Спосіб оцінювання забезпеченості ґрунтів доступними формами мікроелементів для вирощування зернових культур

Реферат: Спосіб оцінювання забезпеченості ґрунтів доступними формами мікроелементів для вирощування зернових культур включає відбір зразків ґрунту, визначення поелементного вмісту мікроелементів в ґрунті, оцінювання на основі отриманих даних забезпеченості ґрунту доступними формами мікроелементів. Додатково в відібраних зразках визначають рН, вміст гумусу та гранулометричний склад за якими ґрунти відносять до одного з трьох класів буферності, проводять математичну обробку отриманих даних та складають таблицю забезпеченості ґрунтів мікроелементами залежно від їх буферності для вирощування зернових культур. UA 89924 U (54) СПОСІБ ОЦІНЮВАННЯ ЗАБЕЗПЕЧЕНОСТІ ҐРУНТІВ ДОСТУПНИМИ ФОРМАМИ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР UA 89924 U UA 89924 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до ґрунтознавства та агрохімії і може бути застосована у сільському господарстві для врахування природного вмісту мікроелементів у ґрунтах під час розрахунку доз мікродобрив та для оцінювання якості сільськогосподарських ґрунтів за вмістом доступних для поглинання кореневими системами рослин форм мікроелементів. Відомо спосіб визначення верхньої межі природного вмісту мікроелементів у ґрунтах, який дозволяє визначити регіональні фонові рівні вмісту мікроелементів у ґрунтах та врахувати їх природне варіювання. За верхню межу середнього вмісту будь-якого елемента в ґрунті приймають величину, яка на три стандартні відхилення перевищує середній регіональний фоновий рівень, що забезпечує охоплення 99 % всіх можливих значень вмісту мікроелементів [Мотузова Г.В. Почвенно-химический экологический мониторинг. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2001. - 86 с.]. Спосіб призначений для встановлення верхньої межі природного вмісту хімічних елементів в ґрунтах під час діагностування наявності антропогенного забруднення ґрунтів цими елементами для цілей екологічного нормування або оцінювання вмісту елементів-металів у ґрунтах. Спосіб можна використовувати також для одержання коректних значень середнього природного вмісту мікроелементів у ґрунтах для використання у сільському господарстві. Але для оцінювання забезпечення сільськогосподарських культур рухомими формами мікроелементів та розрахунку доз мікродобрив цієї інформації недостатньо. Найближчим за технічною суттю є спосіб оцінювання забезпеченості ґрунтів сільськогосподарського призначення мікроелементами з урахуванням виносу мікроелементів сільськогосподарськими культурами, який містить відбір ґрунтових зразків, встановлення поелементного вмісту мікроелементів в ґрунті, на основі яких складається таблиця забезпеченості ґрунту в залежності від виносу їх рослинами. Згідно з цим способом, всі сільськогосподарські культури поділяються на три групи: культури низького, середнього та високого виносу мікроелементів, для кожної групи культур встановлюється три рівні забезпеченості ґрунтів кобальтом, міддю, марганцем та цинком (табл. 1) [Важенин И.Г. Методические указания по агрохимическому обследованию и картографированию почв на содержание микроэлементов / И.Г. Важенин. - М.: Изд-во ВАСХНИЛ, 1976. - 28 с.]. Таблиця 1 Забезпеченість Низька Середня Висока Низька Середня Висока Низька Середня Висока Вміст мікроелементів, мг/кг ґрунту Мn Сu Zn Для рослин невисокого виносу мікроелементів менше за 5 менше за 0,10 менше за 1 5-10 0,10-0,20 1-2 більше за 10 більше за 0,20 більше за 2 Для рослин підвищеного виносу мікроелементів менше за 10 менше за 0,20 менше за 2 10-20 0,20-0,50 2-5 більше за 20 більше за 0,50 більше за 5 Для рослин високого виносу мікроелементів менше за 20 менше за 0,50 менше за 5 20-40 0,50-1,00 5-10 більше за 40 більше за 1,00 більше за 10 Co менше за 0,07 0,07-0,15 більше за 0,15 менше за 0,15 0,15-0,30 більше за 0,30 менше за 0,30 0,30-0,70 більше за 0,70 30 35 40 Суттєвим недоліком цього способу є довільне шкалування вмісту доступних для живлення рослин форм мікроелементів у ґрунтах, що призводить до невідповідності між оцінками забезпеченості ґрунтів доступними формами мікроелементів та фактичною забезпеченістю, що проявляється у значному заниженні оцінки забезпеченості ґрунтів України мікроелементами, особливо марганцем та цинком. За цією градацією великі площі орних земель у Тернопільській, Івано-Франківській, Чернівецькій та Хмельницькій областях, де поширені сірі, темно-сірі лісові ґрунти, чорноземи опідзолені та чорноземи типові, а також чорноземи південні та темнокаштанові солонцюваті ґрунти у Миколаївській та Херсонській областях, оцінюються як малозабезпечені рухомими формами марганцю для зернових культур, у той час як фактично це найкращі з огляду на забезпеченість мікроелементами ґрунти. Ще менше відповідає дійсності картина щодо оцінки забезпеченості ґрунтів доступними формами цинку. Навіть для культур невисокого виносу території з середнім та високим вмістом цього елемента, згідно з даним способом оцінювання, дуже обмежені. 