Адаптація озимих культур до несприятливих умов

Оптимізація системи удобрення озимих та ярих зернових культур в степовій зоні України. Комплексне використання мікроелементного живлення і хімічних засобів захисту рослин в технології вирощування озимої пшениці та ячменю. Ґрунтово-кліматичні умови.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид дипломная работа
Язык украинский
Дата добавления 13.12.2014
Размер файла 749,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

За останні роки в Україні різко скоротився обсяг внесення фосфорних добрив, у зв'язку з чим навіть у чорноземних ґрунтах спостерігається дефіцит рухомих сполук даного елементу живлення, бо він не має природних шляхів поповнення. До того ж, з внесених в ґрунт фосфорних добрив рослини озимих культур можуть використати лише 20% Р2О5 від його загального вмісту в туках. Це пов'язано з тим, що в результаті перемішування з ґрунтом, частина внесених фосфорних добрив на карбонатних ґрунтах утворює малодоступні рослинам важкорозчинні сполуки, з яких рослини не засвоюють Р2О5. Озима пшениця і озимий ячмінь належать до культур найбільш чутливих до нестачі доступного фосфору вже на початку їх онтогенезу.

Особливістю ґрунтового фосфору є те, що 98 - 99% його сполук знаходяться у вигляді важкорозчинних фосфатів, малодоступних для живлення рослин. Важливу роль у підвищенні рухомості ґрунтових фосфатів відіграють коренева система рослин, її ексудативна активність, відповідні біохімічні та мікробіологічні процеси у ризосфері.

Регулювання мінерального живлення рослин, зокрема фосфорного, ґрунтується на розміщенні основних фізико - біологічних процесів, які відбуваються в рослинах та ризосфері. В зв'язку з цим, нами було проведено вивчення можливості підвищення адаптації рослин озимих культур до несприятливих погодних умов у разі застосування для передпосівної обробки насіння і позакореневого підживлення препарату «Антистрес», до складу якого входить моно фосфат калію, а також найбільш перспективних мікродобрив в хелатній формі і РРР. При цьому нами враховувалась така особливість: як за нестачі, так і за надміру макро- та мікроелементів у рослин озимих зернових культур інтенсивність основних фізіологічних процесів різко знижується, тому важливо виявити серед існуючого асортименту найбільш ефективні біологічно активні речовини та регламенти їх застосування для підвищення реалізації потенційних можливостей районованих сортів озимої пшениці та озимого ячменю.

Поряд з фосфором в живленні рослин, формуванні ними врожаю і поліпшенні його якості разом з основними елементами - азотом, фосфором, калієм, кальцієм, магнієм, сіркою важлива роль належить і мікроелементам: бору, йоду, кобальту, марганцю, міді, молібдену, цинку та ін. Вони беруть участь у багатьох фізіологічних і біохімічних процесах, що відбуваються в рослинах. При застосуванні мікроелементів рослини більш стійкі до атмосферної і ґрунтової посух, низьких і підвищених температур, ураження хворобами і шкідниками.

Поряд із передпосівною інкрустацією насіння в схемі польового досліду передбачено проведення позакореневого підживлення рослин як під час входження їх в зиму, так і в період весняно - літньої вегетації. При цьому слід відмітити, що підживлення рослин мікроелементами не замінює звичайних азотних, фосфорних і калійних добрив, а тільки доповнює їх і буває ефективним лише тоді, коли рослини не відчувають нестачі основних елементів живлення. В цьому польовому досліді були використані мікроелементи у хелатній (біологічно активній) формі: Реаком - 1, Реаком - 2, Реаком - 3, Реаком - 4 і Лан. Поряд з мікродобривами в хелатній формі використовували препарат «Антистрес», мікробний препарат Поліміксобактерин і РРР Деймос.

В даному польовому досліді проведено комплексне використання всіх засобів хімізації як для передпосівної інкрустації насіння, так і для проведення позакореневого підживлення рослин.

Комплексна передпосівна обробка насіння сприяє розвитку більш потужної кореневої системи, що забезпечує ефективне засвоєння елементів живлення: розвиток в зоні кореневої системи корисних мікроорганізмів, особливо фосфатмобілізуючих (Поліміксобактерин), накопичення цукрів в вузлі кущення, поглиблення вузла кущення, зимостійкість рослин (Антистрес); біосинтез стресових білків, які підвищують стійкість рослин до низьких температур та посухи; зменшення рівня захворювань рослин основними хворобами (Реаком, Лан); зменшення полягання посівів за рахунок підвищення міцності стебла; зменшення негативного впливу гербіцидів на клітини рослин.

