Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний науковий центр

“Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н.Соколовського”

УДК 631.85:631.615

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Фосфатний режим торфових низинних ґрунтів та ефективність фосфорних добрив під багаторічними травами

06.01.04 - агрохімія

Сало Лариса Віталіївна

Харків - 2009

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Ленінградському сільськогосподарському інституті Міністерства сільського господарства СРСР та Національному науковому центрі «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського» Української академії аграрних наук.

Науковий керівник:

доктор сільськогосподарських наук, професор Єфімов Віктор Никифорович, Санкт-Петербургський державний аграрний університет, завідувач кафедри агрохімії та екології;

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Лісовий Микола Вікторович, Національний науковий центр “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н.Соколовського”, завідувач лабораторії моделювання та управління хімізацією.

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор Носко Борис Семенович, Національний науковий центр “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”, головний науковий співробітник лабораторії агрохімії;

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Сирий Микола Михайлович, Харківський національний аграрний університет ім. В.В.Докучаєва, доцент кафедри агрохімії.

Захист відбудеться “7” жовтня 2009 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.354.01 у Національному науковому центрі “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н.Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного наукового центру “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н.Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків, вул.. Чайковського, 4.

Автореферат розісланий “4” вересня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради О.Ф. Павленко.

Загальна характеристика роботи

Більшість торфових ґрунтів характеризується низькою забезпеченістю рухомими формами фосфору внаслідок акумуляції даного елемента в складних, недоступних для живлення рослин органічних сполуках.

Оптимізація фосфатного режиму торфових ґрунтів можлива завдяки застосуванню фосфорних добрив. Систематичне внесення фосфорних добрив супроводжується накопиченням фосфатів і змінами фосфатного стану ґрунтів. В зв'язку з цим важливим є дослідження особливостей формування фосфатного режиму торфових низинних ґрунтів залежно від рівня їх забезпеченості рухомими сполуками фосфору.

Актуальність теми. Після осушення торфових низинних ґрунтів та вироблення торфу звільняються значні площі, які доцільно використовувати в сільськогосподарському виробництві. Але ці ґрунти можуть бути високопродуктивними лише після їх рекультивації. В першу чергу це відноситься до оптимізації режимів живлення рослин за рахунок застосування макро- і мікродобрив. З літературних даних відомо, що торфом ґрунти позитивно реагують на калійні добрива та мікроелементи, особливо мідні добрива. Питання фосфатного режиму торфових низинних ґрунтів вивчені недостатньо. Ці ґрунти характеризуються низькою забезпеченістю рухомими сполуками фосфору, значна частина яких знаходиться в органічній формі. Вивчення природного стану фосфатного режиму торфових низинних ґрунтів та його змін під впливом внесення фосфорних добрив є актуальним як для західної нечорноземної зони Росії, так і для поліської зони України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась в межах тематики кафедри агрохімії Ленінградського сільськогосподарського інституту (нині Санкт-Петербурзький державний аграрний університет) „Оцінка родючості ґрунтів та екологічного стану агроландшафтів в умовах антропогенного впливу” (№ ДР 01.200.11.2637), а саме завдань: „Розробити теорію кінетики сорбції-десорбції фосфору торфовими ґрунтами; виявити роль окремих компонентів (...окислів Fe, Al та Ca) в сорбції фосфору; вивчити трансформацію фосфору добрив в ґрунтах кислого ряду; визначити реакцію сільськогосподарських культур на удобрення”, де автор була безпосереднім виконавцем досліджень.

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження - вивчити особливості формування фосфатного режиму торфових низинних ґрунтів залежно від застосування фосфорних добрив, обґрунтувати рекомендовані норми їх внесення при вирощуванні багаторічних трав.

