Вплив плантажної оранки та удобрення на родючість осушуваних торфово-глейових ґрунтів і продуктивність багаторічної травосуміші у лісостепу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вплив плантажної оранки та удобрення на родючість осушуваних торфово-глейових ґрунтів і продуктивність багаторічної травосуміші у лісостепу

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Загальна характеристика роботи

В основі сільськогосподарського використання торфових ґрунтів є раціональне витрачання органічної маси з одночасним збереженням потенційної родючості ґрунту. А це можливе лише тоді, коли буде виявлено і науково обґрунтовано закономірності трансформації торфовищ під дією сільськогосподарського виробництва у системі землеробства на цих ґрунтах. Тому розробка і впровадження меліоративних заходів, направлених на поліпшення родючості малопотужних торфовищ та їхнього тривалого збереження є найважливішим завданням меліоративного землеробства.

Актуальність теми. Трансформація осушуваних, добре розкладених, з невеликим запасом органічної речовини торфово-глейових ґрунтів у органо-мінеральні є кінцевим ступенем меліорації боліт. Несвоєчасне застосування заходів фізичної консервації залишкового малопотужного торфового шару може призвести до перетворення їх у низькородючі ґрунти, які значною мірою залежні не тільки від погодних умов, а й від мінерального удобрення та потребують значних агротехнічних витрат на їхнє використання. Дослідження М.О. Тюленєва, М.М. Шевченка, С.Т. Вознюка, та інших учених показали досить високу ефективність структурної меліорації малопотужних торфовищ за допомогою глибокої меліоративної оранки, що забезпечувала створення органо-мінерального ґрунту, якому не загрожує повне «згорання» поверхневого горизонту торфу. За даними В.І. Бєлковського, О.І. Мурашка та інших такі заходи набули досить широкого розповсюдження в країнах Західної Європи та Білорусі, проте торфовища в них, як правило, підстилаються піщаною породою. У заплавах річок Лісостепу торф підстилається оґлеєним легким суглинком, а поглиблених досліджень за цих умов проводилося недостатньо. У зв'язку з цим проведення досліджень та розроблення заходів структурної меліорації неглибоких торфовищ з підстилаючою мінеральною оґлеєною породою є безперечно актуальним питанням, що вимагає додаткового дослідження в зоні Лісостепу.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є складовою частиною тематичного плану лабораторії землеробства на осушених землях ННЦ, Інститут землеробства УААН» і виконувалася згідно з НТП УААН на 2001-2005 рр. ` `Виробництво продукції на меліорованих землях'', завдання «Розробити енергозберігаючі, екологічно безпечні системи землеробства на осушених торфових землях Полісся і Лісостепу України» (номер державної реєстрації 0101U003852) та НТП УААН на 2006-2010 рр., Землеробство», за завданням, Розробити теоретичні основи та установити закономірності формування високопродуктивних агроценозів за різних систем землеробства на осушуваних ґрунтах» (номер державної реєстрації 0106U010356).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є обґрунтування доцільності проведення структурної меліорації осушуваних неглибоких торфовищ потужністю 45 - 50 см шляхом виорювання підстилаючого оглеєного легкого суглинку з наступним його змішуванням з органогенним горизонтом, що забезпечує створення органо-мінерального ґрунту та розроблення системи його мінерального удобрення і технології вирощування на них багаторічних злаково-бобових травосумішей.

Для досягнення цієї мети передбачалось вирішити такі задачі:

- виявити вплив плантажної оранки на 55 см з приорюванням до торфового шару підстилаючої мінеральної породи на водно-фізичні, агрохімічні властивості та біологічну активність створеного органо-мінерального ґрунту;

- визначити вплив змішування органогенного горизонту з підстилаючою мінеральною породою на продуктивність, ботанічний склад та якість багаторічної травосуміші;

- установити економічну, енергетичну ефективність та визначити екологічну оцінку використання торфово-глейових ґрунтів за різних способів обробітку та удобрення.

Об'єкт дослідження - процес створення органо-мінерального ґрунту шляхом проведення плантажної оранки на 55 см з приорюванням до торфу потужністю 45 см легкого оглеєного суглинку та особливості формування на них високопродуктивних багаторічних злаково-бобових травостоїв залежно від способу обробітку ґрунту та системи удобрення.

Предмет дослідження - плантажна оранка з приорюванням до торфу підстилаючого оглеєного суглинку, основні показники родючості органо-мінерального ґрунту, створення на них багаторічних злаково-бобових травостоїв та їхнє удобрення.

Методи дослідження - польовий і лабораторний з використанням хімічного - для визначення агрохімічних і агрофізичних показників родючості ґрунту; візуального і вимірювального - для установлення фенологічної змінності рослин, їхнього ботанічного складу, продуктивності та водного режиму ґрунту; електрофотометричний з використанням комп'ютерного забезпечення - для визначення у трав'яній масі вмісту органічних речовин та основних мінеральних елементів; математико-статистичний - для оцінювання вірогідності отриманих результатів досліджень і розрахунку енергетичної та економічної ефективності способів обробітку торфово-глейових ґрунтів.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше для заплавних осушуваних торфово-глейових ґрунтів Лісостепу встановлено оптимальне співвідношення змішування торфового шару з підстилаючою оглеєною мінеральною породою та обґрунтовано технологію створення органо-мінерального ґрунту:

- виявлено закономірності зміни водно-фізичних, агрохімічних та біологічних властивостей ґрунту за проведення плантажної оранки шляхом приорювання до торфу підстилаючого оглеєного суглинку;

- установлено особливість формування на новоствореному ґрунті видової структури злаково-бобового травостою і його впливу на продуктивність фітоценозу та якість корму.

