Спосіб покращення гумусного стану ґрунтів в екологічно орієнтованих агроекосистемах

Реферат: Спосіб покращення гумусного стану ґрунтів в екологічно орієнтованих агроекосистемах включає внесення органічних і мінеральних добрив. При цьому вносять половинні норми традиційного удобрення: органічного (гній) і мінерального (NPK), та застосовують нетрадиційне удобрення: солому зернових з компенсуючою дозою азоту N10/т і біомасу хрестоцвітої культури (гірчиці білої). UA 100268 U (12) UA 100268 U UA 100268 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сільського господарства, а саме до агротехнологій. Гумус - основа родючості ґрунтів, найважливіша його складова та база для отримання високих врожаїв сільськогосподарських культур. За останні 30 років його вміст в орних ґрунтах зменшився на 0,3-0,4 % і цей процес має тенденцію до прискорення. Збільшення гумусу в ґрунті на 0,1 % потребує як мінімум 25-30 років кропіткої праці, значних затрат матеріальних та енергетичних ресурсів, створення систематичного позитивного його балансу [1]. Втрати гумусу потребують постійної його компенсації за рахунок внесення великої кількості органічних добрив. Сьогодні при різкому зменшенні поголів'я тварин потреба в органічних добривах не задовольняється. Зменшується і необхідність тваринницької галузі в кормовій та підстилковій соломі, що дозволяє широко використовувати її як органічного добрива. Також обмежено застосування мінеральних добрив, які, виконуючи величезну позитивну роль в поживному живленні рослин, погіршують стан довкілля. Саме за проблеми відновлення гумусного стану ґрунтів актуальним стало використання крім гною інших нетрадиційних видів органіки, що набувають особливого значення в системах удобрення, так як стають джерелом поживних елементів [2], а саме: післязбиральні органічні рештки та сидерати, вирощені в проміжних посівах. Останні зменшують негативний вплив від забруднення ґрунту нітратами, іншими залишковими речовинами мінерального удобрення [3]. Відомий спосіб покращення гумусного стану ґрунтів [4] полягає в застосуванні певних доз органічних добрив в сівозмінах, в т.ч. гною, соломи, інших рослинних решток та біомаси сидеральних культур у ґрунтозахисному землеробстві. Недоліком способу є відсутність інформації щодо розширеного відновлювання гумусного стану ґрунтів та зменшення їх екологічного навантаження в умовах значного обмеження традиційного удобрення в екологічно орієнтованих агроекосистемах. В основу корисної моделі поставлена задача забезпечення бездефіцитного балансу гумусу та розширеного його відтворення за традиційного удобрення культур в сівозміні, що не лише створить більш сприятливі умови для росту і розвитку сільськогосподарських культур, але й забезпечить зменшення екологічного навантаження від забруднення навколишнього середовища, пов'язане із застосуванням мінеральних добрив. Поставлена задача вирішується тим, що у способі покращення гумусного стану ґрунтів в системі удобрення, що включає внесення половинних норм добрив: мінеральних - (NPK) під усі культури сівозміни, і органічних - під просапні культури (гній), при поєднанні з нетрадиційними видами органіки: нетоварна частина зернових з компенсуючою дозою азоту N10 на кожну тонну соломи та біомаси хрестоцвітої культури, визначалась продуктивність агроекосистем залежно від рівня гумусофіксації ґрунту. Розроблений експериментальним шляхом спосіб покращення гумусного стану ґрунтів в екологічно орієнтованих агроекосистемах, основаних на принципах відновлювального землекористування за високої продуктивності культур та зменшення норм органічного (50 %) і мінерального (50 %) удобрення при сумісному їх застосуванні дозволяє досягти розширеного його відтворення із перевищенням вихідного стану понад 45 %, що на 12 % вище як за органічної системи удобрення (гній - 100 %), яка традиційно вважається найкращою в гумусотворній здатності. Зменшення норм мінеральних добрив під культурами сівозміни та заробка біомаси сидерата входить в комплекс дій з екологічного зниження забруднення біосфери для запобігання негативним процесам в агроекосистемах та покращенні якості вирощеної на них продукції, що задовольняє вимоги міжнародної спільноти. Розробка даного способу базується на результатах довгострокового стаціонарного досліду, що здійснювався протягом 2006-2009 років на чорноземі опідзоленому в зерно-буряковій сівозміні: горох - пшениця озима - буряки цукрові - ячмінь ярий - кукурудза на силос. В стаціонарному досліді визначався вплив соломи, біомаси гірчиці білої, гною і мінеральних добрив, останні з яких застосовувались сумісно при половинних їх нормах на продуктивність культур та баланс гумусу в сівозміні. Гній та фосфорно-калійні добрива вносили під зяблеву оранку, азотні - під ранньовесняну культивацію. При використанні на удобрення соломи перед приорюванням у ґрунт додатково вносили азот у розрахунку N10 на 1 тонну соломи. На сидерат висівали гірчицю білу, поживні посіви якої найбільш придатні як зелені добрива. Агротехніка та догляд за посівами загальноприйняті. Баланс