Відповідно до мети вирішували такі завдання:

- вивчити трансформацію фосфатного фонду торфових низинних ґрунтів під впливом фосфорних добрив залежно від забезпеченості ґрунту рухомими сполуками фосфору;

- визначити фосфатну ємність вбирання і дослідити питання кінетики сорбції фосфат-іонів торфовими низинними ґрунтами;

- виявити вплив зростаючих доз фосфорних добрив на урожай і якість багаторічних трав в умовах торфових низинних ґрунтів з різним фосфатним рівнем;

- встановити характер динаміки надходження фосфору добрив і коефіцієнти використання фосфору злаковими травами;

- встановити оптимальні дози фосфорних добрив під багаторічні трави залежно від рівня забезпеченості ґрунту рухомими сполуками фосфору.

Об'єкт дослідження - закономірності впливу систематичного внесення добрив на поживний режим торфових ґрунтів та їх продуктивність.

Предмет дослідження - фосфатний режим торфових низинних ґрунтів залежно від застосування фосфорних добрив та їх вплив на врожайність багаторічних трав.

Методи дослідження - для досягнення поставленої мети використовували наступні методи досліджень: польовий - в умовах стаціонарних дослідів, закладених на осушеному масиві болота „Літошицьке”; аналітичні (визначення агрохімічних показників ґрунту); радіохімічний з використанням ³³Р (дослідження сорбції фосфору ґрунтами, вивчення міграції внесеного фосфору в профілі ґрунту, визначення коефіцієнтів використання фосфору); статистичні - дисперсійний, кореляційний (визначення достовірності даних, виявлення кореляційних залежностей); біохімічний (якісний аналіз сіна багаторічних трав); порівняльно-розрахунковий (обчислення економічної та біоенергетичної ефективності добрив).

Наукова новизна одержаних результатів полягає в обґрунтуванні необхідності застосування фосфорних добрив на торфових низинних ґрунтах. Вперше для західної нечорноземної зони Росії та поліської зони України встановлена трансформація фосфору добрив для основних груп ґрунтових фосфатів залежно від рівня забезпеченості ґрунту фосфором, яка свідчить про невисоку швидкість ретроградації фосфатів в торфових низинних ґрунтах і збільшення розчинності сполук фосфору при внесенні добрив; встановлено закономірності сорбції-десорбції фосфатів в торфових низинних ґрунтах залежно від фосфатного рівня та глибини шару ґрунту (з використанням радіоізотопної мітки ³³Р), які підтверджують високу швидкість фіксації внесеного фосфору; вивчена міграція внесеного фосфору добрив у профілі торфового ґрунту різного рівня фосфатної забезпеченості (з використанням радіоізотопної мітки ³³Р), в результаті чого встановлено, що міграційна здатність внесених фосфатів залежить від їх кількості та часу взаємодії з ґрунтом; встановлена динаміка надходження фосфору добрив у рослини протягом вегетації трав залежно від скошувань (з використанням радіоізотопної мітки ³³Р), що дає можливість точно встановити оптимальні строки внесення фосфорних добрив.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі проведених досліджень встановлено оптимальні дози фосфорних добрив під багаторічні трави на торфових низинних ґрунтах з урахуванням різного фосфатного рівня. Розробки впроваджували в дослідному господарстві „Світязь” Шацького району Західного Полісся України на низинних торфових ґрунтах площею 135 га. Внесення фосфорних добрив в оптимальних дозах (60-90 кг/га діючої речовини) забезпечило приріст урожайності сіна від 12,4 до 25,5 ц/га порівняно до контрольного варіанту (без добрив), що підтверджується актом впровадження.

Особистий внесок здобувача полягає у розробці наукової гіпотези, програми і методики досліджень, самостійному виконанні всіх польових та лабораторних досліджень, відборі зразків ґрунту та рослин, виконанні аналітичних робіт, в тому числі з радіоізотопом ³³Р. Автором систематизована наукова література, проаналізовані та обґрунтовані отримані експериментальні дані, виконана їх статистична обробка з використанням сучасних програмних засобів. Основні наукові положення, висновки і рекомендації виробництву сформульовано автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень оприлюднено на наукових конференціях науково-педагогічних працівників Ленінградського сільськогосподарського інституту (Ленінград-Пушкін, 1988-1990), конференції молодих вчених Свердловського сільськогосподарського інституту (Свердловськ, 1990), конференції молодих вчених Українського науково-дослідного інституту ґрунтознавства і агрохімії (Харків, 1998), щорічних конференціях науково-педагогічних працівників Кіровоградського національного технічного університету (Кіровоград, 1998-2009), Міжнародній науковій конференції, присвяченій 80-річчю Кіровоградського національного технічного університету (Кіровоград, 2009), Міжнародній науковій конференції, присвяченій пам'яті та 80-річчю з дня народження професора В.Н.Ефімова (Санкт-Петербург, 2009).

