Регулювання і відтворення родючості чорноземних ґрунтів

У сучасних умовах ведення сільського господарства під час переходу на ринкові засади виробництва спостерігається різке зниження родючості ґрунту, що спричинено порушенням сівозмін, збільшенням площ полів без урахування особливості агроландшафту, а також недостатнім застосуванням мінеральних добрив.

Спостерігається зниження вмісту гумусу, рухомого фосфору, обмінного калію в ґрунті, зростає його кислотність. Одним із ключових факторів, що впливає на родючість ґрунту, є реакція ґрунтового розчину, а саме його кислотність, яка обумовлює наявність у ґрунтовому вбирному комплексі високої концентрації іонів водню, алюмінію і заліза.

Реакція ґрунту відіграє важливу роль у розвитку рослин і ґрунтових мікроорганізмів, впливає на швидкість і напрямок перебігу в ньому хімічних і біохімічних процесів. Засвоєння рослинами елементів живлення, інтенсивність мікробіологічної життєдіяльності, мінералізація органічних речовин, розкладання ґрунтових мінералів і розчинення різноманітних важкорозчинних сполук, коагуляція і пептизація колоїдів та інші фізико-хімічні процеси великою мірою визначаються реакцією ґрунту.

Ефективність добрив, застосованих у сівозміні, значно зростає на фоні вапнування, що сприяє підвищенню врожаю сільськогосподарських культур. Вапнування має багатогранний вплив на ґрунт: нейтралізує кислотність, сприяє підтриманню балансу кальцію, магнію, посилює біологічну активність ґрунту, мобілізує фосфати, зв’язує рухомі сполуки алюмінію і марганцю, підсилює нітрифікацію ґрунту, знижує втрати гумусу.

У зернових культур завдяки вапнуванню підвищується білковість, вміст клейковини, а в буряків цукрових зростає цукристість, зменшується ураження рослин коренеїдом, кореневими гнилями.

Дослідження, які проводили в мережі Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН, показали, що використання меліо­рантів (дефекату) як у прямій, так і післядії сприяє оптимізації поживного режиму ґрунту й зростанню врожаю.

За використання меліорантів у вигляді дефекату на органо-мінеральному фоні удобрення на чорноземах вилугуваних урожайність буряків цукрових підвищилась на 4–5 т/га, а збір цукру — на 0,5 т/га, зернових — на 0,5–1 т/га. Під впливом використання дефекату спостерігалось покращення поживного режиму ґрунту і підвищення вмісту мінеральних сполук азоту, рухомого фосфору, обмінного калію. Своєю чергою, це поліпшило використання елементів живлення і сприяло зростанню продуктивності сільськогосподарських культур.

Водночас проведення меліоративних заходів знижує доступність для рослин низки мікроелементів — міді, цинку, кобальту та бору, — що потребує додаткового їхнього внесення шляхом позакореневого підживлення. Вапнування ґрунту слід проводити раз за ротацію сівозміни. Родючість ґрунту тісно пов’язана з умістом ґумусу: за використання лише мінеральних добрив прискорюються процеси мінералізації органічної речовини й зростає втрата гумусу. Вміст ґумусу в чорноземних ґрунтах залежить від концентрації просапних і зернових культур у сівозміні, наявності багаторічних трав, системи удобрення і перебігу ерозійних процесів.

На чорноземах типових вилугуваних у дослідженнях, які проводили на Білоцерківській ДСС (зона нестійкого зволоження) від заорювання 9 т/га гною і внесення N50P66K66 уміст ґумусу в просапній сівозміні становив 3,34%, у зерно-просапній — 3,51%, без добрив відповідно — 3,14–3,27%.

У короткоротаційній зерно-трав’яно-просапній сівозміні в умовах Веселоподільської ДСС Полтавської області (зона недостатнього зволоження) на чорноземах типових слабосолонцюватих за внесення 6,25 т/га гною + N45P60K60 у плодозмінній сівозміні вміст ґумусу підвищився в орному шарі за шість ротацій на 0,26%, до початку ротації — 4,5%. Водночас втрати ґумусу у варіанті без застосування добрив досягали 0,16%, або 0,24 т/га щороку.

Для відновлення родючості чорноземних ґрунтів норми застосування мінеральних і органічних добрив мають бути оптимальні, щоб компенсувати винесення елементів живлення сільськогосподарськими культурами та поповнити баланс органічної речовини.

