Матеріальна основа родючості ґрунтів

Постановка проблеми. Матеріальну основу родючості ґрунтів складають три основних групи факторів: біологічні, агрохімічні та агрофізичні. На думку вчених [1, 2], до групи агрофізичних факторів слід віднести: гранулометричний склад, структуру та будову орного шару, глибину орного та гумусового горизонтів, водний режим ґрунтів. Вимоги сільськогосподарської практики диктують необхідність встановлення їх оптимальних параметрів для вирощування основних культур. Оптимізація фізичних умов ґрунтової родючості найчастіше пов’язана з обробітком ґрунту і чергуванням культур у сівозміні.

Актуальність досліджень. Усім відомо, що родючість чорноземів значною мірою залежить від водних властивостей ґрунту й атмосферного зволоження [3]. Тривале розорювання ґрунтів і насичення просапними культурами сівозмін погіршують водні властивості ґрунту. Волога – важливий елемент ефективної родючості ґрунту. У зоні нестійкого та недостатнього зволоження вона частіше знаходиться в мінімумі та контролює висоту врожаю сільськогосподарських культур.

На запаси доступної вологи в ґрунті здебільшого впливають погодні умови, але, згідно з даними наукової літератури, обробіток ґрунту відіграє важливу роль щодо вологозабезпеченості [4, 5], оскільки він впливає на функції ґрунту пропускати воду по шарах (водопроникність) та здатність ґрунту утримувати її. Запаси вологи в ґрунті залежать не тільки від застосування агротехніки, а також від вирощуваної культури та рельєфу території.

Від щільності складення ґрунту залежать водно-повітряні, теплові та біологічні показники. З ущільненням суглинкових і глинистих ґрунтів зменшується загальна пористість та об’єм пор аерації, збільшується об’єм неактивних пор, в яких вода практично недоступна рослинам, знижується швидкість фільтрації, затрудняється проникнення коренів. При дуже пухкому стані ґрунту він значно швидше пересихає, зменшується контакт насіння, коренів рослин з ґрунтом.

За щільністю складення поверхневих горизонтів судять про ступінь окультуреності ґрунтів. Дуже щільний у сухому стані ґрунт чинить великий опір кореневій системі рослин, а отже потребує додаткових витрат при обробітку. В перезволоженому щільному ґрунті складаються несприятливі умови для рослин через заповнення майже всього об’єму шпарин водою, ще такий ґрунт слабо фільтрує воду [4].

Одним із факторів, який суттєво впливає на інші властивості ґрунту, є структура. Структурний ґрунт забезпечує оптимальні умови водного, повітряного і теплового режимів, що, в свою чергу, обумовлює розвиток мікробіологічної діяльності, мобілізацію та доступність поживних речовин для рослин.

Одним із прийомів регулювання структурного стану є обробіток ґрунту. Застосовуючи ті чи інші способи обробітку, виконуючи їх на різну глибину та в різні строки, можна помітно впливати на структуру ґрунту. Багатьма дослідженнями [6, 7] встановлено, що тривале розорювання погіршує агрегатний стан ґрунтів, знижує їх водостійкість і зв’язність. Мінімізація обробітку ґрунту, як правило, зумовлена зменшенням глибини обробітку ґрунту за допомогою плоскорізних і дискових знарядь, а також частоти розпушування протягом вегетаційного періоду. Такий обробіток ґрунту став основою ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур, які широко запроваджуються в багатьох областях України [5].

Місце та умови проведення досліджень. У зв’язку з цим, у двох стаціонарних дослідах кафедри землеробства Харківського НАУ ім. В.В. Докучаєва проводяться дослідження агрофізичних показників чорнозему типового, що знаходиться в обробітку.

У першому досліді дослідження проводилися в останньому полі короткоротаційної сівозміни – у полі ячменю. Сівозміна має таке чергування культур: 1) попередники пшениці озимої; 2) пшениця озима; 3) буряк цукровий; 4) ячмінь ярий. Попередників пшениці озимої виступають: пар чорний, горох на зерно, чина на зерно, вико-вівсяна сумішка на зелену масу, соя на зелену масу та кукурудза на силос. Площа посівних ділянок – 142,5 м2, облікових – 50-100 м2, які розміщені послідовно в триразовій повторності.

У другому досліді дослідження проводилися в останньому полі ротації сівозміни – у полі соняшнику. В досліді вивчалися такі способи основного обробітку ґрунту: 1) оранкою під всі культури сівозміни; 2) безполицевий обробіток стояками СибІМЕ; 3) безполицевий обробіток стояками ПРН 31000;

4) оранка на глибину 25-27 см у системі комбінованого дисково-полицевого обробітку в сівозміні; 5) чизельний обробіток ПЧ-2,5. Площа посівних ділянок – 150 м2, облікових –50 м2, які розміщені послідовно у чотириразовій повторності.

Ґрунтовий покрив дослідного поля представлений чорноземом типовим важкосуглинковим. Кліматичні умови є типовими для лівобережної частини Лісостепу України з нестійким зволоженням і періодичним проявом посухи протягом вегетаційного періоду.

