визначали потенціометрично (Агрохімія: Лабораторний практикум / за ред. А.П. Лісовала, 1994); виділення мулистої фракції ґрунтів за методикою виконання вимірювань ММВ 31-497058-003-2001 „Виділення мулу методом центрифугування в модифікації ННЦІГА”, Баланс калію розраховано за методичними вказівками кафедри грунтознавства та охорони грунтів „Балансові розрахунки в агроценозах” (О.Ф. Гнатенко у співавторстві, 1999).

Статистичний обробіток даних виконували методом кореляційного та дисперсійного аналізу на комп'ютері за допомогою програми “Agro stat”. Економічну ефективність технологій вирощування сільськогосподарських культур обчислювали за цінами 2003 року; енергетичну оцінку різних технологій вирощування визначали згідно методик О.К. Медведовського у співавторстві (1988) та Ю.О. Тараріко у співавторстві (2001).

КАЛІЙНИЙ РЕЖИМ ЛУЧНО-ЧОРНОЗЕМНОГО ҐРУНТУ

Резерви калію. У результаті проведення досліджень встановлено, що вміст валового калію в лучно-чорноземному ґрунті близький до чорноземних ґрунтів. У верхньому генетичному горизонті його вміст складав 2,1 %, що становить 72,9 т/га, а у метровому шарі ґрунту - 220 т/га. Потенційний резерв калію верхнього генетичного горизонту складає 86 % (табл. 2). Він малорухомий і вилучається протягом довгого часу. Його вміст збільшується у верхньому перехідному горизонті та зменшується вниз по профілю. Ближній резерв з підвищенням вмісту фракції < 0,001 мм збільшується до породи. У верхньому перехідному горизонті він становить 329 мг/100г, а в нижньому перехідному - 342 мг/100г ґрунту.

Таблиця 2 - Резерви калію (за Горбуновим) у лучно-чорноземному ґрунті

Водорозчинний калій. Вміст даної форми калію є невисокий і складає 0,04% від загального вмісту калію у ґрунті. При досліджені сезонної динаміки водорозчинного калію відмічено найвищий його вміст у квітні, причому за ґрунтозахисної технології більше на 0,49 - 4,0 мг/кг ґрунту і до вересня відбувалося його поступове зменшення (рис. 1 ).

Рис. 1. Динаміка вмісту водорозчинного калію в шарі ґрунту 0-15 см за різних систем обробітку ґрунту та удобрення, 2001-2003 рр.

При мінімальному обробітку ґрунту в шарі 0-15 см водорозчинного калію накопичувалося в удобрених варіантах на 26,0 - 65,8 % більше, ніж на оранці (табл. 3). У шарі 15-30 см у варіанті N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄ на - 11,5 % більше. На інших варіантах у даному шарі ґрунту при застосуванні оранки відмічено більші показники даної форми калію на 0,3 - 3,8 %, ніж за мінімального обробітку.

Локалізацію добрив у верхньому шарі ґрунту ми розцінюємо як засіб зменшення вимивання солей калію при мінімальному обробітку ґрунту.

Обмінний калій. За результатами наших досліджень вміст обмінного калію в шарі ґрунту 0-15 см при застосуванні ґрунтозахисних технологій був вищий, ніж при застосуванні оранки, що обумовлено локалізацією добрив, коренів рослин, розміщенням рослинних решток у даному шарі. Динаміка його вмісту залежала від культури. У середньому за 2001-2003 рр. навесні відмічено найбільший вміст обмінного калію по всіх варіантах обробітку ґрунту та удобрення.

У міру використання його рослинами та деяким висушуванням ґрунту до вересня вміст його зменшувався (рис. 2).

У квітні за мінімального обробітку ґрунту вміст калію був вищим, ніж при застосуванні оранки, що вказує на краще забезпечення рослин у початковий період їх розвитку. Так, кількість обмінного калію була вищою на удобрених варіантах у верхньому шарі ґрунту на 23,7 - 37,1 % порівняно з оранкою.

