Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИНАМІКА КИСЛОТНОСТІ ЧОРНОЗЕМУ ОПІДЗОЛЕНОГО ЗА ТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ РІЗНИХ РІВНІВ ТА СИСТЕМ УДОБРЕННЯ У ПОЛЬОВІЙ СІВОЗМІНІ

Господаренко Г.М., д. с.-г. н., Прокопчук І.В., к. с-г. н. (Уманський

державний аграрний університет, м. Умань)

У статті наведено дані про вплив тривалого (з 1964 р.) застосування різних рівнів та систем удобрення в польовій сівозміні на зміну кислотно-основних властивостей чорнозему опідзоленого.

The paper contains the data concerning the effect of long-term (from 1964) application of various levels of fertilizers and fertilization systems in field rotation on the variation of acid-main properties of chornozem opodzolic.

В умовах сучасного ведення сільського господарства відмічається інтенсифікація процесів підкислення орного шару чорноземів, що призводить до збільшення площ кислих ґрунтів. В Україні серед орних земель нараховується 4451 тис. га кислих ґрунтів, у тому числі сильно кислих (з рН < 4,5) - 379 тис. га, середньо кислих (рН 4,6-5,0) - 1187 тис. га і слабо кислих (рН 5,1-5,5) - 2885 тис. га [1]. Особливо багато кислих ґрунтів у зонах Полісся і Лісостепу. У таких областях, як Закарпатська та Івано-Франківська, частка кислих ґрунтів складає 70%, Чернігівська, Житомирська, Вінницька, Кіровоградська, Полтавська, Сумська, Херсонська і Черкаська - більше 50% [2]. Кислотно-основні властивості ґрунтів мають великий вплив на ріст, розвиток, процес обміну речовин у рослинах і поживний режим ґрунту [3] їх змінам у значній мірі піддаються всі ґрунти [4], в тому числі і чорноземи, не зважаючи на відносно високу потенційну їх родючість [5].

В умовах інтенсивного землеробства кислотність ґрунту є величиною динамічною. Вона залежить не тільки від умов утворення ґрунтів, але і від їх використання, рівня застосування засобів хімізації [6].

У період інтенсивної хімізації, особливо в умовах незбалансованого застосування мінеральних добрив, широко поширились процеси вторинного підкислення ґрунтів, навіть нейтральних за своєю природою чорноземів [7].

Реакція ґрунту значно впливає на розвиток рослин і ґрунтових мікроорганізмів, на швидкість і направленість хімічних та біологічних процесів, що відбуваються в ньому. Засвоєння рослинами елементів живлення, діяльність ґрунтових мікроорганізмів, мінералізація органічних речовин, розклад ґрунтових мінералів та розчинення важкорозчинних сполук, коагуляція і пептизація колоїдів та інші фізико-хімічні процеси у значній мірі залежать від реакції ґрунту [8]. На кислих ґрунтах ефективність мінеральних добрив в 1,5 - 2 рази нижча, ніж на слабокислих або нейтральних і відповідно урожайність сільськогосподарських культур знижується на 15-20% [2]. Встановлено, що для ґрунтів Лісостепу оптимальне значення рН = 6,5-7,0, а гідролітична кислотність не повинна перевищувати 1,8 смоль/кг при ступені насичення ґрунту основами не нижче 90% [9].

Підкислення ґрунтів відбувається в основному за рахунок підвищеного відчуження кальцію і магнію на утворення врожаю, вимивання та ерозії, а також на нейтралізацію фізіологічно кислих мінеральних добрив [10].

Одним із факторів який сприяє підвищенню деградації ґрунтів, і як наслідок погіршенню їх властивостей, є інтенсивний механічний обробіток та екстенсивний характер їх використання, що і призводить до порушення природних процесів ґрунтоутворення. На орних землях завжди більші втрати обмінних основ та елементів живлення внаслідок їх вилуговування із кореневмісного шару.

Тривале систематичне застосування мінеральних добрив, як вказують багаточисельні дослідження, призводить до глибоких змін агрохімічних властивостей ґрунту: кислотних, поживного режиму, фізичних, фізико-хімічних, ферментативних і ряду інших, навіть на високобуферних ґрунтах (на чорноземах, особливо на вилугуваних та опідзолених). Змін зазнають перш за все кислотно-основні властивості [11].

Широке застосування засобів хімізації і дія техногенних факторів призводять до значного посилення навантаження на ґрунт. Усе частіше продуктивність культур обмежується погіршенням колоїдно-хімічних властивостей ґрунту. В даний час підкислення ґрунтів є одним із основних грунтово-деградаційних процесів, через який найбільш чітко проявляється дія техногенного забруднення [12].

Зміну кислотних властивостей ґрунту в процесі землекористування вивчали багато вчених, проте результати виявились неоднозначні і суперечливі. Як правило, відзначається загальний напрямок змін кислотно-основних властивостей ґрунту в бік їх погіршення.

