Баланс гумусу і органічних добрив - Модель ведення сільськогосподарського виробництва в умовах Полісся на радіоактивно...

Баланс гумусу і органічних добрив. Стосовно біологічних особливостей культур сівозмін, а також рівня продуктивності і відповідно надходження в ґрунт післязбиральних і кореневих решток необхідно визначити скільки мінералізувалося та утворилося гумусу, тобто встановити його баланс. Якщо баланс гумусу негативний то розраховується баланс органічних добрив – встановлюється скільки гною необхідно для відтворення вихідного гумусного стану ґрунту і визначаються наявні ресурси всіх органічних добрив в господарстві, в т.ч. малоцінної частини урожаю за винятком потреби на корм і підстилку (табл.8.36).

Відомо, що за ефективністю дії на гумусний стан ґрунтового покриву 1 т соломи за умови її поєднання з N10 прирівнюється до 3-5 т гною. Перевівши всі відходи рослинництва у гній (наприклад з коефіцієнтом 3) встановлюється позитивна частина балансу органічних добрив і сам баланс. Якщо він позитивний або бездефіцитний, то проект землекористування може бути реалізований на практиці. В іншому випадку необхідний пошук альтернативних технологічних і організаційних рішень: зміна структури посівних площ, урожайності культур, пошук додаткових джерел органічного вуглецю.

На даний час, за фактичною структурою посівних площ і рівнем продуктивності посівів дефіцит в балансі гумусу складає – 0,79 т/га (табл. 8.36). Для відтворення гумусного стану ґрунту на гектар ріллі необхідно внести 15,9 т/га або 2380 т гною стандартної якості. Виходячи з фактичного поголів’я сільськогосподарських тварин розраховується вихід гною і потреба у соломі на підстилку. Вихідне виробництво гною складає 1047 т або 7 т/га. Валове виробництво побічної продукції знаходиться на рівні 124 т і вся вона використовується на корм і підстилку. При цьому дефіцит органічних добрив в перерахунку на гній складає 1333 т. Таким чином, землеробство в ДГ “Куповате” досить тривалий час ведеться із значним дефіцитом органічних добрив і замість необхідних 15,9 т/га гною вноситься тільки 7,0 т/га. В результаті в порівнянні з данними агрохімічного обстеження 1984 року в полях, що систематично оброблялися до теперішнього часу, спостерігається помітна зміна кількості гумусу в бік зменшення.

За показниками 2005 р. в результаті впровадження запропонованих сівозмін баланс гумусу буде на рівні вихідного на 2001 рік і складатиме -0,8 т/га. В зерновій сівозміні дефіцит гумусу складатиме -0,42 т/га, при вирощуванні кукурудзи на силос у вивідному полі – 2,01 т/га, кормових буряків – 2,12 т/га. Відповідно для відтворення родючості ґрунту необхідно внести по 15,8, 8,4, 39,5 та 42,3 т/га гною. Загальна потреба в органічних добривах

Таблиця 8.36 – Баланс гумусу та органічних добрив в різних сівозмінах, ДГ “Куповате”

Баланс гумусу, т/га

Баланс гною

Баланс побічної продукції, т/га

Баланс орга-

нічних доб-

рив, т

утво-

рюєть-

ся в сіво-

змінах

міне-

ра-

лізу-

ється

баланс гумусу

необхідно внести для бездефіцитного балансу гумусу

можливість внести

баланс гною, т

валове вироб-

ництво

на корм

на під-

стилку

на добри-

во

баланс

т/га

всього, т

т/га

всього, т

гичка

солома

2001 р.

Зернова

0,09

0,88

-0,79

15,9

2380

7,0

1047

-1333

124

0

52

72

444

-444

-1333

Рілля

0,09

0,88

-0,79

15,9

2380

7,0

1047

-1333

124

0

52

72

444

-444

-1333

2003 р.

Зернова

0,65

1,37

-0,72

14,4

4990

1,8

611

-4379

1100

0

80

284

1460

-724

-2172

Кормова

0,12

2,34

-2,21

43,6

4352

5,2

517

-3835

0

0

0

0

1278

-1278

-3835

Буряк

0,08

2,20

-2,12

42,3

423

42,3

423

0

90

90

0

0

0

0

0

Рілля

0,52

1,60

-1,08

21,4

9765

3,4

1551

-8214

1190

90

80

284

2738

-2002

-6007

2005 р.