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 7 наукових праць, з них 4 у фахових виданнях, затверджених ВАК України та 1 у фаховому виданні, затвердженому ВАК Російської Федерації.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційну роботу викладено на 172 сторінках, з них 130 сторінок основного тексту. Робота складається зі вступу, шести розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел та додатків. Роботу ілюстровано 27 рисунками та 24 таблицями. Список використаних джерел нараховує 250 найменувань, з них 36 латиницею.

Основний зміст роботи

Фосфатний фонд торфових низинних грунтів і його зміни внаслідок сільськогосподарського використання (огляд літератури)

В розділі наведено аналіз наукової літератури (Chang S.C., 1958; Рачинский В.В., 1962; Kaila Armi, 1963; Скрынникова И.Н., 1974; Фокин А.Д., 1974; Гинзбург К.Е., 1981; Fardeu J.C., 1981; Kuo S., 1988) з питань вивчення фосфатного режиму ґрунтів в часі і просторі. Представлені дослідження в Росії (Ефимов В.Н., 1986; Донских И.Н., 1981; Касицкий Ю.И., 1991), Білорусі (Бельский Б.Б., 1975; Кулаковская Т.Н., 1974; Іванов С.Н., 1981) а також в Україні (Носко Б.С., 1998; Вознюк С.Т., 1970; Трускавецький Р.С., 1993; Сирий М.М., 1997), в яких доведено, що фосфор, внесений з добривами, здійснює ряд перетворень, які залежать від типу ґрунту, кількості добрив та часу взаємодії їх з ґрунтом.

Виявлено, що питання сорбції і трансформації фосфорних добрив в ґрунтах з різним фосфатним рівнем вивчені недостатньо. Відсутня інформація про динаміку надходження фосфору в рослини в процесі онтогенезу. Характер міграції фосфору добрив у профілі торфових низинних ґрунтів вимагає уточнення. Ці та інші положення обґрунтовують основні напрями досліджень даної дисертаційної роботи.

Об'єкти, умови та методи досліджень

Дослідження проводили на торфових низинних ґрунтах осушеного масиву болота “Літошицьке” Ленінградської області, ділянка площею 1,2га. На момент дослідження після зняття верхньої частини торфовища товщина шару торфу на ділянці складала 0,6 м. Досліджувані ґрунти характеризувались наступними показниками (табл. 1)

Таблиця 1 Фізико-хімічна характеристика торфового низинного ґрунту

Зольний склад торфового ґрунту представлений окислами кремнію, кальцію та півтораоксидами. фосфорний урожай трава ґрунт

Польові дослідження проводили на ґрунтах з низькою, середньою та високою забезпеченістю рухомим фосфором, (20,5, 53,2 та 105,0 мг Р₂О₅/100г ґрунту відповідно). Низька забезпеченість відповідала природному рівню, середня і висока були створені штучно шляхом внесення 280 і 850 кг/га Р₂О₅ фосфорних добрив. Схема польового досліду складалася з 7 варіантів у чотириразовій повторності: 1.N₁₂₀K₁₈₀ - фон, 2.Фон +Р₃₀, 3.Фон + Р₆₀, 4.Фон + Р₉₀, 5.Фон + Р₁₂₀, 6.Фон + Р₁₅₀, 7.Фон + Р₁₈₀. Загальна площа ділянки 100м², облікова 76м². Вирощували сумішку тимофіївки лучної і стоколосу безостого. Мінеральні добрива вносили у вигляді подвійного суперфосфату, аміачної селітри і хлористого калію. Для характеристики ґрунту проведені аналізи: ботанічний склад и ступінь розкладу торфу - мікроскопічним методом; об'ємна маса - ваговим методом; зольність - методом мокрого озолення; обмінна кислотність - потенціометрично; гідролітична кислотність - за Каппеном; сума увібраних основ - за Каппеном; ступінь насиченості ґрунту основами - розрахунковим методом; валовий фосфор - методом мокрого озолення за Гінзбург; рухомі форми фосфору і калію - за Кірсановим; загальний вуглець і азот - за Анстетом; фракційний склад фосфатів методом Chang S. C., Jackson M. Z. в модифікації Аскіназі, Гінзбург, Лєбєдєвої; зольний аналіз торфу; ємність поглинання фосфору - за Аскіназі, Гінзбург. Загальний вміст азоту, фосфору, калію в рослинних зразках - методом мокрого озолення за Гінзбург; повний зоотехнічний аналіз кормів.

