Сторінка
1
Довгострокові досліди дають можливість вивчити умови формування врожаю, продуктивність культур, зміну родючості грунту за різних систем застосування засобів хімізації, погодних умов, рівня агротехніки та інших факторів. Їх проведення, узагальнення, розробка систем застосування добрив і засобів підвищення продуктивності культур і охорони природного навколишнього середовища має практичне і теоретичне значення [4] Узагальнення результатів досліджень за 1964-2004 рр. проведено за даними польових і лабораторних дослідів, виконаних у зерно-буряковій сівозміні на лучно-чорноземному карбонатному грубопилувато-легкосуглинковому грунті (перша ротація — 1964-1974 рр.; друга ротація — 1974-1984 рр.; третя ротація 1985-1994 рр.; четверта ротація — 1995-2004 рр.) з таким чергуванням культур:
1. багаторічні трави;
2. озима пшениця;
3. цукровий буряк;
4. кукурудза на силос;
5. озима пшениця;
6. горох;
7. озима пшениця;
8. цукровий буряк;
9. кукурудза на зерно;
10. ячмінь з підсівом багаторічних трав. Насичення сівозміни добривами становило : у 1964-1966 рр.— 4 т/га гною і 59 кг/га N, Р2О5, К2О; у 1966-1974 рр.— 6 т/га гною і 78 кг/га N, Р2О5, К2О; у 1974-1979 рр.— 6 т/га гною та 125 і 239 кг/га N, Р2О5 і К2О. З 1979 р. до 1997 р. насичення сівозміни добривами становило: 13 т/га гною (варіант 1), 252 кг/га N, Р2О5, К2О (одинарна норма на фоні гною, варіант 3) та 375 кг/га N, Р2О5, К2О (полуторна норма на фоні гною, варіант 4); 252 кг/га N,Р2О5, К2О (мінеральні добрива, варіант 5). З 1997 р. насичення сівозміни гноєм і мінеральними добривами була зменшена відповідно до 12 т/га, 238 кг і 359. кг/га N, Р2О5, К2О. Методика роботи і схема досліду описана раніше. Сільськогосподарське використання зерно-бурякової сівозміни без застосування добрив (контроль) протягом 1979-1999 рр. зумовило зниження вмісту гумусу, загального азоту, фосфору і калію в метровому шарі лучно-чорноземного карбонатного грунту. Внесення 252 і 375 кг/га у рік N, Р205 і К2О і 13 т/га гною підвищило вміст гумусу. Застосування мінеральних добрив на фоні гною збільшило вміст гумусу в орному і підорному шарі грунту. Накопичення гумусу в орному шарі грунту відбувається за рахунок гумусових речовин, детриту, пухкозв’язаних гумусових речовин. Внесення 13 т/га гною і 252 кг/га і 375 N, Р2О5 і К2О мінеральних добрив зумовило позитивний баланс гумусу в сівозміні протягом 1979-1994 рр. Зменшення насичення сівозміни добривами з 1997 р. зумовило негативний баланс гумусу в варіантах з внесенням одних мінеральних і органічних добрив [ 3]. Досліджувана система застосування добрив у другій, третій і на початку четвертої ротації сівозміни сприяла збільшенню вмісту загального азоту в метровому шарі грунту порівняно з контролем. Систематичне застосування у сівозміні окремо гною або мінеральних добрив підвищило вміст загального азоту в орному шарі грунту. Внесення фосфорно-калійних добрив на фоні гною призвело до незначного зниження загального азоту порівняно з варіантами, де окремо вносили гній чи повне мінеральне добриво. Щорічне внесення 13 т/га гною і 252 кг/га NPК у сівозміні сприяло підвищенню вмісту в орному шарі грунту легкогідролізованого і мінерального азоту. Збільшення вмісту мінерального азоту відбувається за рахунок мінералізації легкогідролізованих сполук. Одинарна і полуторна норми мінеральних добрив на фоні застосування 13 т/га гною у сівозміні зумовлює стабілізацію процесів мінералізації та іммобілізації у грунті, а ткож підвищує вміст загального, легкогідролізованого і мінерального азоту. Збільшення вмісту мінеральних сполук азоту в орному і підорних шарах грунту відбувається завдяки застосуванню добрив і мобілізації легкогідролізованих сполук. Встановлено, що застосування добрив поряд з накопиченням органічних і мінеральних сполук азоту в грунті збільшує газоподібні виділення азоту (сума азоту аміаку і NO2).