Проведення позакореневого підживлення дозволяє зменшити норми витрат фунгіцидів і інсектицидів на 25% при комплексному їх використанні з мікродобривами та препаратом «Антистрес», водними розчинами карбаміду.

Для більш рівномірного змочування при проведенні позакореневого підживлення до складу бакової суміші вводився мультифункціональний натуральний ад'ювант Нью - Філм - 17. До його складу входить ди - 1 - n - ментен 96% та інертні інгредієнти 4%. Нью - філм - 17 зменшує поверхневий натяг робочого розчину, що збільшує дисперсію при обприскуванні і дозволяє краплям змочувати більшу поверхню листка. Він протидіє змиванню нанесених на листок компонентів дощем, сильною росою, тертям листків між собою та здуванню вітром. Завдяки Нью - філм - 17 робочий розчин рівномірно розподіляється по ворсистому та восковому нальоту листків, добре проникає в пори та пазухи листків. Він висихає і полімеризується впродовж однієї години після проведення обприскування, утворюючи натуральну водостійку еластичну плівку, яка змивається з восковим шаром листка на поверхні рослини. Ця плівка досить міцно утримує нанесені препарати, що дає їм можливість тривалий час поступово використовуватись рослиною. Позакореневе підживлення з використанням в складі бакової суміші ад'юванта Нью - філм - 17 забезпечує більш повне, поступове і рівномірне проникнення поживних речовин в рослини, застерігає від небажаного «концентраційного шоку», який іноді виникає в верхніх тканинах рослин, коли в них за короткий проміжок часу надходить надто багато поживних речовин.

Слід відмітити, що залежність зимостійкості рослин від умов мінерального живлення розроблена ще недостатньо. В той же час, глибоке вивчення цієї залежності представляє як виробничий, так і науковий інтерес. Тому одночасно з кліматичними і метеорологічними факторами необхідно приділяти увагу й ґрунтовим властивостям вмісту в ґрунті поживних речовин. В свій час цій проблемі приділяли увагу Мосолов (1934), Власюк (1959), Авдонін (1962) та інші вчені. Умови мінерального живлення відіграють визначальну роль в підвищенні морозостійкості озимих зернових культур. Справа в тому, що загибель рослин озимих культур за несприятливих умов зимівлі, спочатку проходить на менш родючих ґрунтах і, особливо, на тих полях, на яких не вносили добрив. Під впливом добрив краще проходить перша і друга фази загартування і рослини озимих культур характеризуються більшою стійкістю до несприятливих низьких температур. На морозостійкість рослин сильний вплив здійснює накопичення сухої речовини в листках і вузлах кущення. Даний показник дуже важливий, оскільки від вмісту сухої речовини залежить варіювання точки замерзання клітинного соку цитоплазми.

Таблиця 17. Вміст сухої речовини (%) в листках і вузлах кущення рослин озимої пшениці та озимого ячменю в залежності від фонів удобрення та передпосівної інкрустації насіння і осіннього позакореневого підживлення 2012 р.

№ вар.

Зміст варіанту

Фона удобрення

фон 1

фон 2

фон 3

1*

2*

1

2

1

2

озима пшениця

1

Контроль

22,1

23,1

22,8

23,9

23,1

24,0

2

Антистрес

23,5

24,2

23,8

24,9

24,2

23,4

3

Реаком - 1

22,8

24,3

23,9

25,1

25,1

24,2

4

Реаком - 2

22,1

23,9

24,2

25,3

24,3

24,1

5

Реаком - 3

24,2

24,7

24,9

24,9

24,8

24,9

6

Реаком - 4

23,8

24,8

23,8

25,0

25,1

25,7

7

Лан

23,7

24,9

24,0

25,3

24,9

25,0

озимий ячмінь

1

Контроль

20,1

21,8

22,7

22,0

23,4

22,1

2

Антистрес

21,7

22,4

22,1

22,3

24,5

23,1

3

Реаком - 1

21,8

21,7

23,1

22,7

25,6

24,2

4

Реаком - 2

22,1

22,0

23,4

22,8

23,8

23,4

5

Реаком - 3

22,4

21,9

22,8

22,4

24,4

23,1

6

Реаком - 4

22,5

21,9

22,9

22,5

23,9

23,5

7

Лан

21,8

21,9

22,9

22,7

25,0

24,2

Із наведених даних (табл. 18) видно, що в осінній період в листках рослин озимих зернових культур накопичується достатньо висока кількість сухої речовини, особливо при внесенні добрив. Серед використаних мікродобрив найбільш сприятливо діє на накопичення сухої речовини Реаком - 3 і Реаком - 4 та фосфоровмісний препарат Лан.