Експериментальну частину роботи виконано на дослідному полі Уманського державного аграрного університету, яке розміщено в Маньківському природно-сільськогосподарському районі Середньо-Дніпровського-Бузького округу Лісостепової Правобережної провінції.

Ґрунт дослідного поля - чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі. За своїми ознаками і властивостями він займає проміжне місце між темно-сірим лісовим ґрунтом і чорноземом типовим [13].

Характерною особливістю цього ґрунту є глибоке промивання карбонатів - на 50-70 см нижче гумусового горизонту. Ступінь насиченості основами у шарі ґрунту 0-20 см становить 80-95%, потенційна кислотність коливається від 1,7 до 5,7 смоль/кг ґрунту, максимальна ємність вбирання катіонів - 29,2-31,5 смоль/кг ґрунту.

На період закладання досліду (1964 р.) орний шар ґрунту характеризувався такими показниками: вміст гумусу (за методом Тюріна) - 3,31%, легкогідролізованого азоту (за методом Тюріна - Кононової) - 48 мг/кг, рухомих фосфатів (за методом Труога) - 150, обмінного калію (за методом Бровкіної) - 90 мг/кг, рНКCl - 6,2, гідролітична кислотність - 2,5 смоль/кг, ступінь насиченості основами - 95%. У цілому властивості ґрунту і рельєф дослідного поля Уманського державного аграрного університету відповідає основним ґрунтовим різновидностям помірно-континентальної східноєвропейської грунтово-кліматичної фації, в межах якої можуть бути поширені отримані в досліді результати.

Дослідну частину роботи виконано в умовах стаціонарного польового досліду (номер реєстрації УААН 094) який ведеться з 1964 року. Суть його - 10-пільна польова сівозміна (конюшина - озима пшениця - цукрові буряки - кукурудза - горох - озима пшениця - кукурудза на силос - озима пшениця - цукрові буряки - ячмінь + багаторічні тарви) розгорнута в часі і просторі, що дає змогу щорічно отримувати дані для всіх культур сівозміни і виявляти вплив агрометеорологічних факторів на їх продуктивність та ефективність добрив. Добрива в досліді вносяться у 3-х рівнях: у першому рівні за мінеральної системи - N45P45K45, органічної - 9 т/га гною, органо-мінеральної - 4,5 т/га гною + N22P34K18. Дози внесення основних елементів живлення за органо-мінеральної системи удобрення скореговані з відповідними рівнями мінеральної. Розміщення варіантів послідовне. Повторення досліду триразове. Загальна площа дослідної ділянки 170 м2, облікової - 100 м2. Для закладання дослідів використовували напівперепрілий підстилковий солом'яний гній великої рогатої худоби, аміачну селітру, суперфосфат гранульований, калій хлористий.

У відібраних згідно програми досліджень зразках ґрунту визначали:

- величину рН ґрунту - в 0,1 М розчині хлориду калію за допомогою стандартного електрода за ГОСТ 26483-85;

- гідролітичну кислотність - за методом Каппена в модифікації ЦІНАО - ГОСТ 26212-91;

- обмінний кальцій - ГОСТ 26487-85;

- суму ввібраних основ за методом Каппена - витісненням 0,1 Н розчином НСІ при співвідношенні ґрунт : розчин - 1 : 5 - ГОСТ 27821-88;

Опрацювання й узагальнення результатів дослідів та спостережень проводили, використовуючи методи математичної статистики (кореляційного, регресійного і дисперсійного аналізів) [14].

Реакція ґрунту є одним із важливих інтегральних показників його родючості. Як показали дослідження, вона істотно залежить як від системи удобрення у польовій сівозміні, так і доз добрив (рис.).

Показники кислотності ґрунту за тривалий час землеробського його використання значно погіршились.

Щорічне інтенсивне використання чорнозему опідзоленого знижує активність процесів його саморегуляції як системи. Чорноземні ґрунти які піддаються обробітку втрачають матеріальну основу родючості і практично повністю позбуваються потужного фактору самовідтворення і саморегуляції. Так, кислотність чорнозему опідзоленого зазнала змін не лише у шарі ґрунту 0-20 см, але і в більш глибших шарах ґрунту.

Рис. Динаміка кислотності (рНKCl) чорнозему опідзоленого у польовій сівозміні

Дослідження показали, що зміни відбулись уже після шести років використання ґрунту в сільськогосподарському виробництві, і цей процес не припинявся протягом усіх років проведення досліджень. Зниження кислотності нижчих шарів ґрунту у варіанті N135P135K135 пояснюється інтенсивним розкладом гуматів кальцію верхніх його шарів і вимиванням кальцію у нижчі. Тому найбільш інтенсивно підкисленню піддається орний шар ґрунту. Основна форма потенційної кислотності ґрунтів лісостепових районів -гідролітична. За тривалого застосування різних видів і доз добрив вона також зазнала значних змін (таблиця).

