Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эволюция агрохимических и физико-химических свойств чернозема типичного при экстенсивном и интенсивном сельскохозяйственном использовании

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Эволюция агрохимических и физико-химических свойств чернозема типичного при экстенсивном и интенсивном сельскохозяйственном использовании"

Інститут грунтознавства та агрохімії імені О.Н.Соколовського Українська академія аграрних наук

ДЖИБО Абубакар

УДІ< 631.41:631.412

ЕВОЛЮЦІЯ АГРОХІМІЧНИХ І ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЧОРНОЗЕМУ ТИПОВОГО ПРИ ЕКСТЕНСИВНОМУ ТА ІНТЕНСИВНОМУ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОМУ ВИКОРИСТАННІ

06.01.03 - агрогрунтознавство і агрофізика

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Харків -2000

Робота виткана в інституті грунтознавства та агрохімії ім.О.Н.Соколовського Української академії аграрних наук

Наук'овіїіі керівник- - доктор сільськогосподарських наук, професор. НОСКО Борис Семенович,

Інститут грунтознавства та агрохімії

ім.О.Н.Соколовського,

радник дирекції.

Офіційнії опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор, ГРИНЧЕНКО Тімур Олександрович,

Харківський державний педагогічний університет ім.Г.С.Сковороди, зав.секцією раціонального природокористування;

кандіїтат сільськогосподарських наук, доцент, ГОРІН Микола Олександрович.

Харківськиіі державніш аграрний університет ім.В.В. Докучаева, доцент кафедри грунтознавства.

Провина установа - Національний аграрний університет,

кафедра грунтознавства і охорони грунтів,

Кабінет Міністрів України, Київ.

Захист відбудеться 2000 р. о Лі -^годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.354.01 в Інституті грунтознавстк та агрохімії ім. О.Н.Соколовського Української академії аграрних наук, 61024 м.Харків, вул.Чайковського 4.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інстіпутугрунтознавства га агрохімії ім. О.Н.Соколовського Української академії аграрних наук, 61024 м.Харків, вул.Чайковського 4.

Автореферат розісланий « Зі/ » .ЛЛАЛауі^Я, 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

Павленко О.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Виключно висока родючість чорноземів обумовлена тимальним співвідношешгам кругообігу’ та акумуляції вуглецю, азоту, фосфору, тьцію. яка стала причиною їх тривалого використання. В порівнянні з замкнутим угообігом в цілинних умовах, використання чорноземів при розімкнутому угообігу речовш в агроценозі приводить до небажаних змін властивостей грушу зед яких: зменшення вмісту гумусу та погіршення фізико-хімічних показників.

Основні напрямки динаміки родючості чорноземів і культурного ,'нтотворного процесу в них в східній частині лівобережного Лісостепу вивчались об’єктах, головним чином, з екстенсивним використанням чорноземів типових, слідження Г.Я. Чесняк та інших, проведені в цій природній зоні, в деякій мірі жривають вплив застосування середніх норм мінеральних добрив (Н^Р^К^) родючість староорних чорноземів типових.

В наших дослідженнях передбачалось вивчити динаміку змін властивостей рнозеііу типового важкосуглинкового в тривалому стаціонарному досліді, сталеному в експериментальній базі “Комунар”, а також на безпосередньо їміщеному біля досліду багаторічному перелозі.

Таким чином, надається можливість вивчити зміни основних властивостей рнозему па строго задокументованих фонах при розорюванні перелогу та дальшому тривалому сільськогосподарському екстенсивному його використанні з удобрення) та на фоні застосування органічних і високих доз мінеральних Зрив.

Мета і завдання досліджень полягає в установленні загальних сономірностей і особливостей формування хімічного складу і фізико-хімічних іслівостец чорнозему типового при розорюванні багаторічного перелогу на фоні ані чної та органо-мінеральної системи удобрення сільськогосподарських культур.

Завдання дослідження:

- встановити закономірність зміни вмісту' та фракційного складу’ азоту, сфору та калію на фоні тривалого використання чорнозему без удобрення та на ні органічної і органо-мінеральної системи удобрення;

- вивчити динаміку вмісту гумусу, групового та фракційного його складу7;

- вивчити закономірності динаміки вмісту та складу7 обмінно-ввібраних іонів і реакції середовища;

- дослідити динаміку продуктивності чорнозему пгаового при різних рівнях енсивності сільськогосподарського використання.

Наукова новизна. В дослідженнях на строго задокументованих юхімічних фонах стаціонарного досліду та розміщеному в безпосередній ізькості перелозі встановлені загальні закономірності сучасного культурного квитку чорноземів типових. З’ясовані особливості прояву культурного нтотворного процесу' в орних і підорних шарах чорнозему. Вперше для зони іобережного Лісостепу встановлені кількісні критерії динаміки агрохімічних і іиго-хімічних властивостей чорнозему при розорюванні багаторічного перелогу,

які дозволяють прогнозувати направленість та інтенсивність зміни властивостей показників родючості чорноземних грунтів при їх використанні без застосуванн добрив. Визначені основні показники еволюції чорнозему типового в умовах різни рівнів інтенсифікації сільськогосподарського використання.

Вперше для чорноземів т ипових цієї зони визначені закономірності вплиі рі зноманітних систем удобрення сільськогосподарських культур, в тому числі пр запасному і систематичном}7 внесенні мінеральних добрив, на продуктішніст сівозміни та основні показники родючості після розорювання багаторічної перелогу..

Практична значимість досліджень. Одержані в результаті дос.тіджсг дані дозволяють характеризувати особливості динаміки агрохімічних і фізик хімічних властивостей чорнозему типового при розорюванні перелогу на фоі систематичного та запасного способів внесення добрив. Матеріал дисертаційні роботи може бути використаний в практиці сільськогосподарського виробництва цілях розробки прогнозу' зміни родючості чорноземних грунтів і їх продукгивносі

Особистий внесок здобувача полягає в отриманні наукових результаті викладених в дисертації, є основним і полягає у визначенні напрямку, обсягів методів дослідження; у виконанні основного об’єм}' експериментальної частини; аналізі та узагальненні результатів; статистичній обробці матеріалу; апробац отриманих результатів і підготовці наукових праць до друку; написанні і оформленні дисертації. Аналіз та обговорення рузультатів досліджень проведсі спільно з науковим керівником.