Зернова

0,74

1,16

-0,42

8,4

2898

4,6

1591

-1307

1093

0

163

494

436

0

0

Кормова

0,25

2,26

-2,01

39,5

3946

10,0

1002

-2944

0

0

0

0

981

-981

-2944

Буряк

0,08

2,20

-2,12

42,3

254

42,3

254

0

54

54

0

0

0

0

0

Рілля

0,62

1,42

-0,80

15,8

7098

6,3

2847

-4251

1147

54

163

494

1417

-981

-2944



складатиме 7098 т при виробництві гною 2847 т. Валовий збір побічної продукції становить 1147 т з яких на корм і підстилку використовується відповідно 217 і 494 т. Надлишок соломи 436 т необхідно застосувати на добриво у віддаленій від ферми польовій сівозміні.

Таким чином, наявних у господарстві ресурсів органічного вуглецю не вистачає для відтворення гумусного стану ґрунту і його дефіцит в перерахунку на гній складатиме 2944 т. Нестача органічних добрив насамперед припадає на прифермську ділянку кукурудзи на силос де є можливість застосувати тільки близько 1000 т гною при потребі майже 4000 т або 39,5 т на гектар сівозмінної площі щорічно. Вирішити цю проблему можна заміною однорічних трав (віко-вівса) багаторічними (конюшиною) та використанням альтернативних джерел органічної речовини. При наявності в структурі посівних площ багаторічних бобових трав завдяки їх високій грунтовідновлюваній дії баланс органічних добрив стане бездефіцитним. Однак майже всі орні землі ДГ “Куповате” мають високу кислотність (табл.8.28) і вирощування багаторічних трав можливе лише за умови проведення вапнування ґрунтів.

З іншого боку, неподалік від прифермської ділянки кукурудзи на силос (1-1,5 км) на непридатних для сільськогосподарського використання підтоплених площах знаходяться значні поклади торфу. Цей торф майже не забруднений радіонуклідами (табл.8.37) і має низьку зольність. При розробці торфовищ є можливість різко збільшити виробництво органічних добрив.


Таблиця 8.37 – Забруднення торф’яників радіо цезієм


№ точки відбору

Шар, см

Щільність, КІ/км2

Активність, Бк/кг

1

0-20

1,61

627,3

20-40

0,14

46,4

40-60

0,03

11,7

60-100

МДА

МДА

2

0-20

1,77

1259,6

20-40

0,36

114,5

40-60

0,17

61,1

60-100

0,08

27,7


Так, згідно табл.8.36 в польовій сівозміні нагромаджуватиметься 1100 т малоцінної частини урожаю, з них 436 т необхідно використати на підстилку. Однак в разі заміни цієї соломи торфом її також можна буде використати на добриво (у еквіваленті майже 1500 т гною), що забезпечить бездефіцитний баланс гумусу. В результаті, з одного боку, це дозволить не вивозити гній на віддалені поля польової сівозміни, з іншого, мати достатню його кількість для виготовлення високоякісного торфо-гнойового компосту з співвідношенням 1:1. Таким чином, щорічно необхідно добувати близько 3000 т торфу, в т.ч. 500 т на підстилку і 2500 т для виробництва торфо-гнойових компостів в кількості 5000-6000 т, що забезпечить відтворення родючості ґрунтів під посівами кукурудзи на силос і кормових буряків та отримання високих сталих врожаїв цих культур.

Слід зазначити, що за умови внесення зазначеної кількості органічних добрив в поєднанні з вапнуванням з часом показники кислотності ґрунтів господарства наблизяться до оптимальних, що дасть змогу вирощувати багаторічні бобові трави. Це в свою чергу забезпечить розширене відновлення гумусного стану ґрунту і в кінцевому рахунку – постійний ріст урожайності сільськогосподарських культур, чисельності і продуктивності поголів’я тварин. У кінцевому рахунку збільшиться накопичення відходів рослинництва і тваринництва до такого рівня, що відпаде потреба у видобичі торфу.

Отже на сучасному етапі виробнича система “Куповате” знаходиться на дуже низькому енергетичному рівні. Підняти її на більш високий рівень можливо при застосуванні або дефіцитних техногенних ресурсів або біологічної енергії, закумульованої у вигляді торфу. Вищий енергетичний рівень системи дозволить в свою чергу зв’язувати більше поновлюваних енергетичних ресурсів сонячного випромінювання у вигляді рослинної біомаси. Додатково отримана таким чином енергія надасть можливість перейти системі на новий енергетичний рівень. У результаті по зростаючій поетапно буде підніматися енергетичний потенціал господарства, його продуктивність і ефективність.