За вегетаційний період озимої пшениці при застосуванні добрив газоподібні виділення азоту становили 5,3-10,9 кг/га (1979 р.) і 7,8-12,1 кг/га (1980 р.). Виділення газоподібного азоту в варіантах без внесення азоту становили відповідно 3,0-3,3 кг/га. Під кукурудзою виділення азоту відбуваються більш інтенсивно. Вони становили 4,0-5,8 % від внесеного азоту порівняно з 2,8-4,2 % у полі з озимою пшеницею. За допомогою методу мічених атомів встановлено,що рослини озимої пшениці використовують 42,8% азоту добрив, кукурудзи на силос — 31% від внесеного, поглинається грунтом 38,5 і 40,7% азоту, невраховані втрати складають відповідно 18,7 і 28,3%. Газоподібні втрати внесеного і накопиченого азоту знижують інгібітори нітрифікації. Вони збільшують коефіцієнт засвоювання азоту рослинами. Інгібітори нітрифікації покращують умови азотного живлення рослин переважно амонійною формою азоту завдяки чому зростає урожайність і поліпшується якість продукції рослинництва. Мічений азот амонійної селітри за вегетаційний період може переміщуватись під озимою пшеницею до 75 см, а під кукурудзою — до 100. Значна частина цього азоту піднімається до орного шару і поглинається наступними культурами сівозміни. Рослини озимої пшениці засвоювали 54,1% азоту від внесеного. Розроблені моделі, за результатами досліджень, дають можливість прогнозувати урожайність озимої пшениці залежно від вмісту азоту амонію і азоту нітратів у грунті, азоту в листках у фазу кущення, трубкування і колосіння. Трансформація сполук фосфору в грунті значною мірою визначається системою застосування добрив, дією і післядією їх,вирощуваними культурами, активністю фосфатаз і мікроорганізмів. Разом з М.В.Правіловим [5] встановлено, що прийнята для дослідження система застосування добрив зумовила збільшення вмісту загального фосфору в метровому шарі грунту. Достовірне збільшення його вмісту в орному і підорному шарах грунту відбувається за рахунок фосфору добрив і біологічної діяльності кореневої системи, накопичення органічних сполук вуглецю та азоту, до складу яких входить фосфор. Зменшення насичення сівозміни добривами, особливо гноєм, з 1997 р. зумовило менший вміст загального фосфору в грунті, що значно вплинуло на динаміку його рухомих сполук і зростання негативного балансу фосфору. Встановлено збільшення ефективності фосфорних добрив на фоні азотно-калійних за вмістом рухомого фосфору, більшому за 8 мг Р2О5 на 100 г грунту. Стабілізація вмісту загального фосфору в грунті вимагає значних затрат фосфорвмісних добрив і впливає на фракційний склад органічних і мінеральних сполук фосфору. Органічні і мінеральні добрива зумовлюють збільшення накопичення в лучно-чорноземному карбонатному грунті органічних і мінеральних сполук фосфору. Вивчення фракційного складу фосфорорганічних сполук фосфору у лучно-чорноземному опідзоленому грунті показало, що мінеральні добрива сприяють накопиченню у грунті загального кислоторозчинного фосфору органічних сполук і ліпоїдного фосфору. Добрива більшою мірою впливають на зростання вмісту фосфору нуклеопротеїдів у грунті, ніж загального кислоторозчинного. Фосфор суми фракцій нуклеопротеїдів і фосфопротеїдів переважає над іншими фракціями його сполук. Фракція фосфору нуклеопротеїдів складається в основному з фосфору нуклеїнових кислот. Вміст фосфору нуклеопротеїдів і фосфопротеїдів незначно змінюється від застосування добрив, що пов’язано з тривалим процесом їх синтезу, розкладом мікроорганізмами і засвоєнням рослинами. У фракції нуклеїнових кислот у досліджуваному грунті переважає фосфор РНК. Мінеральні добрива зменшують співвідношення фосфору РНК до фосфору ДНК. Незважаючи на те, що мінеральні добрива підвищують інтенсивність розкладу фосфорорганічних сполук, їх синтез у грунті збільшується. Внесення органічних імінеральних добрив у прийнятих нормах збільшує вміст рухомих сполукфосфору в метровому шарі лучно-чорноземного карбонатного грунту. Збільшення рухомих сполук фосфору відбувається за рахунок пухкозвязаних фосфатів, фосфатів алюмінію, фосфору фосфоліпідів і фосфору нуклеїнових кислот. Встановлений тісний кореляційний звязок між вмістом загального фосфору і рухомими формами фосфору в грунті на фоні застосування гною у сівозміні, між рухомими формами фосфору і виносом його основною продукцією, урожайністю. Дослідженнями з Правіловим М.В.