Апробація роботи. Результати досліджень доповідалися на наукові конференції, присвяченій 50-річчю факультету агрохімії та грунтознавегп Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаева (1996р.) і і щорічних наукових конференціях інституту грунтознавства та агрохімії іі О.Н. Соколовського.

Публікації. За матеріалами роботи опубліковано 3 наукові статті та дві

тез.

Обсяг та структура роботи. Робота виконана на 157 сторінкг машинописного тексту і складається з вступу, семи глав, загальних вненовкі рекомендацій виробництву та додатків. В тексті 32 таблиці. Список використан літератури включає 186 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ. Коротко викладена і обгрунтована акіуальність теми досліджен наукова новизна, теоретична та практична значимість досліджень.

1.1 Короткий огляд літератури. Розглядаються основні напрямки вивчені впливу екстенсивного та інтенсивного землеробства на властивості чорнозеї типового.

Питання по вивченню змін вмісту гумусу розглядалися в роботах багаты вчених. Серед них слід виділити О.М.Гріиченко, Г.Я. Чесняк (1962,196^

О.М.Грінченко, Г.Я. Чесняк, В.ТМамонтов (1970), М.І.Лактіопов (1972); І.В.Тюр

937); М.М.Кононова (1963). Роботами доказано, ідо розорюванім цілинних грунтів іизводпть до змсншеїшя вмісту загального гумусу, але при цьому покращується іго якість.

Вивчення динаміки азотуй при розорюванні перелігу та систематичному користанні добрив пов'язане з роботами О.М.Грінченко. Г.Я. Чесняк, О.А. Чесняк 962); С.Л.Янссон ($.ЬЛатоп,1958); Ж.О.Легг, Ф.Е.Аллісон (І.О.Ье%$>, ЕЕ. Ііжоп, 1960), Ф.В. Турчина (1972); П.М.Смирное (1970,1977); В.ІІ.Кудеяров (1989); А.Кореньков (1990). Основні висновки з цих робіт такі: тривале сільсько-сподарське використання чорноземів без добрив призводить до значного збідніння азотом, прн цьому найбільше зниження вмісту спостерігається по амонійному эту', потім іде нітратний азот.

В роботах С.Л.Комбелли, Е.А.Пола (С.Л.СатрЬеІІ, Е.А.РаиІ, 1978); М.Смирнова (1970, 1977); ЖО.Легга (J.O.Legg, 1971) встановлено на відміну І Янсона (Б.иаїкоп, 1958), що й нітрати піддаються імобілізації в органічну ір.му, щоправда в меншій мірі.

Відносно динаміки фосфору під впливом сільськогосподарської тьтури існують суперечливі думки. МА. Винокуров (1927), В.Г. )Іубов (1932), 4. Дмитренко (1957) прийшли до висновку, що при екстенсивному' сільсью-лгодарському використанні грунтів загальна кількість фосфору зменшується. Г.Я. сияк у своїх роботах (1970, 1973, 1976, 1983) відмічає, що по вмісту' валового сфору істотних відмінностей між цілинними та староорними грунтами не истерігасться.

Результати досліджень Б. С. Носко (1977) показують, що тривале користання чорнозему' без застосування добрив призводить до зменшення кількості юрозчишюго та обмінного калію.

2.; Умови та методика проведення досліджень. Погодно-клматичні та ттові умови проведення досліджень. Дослідження проведені на чорноземі товому середньогумусному важкосушинковому на лесі на території експери-ктальної бази “Комунар” інституту грунтознавства та агрохімії УААН ім. О.Н. коловського, яка розміщена в Харківській області. Згідно агрогрунтового іонування України, район, де проводилися дослідження, знаходиться в :остеповій Лівобережній провінції Харківсько-Зміїпсьгого агрогрунтового району раїни (Г.С.Гринь, 1969). Переважаючою в районі грунтотворною породою є лес. нггорія дослідної бази “Комунар” характеризується неоднорідним рельєфом, рноземи типові сформувалися під степовою трав’янистою рослинністю в умовах ібокого залягання грунтових вод і нормального атмосферного зволоження, >еважно на лесових незасолених породах.

Клімат Харківської області помірно континентальний серєдньозволожений гроклиматический справочник, 1957). Сума позитивних температур по рківському району складає 2850°С. Абсолютний мінімум температури повітря :адає - 36°С, абсолютний максимум + 35°С. Згідно середніх багаторічних даних іехід середньодобової температури повітря через 0°С спостерігається 25 березня 15 листопада. Вегетаційний період продовжується 158-198 днів. За даними

метеопункіу експериментальної бази “Комунар” в роки досліджень випало від 3 96, ї до 637,1 мм опадів. Середня багаторічна висота снігового покриву' біля 17 см Запаси води в снігу складають 37 мм.

Методика проведення досліджень. Дослідження по вивченню еволюці агрохімічних і фізико-хімічних показників чорнозему типового при інтенсивному та екстенсивному сільськогосподарському використанні проводилися в умова? стаціонарного польового досліду, закладеному в 1969 р. До часу відбору зразки пройшло 4 ротації шестипільної сівозміни з таким чергуванням культур:

1. Горохо-вівсяна сумішка

2. Озима пшениця

3. Цукровий буряк

4. Ячмінь

5. Кукурудза на силос

6. Озима пшениця

На протязі 1969-1970 рр. дворазовим внесенням високих доз мінеральнії: добрив (1200 кг/га діючої речовини) були створені штучні агрохімічні фони. Піс.т зрівняльного посіву (кукурудза на силос, горохо-вівсяна сумішка) під озиму пшешщн на кожному з фонів були закладені дрібно-діляночні досліди з розміром діляної

5,5 х 27 м. Систематично на протязі чотирьох ротацій вдрібноділяночніїхдосліда: під чотири культури сівозміші вносили одинарну (60-90 кг) та подвійну (120-181 кг) дози мінеральних добрив. .