1 UA 89924 U 5 10 15 20 25 30 Для вирішення проблеми оцінювання вмісту доступних для поглинання рослинами форм мікроелементів у ґрунтах, прийняття рішення щодо необхідності внесення мікродобрив під час вирощування зернових культур та розрахунку їх доз, виникає потреба у використанні науково обґрунтованих нормативів вмісту мікроелементів у ґрунтах. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення відомого способу оцінювання забезпеченості ґрунтів доступними формами мікроелементів для вирощування зернових культур за рахунок визначення буферності ґрунтів щодо мікроелементів і, як наслідок, підвищення точності оцінювання рівня забезпеченості ґрунтів доступними для рослин мікроелементами, економія мікродобрив та покращення екологічного стану ґрунтів. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі оцінювання забезпеченості ґрунтів доступними формами мікроелементів для вирощування зернових культур, який включає відбір зразків ґрунту, визначення поелементного вмісту мікроелементів в ґрунті, оцінювання на основі отриманих даних забезпеченості ґрунту доступними формами мікроелементів, згідно з корисною моделлю, додатково в відібраних зразках визначають рН, вміст гумусу та гранулометричний склад за якими ґрунти відносять до одного з трьох класів буферності, проводять математичну обробку отриманих даних та складають таблицю забезпеченості ґрунтів мікроелементами залежно від їх буферності для вирощування зернових культур. За певними фізичними, фізико-хімічними та хімічними показниками (гранулометричний склад, рН ґрунтового середовища, вміст гумусу) ґрунти можна віднести до різних класів за буферністю щодо мікроелементів (табл. 2) [Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам // Агрохимия. - 1995. - № 10. - С. 109-113]. При цьому під буферністю розуміють здатність ґрунтів підтримувати вміст найбільш доступних для рослин форм цих елементів на відносно постійному рівні і протистояти зовнішнім факторам впливу, які направлені на зрушення цього рівня [Пащенко Я.В. Буферна здатність торфових ґрунтів відносно важких металів / Автореф. канд. с.-г. наук. - Харків, 1996. - 25 с]. Таким чином, у ґрунтах, які відрізняються за буферними властивостями щодо мікроелементів, умови мікроелементного живлення рослин будуть відрізнятися. У малобуферних ґрунтах вміст доступних для поглинання рослинами сполук мікроелементів, поглинутих сільськогосподарськими культурами під час вегетації, буде відновлюватися швидше, ніж у середньобуферних і, особливо, високобуферних ґрунтах. Тобто малобуферні ґрунти, навіть за умов низького Таблиця 2 Клас Регламентуючі ознаки буферності 1 малобурНвод4,0 % Номенклатура ґрунтів Дерново-підзолисті, ясно-сірі лісові ґрунти Сірі лісові та темно-сірі опідзолені ґрунти, чорноземи опідзолені Чорноземи піщані та супіщані, алювіальні лучні ґрунти Чорноземи типові, звичайні та південні, темно-каштанові та каштанові, чорноземи лучні, лучно-чорноземні та лучні ґрунти природного вмісту мікроелементів, протягом вегетації сільськогосподарських культур здатні забезпечувати достатнє мікроелементне живлення рослин за рахунок відносно швидкого порівняно із середньо- та високобуферними ґрунтами відновлення квазірівноважного стану сполук мікроелементів у ґрунтовій системі. На основі даних, отриманих у процесі агрогеохімічних досліджень ґрунтів України, встановлювали буферність ґрунтів до мікроелементів, визначаючи за відомими методами величини рН [ГОСТ 26483], гранулометричний склад [ДСТУ-4730] та вміст гумусу [ДСТУ 4289]. За результатами математичної обробки аналітичних даних вмісту біологічно доступних форм мікроелементів у ґрунтах з різною буферністю способом визначення нечіткої лінгвістичної змінної для ординальної шкали якості побудовано шкалу нормативів природного вмісту мікроелементів у ґрунтах (табл. 3). 