Вибіркове визначення вмісту сухої речовини в кінці зими показало зниження її вмісту до 16% на контролі і до 17 - 18% на удобрених фонах. Отже, в кінці зими кількість сухої речовини різко зменшується, що можна пояснити витратами пластичних речовин на дихання, яке пов'язане зі значними витратами енергетичного матеріалу, а також на інші процеси метаболізму, які проходять в зимовий період в рослинах. Слід також відмітити, що у всіх випадках на абсолютному контролі (вар. 1, фон 1) вміст сухої речовини був завжди нижчим в порівнянні з удобреними варіантами.

Важливу роль в підвищенні стійкості рослин до несприятливих погодних умов в зимовий період має глибина залягання вузла кущення. Вузол кущення в озимих культур відіграє надзвичайно важливу роль у відновленні їх вегетації. В тому випадку, коли в зимовий період вимерзне всі листостеблова маса і буде пошкоджено коріння, але вузол кущення залишиться живий, то за таких умов весною він дасть початок розвитку новим кореням і стеблам. Коренева система озимих культур знаходиться в порівняно незмінних сприятливих умовах, тому коріння і вузол кущення пошкоджуються морозами рідше, ніж надземна маса.

Стійкість вузла кущення до низьких температур залежить від глибини його залягання в ґрунті та від концентрації в ньому водорозчинних вуглеводів. За даними багатьох дослідників суттєву роль в їх накопиченні в вузлі кущення відіграють мікроелементи і фосфоровмісні сполуки, які використовувались під час передпосівної інкрустації насіння.

Затримка в розвитку кореневої системи нами спостерігалась при розміщенні озимих культур по непарових попередниках, наприклад, після стерньових культур. На таких полях запаси продуктивної вологи обмежені, коренева система слабо розвинена і навіть при невеликих морозах здатна відмирати. Отже, для розвитку кореневої системи озимих зернових культур необхідні умови, які забезпечують оптимальне проходження фізіолого - біохімічних процесів в осінній період вегетації, які сприяли б інтенсивному росту як надземної маси, так і кореневої системи.

Для успішної зимівлі важливе значення має глибина залягання вузла кущення. В безсніжні зими температура ґрунту на глибині залягання вузла кущення приблизно така ж, як і температура повітря, але чим більше випадає снігу, тим частіше ця закономірність порушується і температура на глибині залягання вузла кущення буде вищою за температуру повітря, а при відлигах, які часто бувають в березні місяці, навпаки - стає нижчою. В даному випадку можна також відмітити взаємозв'язок між товщиною снігового покриву і температурою ґрунту: чим менша його товщина, тим сильніше ґрунт реагує на температурні зміни повітря. Взимку кожен сантиметр ґрунту з глибиною діє утепляючи. Так, якщо на глибині 2 см тепліше, в порівнянні з поверхнею ґрунту на 0,2 - 0,3 оС, то на глибині 3 - 4 см буде тепліше вже на 0,4 - 0,6 оС. Отже, глибина залягання вузла кущення має досить важливе значення для перезимівлі озимих зернових культур (табл. 3.3.5). З даних цієї таблиці чітко видно, що передпосівна інкрустація насіння зернових культур сприяє посиленню вузла кущення. Поряд з тенденцією до поглиблення залягання вузла кущення під впливом передпосівної інкрустації насіння, спостерігається ще й зростання концентрації водорозчинних вуглеводів у вузлах кущення (табл. 18).