В 1982 р. на першому полі для підтримки шту чно створених агрохімічнії: фонів були додатково внесені на всіх рівнях відповідних фонів мінеральні добрив; б дозах 200, 400 та 600 кг/га діючої речовини. На II та ІП шлях сгаціонарноп досліду в такій же послідовності були проведені аналогічні агрозаходи. В трелі ротації сівозміни добрива в досліді не вносили, вивчали післядію. Після збирали озимої пшениці під горохо-вівсяну сумішку в третій та четвертій ротаціях вносилі гній суцільним фоном відновідно по 20 та 60 т/га Зразки для досліджень відбиралі після закінчення четвертої ротації сівозміші на фонах: 1. Переліг; 2. контроль; З гній 80 т/га (фон); 4. фон + М1800 в запас; 5. фон + Р1800 в запас; 6. фон + К1800: запас; 7. фон + в запас; 8. фон+ К1Ш в запас + Н2Р2К, систематичне

9. фон + Р1800 в запас + ^2Р2К, систематично; 10. фон + К1800 в запас + И2Р2К систематично; 11.фон + Ї^1800Р1800К1800 в запас + Ї^Р.К. систематично. За чотир: ротації сівозміни сумарна одинарна порція добрив при систематичному внесенії склала К_;С:.Р9С:СК^:У. а подвійна - ^1800Р1800К1800.

В досліджуваних зразках грунту визначшш.обмінні катіони за Шелен бергом; рН сольовоївитяжки потенціометрично; гідролітична кислотність з Каппеном; загальний азот за К’єльдалем варіант Годльбауер; І<Ю3 за спектре фотометричним методом Циганка; амонійний азот з реактивом Неслера; легю- т важко гідролізуємий азот за Тюріним; загальний фосфор за Пнзбург-Лєбєдєвоі рухомий фосфор за Чириковим; ступінь рухомості фосфатів за Карпинськіш Замятіного; мінеральні фракції фосфатів за Чангом-Джексоном; загальний гуму за Тюріним; фракційний іумус за Пономарьовою та Плотшковою; активний гуму

Еторовим; обмінний калій за Масловою; легкорозчинний ісалій за Дашевським; рстко зв’язаний калій за методикою Грунтового інституту ім.В.В. Докучаєва.

Для оцінки достовірності одержані результати оброблені математично :персішпш методом (за Доспеховим).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

3. Зміна фізико-хімічиих властивостей чорнозему типового під впливом них систем удобрення сільськогосподарських культур. Результати проведених ліджень по вивченню впливу екстенсивного сільськогосподарського використання 1>ізгаоо-хімічні агастивості показують, що розорювання чорнозему типового, який протязі більше чотирьох десятків років був під перелогом, та його використання добрив призводить до зменшеній вбирпої здатності на 23,7 і 15,8% відповідно гарах 0-20 і 20-40 см. Головним чином це зменшення проходить за рахунок скення вмісту Са2+ (31,6% в шарі 0-20 см і 19,7% в шарі 20-40 см), (табл.3.1).

Таблпця.3.1

Вплив екстенсивного використання чорнозему типового на фізпко-хімі'ші властивості гумусу

Ф о II 2 >> V = ^ о * * в* СІ Ч — я и. в а. п к с* Нг мг-экв на 100г вміст обмінних-катіонів мг-экв на 100г *я Ы ємність поглішам мг-екв на 100г

У 4ас 2 Й И сума

0-20 5.3 3.1 25.8 2.9 0.2 0.2 29.2 9.0 32.2

.ІТерелог

20-40 5.3 2.2 24.9 оо 0.2 0.2 28 2 8.9 30.4

оків після 0-20 4.7 3.8 17.7 2.7 0.2 0.2 20.9 б 5 24.6

юзорю-

ання 20-40 5 4 2.5 20 0 2.6 0 2 0.2 23.1 7.6 - 25.6

іерелогу

При екстенсивному сільськогосподарському використанні виявляється денція до підкислення грунту; про що свідчить зменшення pH сольового і іьшсішя гідролітичної кислотності на 24% у порівнянні з перелогом в шарі 0-:м

Відомо, що добрива, як мінеральні так і органічні, активно впливають на ■чд обмінних катіонів. -

'< пнсссния 80 т гною сумарно за 4 ротації шестипільної сівозміни ■•пісних доз мінеральних добрив помітно збільшило вміст •>.ому в складі обмінних катіонів знизився абсолютній і

відносний вміст кальцію і спостерігається тенденція до підкислення грунтовог розчину, про що свідчить зниження рН сольового на 0,35-0,75 одиниці у порівняні з перелогом.

4.: Вилип добріш на кількісні та якісні зміни гумусу в чорноземі тнпово.м;

Вплив екстенсивної сільськогосподарської культури на вміст гумусу його груповий і фракційний склад в чорноземі типовому. Результати проведени досліджень по вивченню кількісних змін гумусу в грунтах показують, щ розорювати перелогу і подальше їх сільськогосподарське використання призводяї до зниження вмісту загального гумусу, особливо в шарі грунту 0-20 см. Встановлене що за період після розорювання перелогу загальні втрати гумусу з шару 0-40 с: склали 30,8 т/га або 1,2 т/га в середньому за рік (табл.4.1), прп цьому абсолютни вміст всіх груп гумусових речовин (від ваги грунту) із збільшенням трішалосі використання груніу без добріш знижується.

Таблиця 4.

ІЗіиііїв екстенсивного використання чорнозему типового на влгісг та запаси і>м\су

Фон Глибина відбору зразків, см Вміст гумусу, % Запаси гуаіусу, т/га Динаміка запасів гумусу, т/га

за 26 років ■ п середньому за рік

І.ГІереліг 0-20 4,1 98,4 - -

20-40 3,9 99,8 - -

2.Рілля 26 років після ризороьаннн перелогу 0-20 3,7 82,7 -15,7 -0,6

20-40 3,3 84,7 -15,1 -0,58

Дослідження показали також, що темпи зменшення вмісту фульвокислс більш високі, ніж гумінових кислот. Цс приводить до розширення співвідношсш Сгк/Сфк. В більшій мірі зменшується вміст гумінових кислот, зв’язаних з кальці є.' ніж інших фракцій. Це свідчить про послаблення акумулятивної направленос грунтотворного процесу в чорноземі при його екстенсивному використанні.