У липні його вміст знижувався на 10,9 - 21,1 мг/кг при оранці та на 8,7 - 29,0 мг/кг при мінімальному обробітку. До вересня зниження становило 16,7 - 31,0 мг/кг при застосуванні оранки та 17,2 - 46,2 мг/кг за мінімального обробітку ґрунту.

Внесення мінеральних добрив, гною та соломи збільшувало вміст обмінного калію в шарі ґрунту 0 - 30 см на 15,2 % на оранці та на 21,3 % при мінімальному обробітку. Ступінь диференціації вмісту обмінного калію по шарах ґрунту становив 12,2 - 39,3% за мінімального обробітку ґрунту та 1,2 - 7,1% при використанні оранки.

Таблиця 3 - Вміст і форми калію в лучно-чорноземному вилугуваному ґрунті

Ступінь рухомості обмінного калію. Важливим показником, що характеризує калійний режим ґрунтів є ступінь рухомості обмінного калію, тобто інтенсивність переходу іонів калію із ґрунтововбирного комплексу в ґрунтовий розчин. Безперечно, у квітні, коли ґрунт добре прогрітий і зволожений ступінь рухомості значно вищий, ніж у інші строки відбору зразків (рис. 3 ).

Застосування мінімального обробітку ґрунту значно підвищує ступінь рухомості у верхніх шарах ґрунту, поліпшуючи умови переходу іонів калію у ґрунтовий розчин. По рокам ступінь рухомості змінювався аналогічно змінам вмісту обмінного калію. При мінімальному обробітку збільшення фактору інтенсивності відносно оранки в шарі ґрунту 0 - 15 см було в межах 0,7 - 3,87 мг/л розчину. При застосуванні мінімального обробітку ґрунту у шарі 0 - 30 см інтенсивність переходу іонів калію із ГВК у ґрунтовий розчин була більшою у варіанті без добрив - на 13,0; N₉₀P₆₀K₆₀ - 3,4; N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га - 7,9; N₉₀P₆₀K₆₀ + солома 2,4 т/га + N₂₄ - 11,8; N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄ - 38,6 %.

Внесення мінеральних добрив, гною і соломи підвищило ступінь рухомості у шарі ґрунту 0 - 15 см на 112 % при оранці та 176 % за мінімального обробітку.

Рис. 3. Динаміка ступеню рухомості обмінного калію в шарі ґрунту 0-15 см за різних систем обробітку ґрунту та удобрення, 2001-2003 рр.

Необмінний калій. За ґрунтозахисних технологій створюються кращі умови мобілізації калію і рослини більше використовують калій ґрунту. Диференціація шарів ґрунту за вмістом даної форми становила 0,7-3,8 % при оранці та 6,6-18,6 % при мінімальному обробітку. При внесенні гною накопичувалося більше необмінного калію, ніж при внесенні соломи в якості органічного добрива. У варіанті з повним органо-мінеральним удобренням зафіксовано найбільший вміст цієї форми, причому, при мінімальному обробітку у шарі ґрунту 0-15 см його було більше - на 15,4 %.

Фіксація калію. Усі ґрунти володіють здатністю поглинати та фіксувати калій. Основним калійфіксуючим матеріалом є глинисті мінерали - тонкодисперсні шаруваті силікати. Результати досліджень свідчать, що у верхньому 0-15 см шарі фіксація зменшувалася за мінімального обробітку у зв'язку з концентрацією добрив у цьому шарі, та підвищенню кислотності. У шарі 15-30 см фіксованого калію було менше за оранки. У 0-30 см шарі, за вийнятком варіанту без добрив фіксованого калію було більше при оранці. Дані показують, що за умов мінімального обробітку ґрунту накопичується більше рухомих форм калію, які є доступними для рослини.