[5] встановлено, що фосфорні добрива зумовлюють зменшення ємності поглинання фосфору грунтом у шарах 0-25 і 25-50 см, що вказує на тривале перебування сполук фосфору суперфосфату в доступній для рослин формі. У чорноземах Лісостепу України за концентрації меншій 3-4 мг/л Р2О5 процес хемосорбції і фізичної сорбції відбувається з однаковою інтенсивністю. За вищих концентрацій адсорбція фосфатів відбувається за типом фізичної сорбції. Співвідношення між хімічною і фізичною сорбціями не залежить від типу грунту і суттєво змінюється з підвищенням насичення його фосфором добрив у бік фізичної сорбції. Підвищені норми добрив зумовлюють насичення лучно-чорноземного грунту фосфат іонами за рахунок хімічної сорбції і переваги фізичної сорбції [5]. Між кількістю внесених фосфорних добрив під озиму пшеницю на фоні азотно-калійних добрив і післядії застосування гною у сівозміні і вмістом рухомих сполук фосфору встановлена сильна кореляційна залежність / за методом Мачигіна r =0,91, Мehlich два r= 0,85, Mehlich три r=0,79, Брейя і Куртца r =0,76 /. Метод Мehlich один не відображає залежності між дозами внесених фосфорних добрив на фоні гною та азотно-калійних добрив і вмістом рухомих сполук фосфору в грунті. В умовах 2002 р. встановлена однакова кореляційна залежність між вмістом рухомих сполук фосфору, які переходять у витяжку Мачигіна і Мehlich два, і урожайністю озимої пшениці. Одинарна і полуторна норма добрив на фоні застосування гною у сівозміні збільшила вміст загального калію в орному шарі грунту до 2,25 і 2,30% К20 порівняно з 1, 90% у контролі. Встановлено збільшення вмісту загального калію в 25-100 сантиметровому шарі грунту. Збільшення насичення сівозміни калієм добрив у профілі грунту залежить від внесення калійних добрив. При застосуванні добрив у зерно-буряковій сівозміні збільшується вміст водорозчинного, обмінного і необмінного калію, величина його рухомості в основному в орному шарі грунту. Водорозчинного калію у досліджуваному грунті мало. Сезонна динаміка водорозчинного і обмінного калію залежить від вирощуваної культури, застосування добрив, виносу, переходу його в необмінну форму. Обмінного калію в лучно-чорноземному грунті менше 10 мг К2О на 100 г грунту в контролі і у підорних шарах всіх варіантів досліду. Така мала кількість обмінного калію пояснюється інтенсивним його виносом урожаями, значним насиченням вбирного комплексу кальцієм і магнієм. Тривале застосування добрив зумовило накопичення обмінного калію в орному і підорних шарах грунту, вміст якого по профілю зменшується. Вміст обмінного калію під горохом, озимою пшеницею, ячменем знижується у фазу цвітіння. В наступні фази росту і розвитку вміст його мало змінюється, що значною мірою зв,язано з вивільненням і переходом калію з необмінної форми у обмінну [2]. Відновлення обмінного калію відбувається за рахунок необмінного. Цю закономірність необхідно враховувати при агрохімічних дослідженнях і моніторингу грунтів. Урожайність культур корелює з вмістом обмінного калію (r= 0,56 — 0,94). Ступінь насичення обмінним калієм є діагностичним показником забезпечення ним рослин, які вирощують на лучно-чорноземних карбонатних грунтах. Ступінь рухомості калію невеликий. Завдяки інтенсивному поглинанню і засвоюванню калію відбувається значне збільшення рухомості його за умов застосування добрив. Так, внесення гною, або гною з мінеральними добривами підвищує ступінь рухомості калію в орному шарі на 148-413 %. У підорних шарах грунту цей показник під впливом добрив мало змінюється. Горох, озима пшениця і ячмінь протягом вегетації мало впливають на рухомість калію. Необмінно — поглинутого калію порівняно з іншими формами значно більше у всьому профілю грунту. Перерозподіл калію зумовлений інтенсивним переходом необмінного калію в обмінний, особливостями мінералогічного складу грунту. Дослідженнями встановлено переміщення калію з орного шару в нижні горизонти, де він значною мірою фіксується. Встановлено кореляційний зв'язок між вмістом водорозчинного, обмінного калію, ступенем його рухомості у шарі грунту 0-25 см і вмістом калію у листках і стеблах озимої пшениці (r= 0,63 — 0,91), кукурудзи (r= 0,68— 0,91), ячменю (r= 0,70 — 0,74), органах цукрового буряку (r= 0,68 — 0,95). Вміст необмінно-поглинутого калію меншою мірою корелює з вмістом його в органах