Вплив добрив па вміст гумусу, його груповий і фракційний склад чорноземі типовому. Важливе значення як теоретичне, так і практичне ш дослідження трансформації гумусу чорнозему при внесенні добрив. Внесения 80т/і гною не забезпечувало бездефіцитного балансу гумусу в грунті, але в значній •• зменшує частину його втрат. Так, наприклад, якщо на контролі втрзт' * іа шарі 0-40 см чорнозему типового досягай 30,8 т/га, то на фоні з г''^£в{фггпг

9,1 т/га Встановлено збільшення вмісту гумінових кислот •хЛЬН0Г0 ' рахунок підвищення вмісту фракції, зв’язаної з кальці е На варіанті з гноєм підвищився вміст не гідро ^' про те, що при внесенні невеликих норм гно-

ібуваєгься, в основному за рахунок більш мобільних його груп. Мінеральні брива неоднаково впливають на загальний вміст гумусу та його якісний склад. >и внесенні М,&,ю втрати гумусу практично були такими ж, як і в грунті контрольного ріанту і склали 29,5 т/га за 26 років в шарі 0-40 см . При цьому в шарі 0-20 см отно змешшівся вміст негідролізуємого залишку (з 0,99 до 0,84% в порівнянні з нтролем), підвищувався вміст фульвокислот ( з 0,26 до 0,40%) та знизилось іввідношення Сгк:Сфк (з 2;29 до 1,85). На варіанті з явною перевагою азоту в вній системі добрив (М3600Р1800К)8т) негативний вплив азоту на гумусовий стан ’Ніл’ зберігся. Середньорічне застосування мінеральних добрив в нормі Ктіи)РііцК]5( 5езпечило повне запобігання втрат гумусу з грунту. Співвідношення Сгк:Сфк може алежності від умов використання грунту значно змінюватися. На різних варіантах слід}' в шарі 0-20 см воно складало: на контролі -2,69; на фоні гною -2,83; при есенні мінеральних добріш в дозах М2.мРгиК2700- 2,27 і N^„-1,85.Таким чином, іьськогосподарськс використання в залежності від рівня інтенсифікації ілеробства може обумовлювати як покращення, так і погіршення гумусового ту чорноземів типових.

5-і Динаміка азотного режиму чорнозему типового в ланці багаторічний реліг - використання без добрив - різні системи удобрення.

Зміна вмісту загального азоту та форм азотвмістіх сполук в чорноземі гновому під впливам екстенсивного землеробства. За 26 років використання энозему типового без добрив вміст загального азоту в шарі 0-20 см зменшився ; 250 мг / 100 г грунту до 170 мг або на 32% (табл.5.1) Ці дані узгоджуються з інєм втрат гумусу за 26 років, які досягають в шарі 0-40 см 30800 кг/га і складають [ нього 6.1%, тобто близько до середнього вмісту азоту в гумусі, що становить ізько п’яти процентів. Екстенсивне використання чорнозему типового призводить істотного зниження вмісту всіх форм азотовмісних сполук в шарі 0-20 см. При эму зменшення амонійного азоту складає 87-91%, нітратного - 45-64%, 'когідролізуємого - 20-24%, важкогідролізуємого - 25-4% та негідролізуємого -•32% відносно вмісту цих форм азоту в грунті перелогу. Це свідчить про те, що її використанні чорнозему типового без добрив відбуваються значні втрати сомого мінерального азоту, мобілізація гідролізуємих і навіть негідролізуємих рм азоту.

Вплив застосування добрив на вміст загального азоту та його форми рунті. Застосування гною в дозі 80 т/га сумарно за 26 років або 4 ротації стипільної сівозміни дещо підвищило вміст загального азоту в орному та [орному шарах грунту. Різниця у вмісті загального азоту в цих шарах грушу з гтрольним і удобрюваним варіантами коливалась в межах 5-7% . ВнесенняМ]800 апас забезпечувало збереження на цьому фоні такого ж рівня вмісту загального пу, як і на контролі.

Внесення в запас Р1800 і К1800 обумовлює підвищення темпів мобілізації азоту ірному і підорному шарах і його вміст знижується на 25-26 і 18-21% . При ріній перевазі азоту в системі повного мінерального добрива його вміст в орному

та підорному шарах відповідно зростає на 23 та 5%. На фоні зростання кількос фосфору у співвідношенні добрив вміст загальною азоіу в цих шарах грун зменшується на 18 і 20%, а ири перевазі калію - на 14 і 18%. Внесення в зал: ^1800^1800^-1800^забезпечує збільшення вмісту загального азоту в шарах 0-20 і 20 см на 23 та 14%. Під впливом систематичного внесення азотних добрив ігідвшциві вміст нітратного азоту в шарах 0-20 і 20-40 см на 47 і 33%.

Таблиця 5.1

Динаміка вмісту азогу та його форм в чорноземі типовому після розорювання перелоїт та різнії* рівнях інтенсивності сільськогосподарського використання

Фон Глибина відбору зразків, см Вміст різних форм азоту ,мг/100г грушу

Загальний азот N-N0 3 N-N114 легко-іідролі-зусміві азот важко- іідро лізусішш азот Негідро- лізусмин азої

1 0-20 250 0,42 10,68 28,34 51,52 159,04

20-40 210 0,27 8,61 20,58 63,25 117,29

2 0-20 170 0,15 1,31 21,47 39,00 108,07

20-40 160 0,15 0,80 16,42 37,68 104,95

3 0-20 182 0,22 1,34 22,32 41,23 117,70

20-40 168 0,20 0,82 16,91 39,72 110,35

4 0-20 168 0,15 1,03 16,98 23,52 126,32

20-40 168 0Д9 0,67 14,23 22,97 129,94

8 0-20 210 0,46 4,09 19,96 45,00 140,49

20-40 168 ОДІ 2,18 13,43 40,32 111,86

На фоні 80 т/га гною відмічене незначне збільшення вмісту амонійного: легкогідролізусмого азоіу, а також важкогідролізуємого та негідролізуємого азот Підвищення вмісту цих форм азоту склало в шарі 0-20 см 6-9% і в шарі 20-40 с 5-6%.

На фоні частина азоту добріш закріпилася в негідролізуємі сполук про що свідчить збільшення вмісту негідролізуємого азоту в цих шарах грушу і 17-24%.