Мікропольовий дослід з метою встановлення коефіцієнтів використання фосфору ґрунту і добрив та міграційної здатності внесеного фосфору у профілі торфового ґрунту проводили в польових умовах на ділянках з низькою і високою забезпеченістю рухомими фосфатами. Добрива вносили у поліетиленові посудини з ґрунтом у вигляді розчину аміачної селітри, хлористого калію і монофосфату кальцію, міченого радіоактивним ізотопом ³³Р. Облік врожаю проводили за скошуваннями. Зразки ґрунту з посудин відбирали через 2 см до глибини 12 см, потім через 5 см до 25 см. У зразках рослин і ґрунту визначали вміст валового фосфору та його рухомих форм, а також питому активність на лічильнику УМФ-1500.

Вегетаційний дослід проводили для вивчення динаміки надходження фосфору в рослини. Досліджувана культура - райграс однорічний. В посудини вносили розчин монофосфату калію, мічений ³³Р, і фонові добрива.

В лабораторних дослідженнях вивчали сорбційні властивості торфового ґрунту по відношенню до фосфат-іонів і трансформацію фосфору добрив. В якості реагуючого розчину застосовували одномолярний розчин монофосфату калію, міченого радіоактивним ізотопом ³³Р. Активність зразків визначали на лічильнику УМФ-1500. Фосфор вносили з розрахунку 2мг Р₂О₅ на 1г сухого торфу. В зразках визначали валовий фосфор, його рухомі форми і фракційний склад фосфатів за методом Chang S. C., Jackson M. Z.

Фосфатний режим торфових низинних грунтів

Валовий вміст фосфору в торфових низинних ґрунтах і форми його акумуляції. Аналіз початкового стану досліджуваних ґрунтів показав, що запаси валового фосфору у ньому незначні - 2,4 т/га в шарі 0-60 см. Майже половина їх (45,7%) зосереджена у верхній кореневмісній частині профілю, як результат біогенного характеру накопичення фосфору. Вміст валового фосфору в профілі досліджуваного ґрунту знаходиться в межах 0,17-0,26 %, зменшуючись з глибиною (табл. 2).

За результатами фракційного аналізу 60,9-64,5% валового фосфору представлено органічними сполуками і фосфатами залишку. Мінеральні форми фосфору складають фосфати заліза, частка найбільш доступних рихлозв'язаних фосфатів кальцію становить лише 5%, тобто основна частина валового фосфору знаходиться у формі складних, важкодоступних для рослин сполук.

Таблиця 2 Вміст валового фосфору і форм його акумуляції в торфових низинних ґрунтах

Зміни вмісту валового фосфору і форм його акумуляції в торфових низинних ґрунтах при одноразовому внесенні фосфорних добрив. Високі дози фосфору 280 і 850 кг/га Р₂О₅, внесені одноразово, сприяли підвищенню вмісту валових фосфатів. Найсуттєвіші зміни даного показника відбулися у верхньому десятисантиметровому шарі ґрунту. Порівняно до початкового вмісту (260 мг/100г ґрунту) їх рівень на ділянках 2 і 3 зріс до 375 і 500мг/100г ґрунту, крім того, простежувалась міграція внесених добрив по всій глибині ґрунтового профілю (табл. 3).