рослин. Величина калійного потенціалу в орному шарі лучно-чорноземного карбонатного грунту мало змінюється під впливом застосування добрив і цей показник не характеризує рівень забезпечення рослин доступним калієм за умов застосування високих норм добрив. Вміст азоту в рослинах озимої пшениці тісно корелює з вмістом легкогідролізованого і нітратного азоту в грунті. Азотне живлення рослин в основному залежить від засвоєння ними мінеральних форм азоту. У живленні рослин переважає нітратний азот, значна кількість якого відновлюється у кореневій системі і листках. Застосування добрив сприяє збільшенню вмісту нітратного азоту в грунті та надходженню в листки. Максимальна кількість нітратного азоту спостерігається у листках озимої пшениці у фазу кущення. Застосування добрив сприяє накопиченню нітратного азоту в листках. Його вміст тісно корелює з вмістом нітратів у грунті і залежить від норм внесеного азоту. У фазу колосіння і цвітіння вміст нітратного азоту в стеблах і колосі також залежить від погодних умов. Покращання умов живлення за рахунок добрив сприяє підвищенню активності нітратредуктази. Активність ферменту тісно корелює з вмістом нітратного азоту в грунті і листках, з урожаєм і вмістом білкового азоту в зерні, що дає змогу використовувати показники активності нітратредуктази у фазу кущення для прогнозування урожайності і білковості зерна. Встановлено, що посилене відновлення нітратного азоту в рослинах сприяє збільшенню вмісту азоту амонію, в наслідок чого більш інтенсивно накопичується амідний, амінний і білковий азот. Амонійний азот підвищує активність глютамінсинтетази і синтез глютаматдегідрогенази. Вміст білкового азоту в фазу кущення тісно корелює з урожайністю і білковістю зерна. Динаміка амонійного азоту в листках озимої пшениці залежить від надходження азоту нітратів, погодних умов, включення його в амінокислоти і аміди. Аміачна селітра у складі повного добрива забезпечує рослини достатньою кількістю амонійного азоту, сприяє більш інтенсивному його перетворенню в амідний і амонійний, білковий. Амонійний азот підвищує активність ферментів відповідальних за первинне засвоювання амонійного азоту. Покращання живлення рослин сприяє накопиченню в них амідів. Максимальна їх кількість встановлена у фазу трубкування. Вміст амідного азоту в листках і стеблах тісно корелює з активністю нітратредуктази, нітратасиміляційною здатністю листя, урожайністю озимої пшениці. Між активністю нітратредуктази у вегетативній масі рослин озимої пшениці у фазу кущення, а накопичення глютамінової кислоти і проліна — у фазу кущення, колосіння і молочно-воскової стиглості існує тісна кореляція, яка дозволила зробити припущення про можливий вплив нітратредуктази на вміст проліну. Встановлено тісний кореляційний зв’язок між вмістом амідного азоту в стеблах і вмістом амонійного і нітратного азоту в грунті. Визначення вмісту амідів у листках і стеблах дає можливість діагностувати врожайність озимої пшениці. Повне мінеральне добриво сприяє збільшенню вмісту амінного азоту в листках рослин. Вміст амінного азоту в стеблах тісно корелює з вмістом нітратного азоту в грунті. Між формами азоту в рослинах, урожайністю озимої пшениці і білковістю встановлена тісна кореляція. За допомогою методу мічених атомів було встановлено, що обприскування сечовиною рослин озимої пшениці сприяє більш повному засвоєнню ними азоту добрив і більшою мірою азоту грунту. Добрива підвищують вміст фосфору в рослинах. У кореневій системі кукурудзи під впливом добрив знижується вміст неорганічного кислоторозчинного фосфору і майже удвічі збільшується органічного кислоторозчинного фосфору цієї фракції. Зі збільшенням органічного кислоторозчинного фосфору у корінні зростає вміст фракції фосфору ліпідів і РНК. Фосфор ДНК від застосування мінеральних добрив мало змінюється. Зменшення вмісту кислоторозчинного неорганічного фосфору в корінні рослин, яке спостерігається при застосуванні добрив, і збільшення фракції органічного кислоторозчинного фосфору і фосфору РНК вказує на інтенсивне надходження його з грунту в коріння і включення у первинні продукти обміну речовин. У листках рослин кукурудзи. Добрива майже не впливають