Калій органічної частини ґрунту. За даними О.Л. Макарчук, О.В. Франко (2002 р.) за мінімального обробітку ґрунту у верхньому шарі концентрується більша маса кореневих та рослинних решток, ніж при застосуванні оранки. У зв'язку з цим, збільшується вміст калію органічної частини ґрунту, особливо у варіанті із внесенням органічних добрив, причому інтенсивніше вона накопичувалася при внесенні гною. На частку даної форми в лучно-чорноземному вилугуваному ґрунті припадає 0,20 % валових запасів калію.

Вплив ґрунтового розчину на рухомість калію. Із рис. 4 видно, що вміст обмінного калію збільшився у результаті підвищення кислотності ґрунтового розчину у шарі 0-15 см за мінімального обробітку ґрунту. Найвищий вміст обмінного калію зафіксовано при мінімальному обробітку ґрунту при застосуванні повного органо-мінерального удобрення - 80,8 мг/кг, коли показник рНн₂о становив 6,4. На цьому ж варіанті удобрення підвищення рН на 0,17 показники при оранці знижує вміст обмінного калію на 34,8%. Внесення лише мінеральних добрив знижує рН - на 0,22 показника при оранці та - на 0,35 при мінімальному обробітку ґрунту. Вміст обмінного калію у цих варіантах удобрення становив 46,1 та 57,1 мг/кг ґрунту відповідно. При внесенні гною показники рНн₂о дещо підвищуються на 0,22 - при оранці та на 0,24 при мінімальному обробітку, але вміст обмінного калію зростає, що пояснюється поступанням калію з гною.

Рис. 4. Кислотність ґрунту (рНн₂о) та вміст обмінного калію за різних систем обробітку ґрунту та удобрення

Внесення соломи (в якості органічного добрива) та аміачної селітри призвело до зменшення показника рН на обох варіантах обробітку ґрунту. Різниця між варіантами становила в 0,27 показника, що підвищувало при мінімальному обробітку відносно оранки вміст обмінного калію на 30 %. На варіанті без добрив різниця становила в 0,04 показники, що підвищило вміст обмінного калію при ґрунтозахисному обробітку ґрунту на 9,1 %.

Таким чином, нашими дослідженнями за період 2001-2004 років було встановлено, що при застосуванні мінімального обробітку ґрунту відбувається поступання в ґрунтовий розчин калію з важкодоступних у доступні для рослин форми завдяки тимчасовому підкисленню верхнього шару ґрунту.

БАЛАНС КАЛІЮ ЗА РІЗНИХ СИСТЕМ ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ ТА УДОБРЕННЯ

Надходження калію у ґрунт перевищувало його винос рослинами у варіантах удобрення без внесення добрив і при внесенні лише мінерального удобрення (при вирощуванні кукурудзи на силос) та у варіанті без добрив (при вирощуванні ячменю ярого). Найвищі балансові показники було відмічено при ґрунтозахисній технології із використанням мінімального обробітку ґрунту за рахунок накопичення в ґрунті обмінного калію і поступання його з кореневими та пожнивними рештками. Винос даного елементу був вищим при застосуванні мінімального обробітку ґрунту, що обумовлено збільшенням врожаю кукурудзи на силос. Від'ємні показники балансу відмічено на обох системах обробітку ґрунту у варіанті без добрив та при внесенні лише мінерального удобрення. При внесенні гною баланс калію підвищився на 139 кг/га при оранці та при мінімальному обробітку, порівняно з використанням лише мінерального удобрення. При вирощуванні ячменю ярого від'ємні показники балансу відмічено у варіанті без добрив при застосуванні оранки. Винос калію рослинами ячменю ярого був більший за мінімального обробітку ґрунту, але балансові розрахунки свідчать про більше накопичення калію у ґрунті за мінімального обробітку. Найбільший показник балансу був у варіанті з повним органо-мінеральним удобренням при мінімальному обробітку ґрунту 81,3 кг/га, що - на 11,2 кг/га більше, ніж при оранці. При внесенні лише мінерального удобрення баланс калію підвищувався на 32,5 кг/га при оранці та на 30,1 кг/га при мінімальному обробітку. Слід також відмітити, що застосовуючи мінімальний обробіток ґрунту, ми досягаємо позитивного балансу у всіх варіантах удобрення, а інтенсивність балансу перевищує 100%.