Зміни у фракційному складі ґрунтових фосфатів свідчать про підвищення вмісту розчинних фосфатів на ділянках 2 і 3, в основному за рахунок мінеральних форм, відповідно 92,7-221,3 та 105,6-330,0 мг/100г ґрунту порівняно до 63,9-102,2 на неудобреній ділянці.

За три роки сільськогосподарського використання без подальшого застосування фосфорних добрив відбулося зниження вмісту валового фосфору. Різниця у шарі ґрунту 0-10см була найбільш помітною і склала на ділянках 1, 2 і 3 відповідно 40, 50 і 125 мг/100г.

Зменшення показників відбулося за рахунок втрат найбільш цінних форм ґрунтового фосфору -мінеральні фосфати зменшились на ділянці 1 на 29 мг/100г ґрунту (від 102,2 до 73,2 мг/100г), на ділянці 2 знизилися на 37,6 мг/100г, на ділянці 3 - на 106,9 мг/100г. Вміст розчинних органічних фосфатів теж зменшився.

Таблиця 3 Вміст валового фосфору і форм його акумуляції в торфовому ґрунті при одноразовому внесенні фосфорних добрив

Зміни вмісту валового фосфору і форм його акумуляції в торфових низинних ґрунтах при щорічному застосуванні фосфорних добрив. Щорічне застосування 180 кг/га Р₂О₅ протягом трьох років підвищувало валовий вміст ґрунтових фосфатів на всіх трьох ділянках максимально у верхній частині профілю. Зростання даного показника обернено пропорційне забезпеченості ґрунту фосфором - приріст вмісту фосфору на ділянці 1 склав 115 мг/100 г, на ділянці 2 - 75 мг/100 г, на ділянці 3 - 50 мг/100 г ґрунту. Спостерігається також міграція внесених добрив у профілі ґрунту (табл. 4).

За три роки внесення добрив у груповому складі ґрунтових фосфатів на всіх трьох ділянках збільшився вміст розчинних органічних фосфатів - найближчого резерву живлення рослин. Вміст мінеральних форм фосфатів збільшився на всіх агрохімічних фонах.

Внесені фосфати закріпились у залишку, який теж можна вважати дальнім резервом у подальшому використанні фосфору.

Таблиця 4 Вміст валового фосфору і форм його акумуляції в торфовому ґрунті при щорічному внесенні фосфорних добрив

Вплив фосфорних добрив на сезонну динаміку рухомих ґрунтових фосфатів і ступінь їх рухомості. Вміст рухомого фосфору на момент початку досліджень у шарі 0-30см складав на ділянці 1 - 19,6мг/100г ґрунту, на ділянці 2 - 39,8 та на ділянці 3 - 91,1мг/100г ґрунту.

Застосування фосфорних добрив протягом трьох років на ділянці 1 викликало приріст вмісту рухомого фосфору на 0,7-44,1мг/100г ґрунту. Внесення Р₃₀ на ділянці 2 виявилось недостатнім для збільшення даного показника. Лише внесення 60 кг/га і вище викликало приріст рухомих фосфатів на 3,9-34,9мг/100г. А на високозабезпеченому фоні ефективним було внесення лише двох найбільших із досліджуваних доз, яке викликало приріст вмісту рухомого фосфору на 9,7-20,2 мг/100г ґрунту.

Аналіз даних показав залежність рівня рухомого фосфору від гідротермічних умов року і врожайності багаторічних трав - максимум вмісту спостерігався на початку вегетації трав, як наслідок підвищення мобілізаційних процесів у весняний період, мінімум відповідав періодам інтенсивного росту рослин та посушливим періодам.

Дослідження показали, що слабозабезпечені фосфором торфові низинні ґрунти характеризуються невисоким ступенем рухомості фосфатів, а при високій фосфатній забезпеченості ґрунту фактор інтенсивності зростає в 1,7-4,7 рази.