Практичне значення одержаних результатів полягає в обґрунтуванні параметрів меліоративного обробітку неглибоких торфовищ, які забезпечують створення органо-мінерального ґрунту з досить високими показниками родючості, якому не загрожує втрата родючого орного шару ґрунту за повного розкладання поверхневого горизонту торфу.

Основні результати досліджень у 2008 р. пройшли виробничу перевірку і впроваджені на площі 10 га на полях Панфильської дослідної станції ННЦ «Інститут землеробства УААН» у заплаві р. Супій Яготинського району Київської області. Проведення плантажної оранки та удобрення забезпечили приріст урожайності 8 ц/га сухої маси багаторічних трав порівняно з існуючою технологією на осушуваних землях дослідного господарства.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем особисто узагальнено вітчизняну і світову літературу з визначеної проблеми, розроблено програму досліджень та проведено впровадження наукових розробок у виробництво; проведено значний обсяг польових і лабораторних досліджень. Публікації виконано самостійно та у співавторстві з рівною участю співавторів у виконаній роботі.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи оприлюднено та обговорено на науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів 29 - 30 листопада 2005 р., Новітні технології виробництва конкурентоспроможної продукції рослинництва» (Чабани, 2005 р.); науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів 17 - 29 листопада 2006 р., Енергозберігаючі технології в землеробстві за ринкових умов господарювання» (Чабани, 2006 р.); науковій конференції молодих вчених і спеціалістів 10 - 12 грудня 2007 р., Інноваційний розвиток систем землеробства та агротехнологій в Україні'' (Чабани, 2007 р.); засіданнях лабораторії землеробства на осушуваних землях ННЦ, Інститут землеробства УААН» та методичної комісії з питань землеробства та рослинництва ННЦ, Інститут землеробства УААН» (2005-2007 рр.)

Публікації. За темою дисертації опубліковано 7 наукових праць, з них 3 - у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаної літератури та додатків. Робота викладена на 180 сторінках комп'ютерного тексту, включає 26 таблиць, 7 рисунків і 6 додатків. Список використаної літератури містить 280 джерел, із них 15 - латинським шрифтом.

Зміст роботи

органогенний ґрунт глейовий травосуміш

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, розкрито суть наукової проблеми, сформульовано тему і завдання досліджень, показано зв'язок роботи з науковими програмами і темами, зазначено новизну одержаних результатів, їхнє практичне значення.

У першому розділі «Особливості ефективного використання осушуваних ґрунтів гумідної зони» узагальнено результати багаторічних досліджень вітчизняних та закордонних учених з питань ролі способів обробітку у створенні органо-мінерального ґрунту на неглибоких (45 - 50 см) торфових ґрунтах з метою збереження органогенного горизонту від повної мінералізації. Наведено дані щодо впливу способів обробітку на водно-фізичні показники, біологічну активність, поживний режим новоствореного ґрунту, врожайність багаторічної травосуміші та якість вирощеної продукції. На основі аналізу літературних джерел визначено актуальні питання досліджень та розглянуто доцільність проведення плантажної оранки з приорюванням до торфу підстилаючої мінеральної породи.

У другому розділі «Програма умови та методика проведення досліджень» наведено відомості про природні та господарські умови об'єкта та викладено методику проведення досліджень.

Дослідження проведено протягом 2005-2007 рр. у зоні Лісостепу України на заплавних осушуваних органогенних ґрунтах р. Супій Панфильської дослідної станції ННЦ «Інститут землеробства УААН», Яготинського району Київської області.

Стаціонарний дослід було закладено у 1998 році. Нами розпочато дослідження на сьомий рік вирощування багаторічної травосуміші із перезалуженням на половині ділянки у 2005 році. Торфовий ґрунт дослідної ділянки неглибокий (45 - 50 см), ґрунтовий розчин орного та підорного шарів має слаболужну реакцію (рН сольовий 7,4 - 7,6), торфовий шар ґрунту характеризується високим рівнем розкладу (55 - 60%), за ботанічним складом - осоково-гіпново-очеретяного походження з такими агрохімічними властивостями: щільність ґрунту - 0,490 - 0,520 г./см³, щільність твердої фази ґрунту

1,44 - 1,48 г./см³, повна вологоємність - 115 - 135%, зольність - 45%; валовий уміст (%): азоту - 1,9, фосфору - 0,4, калію - 0,17, вапна - 20. Вміст міді у торфі становить 2,5 мг на 1 кг ґрунту, що свідчить про недостатність її для нормального росту та розвитку сільськогосподарських культур. Підстилаючою материнською породою є оглеєні легкі суглинки з такою агрохімічною характеристикою: щільність ґрунту - 1,645 г./см³, щільність твердої фази ґрунту 2,45 г./см³, рН сольовий - 7,8, вміст СаСО₃ - 4%, валового азоту - 0,12%, фосфору - 0,1% і калію - 0,4%.