На фоні з систематичним внесенням азотних добрив підвищився вмі всіх форм азоту. На фоні внесення Р в запас встановлене зниження вмісту вс форм азоту, а при систематичному застосуванні фосфору в складі повно

игрального добрива (фон N]800P3600K1800) відмічено підвищення вмісіу аміачного оту в шарі 0-20 см на 37% і зменшення кількості інших форм азоту в порівнянні аонтролем.

Таким чином, результати проведених досліджень свідчать, що динаміка сотого фонду чорнозему типового після розорювання перелогу вщначаєгься рівнем гєнсифікації його сільськогосподарського використання, а вміст його мінеральних олук в значній мірі можна регулювати застосуванням азотних добрив.

6.; Закономірності динаміки фосфатного фонду чорнозему типового прн тих рівнях інтенсифікації землеробства.

В чорноземі типовому вміст валового фосфору в тарі 0-20 см при зорюванні перелогу та при використанні без застосування добрив, на протязі 26 ків, зменшується від 111 до 106 мг/ІООг грунту (табл.6.1).

Таблиця 6.1

Вплив рівня інтенсивності внкоритання чорнозему типового після розорювання перелогу на його фосфаппш фонд

Фон глпбпна, см валовой фосфор, мг/100г фракпіі'ппшіі склад мінеральних фосфатів,мг/ІООг грунту

рпхлоз- в'яіанпіі А1-Р Fc-P Са-Р

І 0-20 111,1 0,28 4,81 6,38 11,60

20-40 84,4 0,21 2,40 3,65 12,09

2 0-20 106,2 0,20 2,16 6,52 9,47

20-40 100,9 0,19 2,13 4,82 9,77

3 0-20 108,5 035 4,14 6,95 14.01

20-40 98,6 0,27 2,49 6,19 14,36

4 0-20 98.4 0,52 3,96 12,48 13,75

20-40 97,6 0,35 2,40 8,49 14,34

5 0-20 125,4 0,62 16,80 13,09 20,39

20-40 111,4 0,62 10,88 7.26 21,09

6 0-20 100,4 0,36 9,57 8,36 16,11

20-40 98,8 0,31 4.97 6,25 16.13

7 0-20 134,6 1.22 16,62 15,38 20,71

20-40 116,6 0,58 8,84 7,13 20,83

9 0-20 150,1 1,39 17,34 16,83 20,00

20-40 129,0 0.82 11,10 12,36 18,44

При внесенні фосфорних добрив, як окремо, так і в поєднанні з азотними калійними, вміст валового фосфору підвищується, а на фоні тільки азотних і лійних добрив відповідно зменшується. На фоні високих доз добрив збагачується )сфором не лише орний шар грунту, але й більш глибокі шари чорнозему типового

о 80-100 см).

Розорювання перелогу та використання чорнозему без добрив на протязі

> років знизило вміст слабозв’язаних фосфатів в шарі 0-20 см на 0,08 мг на 100 г уніу, а фосфатів алюмінію як в орному, так і в підорному шарах на 55 і 11%. Фактично не відбулося істотних змін вмісту фосфатів заліза в орному шарі, вміст кфатів кальцію знижується на 18,3% та 19,2% відповідно в шарах 0-20 і 20-40

см. Органічні і мінеральні добрива при запасному і систематичному їх внесені під культури сівозміни активно впливають на фракційний склад фосфатів. На фо] 80 т/га гцого в шарі 0-20 см зростає вміст рихлозв’язаних фосфатів, а також А1-Р Са-Р, відповідно на 75, 91 і 47% до контролю.

Заласне внесення М18соі К1800 змінює фізико-хімічні показники грунтової розчину і обумовлює підвищешм рухомості фосфатів грушу: на цих фонах зроси вміст рихлозв’язаних фосфатів, А1-Р і Са-Р і в меншій мірі Ге-Р.

На фонах з внесенням фосфорних добрив як при запасному, так і пр систематичному їх застосуванні встановлені найбільш істотні зміни фосфатної фонду чорнозему. На фоні Р1800, який створений заласним внесенням добрив р закладання дрібноділяночного досліду, незважаючи на використашш фосфор культурами 4-х ротацій сівозміни, вміст усіх фракцій фосфатів в орному и підорном шарах в 3-7 разів перевищує відповідні показники на фоні контролю без добрив.

Таким чином, підтверджується зроблений раніше (Б.С.Носко, 1981 висновок про те, що залишкові фосфати добрив на протязі довгого часу (більше 2 років) знаходяться в орному та підорному шарах грунту в формах більш рухом»; ніж їх природні аналога.

Дані про динаміку вмісту' рухомих форм фосфатів в чорноземі типовом під впливом сільсьшгосподарського використання без добріш свідчать, що в орном шарі вміст фосфатів, які переходять у витяжку 0,5н СН3СООН, знизився з 5,3 д 3,4 мг Р205 на 100 г грунту або на 26% в порівнянні з вмістом у грунті перелог Таке зменшення вмісту рухомих форм фосфору не відповідає балансовії: розрахункам по виносу його з врожаями, що свідчить про здатність чорнозем підтримувати вміст рухомих форм фосфору на певному рівні.

Але на фоні застосувати органічних і мінеральних добріш при позитивном балансі фосфору вміст рухомих форм фосфатів значно (в 1,6 - 4,1 разів) збільшуегьс

і цей фосфатний рівень потім утримується на протязі багатьох років (в наши дослідженнях протягом 26 років).

Характерною ознакою динаміки фосфатного фон}’ чорнозему типового пр розорюванні перелогу- є збільшення рухомості мінеральних форм фосфатів на фоі застосувати органічних і мінеральних добріш, що можна вважати одним із стійки ознак окультуреності грунту.

7. Валіів екстенсивної ха іитшсивної системи сільськогосподарській використання чорнозему типового на валовий вміст і форми калію.

Результати досліджень по впливу екстенсивного сільськогосподарської використання на валовий вміст і форми калію в типовом}’ чорноземі показують, щ в порівнянні з грунтом перелогу в розорюваному чорноземі загальний вміст калії зменшується на 3-5%.

