Родючість осушуваного дерново-підзолистого ґрунту в органічній сівозміні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Родючість осушуваного дерново-підзолистого ґрунту в органічній сівозміні

О.І. Савчук ¹,

Т.Ю. Приймачук ²,

Н.А. Кошицька ³,

Т.А. Штанько ⁴,

К.В. Меша ⁵

¹³кандидати сільськогосподарських наук, ²кандидат економічних наук Інститут сільського господарства Полісся НААН м. Житомир

Анотація

Мета. Дослідити вплив біологічної системи удобрення на продуктивність культур у сівозміні та баланс гумусу й поживних речовин у ґрунті. Методи. Польовий - стаціонарний дослід, лабораторний - визначення вологості зерна та якісних показників ґрунту за загальноприйнятими методиками, аналітичний, теоретичного узагальнення. Результати. Дослідження проводили впродовж 2021 - 2023 рр. на осушуваному дерново-підзолистому супіщаному ґрунті з низьким рівнем родючості в короткоротаційній зерновій сівозміні: пелюшко-овес - овес - вико-овес - ячмінь. Установлено, що максимальні показники врожайності зерна пелюшко-вівса - 2,25 т/га, вівса - 1,88, вико-вівса - 1,68, ячменю - 1,61 т/га отримано за позакореневого підживлення посівів біопрепаратом Біокомплекс-БТУ і рідким біодобривом Волинські гумати на фоні внесення природних мінеральних добрив (Р ₄₀К ₆₀ - фосфоритного борошна і сульфату калію), соломи і сидерата, що становить 25,8 - 43,5% порівняно з контрольним варіантом (солома + сидерат). Визначено, що синтез гумусу відбувається переважно за рахунок побічної продукції зернових і зернобобових культур та кореневих і післяжнивних решток. У результаті в ґрунті щороку накопичується 175350 кг гумусу, що забезпечує просте й розширене відтворення його родючості. Азот як найбільш лімітувальний елемент у зоні Полісся надходить із сидератом редьки олійної, побічною продукцією зернобобових культур та біологічно фіксованим азотом з атмосфери. Завдяки біологічним чинникам інтенсивність балансу азоту становить 101 - 120%. Винос фосфору і калію врожаями культур компенсується надходженням цих елементів із соломою і сидератом. Висновки. В органічній сівозміні за 50% насичення зернобобовими культурами (пелюшка і вика) на фоні побічної продукції і сидерата та застосування позакореневого підживлення посівів препаратами біологічного походження досягається бездефіцитний баланс гумусу та поживних речовин у дерново-підзолистому ґрунті.

Ключові слова: меліоровані землі, біологізована сівозміна, зернобобові культури, система удобрення, продуктивність, баланс гумусу і поживних речовин. продуктивність гумус дерновий

Savchuk O.¹, Pryimachuk T.², Koshytska N.³, Shtanko T.⁴, Mesha K.⁵

Institute of agriculture of Polissia region of NAAN, Zhytomyr

Goal. To study the influence of the biological fertilizer system on crop productivity in crop rotation and the balance of humus and nutrients in the soil. Methods. Field - stationary experiment, laboratory - determination of grain moisture and quality indicators of the soil according to generally accepted methods, analytical, theoretical generalization. Results. The research was conducted during 2021 - 2023 on drained sod-podzolic sandy soil with a low level of fertility in a short grain rotation: pea-oats --oats - vetch-oats - barley. It was established that the maximum indicators of the grain yield of pea-oats - 2.25 t/ha, oats - 1.88, vetch-oats - 1.68, barley - 1.61 t/ha were obtained with foliar feeding of crops with BiokompleksBTU biological preparation and liquid bio-fertilizer Volynski humaty against the background of natural mineral fertilizers (P40K60 - phosphorite flour and potassium sulfate), straw and siderate, which was 25.8 -43.5% compared to the control option (straw + siderate). It was determined that the synthesis of humus occurred mainly due to the by-products of grain and leguminous crops and root and post-harvest residues. As a result, 175 - 350 kg of humus accumulated in the soil every year, which provided a simple and extended reproduction of its fertility. Nitrogen, as the most limiting element in the Polissia zone, comes with oil radish siderate, by-products of grain and leguminous crops, and biologically fixed nitrogen from the atmosphere. Thanks to biological factors, the intensity of the nitrogen balance was 101 - 120%. Removal of phosphorus and potassium by crops was compensated by the supply of these elements with straw and siderate. Conclusions. In organic crop rotation, with 50% saturation with leguminous crops (pea and vetch) against the background of by-products and siderate and the application of foliar feeding of crops with preparations of biological origin, a deficit-free balance of humus and nutrients is achieved in sod-podzolic soil.