Погодні умови в роки проведення досліджень за основними показниками (температурний режим і кількість атмосферних опадів) різнилися і мали істотні відхилення від середніх багаторічних показників. Найбільше опадів за вегетаційний період випало у 2005 і 2006 рр. - 434 і 390 мм, за норми 327 мм, 2007 рік був посушливий, коли випало на 77% опадів менше від середньобагаторічної норми.

Дослідження проводили у стаціонарному досліді за схемою, наведеною у таблиці 4. Посівна площа ділянки досліду за добривами становить 20 м², облікова 16 м², загальна площа ділянки за обробітком ґрунту - 100 м², а площа всього досліду - 0,54 га. Повторність - триразова. Мінеральні добрива у формі аміачної селітри, суперфосфату та калійної солі вносили під багаторічну травосуміш відповідно N₆₀, Р₄₅ та К₁₂₀ навесні та після першого укосу трав.

У досліді висівали травосуміш у складі: стоколосу безостого 9 кг/га, тимофіївки лучної 6, костриці лучної 6 і конюшини лучної 4 кг/га схожого насіння. Такою ж травосумішкою проводили перезалуження у 2005 році.

Перед закладанням досліду та у 2005 році відбирали проби ґрунту для визначення валових запасів фосфору, калію, загального азоту, кислотності ґрунту, зольності, щільності ґрунту, повної вологоємності із шарів торфового ґрунту 0 - 10, 10 - 20, 20 - 30, 30 - 40 і 40 - 50 см - та мінерального - 50 - 60 і 60 - 70 см.

Облік урожайності проводили шляхом скошування і зважування зеленої маси багаторічних трав з усієї облікової ділянки. За період вегетації проводили три укоси трав. Перший - у фазі виколошування переважаючих видів трав, другий і третій - через 40 - 50 днів після попереднього скошування. Після кожного укосу відбирали рослинні зразки на ботанічний і біохімічний аналізи у триразовому повторенні. Ботанічний склад травостою визначали методом вагового аналізу із розбиранням пробних снопів масою 1,0 кг у свіжому вигляді у триразовій повторності (Г.А. Работнов, 1961).

Вміст у сухій масі врожаю органічних речовин та зольних елементів визначали методом спектроскопії на інфрачервоному аналізаторі NIR Systems 4500 з комп'ютерним забезпеченням; уміст сухої речовини в кожному укосі визначали висушуванням за температури 105⁰С до постійної маси.

Вологість ґрунту визначали термостатно-ваговим методом чотири рази за вегетацію в шарі ґрунту 0 - 30 і 30 - 50 см з використанням бура М.А. Качинського. Рівні ґрунтових вод заміряли через кожні 5 днів у водомірних колодязях на захисній смузі досліду на кожному варіанті з обробітку ґрунту.

Дихання ґрунту визначали інтенсивністю виділення СО₂ методом абсорбції за В.І. Штатновим. Інтенсивність дихання кореневої системи трав - за методом Бойсен-Ієнсена. Для перерахунку інтенсивності мінералізації органічної речовини використовували коефіцієнт 0,543, який відповідає 50,2% вуглекислого газу в органічній речовині ґрунту.

Відбирання ґрунту на агрохімічні аналізи (нітратний азот, фосфор і калій) проводили з орного (0 - 30) і підорного (30 - 50 см) шарів три рази за вегетацію (навесні, після першого укосу трав та в кінці вегетації). Вміст нітратного азоту визначали за методом Грандвальд-Ляжу з дисульфофеноловою кислотою, фосфор і калій - за Б.П. Мачигіним, з наступним визначенням фосфору колориметрично, калію - на полуменевому фотометрі.

Аналіз ґрунту на водно-фізичні показники відбирали чотири рази за вегетацію (навесні, після першого, другого укосів трав та в кінці вегетації) з орного (0 - 30 см) і підорного (30 - 50 см) шарів ґрунту. Питому масу (щільність твердої фази ґрунту) - визначали пікнометричним методом, об'ємну масу (щільність) ґрунту - ваговим методом за допомогою об'ємного циліндра (500 см³).

Математичне оброблення отриманих результатів досліджень проводили методом дисперсійного аналізу за Б.А. Доспєховим (1985).

Економічну ефективність вирощування багаторічної травосуміші розраховували згідно з загальними виробничими нормами та за обліком основних складових витрат на 01.01.2008 р.; енергетичну ефективність проводили за методикою О.К. Медведовського, П.І. Іваненка (1988).

У третьому розділі «Зміна агрофізичних та агрохімічних показників родючості неглибоких торфовищ залежно від їхнього обробітку та удобрення» наведено трансформацію водно-фізичних властивостей органо-мінерального ґрунту і зміну його біологічної активності та поживного режиму залежно від способів обробітку, удобрення та тривалості використання травостоїв.

Установлено, що для новоствореного органо-мінерального ґрунту важливою умовою родючості і надання йому спрямованого розвитку є оптимальне співвідношення у ґрунтовому профілі мінеральних і органічних компонентів (підстилаючого ґрунту і торфу).

Проведені дослідження показали істотні зміни у щільності орного (0 - 30 см) та підорного (30 - 50 см) шарів за різних способів обробітку ґрунту та удобрення (табл. 1).