гумусу розраховували згідно з методичними рекомендаціями "Енергетична оцінка систем землеробства і технологій вирощування сільськогосподарських культур" Інституту агроекології УААН. Реалізація способу полягає у застосуванні нетрадиційних видів удобрення: соломи пшениці озимої і ячменю ярого, залишеної як органічне добриво, з додатковим використанням мінерального азоту N10/т для запобігання процесу іммобілізації ґрунтового азоту, а також біомаси хрестоцвітої культури - гірчиці білої - на зелене добриво, як альтернативного удобрення 1 UA 100268 U 5 10 15 20 для підсилення процесу гумусотворної здатності ґрунту при поєднанні соломи та сидерата в умовах обмеженого застосування традиційних добрив, як додаткового джерела стимулювання розвитку рослин на фоні органо-мінерального удобрення, де на гектар сівозмінної площі вносяться половинні норми гною - 8 т - і мінеральних добрив N55 Р30 K60 кг д. р. Вибір оптимального фону доведений дослідженнями, так як сумісне внесення органічних і мінеральних добрив переважає за ефективністю еквівалентні дози тільки органічних або мінеральних добрив внаслідок повнішого контакту мінеральних добрив з органічними колоїдами, завдяки чому фосфор і калій менш зв'язуються з ґрунтом, послаблюється негативний вплив високих концентрацій ґрунтового розчину, зростає доступність для рослин основних елементів живлення та досягається бездефіцитний баланс гумусу. Солома та сидерати як органічні добрива, забезпечуючи позитивний вплив на баланс органічної речовини, сумісно посилюють гумусотворну здатність ґрунту. Так застосування пожнивної сидерації в поєднанні з удобренням соломою на гектар сівозміни за органо-мінерального удобрення з 8 т гною і N55 Р30 K60 кг д. р. забезпечувало розширене відтворення гумусу із збільшення вихідного гумусного стану на 46 %, що в перерахунку на стандартний гній склало 10,4 т за найбільшої продуктивності - 97,3 ц к. од. Подібне перевищення (40 % або 9,0 т) від поєднання нетрадиційного удобрення на фоні повного мінерального удобрення з N110 Р60 K120 кг д. р. на гектар сівозміни забезпечило на 5,7 ц к. од. нижчу продуктивність, тоді як менше збільшення рівня забезпеченості гумусом від поєднання соломи і сидерату (30 % або 6,8 т) на фоні природної родючості без внесення гною і NPK, не забезпечивши 20 % вихідного гумусного стану, значно зменшило дефіцит гумусу в перерахунку на гній з 11,2 т (за продуктивності 55,3 ц к. од.) до 4,4 т (з приростом показника до фону без добрив 6,5 ц к. од.). Таблиця Продуктивність та баланс гумусу в сівозміні залежно від систем удобрення, 2006-2009 pp. ПродуктивІнтенсивність Внесено ність ц к. балансу Фон традиційних добрив Нетрадиційні Баланс гумусу, ± т 1 од./га Н удобрення на 1 га сівозмінної добрива га сівозмінної площі сівозмінної Іб   100 площі В ,% площі У перерахунку гній, кг д.р. Бт=Н-В на т стандартний гній, т/га N Р K Природна родючість 55,3 -0,61 -11,2 50 (без добрив) солома + N10/т + 61,8 -0,24 -4,4 80 сидерат Мінеральний - 110 60 120 84,3 -0,46 -8,4 63 (NPK) солома + N10/т + 91,6 0,03 0,6 103 сидерат Органічний 16 85,2 0,43 7,9 135 (гній) Органомінеральний 8 55 30 60 89,9 0,20 0,3 101 (1/2 NPK+1/2 гній) солома + N10/т + 97,3 0,58 10,7 147 сидерат 2 UA 100268 U 5 10 Таким чином, застосування корисної моделі при вирощуванні сільськогосподарських культур є одним із шляхів відновлення гумусного стану ґрунтів в екологічно-орієнтованих агроекосистемах при зменшенні норм органічних (50 %) і мінеральних (50 %) добрив, яке перевищує вихідний гумусний стан в сівозміні на 47 % за максимальної продуктивності - понад 95 ц к. од. Джерела інформації: 1. Тараріко О.Г. Проблеми сучасного землеробства і охорони ґрунтів в Україні: аналіз, стан і пропозиції // Вісник аграрної науки. - 1996, № 1. - с. 15-21. 2. Танганов В.М. Роль сівозміни у відновленні родючості ґрунту / В.М. Танганов. - Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН. Вип. 2/3. - К., 2004. - с. 43-46. 3. Лошаков В.Г. Пожнивная сидерация и плодородие дерново-подзолистых почв // Земледелие. - № 1. - 2007. - с. 12. 4. Відтворення родючості ґрунтів у ґрунтозахисному землеробстві / Наукова монографія. Під загальною редакцією д.с.-г. наук, проф. М.К. Шикули. - К.:Оранта, 1998. - с. 208-292. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб покращення гумусного стану ґрунтів в екологічно орієнтованих агроекосистемах, що включає внесення органічних і мінеральних добрив, який відрізняється тим, що в 5-пільній зерново-буряковій сівозміні застосовують оптимальний фон удобрення для досягнення бездефіцитного стану гумусу із внесенням половинних норм традиційних видів добрив: органічного (гній - під просапні культури) і мінерального (NPK - під усі культури), та нетрадиційного удобрення (під просапні культури): солому зернових з компенсуючою дозою азоту N10/т і біомасу хрестоцвітої культури (гірчиці білої), як органічного добрива для забезпечення позитивної дії органічної речовини у ґрунті та розширення його гумусного стану. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3