Key words: reclaimed land, biological crop rotation, legumes, fertilizer system, productivity, balance of humus and nutrients.

Успішність ведення органічного землеробства забезпечується за рахунок сівозмінного чинника [1, 2]. Лише в сівозміні правильним підбором культур можна зберегти і підвищити родючість ґрунту, ефективність використання вологи і поживних елементів, стабілізувати процеси гуміфікації і мінералізації органічної речовини ґрунту [3, 4]. Відтворення родючості ґрунтів і врівноважений баланс елементів живлення в ньому є основою процесів ґрунтотворення та забезпечення сталих засад вирощування сільськогосподарських культур [5, 6].

При створенні екологічно збалансованих сівозмін з оптимальним насиченням, співвідношенням і розміщенням культур мають поєднуватися всі біологічні чинники землеробства [7]. У зв'язку з цим особливу увагу слід приділяти введенню до біологізованих сівозмін проміжних і післяжнивних посівів, які поліпшують азотний режим та фітосанітарний стан ґрунту, використовувати як органіку побічну продукцію культур, що підвищує родючість ґрунту й надійно захищає його від ерозії. В умовах дефіциту гною застосування альтернативних систем удобрення з використанням побічної продукції та сидератів сприяє стабільності балансу органічної речовини та елементів живлення в ґрунті [8, 9]. У будь-якій сівозміні обов'язково мають бути бобові культури, які в симбіозі з бульбочковими бактеріями накопичують азот у ґрунті, що сприяє врожайності наступних культур. Крім того, для виробництва екологічно чистої та якісної продукції велике значення мають біологічні і мікробіологічні препарати та добрива нового покоління [10, І1].

Науковцями Інституту сільського господарства Полісся НААН свого часу було розроблено систему землеробства "Древлянська". Вона передбачає впровадження сівозмін із короткими ротаціями (2 - 4-пільні) та їх насичення (до 50%) однорічними бобовими культурами, що сприяє відновленню родючості ґрунтів. Такі скорочені біологізовані сівозміни є динамічними і високоекологічними [12]. Як зернобобові на Поліссі можуть бути пелюшка, люпин, вика, горох, у південних регіонах - соя, боби, нут тощо. Насичення сівозмін зернобобовими культурами дає можливість постачати азот як найбільш дефіцитний елемент у дерново-підзолистих ґрунтах, усувати загрозу ґрунтовтоми, підвищувати мікробіологічну активність ґрунту.

Мета досліджень - вивчити особливості формування продуктивності культур в органічній сівозміні та балансу гумусу і поживних речовин у дерново-підзолистому ґрунті за використання соломи, сидерата та препаратів і мінеральних добрив біологічного походження.