За проведення плантажної оранки на 55 та 65 см з приорюванням до торфового шару 45 см, підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 та 16 - 18 см щільність органо-мінерального ґрунту в шарі 0-30 см підвищилася відповідно на 17,9 і 18,6%, а 30 - 50 см - на 43 і 45% порівняно з поверхневим обробітком ґрунту. За підвищення об'ємної маси ґрунту на цих варіантах зростає і його зольність в орному шарі на 16,0 та 30,1%, а в підорному - на 18,2 та 33,3% порівняно з поверхневим обробітком та оранкою на 25 - 27 см.

Таблиця 1. Водно-фізичні властивості ґрунту залежно від способів обробітку, середнє за 2005-2007 рр.

Подібну залежність спостерігали і за питомою масою новоствореного ґрунту. Так, приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см сприяло підвищенню її в шарі 0 - 30 см з 1,47 до 1,57 г./см³, а в підорному шарі (30 - 50 см) з 1,53 до 1,73 г./см³, тобто маса збільшується майже на 6,8 - 13,1%.

Підвищення об'ємної маси, питомої маси та зольності ґрунту можна пояснити тим, що під час приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи у торфовий ґрунт потрапляють мінеральні частки, тобто розпочалася активна трансформація торфово-глейового ґрунту в органо-мінеральний, що в свою чергу вплинуло на зниження повної вологоємності в орному (0 - 30 см) шарі ґрунту з 115% за поверхневого обробітку до 91 та 88% - за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 та 16 - 18 см. Спостерігали зниження повної вологоємності за цих способів обробітку ґрунту і у шарі 30 - 50 см відповідно до 83 - 78%, що на 35,2 та 39,1% нижче порівняно із поверхневим обробітком ґрунту.

Що стосується нижньої межі оптимальної вологоємності та найменшої вологоємності, які вираховували у відсотках від повної вологоємності ми установили, що приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см сприяло зниженню цих показників у шарі ґрунту 0 - 30 см на 20,3 і 20,7%, а у шарі 30 - 50 см - на 35,2 - 35,4%. Приорювання до торфового шару 45 см підстилаючої мінеральної породи 16 - 18 см призводило до зниження цих показників відповідно на 23,4 - 23,9% та 39,2 - 39,4% порівняно із поверхневим обробітком ґрунту.

Таким чином, проведення плантажної оранки із приорюванням до торфу підстилаючої мінеральної породи сприяє значному поліпшенню водно-фізичних властивостей органогенного ґрунту, що в кінцевому результаті сприяє підвищенню врожайності багаторічної травосуміші.

Установлено, що рівні ґрунтової води в сухі періоди вегетації 2005, 2007 рр. серпень - вересень знижувалися до 106 - 119 та до 114 - 120 см, а за інтенсивних дощів на початку вегетації у 2006 р. піднімалися до 28 - 30 см від поверхні ґрунту.

У період підняття ґрунтових вод близько до поверхні ґрунту у 2006 р. вологість активного шару торфового ґрунту перевищувала 80 - 90% повної вологоємності. У посушливі періоди у 2005, 2007 роках вологість ґрунту знижувалася до нижньої межі оптимальної вологості 48%. Аналізуючи вологість за різних способів обробітку ґрунту, слід відмітити, що найменші її показники були за оранки на 25 - 27 см. В цілому водний режим ґрунту був близький до оптимальних показників для росту й розвитку багаторічної травосуміші.

Виявлено, що найінтенсивніше розкладання лляного полотна (37,0 - 39,5%) відмічено на посівах багаторічних трав за повного мінерального удобрення і поверхневого обробітку ґрунту та оранки на 25 - 27 см. Проведення плантажної оранки на 55 см із приорюванням до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см сприяло зниженню розкладання лляного полотна до 23,9 - 31,7%. Внесення мінеральних добрив (N60Р45К120) забезпечило посилення розкладання лляного полотна на старосіяних луках за поверхневого обробітку на 10,6 - 34,9%, оранки на 25 - 27 см - 14,2 - 36,5% та за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см - на 29,2 - 52,2%, а на новоствореному травостої ці показники розкладання становили відповідно 19,0 - 36,6; 29,2 - 49,6 і 16,5 - 21,3%.

Дослідження за виділенням СО₂ із ґрунту (табл. 2) показали, що найбільша його кількість 11,3 кг/га за 1 годину виділялася з удобреного ґрунту під травами 1 - 2-го років вирощування на варіанті за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см у тому числі за рахунок кореневої системи - 7,4 кг/га.

Мінералізація органічної речовини, зі старінням травостою на неудобрених ділянках за приорювання до торфу 8 - 10 см підстилаючої мінеральної породи знижується з 9,3 т/га у 1 - 2-й роки вирощування до 7,8 т/га на 8 - 9-й роки вирощування, а на удобрених відповідно з 9,0 до 8,5 т/га. Накопичення органічної речовини за рахунок кореневих залишків має зворотну залежність, з проведенням плантажної оранки на 55 см на неудобрених ділянках вона становить 6,4 т/га і за внесення N₆₀Р₄₅K₁₂₀ - 7,3 т/га, проти цих показників за поверхневого обробітку відповідно 4,7 і 6,2 т/га.