АГРОНОМІЧНА, ЕКОНОМІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ РІЗНИХ СИСТЕМ ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ ТА УДОБРЕННЯ

Ефективність агротехнічних заходів та технологій вирощування визначається збільшенням урожайності сільськогосподарських культур. По всім варіантам удобрення крім контролю, отримано високі врожаї кукурудзи на силос, причому найбільші вони були за мінімального обробітку ґрунту (табл. 4 ).

Найвищу урожайність відмічено у варіанті із сумісним внесенням мінеральних добрив, гною і соломи, що на 33-39 ц/га вище, ніж при оранці. Внесення мінеральних добрив забезпечує приріст врожаю 31-78 ц/га при традиційній технології і 43-94 ц/га при ґрунтозахисній. Приріст врожаю від мінімального обробітку на даному варіанті незначний і входить у межі помилки досліду.

На варіанті, де в якості органічного добрива використовувалась солома, отримано вищу врожайність, ніж у варіанті де використовувався гній. Це можна пояснити внесенням азотних добрив в якості компенсації, що підвищує врожайність зеленої маси кукурудзи на силос. Найменша врожайність кукурудзи на силос отримана у 2003 році.

Урожай зерна ячменю ярого у 2002 році у варіанті обробітку, де застосовували традиційну оранку коливався в межах 24,7 - 33,1 ц/га по варіантам удобрення. При мінімальному обробітку ґрунту приріст урожаю становив: у контролі - 1,5 ц/га, N₉₀P₆₀K₆₀ - 3,4 ц/га, N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га - 1,9 ц/га, N₉₀P₆₀K₆₀ + солома 2,4 т/га + N₂₄ - 2,6 ц/га, N₉₀P₆₀K₆₀ + гній 12 т/га + солома 2,4 т/га + N₂₄ - 3,6 ц/га.

Невисокий урожай зерна ячменю ярого був і у 2003 році. Традиційний обробіток сприяв формуванню врожаю у розмірі 26,3 - 42,8 ц/га. Мінімальний обробіток - 27,7 - 46,5 ц/га.

Таблиця 4 - Урожайність кукурудзи на силос залежно від систем обробітку ґрунту та удобрення, ц/га

НІР₀₅, ц/га для обробітку 17,1 10,4 17,8 для удобрення 20,4 16,5 28,1

Приріст урожаю від удобрення становив 8,4 ц/га у варіанті з мінеральними добривами на традиційній технології, 15,2 ц/га - у варіанті з мінеральними добривами та гноєм, 12,6 ц/га - у варіанті з мінеральними добривами та соломою, 16,5 ц/га - у варіанті з повним органо-мінеральним удобренням. Приріст урожаю від удобрення при ґрунтозахисній технології становив відповідно 9,7 ц/га, 15,6 ц/га,14,0 ц/га, 18,8 ц/га. Приріст урожаю від мінімального обробітку ґрунту був суттєвим лише у варіантах, де вносилися добрива.

Вирощування кукурудзи на силос було рентабельним у всіх варіантах обробітку ґрунту та удобрення (табл. 5 ). За мінімального обробітку рівень рентабельності підвищився на 15,5 - 26,8 %. Найбільший рівень рентабельності отримано на варіанті без добрив.

Внесення мінеральних добрив зумовило різке зменшення рівня рентабельності, що викликано високими цінами на добрива. Із удобрених варіантів найбільш рентабельним виявилося органо-мінерального удобрення з використанням гною та соломи, де рівень рентабельності був - 166 %. Коефіцієнт енергетичної ефективності за мінімального обробітку теж був вищим.

При використанні органо-мінерального удобрення з соломою відмічено вищий коефіцієнт енергетичної ефективності, ніж при використанні іншого удобрення. На контролі цей показник був найвищим (35% - при оранці і 36,1 % за мінімального обробітку).