Таблиця 18. Вплив передпосівної інкрустації насіння та позакореневого підживлення рослин препаратом «Антистрес» та мікродобривами в хелатній формі на глибину залягання вузла кущення в період закінчення осінньої вегетації

Глибина залягання вузла кущення озимих зернових культур, см

фон 1

фон 2

фон 3

озима пшениця

озимий ячмінь

озима пшениця

озимий ячмінь

озима пшениця

озимий ячмінь

2012

2013

2012

2013

2012

2013

2012

2013

2012

2013

2012

2013

1

1,8

1,7

1,7

1,6

1,9

1,8

1,9

1,9

1,9

1,9

1,8

1,9

2

1,9

1,8

1,8

1,9

2,0

1,9

1,9

2,0

2,0

2,1

1,9

2,0

3

1,9

1,9

1,9

1,9

1,9

2,0

2,0

2,1

1,9

2,2

1,9

1,9

4

1,9

1,9

1,9

1,9

2,0

2,1

2,0

2,0

2,1

2,1

1,9

2,0

5

2,0

2,1

1,9

2,0

2,2

2,2

2,0

2,2

2,2

2,0

1,8

1,9

6

1,8

1,9

1,8

1,9

2,0

1,9

1,9

2,0

1,9

2,1

1,9

2,1

7

1,9

2,0

1,9

1,9

2,0

2,0

1,9

1,9

2,1

2,0

1,9

1,9

8

1,9

1,9

1,8

1,9

2,1

2,2

2,0

1,9

1,9

1,9

2,0

2,0

9

2,0

2,1

1,9

1,9

1,9

2,0

2,1

1,9

1,9

2,0

1,9

1,9

10

2,1

1,9

1,9

1,8

1,9

2,1

2,1

2,0

2,0

2,1

2,0

2,1

Таблиця 19. Вплив передпосівної інкрустації насіння на вміст водорозчинних вуглеводів в вузлах кущення озимої пшениці, 15.ХІ.2013 р.

№ вар.

Варіанти польового досліду

Фона удобрення

фон 1

фон 2

фон 3

1

Контроль

28,4

30,4

31,3

5

Антистрес

32,1

33,4

34,1

6

Реаком - 1

28,1

30,1

31,2

9

Реаком - 4

29,1

31,1

32,2

10

Лан

30,1

32,2

33,1

Із даних, наведених в (табл. 20), чітко видно, що з покращенням умов мінерального живлення відбувається зростання вмісту водорозчинних вуглеводів на фоні 2 по відношенню до фону 1 і на фоні 3 в порівнянні з фоном 2. Серед всіх порівнюваних препаратів, якими була проведена передпосівна інкрустація насіння, в найбільшій мірі вплинув на вміст вуглеводів у вузлі кущення озимої пшениці в зимовий період фосфоровмісний препарат «Антистрес», який сприяв накопиченню водорозчинних вуглеводів у вузлах кущення, тобто, забезпечив успішну зимівлю рослинам озимих зернових культур.

Підводячи підсумок цього підрозділу слід відмітити, що фосфоровмісний препарат «Антистрес» не тільки підвищує морозостійкість озимих зернових культур, а також сприяє поглибленню вузла кущення та інтенсивному росту об'єму кореневої системи.

3.3.1 Фосфатний режим чорноземів звичайних

Поряд з азотом другим за важливістю елементом мінерального живлення, який в більшості випадків лімітує подальший ріст врожайності зерна всіх без виключення сільськогосподарських культур, є фосфор [133]. «Про це повинен пам'ятати кожен хлібороб»: неодноразово наголошував в своїх наукових працях академік В.Д. Панніков (В.Д. Панніков, 2003). Адже від рівня його засвоєння та метаболізму залежать визначально важливі етапи онтогенезу рослин та формування продуктивності агроценозів майже всіх зернових культур.

Заради справедливості слід відмітити, що на основі багаторічних польових, а також вегетаційних дослідів, Д.М. Прянішніков ще в 1924 році створивши першу ґрунтово - агрохімічну карту колишнього СРСР, на якій він відносив Чорноземну зону, в тому числі і наші степові ґрунти до районів, які терміново потребують внесення фосфорних добрив. Він писав, що в чорноземах є «великий запас азоту, поки що вистачає калію: потрібно добавити лише один елемент - фосфор, щоб відновити чорнозем, виснажений тривалою культурою без добрив, яка розпочалася з часів хрещення Русі, або й ще раніше» (Д.М. Прянішніков, 1924).