Таблиця 2. Дихання ґрунту та баланс органічної речовини неглибокого торфовища, середнє за 2006-2007 рр.

Установлено, що найсуттєвіший вплив на накопичення нітратного азоту (табл. 3) в активному шарі ґрунту мало перезалуження травостою на сьомий рік вирощування. Найвищий його вміст (134,8 - 142,4 мг на 100 г. сухого ґрунту) відмічено на травах 1 - 2-го років вирощування за поверхневого обробітку ґрунту, що пов'язано з кращим засвоєнням рослинами молодого травостою. На травах 7 - 9-го років вирощування зі зниженням розкладання органічної речовини кількість нітратного азоту зменшується.

Таблиця 3. Вміст поживних речовин в шарі органо-мінерального ґрунту 0 - 30 см під посівами багаторічної травосуміші, мг на 100 г. сухого ґрунту, середнє за 2005-2007 рр.

Вміст рухомого фосфору на травах 1 - 2-го років вирощування за поверхневого обробітку та оранки на 25 - 27 см становив відповідно 4,9 та 8,1 мг на 100 г. сухого ґрунту. Після проведення плантажної оранки на 55 - 65 см шляхом приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 та 16 - 18 см його вміст у активному шарі ґрунту підвищувався пропорційно виораній породі (яка багата на вівіаніт) і відповідно становив 8,5 та 9,5 мг на 100 г. сухого ґрунту.

Що стосується живлення сільськогосподарських культур калієм, то найвищий його вміст у ґрунті (11,0 - 12,7 мг на 100 г. сухого ґрунту) відмічено у всіх варіантах досліду за внесення калійних добрив зі значним його зменшенням під кінець вегетації. Чіткої залежності за вмістом калію навесні на варіантах досліду не мали, але в кінці вегетації спостерігали тенденцію до підвищення цього елемента в ґрунті на варіантах з проведенням плантажної оранки з приорюванням до торфу підстилаючої мінеральної породи.

У четвертому розділі «Продуктивність багаторічної травосуміші та якість корму залежно від способів обробітку та удобрення» висвітлено вплив способів обробітку ґрунту, добрив та тривалості користування травостоїв на ботанічний склад та їх якість.

Аналіз ботанічного складу багаторічної травосуміші показав, що на його вміст у сіяному травостої значний вплив мають не тільки погодні умови вегетаційного та зимового періодів, а також і конкуренція між компонентами травостою та способи обробітку ґрунту і удобрення. Установлено, що продуктивне довголіття бобових трав невелике і з роками помітно знижується внаслідок конкуренції з боку злаків.

У конюшинно-злаковій травосуміші на торфово-глейовому ґрунті у всі роки досліджень провідну роль у формуванні травостою відігравали грястиця збірна та стоколос безостий, частка яких у 1 - 2-й роки користування становила 27 - 28%. Вагомий відсоток у ці роки займала також конюшина лучна - до 14 - 16% на варіантах з поверхневим обробітком та оранкою на 25 - 27 см, а за проведення плантажної оранки на 55 та 65 см з приорюванням до торфового шару 45 см підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 та 16 - 18 см її частка у травостої підвищується до 19 - 22%. На 7 - 9-й роки користування за помітного скорочення в сіяному рослинному угрупуванні менш довговічних і пристосованих до зональних і місцевих екологічних умов злаків та бобових (костриця лучна, тимофіївка лучна та конюшина лучна) участь грястиці збірної зросла до 34 - 36%, стоколосу безостого до 32 - 34%. Зі старінням травостоїв збільшувалася кількість несіяних злаків до 23 - 26% (тонконіг лучний, мітлиця біла, лисохвіст лучний та інш.) та різнотрав'я до 20 - 22%.

Найвищу врожайність бобово-злакового травостою 1 - 2-го року вирощування (табл. 4) в середньому за 2005-2007 рр. (151,2 ц/га абсолютно сухої маси) отримано за плантажної оранки на 55 см із приорюванням до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см та повного мінерального удобрення, а на травах 7 - 9-го років вирощування їхня продуктивність за ці ж роки знижувалася майже на 11% порівняно з молодими травами і становила 136,5 ц/га. Продуктивність бобово-злакової травосуміші 1-го року вирощування за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см та одного калійного удобрення становила 128,8 ц/га сухої маси, на 2-й рік відповідно

147,7 ц/га, а за цих же варіантів досліду на 8-й - 122,9 і на 9-й рік вирощування - 117,2 ц/га абсолютно сухої маси. Подібну залежність спостерігали за фосфорного та азотного удобрення. Установлено, що зі зменшенням глибини обробітку органогенного ґрунту продуктивність трав знижується, а триваліший період використання трав пришвидшує зниження продуктивності бобово-злакового травостою.

Таблиця 4. Урожайність багаторічних трав залежно від обробітку торфового ґрунту та удобрення, ц/га сухої речовини

Внесення фосфорних добрив за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см порівняно з поверхневим обробітком не забезпечувало приросту врожайності трав 1 - 2-го років вирощування, в той же час від внесення N₆₀ мали приріст урожайності майже 13%. Така залежність пов'язана зі збагаченням активного шару ґрунту виораним підстилаючим мінеральним ґрунтом, багатим на фосфорні сполуки. На травах 7 - 9-го років вирощування приріст урожайності трав від фосфору становив майже 36%, а від азоту - 21%, що свідчить про значне використання природних запасів фосфору в перші роки після збагачення торфового ґрунту підстилаючим оглеєним суглинком та наступною високою ефективністю внесених фосфорних добрив.