Результати досліджень. В обох дослідах традиційно вивчалися окремі показники родючості ґрунту, серед яких найбільш динамічними є щільність складення ґрунту і його вологість. Як вказують результати трирічних досліджень (2008-2010 рр.), які наведено у табл., запаси доступної вологи у півтораметровому шарі ґрунту на початку вегетації ячменю у першому досліді були більш високими у варіантах із паром чорним і чиною. У другому досліді найкращим варіантом щодо вологозабезпеченості у весняний період виявився безполицевий обробіток стояками ПРН 31000. Інші варіанти безполицевого обробітку, окрім чизельного, мали тенденцію до збільшення доступної вологи в півтораметровому шарі ґрунту, порівняно зі звичайною оранкою.

 

Таблиця

Водно-фізичні показники родючості чорнозему типового залежно від агротехнічного навантаження (у середньому за 2008-2010 рр.)

Дослід Варіант Показники родючості

запаси доступної вологи, мм щільність складення, г/см3 Коефіцієнт

структурності водотривкості

Перший 1 173,4 1,09 3,2 0,63

2 165,0 1,05 3,8 0,56

3 172,2 1,02 4,0 0,48

4 159,2 1,04 3,4 0,47

5 162,0 1,05 3,4 0,59

6 165,5 1,11 3,5 0,62

Другий 1 180,3 1,05 2,4 0,70

2 191,8 1,04 2,9 0,71

3 203,6 1,01 2,8 0,71

4 195,0 1,02 3,1 0,68

5 179,6 1,06 2,1 0,67

 

Щільність складення орного шару ґрунту в першому досліді на початку вегетаційного періоду мала найвищі значення у варіантах з кукурудзою на силос (1,11 г/см3) і паром чорним (1,09 г/см3), а наприкінці вегетації ячменю найбільші значення щільності були у сівозмінах з попередниками пшениці озимої, які висівалися суцільним способом, зокрема у варіанті з горохом вона склала 1,22 г/см3. У другому досліді у весняний період застосування безполицевих обробітків мало впливало на щільність орного шару ґрунту (див. табл.), найвищі значення цього показника були зафіксовані у варіанті із чизельним обробітком (1,06 г/см3). Протягом вегетації соняшнику проявляється диференціація орного шару ґрунту з ущільненням нижніх шарів: у верхньому (0-10 см) шарі вона склала в середньому 1,07, у шарі ґрунту 10-20 см – 1,19, а в нижньому (20-30 см) шарі – 1,22 г/см3. Вже на час збирання культури щільність орного шару мало залежала від способу основного обробітку ґрунту.

Дані структурно-агрегатного аналізу показали, що у всіх дослідних варіантах структурний стан повітряно сухих агрегатів є добрим. При цьому найнижчий коефіцієнт структурності (див. табл.) у першому досліді спостерігався у варіанті із паром чорним (3,2), а найвищий – у варіанті з чиною (4,0). У другому досліді чизельний обробіток забезпечив найнижче значення коефіцієнта структурності (2,1), а найбільший у варіанті з оранкою в системі комбінованого обробітку – 3,1. Мокре просіювання агрегатів показало, що структурний стан водотривких агрегатів у першому досліді є добрим і задовільним. При цьому найнижчий коефіцієнт водотривкості спостерігався у варіанті із соєю – 0,47, а найвищий у варіанті з паром чорним. У другому досліді структурний стан водотривких агрегатів є добрим у всіх варіантах, при цьому найвищий коефіцієнт водотривкості спостерігався у другому та третьому варіантах, де застосовувався безполицевий обробіток стояками СибІМЕ та ПРН 31000 (0,71), а найнижчий коефіцієнт був у варіанті з чизельним обробітком (0,67).

 

 

Отримані результати досліджень свідчать про те, що водно-фізичні показники чорнозему типового за даного агротехнічного навантаження знаходиться в оптимальних межах для всіх сільськогосподарських культур. Установлено також, що системне окультурення ґрунтів призводить до поліпшення водного режиму, але на фоні цього іде погіршання структурно-агрегатного складу чорнозему типового.

 

 

1. Медведев В.В. Мониторинг почв Украины. Концепция, предварительные результаты, задачи. — Х. : Антиква, 2002. — С. 428.

2. Носко Б.С. Почвы Украины и повышение их плодородия. Т. 2. Продуктивность почв, пути её повышения, мелиорация, защита почв от эрозии и управление плодородием / [за ред. Б.С. Носко, В.В. Медведєва, Р.С. Трускавецького та ін.] — К. : Урожай, 1988. — С. 360.

3. Ахтырцев Б.П. Водные свойства черноземов обыкновенных южнорусской степи при разных видах использования / Б.П. Ахтырцев, И.А. Лепилин // Почвоведение. — 1991. — № 3. — С. 66—79.

4. Медведєв В.В. Стан родючості ґрунтів України та прогноз його змін за умов сучасного землеробства / за ред. В.В. Медведєва, М.В. Лісового — Х. : Штріх, 2001. — С. 386.

5. Шикула М.К. Відтворення родючості ґрунтів у ґрунтозахисному землеробстві // під заг. ред. М.К. Шикули. — К. : Оранта, 1998. — С. 680.

6. Булыгин С.Ю. К оценке влияния механической обработки на почву / С.Ю. Булыгин, Т.Д. Комарова // Почвоведение. — 1990. — № 6. — С. 135—138.

7. Булыгин С.Ю. Формирование агрегатного состава почв и оценка его изменения / С.Ю. Булыгин, Ф.Н. Лисецкий // Почвоведение. — 1996. — № 6. — С. 783—788.