Це пов'язано з тим, що в більшості типів ґрунтів фосфор знаходиться в слаборозчинній мінеральній та недоступній рослинам органічній формах, а майже всі сільськогосподарські культури, лише за виключенням тих їх видів (гречка, люпин, горох та ін.) у яких співвідношення СаО/Р2О5 більше 1,3 здатні поглинати Р2О5 із Са3(РО4)2 розчиняючи фосфати своїми ексудатами або вивільняючи фосфор за рахунок інтенсивного поглинання з ґрунтового розчину катіонів кальцію, а ярі та озимі зернові колосові культури поглинають лише рухому його форму, оскільки вище назване співвідношення значно менше цього показника (Чириков, 1950). Ярі та озимі зернові культури (пшениця, жито, тритикале, ячмінь, кукурудза) слабо засвоюють важкорозчинні сполуки фосфору з грунту, тому вони добре реагують на внесення легкорозчинних форм фосфорних добрив, оскільки енергійно вбирають фосфор і менше кальцій. За таких умов наявний надлишок катіонів кальцію хімічно зв'язує рухомий фосфор в слаборозчинні фосфати. Тому в умовах Степу серед елементів живлення, що знаходяться в дефіциті, на першому місці стоїть фосфор, а потім вже азот, цинк і т.д. [134]. Частка фосфорних добрив у прирості врожаю зернових культур в цій зоні висока і складає 30 - 60, азотних значно менше 15 - 40 і для калійних становить лише 0 - 20%. Серед всіх форм фосфору найбільший вплив на врожай має рухома форма. Безумовно, особливо важлива роль рухомих форм фосфору проявляється на початку росту та розвитку рослин і особливо сильно відчувається на стадії проростків, тому його обов'язково вносять у грунт завчасно (Лихочвор В.В., 2008). Старші ж рослини слабше реагують на нестачу цього елемента живлення. Цей елемент зменшує негативну дію надлишкового азотного удобрення, оптимізує використання мінерального азоту й підвищує ефективність азотних добрив.

Проте поряд з цим, оптимальне забезпечення ґрунту рухомими формами цього елемента живлення є також важливим і впродовж всього онтогенезу. Однак, в більшості типів ґрунтів рухомі форми цього важливого елемента мінерального живлення рослин знаходиться в мінімумі і стримують подальшій ріст продуктивності сільськогосподарських культур [138]. Тут доречним буде відмітити, що в Україні площа ріллі з низьким і середнім умістом рухомого фосфору досягає 17 812 га, або 57% загальної площі (Металіді, 1999; Носко, 1997). Саме через низьку забезпеченість ґрунтів доступним для рослин фосфором окупність фосфорних добрив досить висока - у середньому 1 кг Р2О5 забезпечує приріст 4 - 5 кг зерна. Внаслідок зниження вмісту фосфору в ґрунті вже у найближчі роки в Україні зменшення продуктивності сівозмін сягне 2,2 зернової одиниці (Медведєв, 2000).

Парадокс проблеми фосфорного живлення рослин полягає в тому, що валові запаси фосфору в більшості ґрунтів в основному значні, однак на 40% площ орних земель світу продуктивність зернових культур лімітується нестачею рухомих форм фосфору (Гуляев, 2004; Никитишен, 2002; Ma, 2000; Rengel, 2005). Це пояснюється тим, що в складі валових запасів фосфору в метровому шарі ґрунтів домінуюче положення займають слаборозчинні форми, а вміст рухомих форм, навпаки, незначний і не завжди відповідає потребам рослин (Носко, 1990). Тому ефективна родючість більшості ґрунтів в основному обмежується недостатньою забезпеченістю їх рухомими формами фосфору [140].

Крім того, на відміну від інших елементів органічної речовини ґрунту (С, Н, О, N), які надходять у ґрунт переважно із атмосфери, основним первинним джерелом фосфору є ґрунтоутворююча материнська порода (Маккелви, 1977), яка не завжди в змозі забезпечити в достатній кількості ґрунтовий розчин рухомими формами фосфору. Це також пов'язано, ще й з тим, що фосфор за своїми хімічними властивостями має складну природу взаємодії з компонентами ґрунту.

Ця обставина, значною мірою, ускладнює отримання об'єктивної оцінки забезпеченості ґрунту цим елементом мінерального живлення рослин. Тому для уникнення його дефіциту, дуже важливим є своєчасне отримання інформації про вміст в ґрунті рухомих форм фосфору і підтримування оптимального рівня доступного для рослин його форм впродовж всього онтогенезу, внесенням фосфоровмісних добрив. Точне визначення показників рухомих сполук фосфору в ґрунті дає змогу ефективніше використовувати природні ресурси та прогнозувати ефективність фосфорних добрив [141]. Недостовірна інформація про фосфатний стан ґрунтів, навпаки, призводить до вкрай неефективного використання добрив.