У середньому для зони достатнього зволоження найоптимальніша норма гною для підтримання вмісту ґумусу — 10–12 т/га на фоні N45P50K60. За збільшення частки просапних культур (понад 50%) відповідну кількість гною можна збільшити до 15 т/га. Для чорноземів типових глибоких в умовах недостатнього зволоження оптимальною нормою застосування органо-мінеральних добрив є 6–7 т/га + N34P45K34 кг/га д. р.

У сучасних умовах зменшення використання гною як органічного добрива та застосування лише мінеральних добрив не сприяє збереженню вмісту ґумусу в ґрунті, а, навпаки, призводить до посилення процесів дегуміфікації.

Відповідно, гній у сівозміні можуть замінити післяжнивні рештки сільськогосподарських культур — солома озимих і ярих зернових культур, стебла кукурудзи, гичка цукрових буряків.

Дослідження, проведені на Білоцерківській ДСС протягом однієї ротації десятипільної сівозміни, показали, що на чорноземах вилугуваних заорювання післяжнивних решток усіх культур сівозміни на фоні мінеральної системи удобрення підтримує вміст гумусу на рівні, який близький до початкового. Перед заорюванням соломи потрібно внести азот у розрахунку N10 кг/га д. р. на кожну тонну соломистих решток для кращого їхнього розкладання та зменшення іммобі­лізації азоту ґрунтовою мікрофлорою.

У зоні достатнього зволоження використання лише післяжнивних культур на зелене добриво не сприяє нагромадженню гумусу через мале співвідношення між вуглецем і азотом. Відповідно, висів післяжнивної культури потрібно проводити на фоні застосування мінеральних добрив і поєднувати з використанням соломи, яку перед висівом слід загорнути в ґрунт. Це сприяє кращій її мінералізації та інтенсивнішому перебігу гуміфікаційних процесів, що сприяє утворенню ґумусу.

Для стабілізації вмісту ґумусу на чорноземних ґрунтах система ведення землеробства має враховувати як особливості ведення сівозмін, удобрення, так і обробіток ґрунту.

Відновлення родючості чорноземних ґрунтів дає можливість підвищити вміст ґумусу, що сприяє зменшенню деградаційних ґрунтових процесів і підвищенню продуктивності сільськогосподарських культур.

Вагомим чинником, який впливає на родючість чорноземних ґрунтів, є забезпеченість його рухомим фосфором, рівень якого залежить від окультуреності ґрунту, системи удобрення і ланок сівозмін. Наприклад, якщо на перелогах рівень рухомого фосфору може становити за Чіріковим — 25–50 мг/кг ґрунту, то на полях сівозмін — 150–250 мг/кг, а на овочевих полях — 350–400 мг/кг ґрунту, що визначається застосуванням високих норм органічних добрив.

Результати цілої низки досліджень свідчать про тісний взаємозв’язок між залишковими фосфатами добрив і врожаєм сільськогосподарських культур. Він досить чітко виражений на всіх типах ґрунтів, особливо на чорноземах.

Саме тому підвищення фосфатного рівня ґрунтів вважають характерною ознакою зростання родючості ґрунту, а його підвищення — показником окультуреності.

Мінеральні фосфати є головним джерелом збільшення запасів розчинних і доступних рослинам сполук фосфору. Найбільшу цінність у цьому відношенні мають його рухомі й розчинні сполуки в ґрунті.

На чорноземах типових вилугуваних в умовах Уладово-Люлинецької ДСС у зоні достатнього зволоження за застосування фосфорних добрив у дозі Р51, Р75, Р102 вміст рухомого фосфору за Чіріковим підвищився на 33, 66 і 73 мг/кг ґрунту відповідно до неудобреного фону, що становило 158, 191 і 198 мг/кг ґрунту.

Від поєднання фосфорних добрив на фоні 12 т/га гною кількість фосфатів підвищилась на 73, 85 і 90 мг/кг ґрунту. Відповідно до цього фосфатний рівень ґрунту становив 198, 210 і 215 мг/кг ґрунту. За заорювання тільки 12 т/га гною спостерігали лише підтримання рухомого фосфору на початковому рівні — 122 мг/кг ґрунту.