^ Баланс біогенних елементів. Як згадувалось вище, в межах сільськогосподарських угідь ДГ “Куповате” землі сільськогосподарського використання представлені дерново-підзолистими піщаними і супіщаними ґрунтами, а також органогенними ґрунтами під сінокосами і пасовищами. Вони відрізняються дуже строкатим в основному недостатнім вмістом азоту (4,9-8,4 мг/100г), фосфору (7,8-15,9 мг/100г) і калію (2,0-10,0 мг/100г), що обумовлює необхідність забезпечення досить високої інтенсивності балансу кожного з елементів живлення і особливо фосфору і калію. Це значить, що їх рівень повернення в ґрунт повинен перевищувати виніс з урожаєм. Оптимальна інтенсивність балансу в цих умовах по азоту складає 105%, по фосфору і калію відповідно 125-200 та 120-142 %.

З табл.8.38 видно, що за фактичними показниками продуктивності посівів у 2001 р. на орних землях ДГ “Куповате” складається значно позитивний баланс основних елементів живлення навіть без внесення мінеральних добрив. Це пояснюється надто низькою урожайність польових культур і відповідно незначним виносом азоту, фосфору і калію. На природних кормових угіддях спостерігається більш суттєве відчуження біогенних елементів з зеленою масою та сіном, що відповідно призводить до необхідності застосування мінеральних добрив на сінокосах і пасовищах – N13P16K40, а в середньому на гектар орних земель – N9P8K18.

В перехідному 2003 р. при підвищенні продуктивності ріллі до 21,8 ц к.о./га в польовій сівозміні виніс з урожаєм основної і побічної продукції становитиме азоту 79 кг, фосфору 25 кг, калію 64кг, а надійшло по всіх статтях

Таблиця 8.38 – Баланс біогенних елементів при оптимальній інтенсивності балансу (гній стандартної якості), кг/га

По-

жив-

ні речо-

вини

Втрати

Надходження

Баланс NPK

Інтенсив-

ність балансу %

основна продук-

ція

побічна продук-

ція

денітри-

фікація

всього

орг. добрива

природ-

на азотфік-

сація

насін-

ня

опади

міндоб-

рива

всього

гній

соло-

ма

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

2000 рік (фактично)