Застосування методів визначення вмісту фосфору без урахування конкретних особливостей ґрунтів, а також недостатнє відпрацювання методичних аспектів діагностики живлення рослин призводить до викривлення оцінки стану родючості ґрунтів цілих регіонів [132]. Це пов'язано з тим, що більшість методів базується на використанні, як екстрагентів розчинів сильних кислот, що свідчить про їх належність до так званих жорстких методів (Стахів, 2007; Христенко, 2003, 2008). Використання цих методів на дуже кислих ґрунтах призводить до істотного заниження даних за рахунок сильного повторного поглинання Р2О5 при проведенні аналізу, а в ґрунтах, що мають підвищений уміст апатитоподібних сполук, навпаки, до істотного їх завищення. Навіть дуже слабка лужність ґрунтів викликає часткову нейтралізацію кислоти і знову ж, заниження результатів, які отримують (Носко, 1999). Головним критерієм при виборі методу для вилучення рухомих сполук фосфору з ґрунту є оцінка його здатності правильно відображати реакцію рослин на внесення фосфорних добрив.

З вище викладеного стає зрозумілим, що рухомий (доступний) фосфор, відіграє особливо важливе значення в мінеральному живленні рослин і методично правильне визначення його вмісту в ґрунтовому розчині має надзвичайно важливе значення при проведенні розрахунків оптимальних доз внесення фосфорних добрив. Тому, що його завжди не вистачає в ґрунтовому розчині, оскільки він становить незначний відсоток від наявних в ґрунті валових його форм [136].

Щоб чітко уявити собі це, потрібно провести порівняння вмісту в ґрунті валових і рухомих форм фосфору. Проведене співставлення показало, що в чорноземах звичайних вміст валових форм фосфору (0,11 - 0,12%), становить (1100 - 1200 мг/кг грунту). Вміст же рухомих його форм визначених за методом Чирикова, які переходять у слабокислотні витяжки 0,5N оцтової кислоти й частково беруть безпосередню участь у фосфатному живленні рослин (98 - 167 мг/кг грунту), містяться в ґрунті в незначній кількості й становлять всього лише (8,2 - 13,9%) від валового вмісту фосфору. Тому рухомі форми фосфору перебувають в першому мінімуму серед інших макроелементів в даних ґрунтах.

В наукові літературі поряд з терміном рухомий, для виділення з всієї сукупності фосфоровмісних мінеральних сполук доступні для рослин форми, часто використовують й інші терміни, які є синонімами «засвоюваний, лабільний» фосфор. Однак, нечіткість цієї низки термінів заважає одержувати об'єктивну оцінку поживного режиму конкретного грунту. Поняття “рухомий” фосфор, калій і ін. помилково асоціюється з концентрацією конкретного елементу живлення рослин у ґрунтовому розчині, залежною від властивостей ґрунтів і інших чинників. Рухомість - це скоріш міра доступності елементу рослинам. Вміст рухомих форм поживних речовин в екстенсивно використовуваній ріллі - величина постійна для кожного з елементів [146]. Значення даних констант визначається фізико - хімічними умовами, характерними для поверхні планети. Ілюзія різної природної забезпеченості різних типів орних ґрунтів і строкатості конкретного поля відносно рухомих форм елементів живлення рослин зумовлена недосконалістю нормативних і методичних аспектів діагностики живлення рослин (Христенко, 2009).

Відповідно до класичного визначення Д.М. Прянішнікова (1935), «засвоюваний фосфор не є певною хімічною сполукою й не перебуває в готовому вигляді в ґрунті». У тім проте, що не все так просто, свідчить назва єдиного міжнародного стандарту, що встановлює метод визначення рухомого фосфору в ґрунтах - ISO 11236 (спектрометричний метод визначення фосфору в розчині гідрокарбонату натрію). В якому акцент зроблено не на те, що визначаємо, а як визначаємо й за допомогою чого (Христенко, 2008).