На чорноземах типових вилугуваних в умовах Білоцерківської ДСС за застосування N50P66K66 за ротацію сівозміни вміст рухомого фосфору від­повідно до неудобреного фону підвищився на 104 мг/кг ґрунту, за заорювання післяжнивних решток із дода­ванням N50P66K66 — на 122 мг/кг ґрунту, від застосування 9 т/га гною та N50P66K57 — 138 мг/кг ґрунту, що становило відповідно — 221, 248 і 262 мг/кг ґрунту, тоді як без добрив — 127 мг/кг ґрунту. У чорноземі опідзоленому (умови нестійкого зволоження, Верхняцька ДСС) за внесення N50P42,5K50 на 1 га сівозмінної площі вміст рухомого фосфору в орному шарі ґрунту (0–30 см) на кінець другої ротації сягав 106 мг/кг, за N50P42,5K50 + 12 т/га гною — 132; N50P42.5K50 + побічна продукція — 114; 12 т/га гною + побічна продукція — 102; підвищення до вихідного рівня — відповідно 14,33, 40,5, 23,4 та 10,1 мг/кг ґрунту.

Для підтримання наявності рухомого фосфору в ґрунті на достатньо високому рівні за низького й середнього забезпечення його вмісту кількість фосфорних добрив має становити 150–200% винесення його культурами сівозміни. Цей показник коливається в межах від Р45–65 за ротацію сівозміни на фоні застосування органічних добрив.

У міру збільшення забезпечення ґрунту рухомим фосфором дозу добрив можна зменшити. Відповідно, дози фосфорних добрив, які використовуватимуть під культури, мають бути обґрунтовані як із урахуванням запланованого врожаю, так і рівня забезпеченості ґрунту фосфором.

Оскільки надлишок фосфору, який застосовували під сільськогосподарські культури, знижує білковість зерна і вміст цукру в коренеплодах цукрових буряків, надходження цинку в рослини, що погіршує якість зерна пшениці озимої і кукурудзи.

Ефективність фосфорних добрив простежується у більшій мірі в умовах Лівобережного Лісостепу України.

Вміст обмінного калію пов’язаний із зоною зволоження, особливістю материнської породи і гранулометричним складом ґрунту, тому ефективність калійних добрив у зоні достатнього зволоження найвища. На чорноземах типових вилугуваних у зоні достатнього зволоження кількість рухомого калію за застосування калійних добрив у нормі K59 та K118 на азотно-фосфатному фоні підвищився на 6,18 мг/кг ґрунту відповідно до неудобреного фону — 72 і 84 мг/кг ґрунту.

Застосування органічних добрив разом із мінеральними підвищує рівень забезпечення ґрунту калієм. На чорноземах типових вилугуваних на фоні 12 т/га гною азотних, фосфорних добрив за використання калійних у нормі К59, К99 і К118 кількість рухомого калію зросла на 25, 27 і 35 мг/кг ґрунту, що становило відповідно 97, 106 і 108 мг/кг ґрунту.

На чорноземах типових слабкосолонцюватих за застосування 6,25 т/га гною + N45P60K45 за ротацію сівозміни кількість рухомого калію в орному шарі ґрунту підвищилась на 32 мг/кг ґрунту відповідно до неудобреного фону, і його рівень у орному шарі досягав 134 мг/кг ґрунту.

Для рухомого калію властиво переходити у фіксований стан, вна­слідок чого кількість обмінного калію від початку до кінця вегетації рослин мала істотне зниження.

На відміну від чорноземних ґрунтів, де вміст обмінного калію зростає від внесених добрив, на сірих лісових ґрунтах і темно-сірих його рівень невисокий, особливо на дерново-карбонатних ґрунтах, зокрема в західному регіоні України (Рівненська, Львівська, Тернопільська, Волинська області). Така особливість цих ґрунтів потребує застосування доз добрив, які близькі до рекомендованих, з урахуванням інтенсивності балансу поживних речовин. Враховуючи це, під час проведення моніторингових спостережень для визначення кількості обмінного калію потрібно відбирати ґрунт наприкінці вегетації сільськогосподарських культур.

Для збереження родючості ґрунту та підвищення її рівня потрібно норми застосування добрив обґрунтовувати відповідно до прогнозованого врожаю сільськогосподарських культур і балансу поживних речовин у сівозміні. Під час розробки системи удобрення культур слід брати до уваги рекомендації щодо їхнього застосування відповідно до зони зволоження й типу ґрунту, а також з урахуванням врожайного потенціалу культури.

Я. Цвей, д-р c.-г. наук, професор,

Iнститут біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН

Журнал «Пропозиція», №6, 2019 р.