Рілля

N

7

4

5

16

35

0

5

4

8

0

52

36

317

P2O5

3

2




4

15

0




2




0

17

13

383

K2O

2

9




11

38

0




1




0

39

29

366

Природні кормові угіддя

N

31

0

1

32

0

0

13

0

8

13

34

2

105

P2O5

11

0




11

0

0




0




16

16

5

140

K2O

38

0




38

0

0




0




40

40

2

104

Сільськогосподарські угіддя

N

21

2

4

27

20

0

9

3

8

7

47

20

174

P2O5

7

1




8

9

0




1




8

18

10

223

K2O

18

5




23

22

0




1




18

41

18

178

2003 рік

Польова

N

40

39

5

85

13

33

15

4

8

17

89

4

105

P2O5

14

11




25

6

9




1




19

35

10

141

K2O

22

42




63

14

28




1




39

82

19

130

Прифермська ділянка кукурудзи на силос

N

24

0

4

28

26

0

5

1

8

0

39

12

141

P2O5

8

0




8

11

0




0




4

16

8

192

K2O

25

0




25

28

0




0




7

35

10

138

Прифермська ділянка кормових буряків

N

57

42

40

140

212

0

5

0

8

0

225

85

161

P2O5

18

8




26

93

0




0




0

93

67

357

K2O

99

36




135

233

0




0




0

233

98

173


Продовження табл.8.38

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Рілля

N

37

31

5

72

17

25

12

3

8

13

79

7

109

P2O5

12

8




21

8

7




1




16

31

10

148

K2O

23

32




55

19

21




1




32

73

18

132

Сільськогосподарські угіддя

N

37

25

4

67

14

20

13

3

8

14

71

5

106

P2O5

12

7




19

6

6




1




16

29

9

148

K2O

26

26




52

15

17




1




34

67

15

128

2005 рік

Польова

N

46

39

6

91

23

29

18

5

8

13

96

5

105

P2O5

15

11




26

10

7




2




18

37

11

142

K2O

29

42




71

25

19




2




45

92

21

130

Прифермська ділянка кукурудзи на силос

N

56

5

8

69

50

5

5

2

8

2

72

3

105

P2O5

20

2




22

22

2




1




13

38

16

173

K2O

54

10




64

55

10




1




22

88

24

138

Прифермська ділянка кормових буряків

N

57

42

40

140

212

0

5

0

8

0

225

85

161

P2O5

18

8




26

93

0




0




0

93

67

357

K2O

99

36




135

233

0




0




0

233

98

173

Рілля

N

48

32

7

87

32

23

15

4

8

10

92

5

106

P2O5

16

9




25

14

6




1




17

38

13

151

K2O

35

34




70

35

17




2




39

93

23

133

Сільськогосподарські угіддя

N

47

26

6

78

26

19

15

3

8

14

82

4

105

P2O5

16

7




23

11

5




1




17

34

11

150

K2O

36

28




64

28

14




1




40

83

19

130

* в 2003 і 2005 рр. баланс NPK на природних кормових угіддях такий як і в 2001 р.

позитивної частини балансу відповідно 73, 16 та 43 кг. При інтенсивності балансу відповідно по елементах 105, 141 і 130% потреба у мінеральних добривах складатиме 17, 19 та 39 кг д. р. на гектар сівозмінної площі. В прифермській ділянці кукурудзи на силос застосування гною майже повністю перекриває виніс елементів живлення з урожаєм. Потреба в мінеральних добривах може обмежуватися тільки припосівним внесенням добрив в дозі N10P10K10. На ділянці кормових буряків в межах прифермської ділянки в разі застосування намічених обсягів органічних добрив мінеральні добрива можна взагалі не вносити. В середньому на гектар ріллі в 2003 р. рекомендується застосувати N13P16K32, а на всіх сільськогосподарських угіддях – N15P16K34, тобто в межах 60-65 кг/га діючої речовини азоту, фосфору і калію.

У 2005 р. при продуктивності орних земель 26,9 ц к.о./га потреба в мінеральних туках в середньому на гектар ріллі складе N10P17K39, в т.ч. в польовій сівозміні необхідно буде внести N13P18K45, під кукурудзу на силос – P13K22, під кормові буряки мінеральні добрива також можна не вностити.

У разі застосування торфу на підстилку відпаде необхідність транспортування побічної продукції з польової сівозміни. При її використанні на добриво в кількості близько 500 т в ґрунт додатково надійде азоту 32 кг/га, фосфору 8 кг/га, калію 22 кг/га в результаті баланс азоту стане позитивним (+19кг/га) і для підтримки бездефіцитного балансу фосфору і калію з мінеральними добривами необхідно буде внести P10K23. В такому випадку забезпечується бездефіцитний баланс гумусу без застосування гною, що дозволить відмовитися від його транспортування в кількості майже 1600 т з ферми на поля віддаленої польової сівозміни. Це призведе з одного боку до підвищення доз мінеральних добрив в польовій сівозміні до N4P20K48, з іншого – додаткова кількість гною надійде в прифермську ділянку вирощування кукурудзи на силос і кормових буряків, що забезпечить баланс всіх елементів живлення значно позитивним і надасть можливість відмовитись від мінеральних туків.

Таким чином, після переходу до запланованої системи землекористування система застосування добрив для польової сівозміни буде базуватися на внесенні в ґрунт всієї побічної продукції урожаю (виключаючи потреби тваринництва на корм) в кількості 930 т або 2,7 т/га. Зважаючи на те, що солому необхідно вносити в поєднанні з N10 на кожну її тону, мінеральні добрива в цій сівозміні необхідно застосовувати у дозах N31P20K48. В прифермській ділянці передбачається застосовувати органічну систему удобрення – близько 40 т/га торфогнойового компосту. На природних кормових угіддях для підтримки бездефіцитного балансу біогенних елементів потрібно щорічно проводити підживлення в дозі N13P16K40.