45 2 UA 89924 U Таблиця 3 Клас буферності ґрунтів Вміст мікроелементів, мг/кг ґрунту Рівень Мало-буферні Середньобуферні Високобуферні 5 10 15 20 Со Низький Середній Високий Низький Середній Високий Низький Середній Високий Сu Fe Мn Zn немає 0,00-8,5 >8,5 2,50 1,00 Спосіб, що пропонується, включає відбирання зразків ґрунту з орних земель, визначення їх гранулометричного складу, вмісту органічної речовини, рН, за якими ґрунти відносять до одного з трьох класів буферності, визначення вмісту мікроелементів Co, Cu, Fe, Мn та Zn, які екстрагуються амонійно-ацетатним буферним розчином [ДСТУ 4770.1, ДСТУ 4770.2, ДСТУ 4770.4, ДСТУ 4770.5, ДСТУ 4770.6], та за нормативами оцінюють забезпеченість ґрунту доступними формами мікроелементів для вирощування озимої пшениці, ячменю, кукурудзи або вівса. Вказані відмітні ознаки дозволяють коректно оцінити природний вміст доступних для живлення зернових культур форм кобальту, міді, заліза, марганцю та цинку у автоморфних ґрунтах України. Приклад здійснення способу. Експериментальна перевірка запропонованим способом проведена за даними, одержаними внаслідок відбирання 5 ґрунтових проб на полях, де планувалося вирощувати зернові культури (озиму пшеницю, ячмінь, овес та кукурудзу) близ с. Іванівка та с. Велика Камишута Барвінківського району Харківської області. За ґрунтовою картою визначили генетичну приналежність ґрунтів, проби яких було відібрано (табл. 4). За стандартизованими методиками виконання вимірювань визначено їх гранулометричний склад, вміст органічної речовини та рН. За результатами вимірювань за таблицею 2 ґрунт з кожної точки відбору віднесено до певного класу буферності (табл. 5) Таблиця 4 № точки Населений пункт 1 с. Іванівка 2 с. Іванівка 3 с. Іванівка 4 с. Іванівка 5 с. Велика Камишута Ґрунт Чорнозем звичайний середньогумусний карбонатний важкосуглинковий на лесі Чорнозем звичайний середньогумусний середньосуглинковий на лесі Чорнозем звичайний середньогумусний залишковоглибокосолонцюватий легкосуглинковий на супіску Чорнозем звичайний середньогумусний вилугуваний легкоглинистий на лесі Чорнозем звичайний слабозмитий середньосуглинковий на лесі Таблиця 5 № точки 1 2 3 4 5 рНвод 8,2 7,9 7,4 8,2 8,0 рНсол 7,2 7,1 6,8 7,0 6,9 Вміст фізичної глини, % 52 45 29 63 38 3 Вміст гумусу, % 5,8 5,3 5,3 5,4 5,8 Клас буферності високобуферний високобуферний високобуферний високобуферний високобуферний UA 89924 U Після цього визначили вміст біологічно доступних форм кобальту, міді, заліза, марганцю та цинку, які вилучаються амонійно-ацетатним буферним розчином з рН 4,8 за ДСТУ 4770.1, ДСТУ 4770.2, ДСТУ 4770.4, ДСТУ 4770.5, ДСТУ 4770.6 (табл. 6). Таблиця 6 № точки 1 2 3 4 5 Со 0,16 0,12 0,15 0,20 0,06 Вміст мікроелементів, мг/кг ґрунту Сu Fe Mn 0,13 1,33 19,78 0,15 1,83 8,89 0,10 1,83 10,91 0,12 1,37 14,44 0,08 1,12 10,08 Zn 0,13 0,15 0,16 0,06 0,18 5 10 15 20 25 Отримані результати надали можливість оцінити досліджені ґрунти як такі, що мають середній рівень забезпеченості кобальтом, міддю, залізом та марганцем, достатній для одержання 5-6 т зерна з гектара. Рівень забезпеченості цинком - низький, зернові культури потрібно підживлювати цинковими добривами. Якщо планується одержання більш високого врожаю, необхідно вносити мікродобрива згідно з рекомендаціями для Харківського району [Фатєєв А.І., Мірошниченко М.М., Соловей В.Б. та ін. Застосування мікродобрив у Харківській області (рекомендації) / Харків: КП "Міська друкарня", 2012. - 48 с], та рекомендаціями виробників мікродобрив для зернових культур. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє коректно оцінити вміст в ґрунтах доступних для поглинання зерновими культурами мікроелементів, що дозволяє визначити придатність ґрунтів для вирощування зернових культур та у разі необхідності розрахувати кількість мікродобрив, які потрібно внести для компенсації нестачі мікроелементів. Це забезпечує економію мікродобрив, скорочення об'єму робіт із внесення мікродобрив, знижує собівартість зерна, зберігаючи при цьому його повноцінний мікроелементний склад. Запропонований спосіб можна застосовувати у практиці роботи агрохімічної служби для оцінювання результатів визначення вмісту, оцінювання вмісту в ґрунтах доступних для живлення зернових культур мікроелементів, надання рекомендацій агрономам господарств щодо кількості та елементного складу мікродобрив, необхідних для внесення під зернові культури, для оцінювання якості ґрунтів з огляду на їх забезпеченість біологічно доступними формами мікроелементів, та у наукових дослідженнях ґрунтового покриву. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб оцінювання забезпеченості ґрунтів доступними формами мікроелементів для вирощування зернових культур, який включає відбір зразків ґрунту, визначення поелементного вмісту мікроелементів в ґрунті, оцінювання на основі отриманих даних забезпеченості ґрунту доступними формами мікроелементів, який відрізняється тим, що додатково в відібраних зразках визначають рН, вмістгумусу та гранулометричний склад за якими ґрунти відносять до одного з трьох класів буферності, проводять математичну обробку отриманих даних та складають таблицю забезпеченості ґрунтів мікроелементами залежно від їх буферності для вирощування зернових культур. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4