Методика досліджень. Дослідження проводили на дослідному полі Інституту сільського господарства Полісся НААН у с. Грозине Коростенського р-ну Житомирської обл. (50,95° пн.ш. і 28,76° сх.д.) упродовж 20212023 рр. у біологізованій короткоротаційній зерновій сівозміні: пелюшка - овес - вика - ячмінь. Пелюшку і вику висівали в сумішці з підтримувальною культурою (вівсом) у співвідношенні 1:0,2. Ґрунт осушуваний, дерново-підзолистий глеюватий супіщаний, має низьку забезпеченість рухомими формами фосфору і калію (96 і 84 мг/кг ґрунту відповідно), кислу реакцію ґрунтового розчину (рН_сол - 5,2) та низький уміст гумусу - 1,03%. Схема досліду включала застосування препаратів і мінеральних добрив, дозволених органічним виробництвом: 1. Солома + сидерат (контроль) - фон, 2. Фон + Аватар, 3. Фон + + Аватар + Р ₄₀К ₆₀, 4. Фон + Біокомплекс-БТУ, 5. Фон + Біокомплекс-БТУ + Р ₄₀К ₆₀, 6. Фон + + біодобриво Волинські гумати, 7. Фон + біодобриво Волинські гумати + Р ₄₀К ₆₀. На фоні побічної продукції і сидерата проводили 2-разову позакореневу обробку посівів мікродобривом Аватар, біопрепаратом БіокомплексБТУ і рідким біодобривом Волинські гумати. Додатково введено варіанти і поєднаним застосуванням природних мінеральних добрив (Р ₄₀К ₆₀--фосфоритного борошна і сульфату калію), які вносили під осінню оранку. Після збирання кожної культури побічна продукція залишалася на полі з наступним придисковуванням і сівбою редьки олійної на сидерат. Площа загальної ділянки - 16 м ², облікової - 9 м ², повторність - 4-разова.

У ґрунтових зразках визначали гумус - за Тюріним (ДСТУ 4289:2004), рН ґрунту - потенціометричним методом згідно із ДСТУ ISO l0390 - 2001, фосфор і калій - за Кірсановим (ДСТУ 4405-2005), гідролітичну кислотність - за ДСТУ 7537:2014, облік урожаю основної та побічної продукції - методом зважування, сухої речовини в основній та побічній продукції - висушуванням у сушильній шафі до постійної маси, узагальнення матеріалів та аналіз результатів досліджень проводили за програмою "STATISTICA" (2010 р.).

Результати досліджень. Погодні умови впродовж 3-х років досліджень були нестійкими за кількістю опадів і температурним режимом, що впливало на строки сівби та формування врожайності культур. Спостерігалися різкі перепади нічних і денних температур, періодичні посухи, весняне підтоплення, що загалом є характерним для зони Полісся.

У середньому за 3 роки досліджень установлено, що за позакореневої обробки посівів препаратами біологічного походження (мікродобривом Аватар, біопрепаратом Біокомплекс-БТУ і рідким біодобривом Волинські гумати) урожайність зерна пелюшко-вівса була на рівні 1,87 - 2,07 т/га, вівса - 1,481,66, вико-вівса - 1,481,53, ячменю - 1,32 - 1,38 т/га, що становило 6,8 - 26,7% приросту порівняно з контролем (солома + сидерат). Поєднане застосування природних мінеральних добрив (фосфоритного борошна і сульфату калію) з препаратами збільшило вихід зерна на 25,8-43,5%. За цих умов максимальні показники врожайності пелюшко-вівса і ячменю (2,25 і 1,61 т/га) відзначено за обробки посівів препаратом БТУ, вівса і вико-вівса (1,88 і 1,66 т/га) - біодобривом Волинські гумати (рис. 1). З унесенням мінеральних добрив (Р ₄₀К ₆₀) за вилученням біопрепаратів урожайність зерна підвищилася на 0,12 - 0,24 т/га (7,6 - 19,1%).

Оскільки основна функція сівозміни полягає у створенні позитивного балансу гумусу, одним із завдань наших досліджень було вивчення умов збереження родючості ґрунту за відсутності підстилкового гною шляхом використання побічної продукції та сидерата як органічних добрив.

Зміни вмісту гумусу в ґрунті залежать від 2 взаємно протилежних процесів - гуміфікації (новоутворення гумусу) та мінералізації органічної речовини. За результатами наукових досліджень, позитивний баланс гумусу має бути на рівні 300 - 800 кг/га. Такий приріст забезпечує розширене відтворення й підвищення родючості дерново-підзолистого ґрунту [13].

При аналізі балансу гумусу [14] враховували надходження кореневих і післяжнивних решток, побічної продукції зернових і зернобобових культур, сидеральної редьки в кожному полі сівозміни з використанням коефіцієнтів гуміфікації.

Рис. 1. Урожайність культур у сівозміні залежно від системи удобрення (середнє за 2021 - 2023 рр.), т/га: Н - пелюшка; ¦ - овес; Щ - вика; ¦ - ячмінь