^ Контрзаходи, що зменшують забруднення рослинницької продукції радіонуклідами. Згідно чинного законодавства України с.-г. виробництво дозволяється вести на землях зі щільністю забруднення не більше 15 Кі/км2 за цезієм-137, а на територіях, які характеризуються підвищеним переходом радіонуклідів з ґрунту в рослини (торфово-болотні, піщані та перезволожені землі) – 5 Кі/км2. За результатами наших досліджень рівень забруднення землекористування ДГ “Куповате” за цезієм-137 на орних землях знаходиться в межах 1-4 Кі/км2, на природних кормових угіддях 1-3 Кі/км2. Тобто, як зазначалося, земельні угіддя господарства придатні для вирощування всіх сільськогосподарських культур, окрім люпину. Враховуючи, високу строкатість розподілу радіозабруднення по території для максимального зниження коефіцієнтів переходу радіонуклідів з ґрунту в рослини доцільно застосовувати всі можливі контрзаходи, тим більше, що вони, як правило, сприяють підвищенню продуктивності посівів.

Застосування органічних і мінеральних добрив та меліорантів. За результатами чисельних досліджень, застосування лише азотних добрив у дозі 120 кг/га приводить до збільшення нагромадження радіоцезію в урожаї в 1,5-2 рази. Фосфорні добрива в тій же дозі практично не впливають на коефіцієнт переходу радіонуклідів в рослини. Калійні добрива в дозі 120 кг/га навпаки сприяють зниженню рівнів забруднення врожаю всіх культур майже в 2 рази. При цьому важливо, що на дерново-підзолистих глеюватих піщаних ґрунтах з калійних добрив найкращим є хлористий калій, який знижує вміст радіоцезію в зерні вівса в 3,3 рази, а застосування фосфорних у формі боратизованого суперфосфату в 1,5 рази. Однією з умов ефективного зниження забрудненості рослинницької продукції є застосування мінеральних добрив у співвідношенні N:Р:К= 1:1,5:2

Основну масу органічних добрив у вигляді торфо-гнойових компостів в господарстві планується застосовувати в прифермській ділянці кукурудзи на силос і кормових буряків. Їх внесення знижує накопичення радіонуклідів в урожаї в 2-5 разів.

Одним з ефективних заходів щодо зменшення переходу цезію-137 у рослини на кислих і слабокислих ґрунтах є вапнування з розрахунку 1-1,5 норми гідролітичної кислотності (3-6 т/га), що дозволяє знизити коефіцієнт переходу радіоцезію в 1,5-3 рази, а в сполученні з органічними і мінеральними добривами – у 2,5-5 разів.

Вапнування є також важливим агромеліоративним заходом для ефективного використання всіх інших засобів хімізації. Його потрібно диференціювати залежно від типу і особливо гранулометричного складу ґрунту та його кислотності (табл.8.39).

Необхідно відмітити, що перевищувати дозу вапна небажано і навіть шкідливо. При цьому обмежується надходження в рослини магнію, знижується рухомість заліза, марганцю, бору, цинку і міді. У зв’язку з цим, вапнування необхідно проводити з доведенням показника рН не вище 6,5 у поєднанні з внесенням підвищених (на 20-25%) доз калію та мікроелементів.

Кращою формою меліоранта для легких ґрунтів є доломіт, який крім кальцію містить ще магній. Він усуває негативну дію алюмінію та надлишку кальцію у випадку перевапнування. При внесенні однієї дози СаСОз за гідролітичною кислотністю без добрив його дія триває до 5 років, на фоні гною та мінеральних добрив дія вапна згасає на 6-7 рік, а при заміні вапна доломітом вона продовжується до 8-9 років.

При поєднанні вапна з мінеральними добривами необхідно уникати контакту між ними. Для цього спочатку вносять вапно перед лущенням стерні, а гній та мінеральні добрива – під оранку. При контакті вапна з аміачною селітрою втрачається азот, а при змішуванні з суперфосфатом зв’язується фосфор.


Таблиця 8.39 – Доза вапна залежно від рН сол. та

гранулометричного складу ґрунтів


Гранулометричний

склад ґрунту

Доза СаСО3 залежно від рН сол., т/га

до 4

4,1-4,5

4,6

4,7-4,8

4,9-5,0

5,1-5,5

5,6-5,7

Піщані та глинисто-піщані

4,0

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

Супіщані

4,5

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

Легкосуглинкові

5,5

4,5

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

Середньосуглинкові

6,0

6,0

5,5

5,0

4,5

4,0

3,0

5894780799728757.html
5894932414929279.html
5895006572172086.html
5895033887116861.html
5895094123919500.html