Найбільший вихід кормових одиниць (108,9 ц/га) отримано на ділянках за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см за повного мінерального удобрення на травах 1 - 2-го років вирощування, а найнижчий (44,0 ц/га) на травах - 7 - 9-го років вирощування за поверхневого обробітку ґрунту без внесення добрив. Водночас перезалуження травостоїв значно підвищує кількісний вихід сирого протеїну з гектара (на 10 ц/га) завдяки збільшенню бобових рослин у злаковому травостої.

Показники якості корму в абсолютній більшості варіантів досліду відповідають вимогам годівлі тварин. Якість вирощеної продукції за варіантами обробітку та удобрення залежала від тривалості вирощування травостою. Найменший вміст сирого протеїну (17,1 - 17,9%) було відмічено за поверхневого обробітку ґрунту без внесення мінеральних добрив. За внесення мінеральних добрив вміст його у рослинах збільшується до 18,6 - 21,5% залежно від способу обробітку ґрунті та віку травостою. За старіння травостоїв уміст сирого протеїну та білку в рослинах трав проявили тенденцію до зниження при зростанні вмісту сирої клітковини до 28,8 - 30,4%. Приорювання до торфового шару підстилаючої мінеральної породи на травостоях 1 - 2-го року вирощування сприяло підвищенню перетравності корму, що є результатом наявності бобових трав у молодих травостоях. Вміст фосфору у сухій масі корму за різних способів обробітку ґрунту та добрив знаходився у межах допустимої норми і становив 0,4 - 0,5%. Не менш важливе значення для рослин має калій, який становив у рослинах 2,1 - 2,6% на суху наважку, що відповідає зоотехнічним вимогам щодо вмісту його в кормі. Вміст калію в рослинній продукції понад допустимих норм (3%) у наших дослідах не спостерігали. Вміст сирого жиру в багаторічній травосуміші за роки досліджень показав, що на травостоях першого - другого років вирощування кількість його становила 2,0 - 3,7% у першому укосі, 3,0 - 4,0% - у другому і 3,9 - 4,6% - у третьому укосах.

Найвищий вміст сирої клітковини (35,0%) був у багаторічній травосуміші першого укосу за поверхневого обробітку ґрунту та внесення N₆₀P₄₅K₁₂₀. Проведення плантажної оранки на 55 - 65 см з приорюванням до торфу підстилаючої мінеральної породи 8-10 см та 16-18 см знижувало її вміст до 30,7 - 31,3%. Збільшення вмісту клітковини і жиру в кормі також спостерігали і з роками вирощування травостою. Важливим елементом, який бере участь у обмінних реакціях організму тварини є кальцій, вміст якого в сіні багаторічної травосуміші у більшості варіантів залежно від обробітку та удобрення знаходився в межах 0,39 - 0,80%, проте на деяких варіантах на травах 1 - 2-го років вирощування спостерігалося підвищення кальцію 1,0 - 1,38% за оптимально допустимої норми - 0,4 - 0,8%.

Загалом надземна маса травосуміші за роки досліджень була добре забезпечена поживними речовинами та мінеральними елементами і за загальним рівнем вмісту їх у кормі відповідала зоотехнічним нормам годівлі великої рогатої худоби.

Отже, приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи слід вважати важливим і водночас одноразовим заходом, який позитивно впливає на якість вирощеної продукції. Встановлено, що з поліпшенням водно-фізичних та агрохімічних властивостей ґрунту підвищується не тільки продуктивність вирощуваних рослин, а й покращується якість отриманої продукції.

У п'ятому розділі «Економічна, енергетична ефективність й екологічна оцінка використання торфово-глейових ґрунтів за різних способів обробітку та удобрення» наведено аналіз економічної, енергетичної ефективності та дано екологічну оцінку отриманим результатам досліджень.

Установлено, що найкращі показники економічної ефективності мали на травостоях 1 - 2-го років вирощування за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см та внесення повного мінерального добрива (N₆₀Р₄₅К₁₂₀) і одного калійного (К₁₂₀), на яких було отримано найвищий умовно чистий прибуток (5276 та 5267 грн/га). Подібну економічну ефективність спостерігали і на багаторічних травостоях 7 - 9-го років вирощування, лише з дещо меншими показниками 4073 - 4428 грн/га. До того ж за одного калійного удобрення на цих же варіантах обробітку мали найнижчу собівартість отриманого корму.

Загалом собівартість вирощеної продукції, як правило, прямо пропорційно залежала від внесених добрив. Найвищі її показники спостерігали за внесення повного мінерального добрива. Слід відмітити, що найнижчу собівартість корму мали на ділянках з приорюванням до торфу підстилаючої породи 8 - 10 см, що пов'язано з найвищими показниками врожайності трав. Подібну залежність спостерігали і за рентабельністю вирощування багаторічної травосуміші. Найвищі її показники (339%) мали на травостоях 1 - 2-го років вирощування за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см без внесення мінеральних добрив та 254% за внесення К₁₂₀ на травах 7 - 9-го років вирощування.