Внесення фосфорних добрив також підвищувало даний показник у верхньому шарі ґрунту на слабозабезпеченому фоні від 1,80 до 7,55 мг/л, на високозабезпеченому фоні від 4,2 до 30,0 мг/л, що пов'язано з перебудовою фосфатного фонду і підвищенням вмісту рухомого фосфору.

Міграція фосфору добрив за профілем торфового низинного ґрунту. Вивчення вертикальної міграції внесеного фосфору в торфових низинних ґрунтах з використанням ³³Р показало, що при внесенні невеликої кількості солі фосфорної кислоти міграційні процеси незначні. Через 45 днів після внесення 43% внесеного фосфору в ґрунті слабозабезпеченої фосфором ділянки і 22,4% в ґрунті ділянки з високим фосфатним рівнем закріпилося у шарі 0-2см (табл. 5).

Таблиця 5 Міграція внесеного фосфору в профілі торфового низинного ґрунту

Через 90 днів після внесення у шарі 0-4см було зафіксовано 57,3-44,5% внесеного фосфору.

Процеси пошарового закріплення внесеного фосфору на фоні підвищеного фосфатного рівня відбувалися більш поступово, а з глибини 15см ситуація на обох ділянках була аналогічною. Вищий відсоток фіксації був при меншій забезпеченості фону фосфором.

Сорбція фосфатів торфовими низинними грунтами

Кінетика сорбції фосфат-іонів торфовими низинними ґрунтами. Торфові низинні ґрунти характеризуються досить високою швидкістю фіксації внесеного фосфору а також залежністю цього процесу від вмісту фосфору в ґрунті. Вже в перші 30 секунд взаємодії поглинається від 42 до 77% внесеного фосфору.

Більш інтенсивно поглинання відбувається в ґрунті з низьким фосфатним рівнем і складає від 60 до 77%. Проте, в наступні 2 хвилини кількість увібраних фосфатів знижується до 56-68%, що свідчить про десорбцію надлишку увібраних фосфатів. В ґрунті з високим фосфатним рівнем загальна кількість увібраного фосфору значно нижча - в перші 30 секунд вона досягає лише 42-56%. Очевидною є залежність характеру поглинання від глибини досліджуваного шару. Найбільш помітні перетворення відбуваються в шарі 5-10см, найменш різкі на глибині 10-20см.

Отримані ізотерми мають схожий характер і підтверджують наявність двох стадій сорбції - швидкої та повільної. Швидка стадія триває від 30 секунд до 5 хвилин і є наслідком поверхневих адсорбційних реакцій, в цей час поглинається більш як 80% внесеного фосфору. Крім того, на цій стадії поряд із сорбцією спостерігається десорбція поглинутих фосфатів, чого не відбувається в наступні періоди. Повільна стадія триває від 10 хвилин до кількох діб і є наслідком внутрішньої дифузії. Встановлення сорбційної рівноваги залежить від фосфатного рівня ґрунту. На слабозабезпеченій фосфором ділянці рівновага настає швидше, фактично через 10 хвилин, тоді як на ділянці з високим фосфатним рівнем лише через добу.

Трансформація фосфору добрив в торфових низинних ґрунтах. Як показали результати, процес трансформації внесених фосфатів починається практично з першої доби компостування -вміст практично всіх фракцій збільшився, за виключенням органічних та відновлено-розчинних залізофосфатів (табл. 6).

Протягом тижня встановлене помітне збільшення мінерального фосфору за рахунок найбільш рухомої фракції рихлозв'язаних фосфатів (приріст сягає 43%). Через тиждень встановлено рівновагу між основними фракціями ґрунтових фосфатів, яка зберігалася протягом трьох місяців. З часом посилилась необмінна фіксація, про що свідчить збільшення вмісту залишкових фосфатів. Однак, темпи необмінного поглинання невеликі - підвищення рівня залишкових фосфатів досягає 29% лише через півроку, що свідчить про повільні та слабо виражені процеси окристалізації рухомих сполук фосфору та тривалу доступність їх для рослин.