Використання чорнозему типового без застосування добріш призводить д зменшення вмісту легкорозчинного калію в орному шарі на 42% і обмінного калії на 29%. За 26 років використання чорнозему без добрив вміст необміїшої форм калію зменшується у порівнянні з перелогом на 3-5%.

Встановлено, що всі види добрив позитивно впливають на вміс

корозчинного калію, але найбільше його підвищення спостерігається на варіантах юі (1ЧРК)|8М; де воно досягає в шарі 0-20 см 157-171% в порівнянні з контролем.

Вміст обмінного калію також збільшується під впливом всіх видів добрив: [юні К]Швін складає 106%, а на фоні (>ІРК)18(га в шарі 0-20 см досягає 157%. ісг цієї фракції зростає до глибини 40 см.

В 40-сантиметровому шарі грушу не встановлено істотних змін у вмісті бмінного калію, але на глибині від 40 до 100 см, на варіантах К1800(ОТК)Ш0 мічене деяке збагачення грушу необмінною формою калію в порівнянні з тролем, особливо на варіанті (КРК)і(етНа варіанті М]ШР1800К1800 зростає вміст

i форм калію в усьому профілі грунту, що свідчить про те, що під впливом високих калійних добрив проходять глибокі перетворення калійного фонд)' до глибини см.

Таким ‘шном, результати досліджень свідчать, що розорювання перелогу" нозему типового і його сільськогосподарське використання при різних рівнях гнсивності істотно впливає на структуру калійного фонду’ в усьому профілі грушу, інтенсивність цих змін значно менша у порівнянні з азотним і фосфатним дами.

8. Вплив агрохімічного фону чорнозему типового і мінеральних рив на продуктивність сівозміни

Оцінку впливу арохімічного фону чорнозему типового і мінеральних добрив іро,іукгивність сівозміни зроблено за результатами врожайності польових культур ітвертій ротації шестипі льної сівозміни (табл.8.1). Агрохімічні фони чорнозему ювого, створені запасшім внесенням добрив перед закладенням досліду, в вертій ротації сівозміни підвищували її продуктивність на 16-19% в порівнянні штрольшш варіантом. Максимальна післядія добріш (18.5%) встановлена на

ii з запасшім внесенням фосфорних добрив.

На фоні запасного внесення трьох макроелементів (КРК),таз продуктивність ззміни досягає 71.8 ц/га кормових одиниць і суттєво не перевищує післядії іемнх видів добріш.

Систематичне внесення добрив під культури сівозміни забезпечило в вертій ротації зростання продуктивності до 86-89 ц/га кормових одиниць на тному, фосфатному’ і калійному фонах. Найвища продуктивність сівозміни іягається прн систематичному7 застосуванні одинарної та подвійної дози добріш фонах Р1800 та ^ЙМР|8!Х)КЩЮ, відповідно, 91,3 та 89,1 ц/га кормових одиниць, або

> і 144% до контролю.

Таким чином, е фекгивна родючість чорнозему типового після розорювання іелогу визначається рівнем інтенсифікації його використання, головним чином, ами і способами внесення добрив. Створення високих агрохімічних фонів та тематичне використання мінеральних добрив в помірних дозах на фоні гною віпцує продуктивність сівозміни на 144-148% у порівнянні з контролем, ксимальна продуктивність досягає 91,3 ц/га кормових одиниць.

і

Таблиця 8

Продукіишіість шестипільної сівоюіііш (IV ротація)

Агро- ХМЇІ- ний - фон — Продуктивність сівозміни в IV ротацї

ц/га кормових одиниць %

всього с 1 га

2 371 . 61,8 100,0

3 389 64,8 104,8

4 430 71,6 115,9

5 440 73,3 118,5

6 431 71,8 116,0

7 431 71,8 116,0

8 529 88,1 142,5

9 535 89,1 144,2

10 516 86,0 139,0

11 548 91,3 147,7

ВИСНОВКИ

1. Розорювання перелогу та сільськогосподарське використання чорнозем тилового при різних рівнях інтенсифікації в лівобережному Лісостепу Україн обумовили зміни природного грунтотворного процесу, які характсризуютьс посиленням дииаміки показників родючості грунту:

2. Під впливом екстенсивного використання іруту (без застосуванн добрив) на протязі чотирьох ротацій шестипільної сівозміни в орному ша^ встановлено зниження суми поглинутих основ на 28,4%, яке обумовлене, ішовше чином втратами обмінного кальцію. При цьому відмічено незначне зниження р] сол. (на 0,6 од.) та збільшешія гідролітичної кислотності.

Застосування гною (3,1 т на га сівозмінної площі) зменшує темпи вгра кальцію та підвищує рН на 0,2 одиниці в орному шарі. Мінеральні добрив

илюють процеси втрат кальцію, а також підкислення грунтового розчину. В :дпьому на 100 кг діючої речовини мінеральних добріш рН знижується на 0,03-

I од., а гідролітична кислотність збільшується на 0,09 мг-екв/100 г грушу.

3. Розорювання перелогу і тривале екстенсивне використання ріллі новлюють істотне зниження вмісту гумусу та зміни його якісного склад}'. За 26 ів використання ріллі після розорювання перелогу втрати гумусу з шару 0-40 склали 30,8 т/га або 1,2 т/га в середньому за рік. На неудобреному фоні шовлено зменшення всіх груп гумусових речовин. При цьому темпи зменшення ьвокислот більш високі в порівнянні з темпами зниження вміст}' гумінових тог і залишку, який не гідролізується, а співвідношення Сгк/Сфк при цьому ширюєгься до 2,69. В складі гумінових кислот відмічено найбільше зниження гаї фракції, зв’язаної з кальцієм, що свідчить про послаблення акумулятивної равленості грунтотворного процес}' та посилення деградаційних явищ.

На фоні невисоких доз органічних добрив (3,1 т/га) темни втрат гумусу вільнилися і склали за 26 років 9,1 т/га. При цьому в складі гумусу збільшився л' гумінових кислот, в тому числі фракції, зв’язаної з кальцієм і розширюється (відношення Сгк/Сфк до 2,83 в порівнянні з 2,69 на контролі. Застосування ного мінерального удобрення в співвідношенні 1:1:1 в дозі Мб9Р69К69 на гектар ізмішюї площі сприяло зменшені») втрат загального іумусу в шарі 0-40 см да

о в порівнянні з контролем. Систематичне внесення більш високих норм добрив 4Р,04К]Г4) стабілізує баланс гумусу в орному шарі чорнозему.