Проведенні розрахунки показують, що найбільший вихід обмінної енергії (176,03 ГДж/га) в умовах неглибоких торфовищ забезпечує бобово-злаковий травостій 1 - 2-го років вирощування за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см та внесення повного мінерального удобрення. Внесення ж окремо азотних, фосфорних і калійних добрив за цього ж способу обробітку ґрунту зменшує вихід обмінної енергії майже на 16, 39 і 10%, а на варіанті без внесення добрив вихід обмінної енергії знижувався на 39%. Найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності (11,2) мали за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 8 - 10 см на травостої 1 - 2-го років вирощування за внесення одного калійного добрива. В цілому ж зі старінням травостою простежується зниження коефіцієнта енергетичної ефективності на всіх варіантах досліду.

Основою ж оструктурювання неглибоких торфовищ є перемішування спрацьованого до критичних потужностей торфовища (45 - 50 см) з підстилаючою мінеральною породою, яка дає змогу, не знижуючи врожайності багаторічної травосуміші з мінімальними економічними витратами, створити новий тип осушуваного родючого ґрунту - органо-мінерального, якому не загрожує зникнення, що часто спостерігається з подібними органогенними ґрунтами, які є важливим екологічним фактором у ефективному та стабільному веденні землеробства на осушуваних землях.

Висновки

У дисертаційній роботі вирішено одне із завдань сучасного розвитку агровиробництва на торфово-глейових ґрунтах, установленні закономірності трансформації та розроблені рекомендацій з формування органо-мінерального ґрунту на неглибоких торфово-глейових ґрунтах, шляхом приорювання до торфу підстилаючого легкого оглеєного суглинку. Розроблено параметри системи основного обробітку мілких торфовищ, шляхом створення органо-мінерального ґрунту з високими показниками родючості, якому не загрожує втрата позитивних характеристик орного шару ґрунту за щорічного спрацювання поверхневого горизонту торфу.

1. Установлено, що плантажна оранка на 55 см з приорюванням до шару 45 см торфу підстилаючої мінеральної породи товщиною 8 - 10 см та їх перемішування забезпечила істотні зміни водно-фізичних властивостей новоствореного ґрунту: щільність орного шару ґрунту підвищується на 17,9%, підорного - на 43%, питома маса відповідно - на 6,8 та 13,1%, зольність - на

16,0 - 18,2%, спостерігається тенденція до зниження вологоємності ґрунту на 20,9 і 35,1% порівняно до торфовищ за поверхневого обробітку ґрунту.

2. Дослідженнями виявлено, що приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи спричиняє зменшення біологічної активності створеного органо-мінерального ґрунту. Найінтенсивніше розкладання лляного полотна відбувається за поверхневого обробітку ґрунту та оранки на 25 - 27 см і в середньому за вегетацію на травах 9-го року вирощування становить відповідно на варіанті без внесення добрив 33,1 - 34,6%, проти 18,5% за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи товщиною 8 - 10 см. Внесення повного мінерального удобрення (N₆₀Р₄₅К₁₂₀) забезпечує підвищення розкладання лляного полотна до 10,6 - 14,2%. Інтенсивність розкладання лляного полотна з роками користування травостоєм за плантажної оранки знижується і на 8 - 9-й роки досліджень становить 20,1 - 18,5% проти 27,2 - 21,7% на травостоях 1 - 2-го років вирощування.

3. Дослідженнями встановлено, що на варіантах без добрив за поверхневого обробітку ґрунту та оранки на 25 - 27 см мінералізація торфу складає 8,7 і 9,6 т/га, а приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи товщиною 8 - 10 см обумовлює її зниження на 8 - 9-й роки досліджень до 7,8 т/га. Інтенсивність мінералізації органічної речовини з роками вирощування травостою знижується з 9,0 - 9,3 т/га на травостоях 1 - 2-го років та до 7,8 - 8,5 т/га на травостоях 8 - 9-го років вирощування.

4. Установлено, що найдефіцитнішим елементом живлення на осушуваних торфовищах, є калій. Щорічне його внесення під посіви багаторічних трав у дозі К₁₂₀ не забезпечує істотного підвищення вмісту його обмінних форм у ґрунті. Приріст урожайності бобово-злакової травосуміші в середньому за три роки від внесених калійних добрив становить на травах 7 - 9-го років вирощування за поверхневого обробітку ґрунту майже 43%, оранки на 25 - 27 см - 45%, приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи товщиною 8 - 10 см -

61% і за приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 16 - 18 см - 58% порівняно з варіантами без внесення добрив, а на травах 1 - 2-го років вирощування відповідно 34, 44, 34 і 45%.

5. Внесення фосфорних добрив по різному впливало на продуктивність багаторічної травосуміші. У середньому за три роки досліджень приріст урожайності від внесених фосфорних добрив на травах 1 - 2-го років вирощування за поверхневого обробітку ґрунту складає близько 19,4%, за оранки на 25 - 27 см - 27%, приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи товщиною 8 - 10 см - 5% і приорювання до торфу підстилаючої мінеральної породи 16 - 18 см - 11%, а на травостоях 7 - 9-го років вирощування відповідно - 6, 0, 26 і 7%, що свідчить про можливість зменшення доз внесення фосфорних добрив на старосіяних травостоях.