Таблиця 6 Фракційний склад ґрунтових фосфатів залежно від часу взаємодії з фосфорними добривами

Фосфор, внесений з добривами, в досліджуваних низинних торфових ґрунтах переходить в типові для даних ґрунтів сполуки. Основна його частина 70% акумулюється у вигляді мінеральних фосфатів найбільш розчинних фракцій і до кінця досліду залишається у формі розчинних сполук одно- і двохосновного кальцію, алюмінію та заліза.

Ефективність фосфорних добрив під багаторічними травами на торфових низинних грунтах

Вплив фосфорних добрив на врожайність сіна багаторічних трав залежно від фосфатного рівня торфових низинних ґрунтів. Врожайність сіна багаторічних трав значною мірою залежить від забезпеченості ґрунту фосфором. В середньому за три роки без застосування мінеральних добрив найвищий рівень врожайності (98,6ц/га) отримали на ділянці 3 (табл. 7).

Застосування фосфорних добрив на торфових низинних ґрунтах супроводжувалось збільшенням врожайності багаторічних трав, причому краще реагували рослини на ділянці 1 - рівень прибавки склав 8,3-26,1ц/га. Збільшення врожайності на даному фоні відповідало збільшенню доз добрив. На ділянці 2 застосування добрив було ефективним до 90кг/га.

Істотне підвищення врожайності на ділянці 2 було при застосуванні Р₆₀, а на ділянці 3 при застосуванні Р₉₀, подальше збільшення доз було неефективне. Це підтверджує необхідність диференційованого підходу до вибору оптимальних доз фосфорних добрив в практиці їх застосування на окультурених торфових ґрунтах.

Таблиця 7 Урожайність багаторічних трав залежно від застосування фосфорних добрив (середня за три роки), ц/га

Вплив фосфорних добрив на вміст и винос фосфору з урожаєм багаторічних трав. Дослідження показали, що винос фосфору з урожаєм багаторічних трав залежав від фосфатного рівня ґрунту і доз фосфорних добрив. На слабозабезпеченому фоні внесення фосфорних добрив супроводжувалось збільшенням виносу фосфору багаторічними травами більш як в 1,8 рази, на середньозабезпеченому - в 1,5 рази, а на високозабезпеченому - в 1,4 рази.

Розрахунок балансу фосфору показав необхідність щорічного внесення фосфорних добрив, незалежно від фосфатного рівня ґрунтів. Виключення фосфорних добрив і внесення їх в невеликих дозах (Р_30-60) супроводжується створенням в ґрунті від'ємного балансу фосфору.

Використання фосфору ґрунту і добрив багаторічними травами на торфових низинних ґрунтах. Коефіцієнт використання фосфорних добрив знижується із збільшенням вмісту рухомого фосфору в ґрунті. Крім того, даний показник при другому скошуванні був вищим і склав на слабозабезпеченому фосфором ґрунті 9,3% проти 6,1% при першому скошуванні, а на високому фосфорному фоні - 8,6% та 5,3% відповідно (табл. 8).

Коефіцієнт використання ґрунтових фосфатів вищий, ніж фосфору добрив. Багаторічні трави на слабозабезпеченому фоні використовували фосфор ґрунту на 10,9-15,3%, а на високозабезпеченому - на 16,1-16,8%.

Таблиця 8 Коефіцієнт використання фосфору багаторічними травами (радіометричний метод)

Формування продуктивності трав на ґрунтах с високим вмістом фосфору здійснюється переважно за рахунок ґрунтових фосфатів, а на ґрунтах з низьким фосфатним рівнем фосфору добрив належить переважна роль у формуванні урожайності багаторічних трав - рослини, вирощені на високозабезпеченому фоні, в 1,5 рази інтенсивніше використовували ґрунтові фосфати, ніж трави на слабозабезпеченому фосфором ґрунті.

Динаміка надходження фосфору в рослини і коефіцієнт його використання однорічними травами на торфових низинних ґрунтах (з використанням ³³Р). Надходження фосфору добрив в рослини на торфових низинних ґрунтах здійснюється з перших днів росту і активно продовжується протягом всієї вегетації. Найбільший вміст фосфору в рослинах (2,63 мг/г) у період кущіння, проте в зв'язку з низькою продуктивністю трав у цій фазі коефіцієнт використання фосфору добрив найнижчий і не перевищує 4,68% (табл. 9).