Таблиця

Динаміка кислотно-основних показників шару ґрунту за різних рівнів та систем удобрення в польовій сівозміні (середнє 1964-2005 рр.)

кислотність чорнозем удобрення

Чорнозем опідзолений у природному стані має досить низький рівень гідролітичної кислотності (1,7 смоль/кг у шарі 0-20 см) і тому не потребує вапнування для підвищення його родючості. Систематичне застосування мінеральних добрив призвело до збільшення гідролітичної кислотності, причому зі збільшенням дози добрив збільшувалась і негативна їх дія. У процесі його використання під культурами польової сівозміни показник гідролітичної кислотності значно підвищувався, тобто в ґрунтовому вбиральному комплексі збільшився вміст іонів водню та алюмінію і зменшився вміст обмінного кальцію. Роль кальцію у ґрунті важко переоцінити. Наведені в таблиці дані свідчать про те, що у шарі ґрунту 0-20 см на період закладання вміст його становив 20,9-22,5 смоль/кг, тобто ґрунт був досить добре ним забезпечений. За багато років землеробського використання пройшло значне зменшення його запасів.

Таким чином: 1. Чорноземні ґрунти Правобережного Лісостепу, які використовуються для вирощування польових культур, є одним з найвразливіших компонентів природно-антропогенних ландшафтів. сукупність таких факторів, як розорювання, рівень застосування мінеральних добрив, кислі атмосферні опади, культури кальцієфіли чинить значний вплив на кислотно-основні властивості ґрунту. При цьому ґрунт не завжди може протистояти їх негативному впливу, що погіршує умови росту і розвитку рослин. 2. Кислотність ґрунту - один з найчутливіших показників, який показує ступінь змін кислотно-основних його властивостей під впливом добрив та інших техногенних факторів. Не зважаючи на те, що на шляху підкислюючи факторів чорнозем опідзолений має такий ефективний геохімічний бар'єр, як нейтральні і лужні підорні шари ґрунту, питання застосування вапняних добрив слід насамперед розглядати як захід компенсації відчуження кальцію за межі орного шару.

Література

1. Стан родючості ґрунтів України та прогноз його змін за умов сучасного землеробства // За ред. В.В. Медведєва, М.В. Лісового.- Харків: ШТРІХ.- 2001.- 100 с.

2. Корчинская Е. Ударим известью по почвам // Агроперспектива.- 2000.- №6.- С. 42-44.

3. Филон и.и. Влияние длительного применения удобрений и орошения на физико-химические свойства черноземов типичных различного гранулометрического состава // Агрохимия.- 1997.- №12.- С. 12-16.

4. Амиров М.Б. Оптимизация содержания гумуса при длительном сельскохозяйственном использовании почвы // Эффективные приемы воспроизводства плодородия почв, совершенствование технологий возделывания, создание и внедрение новых сортов сельскохозяйственных культур.- Уфа.- 1995.- С. 30-37.

5. Небытов В.Г. Влияние известкования на агрохимические показатели чернозёма выщелоченного, урожайность культур в севообороте при применении минеральных удобрений // Агрохимия.- 2004.- № 9.- С. 48-55.

6. Мазур Г.А., Медвідь Г.К., Сімачинський В.М. Підвищення родючості кислих ґрунтів.- К. Урожай, 1984.- 176 с.

7. Трускавецький Р.С., Цапко Ю.Л. Меліорація кислих ґрунтів // Ресурсозберігаючі технології хімічної меліорації ґрунтів в умовах земельної реформи.- К., 2000.- С. 3-21.

8. Смирнов П.М. Методы химической мелиорации почв. Известкование и гипсование // Агрохимия / Под ред. Б.А. Ягодина.- М. Агропромиздат, 1989.- С. 148-182.

9. Методические рекомендации по известкованию кислых почв в Украинской ССР / Под ред. Г.А. Мазура.- К.: МСХ УССР. ЮО ВАСХНИЛ.- 1984.- 30 с.

10. Дегодюк Е.Г. Екологічні проблеми землеробства в ХХІ столітті // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції “Землеробство України в ХХІ столітті”.- К.: 2000.- С. 4-7.

11. Тараріко о.г. Охорона і відтворення родючості ґрунтів - запорука сталого розвитку аграрних виробничих систем України // Матеріали міжнародної конференції “Сталий розвиток агроекосистем”.- К., 2002.- С. 10-13.

12. Господаренко Г.М. Зміни кислотно-основних властивостей чорнозему опідзоленого при тривалому застосуванні різних систем удобрення // Зб. наук. пр. Уманської сільськогосподарської академії.- Умань, 1998.- С. 24-30.

13. Недвига М.В. Морфологічні критерії та генезис сучасних ґрунтів України.- К.: Сільгоспосвіта, 1994.- 344 с.

14. Мойсейченко В.Ф., Єщенко В.О. основи наукових досліджень в агрономії.- К.: вища школа, 1994.- С. 134-197.

Размещено на Allbest.ru