калій ґрунтозахисний сполука обробка

Таблиця 5 - Економічна та енергетична ефективність технологій вирощування кукурудзи на силос

Висновки

1. Систематичне застосування ґрунтозахисних технологій, що базуються на мінімальному обробітку ґрунту покращує калійний режим чорноземних ґрунтів, зокрема лучно-чорноземного ґрунту, помірно підвищуючи кислотність його у верхньому шарі.

2. Сезонна динаміка вмісту рухомих форм калію залежала від погодних умов, біологічних особливостей культур, умов вирощування. У квітні відмічено найбільший вміст усіх форм калію і їх зниження до кінця вегетації.

3. Вміст водорозчинного калію значною мірою залежав як від обробітку, так і від удобрення. У всіх варіантах удобрення спостерігається перевага ґрунтозахисних технологій вирощування, в основі яких лежить мінімальний обробіток ґрунту в 0-15 см шарі. Найвищий вміст водорозчинного калію був у варіанті із сумісним внесенням мінеральних добрив, гною та соломи при мінімальному обробітку і складав 8,62 мг/кг ґрунту, що на 65,8 % вище, ніж при оранці.

4. Мінімалізація обробітку ґрунту сприяла підвищенню вмісту обмінного калію в шарі ґрунту 0-15 см на 9,1 - 10,8 мг/кг ґрунту порівняно з оранкою, тоді як у шарі 15-30 см обмінного калію було більше на 1,2 - 1,6 % при застосуванні оранки. Ступінь диференціації вмісту обмінного калію по шарах ґрунту становив 12,2 - 39,3% за мінімального обробітку ґрунту та 1,2 - 7,1% при використанні оранки. Із даною формою калію відмічено тісні кореляційні зв'язки необмінної форми (r= 0,98), калію органічної частини (r= 0,96).

5. Верхній шар ґрунту має більшу енергетику, ніж нижні шари, а застосування мінімального обробітку значно підвищує ступінь рухомості обмінного калію, поліпшуючи умови переходу його іонів у ґрунтовий розчин. У верхньому шарі ґрунту значення фактору „інтенсивності” коливалося в межах 3,77 - 10,4 мг/л при мінімальному обробітку, та 3,08 - 6,37 мг/л при застосуванні оранки.

6. Мінімальний обробіток ґрунту позитивно впливає на накопичення необмінної форми калію в кореневмісному шарі. У шарі 0-15 см вміст необмінного калію становив 381 - 509 мг/кг, що на 1,6 - 15,4 % більше, ніж при застосуванні оранки. У шарі 15-30 см при застосуванні оранки його було більше на 4,1 - 6,7 %.

7. Ґрунтозахисні технології вирощування із використанням мінімального обробітку ґрунту впливають на інтенсивність проходження реакції катіонного обміну, що супроводжується вивільненням калію. Зниження кислотності ґрунтового розчину на 0,17 показника рНн₂о у варіанті удобрення з мінеральними добривами, гноєм та соломою, підвищує вміст обмінного калію на 34,8%. Відмічено позитивний вплив ґрунтозахисних технологій на трансформацію калію із необмінних у доступні для рослин форми.

8. За умов мінімалізації обробітку ґрунту у лучно-чорноземному ґрунті на 2,3-5,7 % зменшується фіксація калію порівняно з оранкою, що пояснюється зменшенням кількості обмінних позицій за таких умов.

9. Мінімальний обробіток ґрунту завдяки локалізації рослинних решток у верхньому шарі ґрунту підвищує вміст калію органічних часток ґрунту. Вміст даного показника змінювався під впливом внесення добрив, особливо органічних. Так, при внесенні в якості органічного добрива соломи вміст даної форми калію підвищився відносно контролю на 51,2 % за традиційної технології та на 53,8 % за мінімального обробітку ґрунту. При внесенні гною у шарі ґрунту 0-15 см це підвищення становило відповідно 98,4 та 98,3 %.