У міру розвитку трав коефіцієнт використання зростав, і при першому скошуванні збільшився в п'ять разів. Рослини другого скошування слабше використовували фосфор добрив, унаслідок чого коефіцієнт використання не перевищував 10,7%. Найбільшою інтенсивністю поглинання фосфору добрив (0,097 та 0,056 мг/г за добу) характеризуються трави в період кущіння а також інтенсивного відростання.

Таблиця 9 Використання фосфору добрив однорічними травами

Економічна та енергетична оцінка впливу фосфорних добрив на врожайність багаторічних трав на торфових низинних грунтах

Економічна ефективність застосування фосфорних добрив. Як показали розрахунки, частка участі добрив в урожаї зменшується з підвищенням фосфатного рівня ґрунтів - на ділянці 1 вона коливалась від 11,4 до 28,9%, на ділянці 2 не перевищувала 15,1% а на ділянці 3 була в межах 5,8-16,9%.

На слабозабезпеченому фосфором ґрунті найвищу окупність добрив приростом урожаю та умовний рівень рентабельності (54,5%) спостерігали при застосуванні Р₆₀ на азотно-калійному фоні. Умовно чистий прибуток при цьому склав 198 грн./га. На середньозабезпеченому фосфором ґрунті ділянки 2 ефективною була лише доза Р₃₀, яка супроводжувалась умовно чистим доходом на рівні 112 грн/га та рівнем рентабельності 61,5%. На ділянці з високою забезпеченістю, застосування фосфорних добрив під багаторічні трави взагалі неефективне. Біоенергетична ефективність застосування фосфорних добрив. Максимальний коефіцієнт біоенергетичної ефективності (9,6, 10, і 6,6) на слабо-, середньо- і високозабезпеченому фонах відповідно отримали при внесенні від 30 до 60 кг/га Р₂О₅.

Висновки

В дисертаційній роботі встановлено закономірності змін фосфатного режиму торфових низинних ґрунтів при одноразовому та щорічному внесенні фосфорних добрив, міграції і сорбції фосфатів, коефіцієнтів використання фосфору з ґрунту і добрив за результатами радіоізотопного методу з використанням ³³Р та обґрунтовано оптимальні дози фосфорних добрив під багаторічні трави на ґрунтах з різним фосфатним рівнем.

1. У фосфатному фонді торфових низинних ґрунтів міститься до 0,26% валового фосфору. Органічні фосфати становлять 60,7% від валового і представлені активними формами (16,5%) і нерозчинним залишком (44,2%). В активні форми входять в основному фосфати заліза (36,0 мг/ 100 г ґрунту) і фосфати алюмінію (6,8 мг/ 100 г ґрунту). Мінеральні фосфати складають 39,3% від валового фосфору і представлені фосфатами заліза (28,0 мг/ 100 г ґрунту), фосфатами алюмінію (17,0 мг/ 100 г ґрунту) та фосфатами кальцію (12,9 мг/ 100 г ґрунту).

2. Одноразове внесення фосфорних добрив в дозах 280кг/га Р₂О₅ і 850кг/га Р₂О₅ підвищило вміст валового фосфору на 0,115% і 0,240% відповідно. У груповому складі фосфатів зросла дольова участь розчинних фосфатів за рахунок мінеральних форм. Вміст мінеральних фосфатів порівняно із початковим рівнем (39,3%) зріс до 57% і 60% від валового. Мінеральні форми фосфатів накопичувалися в основному за рахунок фосфатів кальцію. Серед фракцій органічних фосфатів суттєво зріс вміст фосфатів заліза.

3. За три роки сільськогосподарського використання без застосування фосфорних добрив відбулося виснаження запасів мінеральних фосфатів: на слабозабезпеченому фоні - на 7,6%, середньозабезпеченому - на 8,3%, високозабезпеченому...