4. В умовах перелогу переважають процеси біологічного синтезу говмісних сполук, що приводить до акумуляції загального азоту в верхніх ізонтах грунту, про що свідчать дані про збільшення його вміст}' за 26 років шджень.

Тривале екстенсивне сільськогосподарське використання чорнозему ового призводить до посилення процесів мобілізації азотного фонд}'. За 26 років ження вмісту загального азоіу склало в шарі 0-40 см в середньому 75 кг/га в При цьому кількість амонійного азоіу в порівнянні з перелогом знижується на )1%, нітратного - на 45-64%, легкогідролізуємого азоту - на 20-24%, важко-юлізуємого на 25-40% і негідролізуємого азоту - на 11-32%.

На фоні однобічного застосування високих доз азотних добршз вміст шьного азоту в шарі 0-40 см підтримується на рівні неудобрюваного варіанту, а фоні запасного застосування фосфорних і калійних добрив воно знижується говідно, на 25-26 і 18-21%. Систематичне застосування азотних добрив в дозі сг/га в складі повного удобрення в співвідношенні 1:1:1 сприяє достовірному шщенню вмісту загального азоту в орному шарі чорнозему типового.

Систематичне застосування в сівозміні однієї і двох доз азотних добрив в гщанні з фосфорними та калійними збільшує в орному шарі чорнозему типового їси мінерального азоту на 30-211% в порівнянні з неудобреними фонами, а в іантах з однобічним насиченням грунту <]юсфором і калієм встановлено зниження лу нітратного і амонійного, а також легкогідролізуємого азоту. |

5. Рівень інтенсифікації сільськогосподарського використання чорнозе,\ тішового після розорювання перелогу, головним чином, дози і способи внесені добрив, сприяють корінним перетворенням природного фосфатного фонду груні

Екстенсивне сільськогосподарське використання грушу на протязі 26 рок після розорювання знизило валовий вміст фосфору в орному шарі з 0,111% і

0,106%. На фонах з запасним і систематичним застосуванням фосфорних добрі вій збільшується на 3 0% в порівнянні з вихідним станом (до розорювання перело ), що складає 111,1 мг на 100 кг/га діючої речовини внесених добрив. В варіан без застосування фосфорних добріш вміст рухомого фосфору зменшився за 26 рок з 5,27 до 3,40 мг/100 г грунту'.

Застосування мінеральних добріш при систематичному і запасному : внесенні обумовлює зміни сгрукіури фосфатного фонду чорнозему’ типового вміс

і співвідношення основних його фракцій.

Під впливом фосфорних добріш в профілі чорнозему (до глибини 20 о підвищується вміст активних форм фосфатів, в тому' числі слабозв’язаних на 0,8: 1,19 мг Р205 на 100 г грунту; АЬ-Р на 14,64-15,18 мг, Гс-Р на 6,68-10,31 мг, Са-Р і 10,82-10,91, а вміст рухомого фосфору (в витяжці 0,5н СН3СООН) збільшується;

24,5 мг Р,03 на 100 г грунту. В залежності від дози та способу внесення фосфорні добрив, а також рівня попередньої насиченості фосфатної ємності фосфатні еквівалент для чорнозему тішового коливається від 88 до 254 кг діючої речовин фосфорних добрив на гектар.

Встановлені закономірності впливу на фосфатний режим грушу азотних калійних добрив: азотні добріша при однобічному' та сукупному їх застосуван: сприяють підвищенню рухомості грунтових фосфатів, а калійні, навпаки, знижують.

6. Розорювання перелогу та екстенсивне сільськогосподарське використаю чорнозему типового на протязі чотирьох ротацій сівозміни зменшило вміст валової калію в орному' шарі з 2,6 до 2,5%. При цьому знижується вміст всіх форм калі» легкорозчинного - на 42%, обмінного - на 20%. В меншій мірі змінюється кількісп необмінного важкорозчинного калію.

Систематичне застосування калійних добріш позитивно впливає на вміс легкорозчинного та обмінного калію в 40 см шарі чорнозему' типового, яки збільшується відповідно на 1,1-2,6 і 9,8-22,1 мг на 100 г гру'ніу, що складає 0,07

0,61 мгна 100 кг/га діючої речовини внесених добрив. На фоні з запасшім внесення калійних добрив також спостерігається збільшення рухомих форм калію, але вон значно менше, ніж при систематичному їх застосуванні, що свідчить про постінн

шсформацію легкорозчинного та обмінного калію в важкозв’язаігі форми при >му способі застосування добрив.

7. Ефективна родючість чорнозему типового після розорювання 'аторічкого перелогу залежить головним чином від рівня інтенсифікації ьськогосподарського використання. В четвертій ротації шестипільної сівозміни фоні запасного та систематичного внесення мінеральних добрив продуктивність ьськогосподарських культур зростає від 116 до 148% у порівнянні з контролем, эбднву роль відіграють фосфорні добрива, внесення яких у запас дозволяє орігпі і підтримувати підвищений фос фатний рівень на протязі 24 років. У меншій >і на продуктивність сівозміни в післядії впливають азотні та калійні добрива.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1.В умовах Лівобережного Лісостепу України для забезпечення високої >дуктивності сівозміни (88-91 ц/га кормових одиниць) на чорноземах типових і реження їх родючості необхідно на фоні невисоких норм гною (3-5 т/га □змінної площі) систематично застосовувати мінеральні добрива в дозах 60-70 га діючої речовини ЫРК у співвідношенні 1:1:1.