10. Доведено, що лучно-чорноземний ґрунт містить у верхньому генетичному горизонті 2,1 % валового калію, 86 % його знаходиться у потенційному резерві. Запас його у метровому шарі ґрунту становить 220 т/га. Верхній генетичний горизонт чорнозему типового містить 2,3% валового калію, а його ближній резерв становить - 27%, тоді як чорнозем звичайний у цьому горизонті має загальний резерв на рівні 2,2 % , але ближній резерв становить близько 40 %.

11. Ґрунтозахисні технології, що базуються на мінімальному обробітку, покращують калійний режим чорнозему звичайного та чорнозему типового. Підвищення вмісту сполук калію відбувалося аналогічно підвищенню у лучно-чорноземному ґрунті.

12. Під впливом ґрунтозахисних технологій відмічено збільшення врожайності кукурудзи на силос на 9,0 - 32 ц/га, ячменю ярого на 1,5 - 3,6 ц/га. Найбільшу врожайність кукурудзи на силос було зафіксовано в агрохімічному варіанті удобрення з внесенням мінеральних добрив, гною та соломи - 457 ц/га при оранці та 489 ц/га при мінімальному обробітку; ячменю ярого 38,0 та 41,6 ц/га відповідно. Ґрунтозахисні технології вирощування культур є економічно та енергетично ефективними. Вони забезпечують зменшення собівартості кукурудзи на силос на 9,76 - 14,4 %.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Воробей І.І., Франко О.В., Стрюк Л.І. Зміна показників біологічної активності лучно-чорноземного ґрунту в умовах ґрунтозахисних технологій вирощування культур // Вісник Харківського державного аграрного університету імені В.В. Докучаєва: Зб. наук. пр.- Харків: „Комуніст”, 2001.-№3.-С.183-187. (50% - проведення польових досліджень, написання статті).

2. Шикула М.К., Балаєв А.Д., Тонха О.Л., Стрюк Л.І., Сенчук С.М., Майстренко В.Г. Ґрунтозахисні енерго-, ресурсо- і вологозберігаючі технології вирощування культур // Збірник наукових праць Уманського ДАУ. - 2005. - С. 784-791. (20% - аналіз літературних джерел).

3. Кучер Л.І. Зміна калійного режиму лучно-чорноземного ґрунту в умовах ґрунтозахисних технологій // Науковий вісник Національного аграрного університету.-2004.-Вип. 72.-С. 272-278.

4. Кучер Л.І. Оптимізація калійного режиму чорноземних ґрунтів України в умовах ґрунтозахисних технологій // Збірник наукових праць Мліївського інституту садівництва ім. Л.П. Симиренка та Уманського державного аграрного університету. - Мліїв-Умань. - 2004.- С. 68-75.

5. Шикула М.К., Кучер Л.І. Проблема калію в ґрунтозахисному землеробстві // Вісник Харківського національного аграрного університету: Зб. наук. пр.- Харків: „Комуніст”, 2004.-№1.- С. 242-246. (90% - проведення польових і лабораторних досліджень, написання статті)

6. Кучер Л.І. Баланс калію в ґрунтозахисному землеробстві // Науковий вісник Національного аграрного університету. - 2005.- Вип. 81.- С. 39-44.

АНОТАЦІЇ

Кучер Л.І. Особливості режиму калію в лучно-чорноземному ґрунті при застосуванні ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.03 - агроґрунтознавство і агрофізика. - Національний аграрний університет. - Київ, 2005.

Дисертацію присвячено вивченню вмісту, змінам форм калію лучно-чорноземного вилугуваного ґрунту при різних системах обробітку ґрунту та удобрення, встановленню зв'язків між різними формами калію та врожайністю сільськогосподарських культур і вмістом даного елементу в них.