6. Ботанічний склад травостою істотно змінюється від способів обробітку ґрунту та тривалості вирощування багаторічних сіяних трав і удобрення. Високу частку сіяні трави займають у 1 - 2-й роки їх вирощування, де злакові складають до 67%, конюшина лучна до 22%, а несіяні злаки - 5 - 15% та різнотрав'я -

7 - 9%. У травостоях 7 - 9-го років вирощування конюшина лучна випала з травостою, а також значно зменшилася частка тимофіївки лучної та костриці лучної. У цей період основу травостою складала грястиця збірна (27 - 36%) та стоколос безостий (25 - 32%).

7. Найпродуктивнішою виявилась багаторічна травосуміш в 1 - 2-й роки їхнього вирощування за повного мінерального удобрення (N₆₀Р₄₅К₁₂₀), урожайність травостою за проведення структурної меліорації торфовища становить 141,2 - 151,2 ц/га, на 7-9-й роки вирощування - 130,6 - 136,5 ц/га сухої речовини, а на неудобрених травостоях відповідно 91,9 - 103,1 та 70,2 - 72,0 ц/га. До того ж і найвищі показники якості корму мали трави 1 - 2-го років порівняно з травами 7 - 9-го років вирощування.

8. Визначено, що найбільший умовно чистий прибуток (5267 - 5276 грн/га) з рівнем рентабельності 224 - 312% і збором обмінної енергії 176,03 -

160,96 ГДж/га забезпечує плантажна оранка на 55 см з приорюванням до торфу підстилаючого суглинку товщиною 8 - 10 см за внесення N₆₀Р₄₅К₁₂₀ та К₁₂₀. Поглибивши оранку до 65 см за цих варіантів удобрення вихід обмінної енергії знижується відповідно на 6 - 4%, а умовно чистий прибуток на 6 - 10% за зростання собівартості кормових одиниць на 5 - 7%.

Рекомендації виробництву

1. Для збереження та підвищення родючості неглибоких (45 - 50 см) карбонатних осушуваних торфових ґрунтів Лісостепу слід проводити плантажну оранку на 55 см з приорюванням до торфу підстилаючої мінеральної породи (оглеєний легкий суглинок) товщиною 8 - 10 см, яка поліпшує водно-фізичні і поживні характеристики органо-мінерального ґрунту з наступним залуженням багаторічною травосумішкою у складі стоколосу безостого - 9 кг, тимофіївки лучної - 6, костриці лучної - 6 та конюшини лучної - 4 кг насіння на 1 га. Така технологія забезпечує екологічно збалансований та стабільний стан ефективного використання неглибоких торфовищ і є кінцевим заходом осушуваних меліорацій.

2. На сформованому бобово-злаковому травостої доцільно щорічно вносити повне мінеральне добриво (N₃₀₊₃₀Р₄₅К₆₀₊₆₀) з наступним його перезалуженням на 7 - 9-й роки використання, що забезпечує приріст урожайності трав відносно контролю (без добрив) близько 65,0 ц/га сухої маси.

Список літератури

1. Слюсар І.Т. Вплив основного обробітку та удобрення торфово-глейового ґрунту на врожайність багаторічної травосумішки / І.Т. Слюсар, В.О. Сербенюк // Зб. наук. праць ННЦ «Інститут землеробства УААН» - К.: ЕКМО, 2008. - Вип. 3 - 4. - С. 3 - 7. (Особистий внесок: проводив експериментальні дослідження, обраховував результати досліджень, формував висновки - 75%).

2. Слюсар І.Т. Урожайність багаторічної травосуміші залежно від основного обробітку мілкого торфу та добрив / І.Т. Слюсар, В.О. Сербенюк // Зб. наук. праць ННЦ, Інститут землеробства УААН'' - К., 2008. - Вип. 3 - 4. - С. 3 - 7. (Особистий внесок: узагальнював результати досліджень, формував висновки - 70%).

3. Сербенюк В.О. Вплив оструктурювання торфових ґрунтів на їх водно-фізичні та агрохімічні показники / В.О. Сербенюк // Зб. наук. праць Уманського держ. аграр. ун. Частина 1. «Агрономія». - Умань, 2008. - Вип. 67. - С. 68 - 73.

4. Сербенюк В.О. Особливості використання торфово-глейових ґрунтів / В.О. Сербенюк // , Новітні технології виробництва конкурентноспроможної продукції рослинництва'': Мат. наук.-прак. конф. молодих вчених і спеціалістів, Інст. земл. УААН (29 - 30 листопада 2005 року). - К., 2005. - С. 9 - 10.

5. Сербенюк В.О. Урожайність багаторічних травосумішок залежно від удобрення та оструктурювання торфовищ / В.О. Сербенюк // , Енергозберігаючі технології в землеробстві за ринкових умов господарювання»: Мат. наук.-прак. конф. молодих вчених і спеціалістів (27 - 29 листопада 2006 року). - К., 2006. - С. 80 - 81.

6. Сербенюк В.О. Вплив меліоративного обробітку торфово-глейового ґрунту на його поживний режим при вирощуванні лучних трав / В.О. Сербенюк // , Інноваційний розвиток систем землеробства та ...