2.Враховуючи високу післядію залишкових фосфатів на протязі тривалого у (більше 25 років) вплив на ефективність азотних і фосфорних добріш доцільно лімітувати дози їх внесення у відповідності з вмістов рухомого фосфору в орному рі чорноземів типових.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Носко Б.С,Бабьшіш В.И,Джибо Абубакар Влияние удобрений на урожай [мой тнешщы и его качество на черноземе типичном с разным содержанием їнжного калия //Агрохимия №1.-1997.-С43-53

2. Джибо Абубакар Влияние высоких доз минерадьних удобрений на (ержание и фракционный состав чернозема типичного//Агрохімія і грунтознавство >9 .-1998.-С121-126

3. Джибо Абубакар Влияние внесения удобрений на динамику содержания неральных фосфатов в черноземе типичном //Агрохімія і грунтознавство щиалышй випуск частіша четверта .-С141-147

4. Носко Б.С, Джибо Абубакар Влияние удобрений на фосфатный режим жозема типичного тяжелосуглинистого//тези доповідей на конфе-ренціі, іевяченій 50-річчю факультету аїрохіміі та грунтознавства, Харьків.-1996.-С147

5. Юнакова Т. А, Джибо Абубакар Влияние удобрений на содержание калия

и его формы в черноземе типичном мощном тяжелосуглинистом // тези доповіде! на конференції,присвяченій 50-річчю факультету агрохіміі та грунтознавства Харьків.-1996.-С. 149

Джпбо Абубакар Еволюція агрохімічних і фізико-хімічних властивостей чорно зему типового при екстенсивному та інтенсивному сільськогосподарському використанні

- Рукопис. '

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата сільськогосподарських науі за спеціальністю 06.01.03 - агрогрунтознавство і агрофізика. Інститут грунтознавства ті агрохімії ім. ОІІ.Соколовського УААІІ, Харків, 2000.

Дисертація присвячена вивченню закономірностей і особливостей формувати режиму поживних речовин, гумусного стану і фізико-хімічних властивостей чорнозем; типового після розорювання багаторічного перелогу на фоні органічної і органо-міне ральної системи удобрення сільськогосподарських купыур при запасному й систематично' му застосуванні добрив. ■

Показані негативні наслідки сільськогосподарського використання чорнозему ти пового без застосування добрив. Виявлені закономірності динаміки головних показники після розорювання багаторічних перелог та його сільськогосподарського використання нрі різних рівнях інтенсифікації.

Встановлені кількісні критерії динаміки агрохімічних і фізико-хімічних власти востей чорнозему, які дозволяють прогнозувати направленість та інтенсивність їх змін.

Ключові слова: чорнозем типовий, грунт, гумус, азот, фосфор, калій, обміни каїіони. ■ .

Джнбо Абубакар Эволюция агрохимических и физико-химических свойств чер нозема типичного при экстенсивном и интенсивном сельскохозяйственном использовании

- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наут по специальности 06.01.03 - агропочвоведение и агрофизика -Институт почвоведения * агрохимии им. А.Н.Соколовского СДАН. Харьков. 2000.

Диссертация посвящсна изучению закономерностей и особенностей формирова ния режима питательных веществ гумусного состояния и физико-химических свойств чер нозема типичного Левобережной Лесостепи после распашки многолетней залежи на фоне органической и органоминеральной системы удобрения сельскохозяйственных культур пр} запасном и систематическом применении удобрений.

■ Выявлены основные закономерности показателей плодородия чернозема типич ного в результате распашки многолетней залежи.

Установлено, что экстенсивное использование чернозема типичного приводит і ряду деградационных явлений преимущественно в пахотном слоё почвы: снижению со держания общих форм азота, фосфора, калия, а также их подвижных соединений, умень шению суммы поглощенных оснований (в основном за счет потери обменного кальция) повышению кислотности почвенного раствора.

Распашка залежи ведет не юлько к существенному снижению содержания обще го гумуса, но и к изменению его качества. На неудобренных вариантах отмечается умень шснис всех групп гумусовых веществ, расширение соотношения С^/ Сфк.

В составе гуминовых кислот существенно снижается фракция, связанна; с кальцием, что свидетельствует об ослаблении аккумулятивной направлеішості

почвообразовательного процесса. Внесение в почву низких доз органических и минеральных удобрений замедляет темпы потерь гумусовых веществ, а систематическое внесение повышенных доз минеральных удобрений стабилизирует баланс гумуса в пахотном слое чернозема типичного.

Слсгемаїическое внесение полного или азотного удобрення повышает содержание в почве как общего азота, так и минерального (нитратного и аммиачного). Отмечена также тенденция к увеличению содержания подвижного фосфора в пахоїиом слое.

Систематическое внесение фосфорных удобрений способствует повышению содержания как подвижных соединений фосфора, так и его активных фракций. При этом, особенно на фоне РК. отмечено снижение количества легкогидролизуемых и минеральных форм азота.

Запасное внесение калийных удобрений положительно влияет на содержание лсгкорастворнмого и обменного калия, но интенсивность этого процесса менее выражена, чем при их систематическом применении. Это свидетельствует об относительно высоких темпах трансформации в почве калия удобрений в жйсткосвязанные формы.

Усі ановленные основные закономерности, количест венные критерии динамики агрохимических и физико-химических свойств чернозема типичного позволяют прогнозировать направлеішость эволюции и интенсивность этих изменений.

Показано, что сельскохозяйственное использование почвы при различных уровнях интенсификации обусловило изменение природного почвообразовательного процесса в сторону усиления динамики основных показателей почвенного плодородия.

Ключевые слова: чернозём типичный, почва, гумус, азот, фосфор, калий, обменные катионы.

Djibo Aboubakar Evolution of physico-chemical and agrochemical properties of the typical chernozem soil during its extensive and intensive agricultural use. Manuscript.

Dissertation for a doctor of philosophy degree in the agricultural science on the speciality 06.01.03 agrosoil science and agrophysics- Institut of soil science and agroclicmestry named after A.N. Sokolovsky.

The dissertation is devoted to the study of the law of conformity and peculiarities in the development of the nutrient regime, humus state as well as physicochemical properties of typical chernozem soil during cultivation of virgin land on an organo-mineral fertlizers background of agricultural crops, during a storage and sy stematic use nutrients.

It was shawn the negative after effects of agricultural use of the chernozem soil without fertilizers.Tlie law of dynamic content of the main fertility element during the cultivation of a virgin land and different agricultural intensification levels in a typical chernozem soil were revealed.

It was established the quantitative criterions of the dynamics of agrochemical and physico-chemical properties of chcnozem soil, which allow the possibility of forecasting their tendencies and changing intensities. '

Key words: typical chernozem, soil, humus, nitrogen, phosphorus, potassium, exchengeable bases.