Визначено, що лучно-чорноземний ґрунт має загальний резерв калію у верхньому генетичному горизонті близький до чорноземних ґрунтів, але основна його частина знаходиться в потенційному резерві. Встановлено, що мінімальний обробіток ґрунту сприяє трансформації калію з необмінних у доступні для рослин форми за рахунок підвищення кислотності ґрунтового розчину у верхньому 0-15 см шарі ґрунту. За мінімального обробітку ґрунту більш інтенсивно відбувалося поступання калію з ґрунтововбирного комплексу в ґрунтовий розчин. Ступінь рухомості обмінного калію у верхньому шарі ґрунту за мінімального обробітку ґрунту був на 22,4 - 63,2% більше ніж при застосуванні оранки. Мінімалізація обробітку ґрунту сприяла підвищенню вмісту обмінного, водорозчинного, необмінного калію, а також кращому поступанню калію в рослини, зменшенню фіксації та поглинання калію. Завдяки локалізації рослинних решток у верхньому шарі ґрунту підвищується вміст калію органічної речовини ґрунту.

Нами встановлено, що між усіма формами калію існує високий кореляційний зв'язок. Фіксований, обмінний та ступінь рухомості найбільше корелювали із кислотністю ґрунтового розчину. Коефіцієнт кореляції між вмістом мулистої фракції та вмістом калію в мулистій фракції був досить високим - 0,74. Кореляційно-регресійний аналіз показав, що усі форми калію в тій чи іншій мірі беруть участь у живленні рослин. По тісноті зв'язку з урожайністю кукурудзи на силос показники калійного режиму можна поставити в ряд: необмінний > калій органічної речовини ґрунту > обмінний > водорозчинний > ступінь рухомості обмінного калію > фіксований.

Під впливом ґрунтозахисних технологій підвищується врожайність кукурудзи на силос та ячменю ярого, покращуються балансові показники калію при їх вирощуванні за таких умов. За показниками економічної ефективності перевагу мали ґрунтозахисні технології.

Ключові слова: калійний режим, мінімальний обробіток ґрунту, оранка, лучно-чорноземний вилугуваний ґрунт, урожайність.

Кучер Л.И. Особенности режима калия в лугово-черноземной почве при использовании почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.03 - агропочвоведение и агрофизика. - Национальный аграрный университет. - Киев, 2005.

Цель исследований - изучить влияние почвозащитных технологий на калийный режим лугово-черноземной почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.

Объектами исследований был режим калия лугово-черноземной почвы, содержание калия в растениях, урожайность кукурузы на силос и ячменя ярого при использовании разных систем обработки почвы и удобрения.

Впервые в условиях Андрушевского природно-сельскохозяйственного района установлено особенности калийного режима лугово-черноземной выщелоченной почвы при использовании разных систем обработки почвы и удобрения. Отмечено позитивное влияние почвозащитных технологий на трансформацию калия из необменных в доступные для растений формы под влиянием подкисления почвенного раствора. Изучено резерв калия, взаимозависимости и связи между формами калия, урожайностью и содержанием калия в растениях. Рассчитана экономическая и энергетическая эффективность при разных системах обработки почвы и удобрения.

В экспериментальной части диссертационной работы представлены результаты исследований по содержанию калия в почве при использовании традиционной вспашки на глубину 20-22 см и минимальной обработки почвы на 10-12 см. Были исследованы водорастворимый, обменный калий, степень подвижности обменного калия, калий органической части почвы, необменный, фиксированный, валовой в почве и ее илистой фракции.

Нами отмечено улучшение калийного режима исследуемой почвы под влиянием почвозащитных технологий за счет увеличения количества соединений калия, которые доступны для растений. Минимальная обработка почвы повышала содержание обменного калия в слое почвы 0-15 см на 9,1 - 10,8 мг/кг почвы в сравнении с вспашкой. Степень дифференциации содержания обменного калия по слоях почвы была 12,2 - 39,3 % на минимальной обработке и 1,2- 7,1 % при использовании вспашки. Содержание водорастворимого, необменного и калия органического вещества повышалось пропорционально содержанию обменного калия. Повышение фактора „интенсивности” при минимальной обработке - на 22,4 - 63,3% дает возможность говорить об улучшении условий для перехода калия из почвенного поглощающего комплекса в почвенный раствор.