на вміст неорганічного кислоторозчинного фосфору у листках рослин кукурудзи. Накопичення органічного кислоторозчинного фосфору супроводжується збільшенням вмісту фосфору РНК і фосфоліпідів. Вміст фосфоліпідів і ДНК значно зростає. Таким чином мінеральні добрива зумовлюють накопичення в грунті та рослинах органічних сполук фосфору, яким належить важлива роль у біологічному колообігу. Узагальнення результатів вивчення ефективності післядії азотних і фосфорно-калійних добрив на фоні застосування гною у сівозміні показало високу їх ефективність у використанні невикористаних поживних речовин, внесених у попередні роки мінеральних добрив під попередники, і дало можливість на лучно-чорноземних карбонатних грунтах замінити конюшину люцерною [1]. Азот добрив на фоні післядії застосування гною і фосфорно-калійних добрив у сівозміні знижує урожайність бобових на 6-8 ц/га. У 1995- 1996, 1999-2001 р.р. урожайність люцерни становила 64,2-70,1 ц/га сіна. У середньому за п'ять років урожайність сіна люцерни від післядії гною збільшилась на 11,8 ц/га, від одинарної норми мінеральних добрив на фоні гною — на 17,7 ц/га, від застосування лише мінеральних добрив у сівозміні — на 13,7 ц/га порівняно з 52,4 ц/га у контролі. Введення люцерни у сівозміну замість конюшини сприяє підвищенню продуктивності сівозміни і збільшенню збору сирого протеїну з одного гектара бобових. Використання показників вмісту мінерального азоту і рухомого фосфору в фазу весняного відростання багаторічних трав дає можливість прогнозувати урожайність першого укосу люцерни і конюшини, у фазу бутонізації (перший укіс) — урожайність другого укосу. Конюшина і люцерна на відміну від гороху залишають після їх збирання значну кількість азоту в грунті. Балансові розрахунки основних поживних елементів показують, що накопичення азоту в грунті у досліджуваних варіантах коливається відповідно у межах 98,3-142 кг/га, 106-147 і 74,1-115 кг/га. Баланс фосфору і калію після збирання люцерни був відємним. Відємний баланс фосфору без застосування добрив коливається у межах мінус 20 — мінус 36 кг/га Р2О5. Зростання врожайності люцерни супроводжується значним збільшенням від,ємного балансу фосфору до мінус 29,6- мінус 50,8 кг/га Р2О5 і калію до мінус 60,9- мінус 125 кг/га К2О. Такий значний від’ємний баланс фосфору і калію в грунті після вирощування люцерни позначається на її ролі як попередника і це необхідно враховувати при складанні системи удобрення культур у ланці люцерна-озима пшениця — цукрові буряки. Урожайність озимої пшениці після гороху в 1963-1965 рр. без внесення добрив становила 25,9 ц/га на контролі, при внесенні 20 т/га гною — 31,1 ц/га, 20 т/га гною і Р15К15 — 35,4 ц/га. У 1966— 1974 рр. урожайність без внесення добрив у середньому становила 38,4 ц/га. При внесенні гною і мінеральних добрив у сівозміні і безпосередньо під озиму пшеницю відмічали значне зростання її урожайності — до 46,4-58,9 ц/га. У другій ротації сівозміни (1975-1979 рр.) збільшення застосування органічних і мінеральних добрив у сівозміні, внесення N30 у підживлення дало можливість підвищити урожайність озимої пшениці до 55,7 — 56,8 ц/га. Ефективність органічних добрив була меншою, ніж мінеральних (44,6 і 51,2 ц/га відповідно). У 1980-1989 рр. приріст зерна від прямої дії 20 т/га гною становив 9,2 ц/га, а N90Р80К80 - 10,1 ц/га [1]. Високою була ефективність мінеральних добрив, внесених під озиму пшеницю також після кукурудзи на силос. У 1975-1979 рр. при застосуванні в основне удобрення N30Р40К60, у рядкове N10Р15К15 і N30 в підживлення приріст зерна зростав до 22,1 ц/га [1]. Внесення під озиму пшеницю після кукурудзи на силос N90Р80К80 і збільшення насичення сівозміни добривами у наступні роки зумовило збільшення її урожайності (табл. 1). У дії органічних і мінеральних добрив на озимій пшениці після кукурудзи на силос спостерігалася така сама закономірність, що і після гороху та багаторічних трав. У 1990-1994 р.р. урожайність озимої пшениці сорту Миронівська 61 після кукурудзи на силос при внесенні добрив досягала 81,4 ц/га і після люцерни — 89, 6 ц/га. 1. Урожайність озимої пшениці після кукурудзи на силос за роками, ц/га
|
Завантажити реферат