При почвозащитных технологиях более интенсивно проходит трансформация калия из труднорастворимых в усвояемые для растений формы, в связи с подкислением почвенного раствора. Снижение кислотности почвенного раствора на 0,3 показателя увеличивает содержание обменного калия на 30% относительно вспашки.

По расчетам балансовых показателей поступление калия превышало его вынос на вариантах с органо-минеральным удобрением при выращивании кукурузы на силос и на удобряемых вариантах при выращивании ячменя ярого. Поступление калия в почву более интенсивно происходило при почвозащитных технологиях с использованием минимальной обработки почвы за счет накопления подвижных форм калия и поступления его с корневыми и пожнивными остатками.

Под влиянием почвозащитных технологий отмечено увеличение урожайности кукурузы на силос на 9,00 - 32,0 ц/га, ячменя ярого на 1,50 - 3,60 ц/га. Почвозащитные технологии являются экономически и энергетически эффективные.

Рекомендовано для получения силосной массы кукурузы на уровне 490 ц/га, улучшения и повышения плодородия лугово-черноземных почв Правобережной Лесостепи Украины использовать минимальную обработку почвы на 10-12 см из внесением N₉₀P₆₀K₆₀ на фоне 40 т/га навоза и 8 т/га соломы. Для получения урожая зерна ячменя ярого на уровне 41,6 ц/га использование минимальной обработки почвы на 10-12 см из внесением N₆₀P₄₀K₃₀ на фоне последействия 40 т/га навоза и 8 т/га соломы.

Ключевые слова: калийный режим, минимальная обработка почвы, вспашка, лугово-чорноземная выщелоченная почва, урожайность.

Kucher L.I. Features of potassium regime in the meadow-chernozemic leached soil under soil conservation technologies of crop growing. - Manuscript

The thesis is submitted for obtaining a scientific degree of the candidate in agricultural sciences on speciality 06.01.03 - agricultural soil science and agriphysics. -National Agricultural University of Ukraine. -Kyiv, 2005.

The aim of dissertation is to study potassium content and changes of potassium pools in the meadow-chernozemic leached soil under different systems of soil tillage and fertilization, to establish correlation between different forms of potassium, crop yields and potassium content in crops.

It is defined that general reserve of potassium in the upper soil horizon of the meadow-chernozemic leached soil is equal to chernozemic soils, but most of it is in potential reserve. It is established that minimal soil tillage allows potassium transformation from non-exchangeable to accessible for crops forms due to soil acidity increasing in the upper 0-15 cm soil layer. Under minimal soil tillage there was more active potassium moving to soil solution. Degree of exchangeable potassium mobility in the upper soil layer under minimal tillage was on 22.4-63.2% more than under soil plowing. Minimizing of soil tillage allows to increase content of exchangeable, water-soluble, non-exchangeable potassium, allows better penetration of potassium into plants, decrease fixation of potassium by soil minerals. Due to localizing of plant residues in the upper soil layer content of organic potassium increases.

We have shown that there is tight correlation between all potassium pools (forms). Fixed, exchangeable potassium and degree of its mobility have tight correlation with soil solution acidity. Correlation coefficient between clay fraction content in soil and potassium content in clay fraction was rather high - 0.74. Correlative-regressive analyses have shown that all potassium pools more or less take part in plant nutrition. On degree of connection with yield of maize for silo indicators of potassium regime create the raw: non-exchangeable> taken in> potassium of soil organic matter> exchangeable> water-soluble> degree of potassium mobility> fixed potassium.

Under influence of soil conservation technologies yields of maize for silo and summer barley increases, indicators of balance improve. Soil conservation technologies have also higher economic efficiency

Key words: potassium regime, minimal soil tillage, soil plowing, meadow-chernozemic leached soil, crop yields.

Размещено на Allbest.ru