Слід відмітити, що через безперервний процес поглинання цього поживного елемента рослинами, концентрація доступного фосфору завжди низька (Holford, 1997). Як відомо, рослини здатні поглинати фосфор із ґрунтового розчину навіть при невеликих його концентраціях, таких як 0,01 - 0,02 мг/л Р2О5 (Соколов А.В., 1950). До того ж у чорноземах звичайних вміст розчинних в воді фосфатів може відновлюватись за вегетаційний період більш ніж 100 разів (Носко Б.С., 2004). У зв'язку із цим для нормального росту і розвитку рослин важливою є не стільки висока його концентрація в ґрунтовому розчині, як здатність ґрунту поповнювати запаси рухомого фосфору і таким чином ліквідувати його дефіцит, що й спостерігається в польових умовах під час мінерального живлення рослин.

В даному випадку доступність фосфору в ґрунті для рослин залежить від його мобілізації та іммобілізації, які пов'язані з процесами розчинення чи осадження, сорбції і десорбції, мінералізації та біологічного закріплення його сполук (Антипина, 1991). Основним джерелом поповнення ґрунтового розчину рухомими формами фосфору є валові його запаси, які зосереджені в материнській породі та в фосфоровмісних органічних сполуках ґрунту [139]. Але поряд з ними суттєву роль відіграють і водорозчинні сполуки фосфору, які надходять в грунт з мінеральними добривами.

Як вже відмічалося вище, в ґрунті валові запаси фосфору відносно високі. Так, в орному шарі чорноземів звичайних вміст валових форм фосфору становить 0,11 - 0,12%, а його валові запаси порівняно з азотом та калієм невеликі і варіюють в межах 5,4 - 5,5 т/га, а в метровому - 17,5 - 18,0 т/га (Б.С. Носко, 2004), що значно нижче, ніж вміст в цих ґрунтах валових форм калію. Основна кількість валового фосфору міститься в верхньому (0 - 25 см) шарі ґрунту, що пов'язано з діяльністю рослин, активним поглинанням його ґрунтом і внесенням добрив. В наслідок процесів біологічного переносу, в гумусовому горизонті кількість його завжди більша, ніж у нижче розташованих та материнській породі. Валові запаси, як уже про це велась розмова вище, представлені органічними і мінеральними формами [137].

Органічні фосфати (нуклеїнові кислоти, фосфатиди, цукрофосфати та ін.), частка яких складає 10 - 50% від загального вмісту фосфору, недоступні для рослин і беруть участь у живленні тільки після їх гідролізу і відокремлення фосфору. Тобто головним чином, фосфорорганічні сполуки ґрунту засвоюються рослинами лише після їх мінералізації. Але частка вивільненого мікроорганізмами органічного фосфору, який приймає безпосередню участь в мінеральному живленні рослин незначна. Це пов'язано з тим, що при мікробіологічному розкладанні фосфатовмісних органічних сполук, фосфор частково зв'язується мікрофлорою ґрунту, а потім, після розмноження цих мікроорганізмів, цей пул фосфору знову переходить до нових їх колоній. І тільки лише чотири його відсотки із загальної кількості звільняється і переходить в мінеральну форму після їх відмирання (В.В.Швартау, В.І. Гуляєв, 2009). Тому основну роль в мінеральному живленні рослин займають мінеральні форми фосфору.

В чорноземах звичайних вміст мінеральних форм фосфору переважає над органічними. Тому основну роль в фосфорному живленні рослин відіграють мінеральні форми фосфору. К.Є. Гінзбург (1981) відмічає, що в ґрунтах виявлено наявність 205 фосфоровмісних мінералів, які всі є солями ортофосфорної кислоти. В основному, мінеральні сполуки фосфору представлені дуже багатьма формами, які є переважно важкорозчинними, в основному малорухливими формами і слабо доступними рослинам фосфатами. Мінеральні фосфати у ґрунті складаються з багатьох солей, які утворилися з ортофосфорної кислоти і є різними за хімічним складом та ступенем доступності для рослин.

Фосфор входить до складу мінералів: фторапатиту Ca5F(PO4)3, гідроксил апатиту Ca3(PO4)2•Ca(OH)2, тавівіаніту Fe3(PO4)2•8H2O. Серед них домінуюче положення займають різновидності мінералу апатиту, головним чином, фторапатитом. В лесовій материнській породі чорноземів звичайних фосфор міститься у вигляді фторапатиту Са5(F(PO4)3 і кальцій гідроксилапатиту Са5(ОН)(РО4)3. В процесі руйнування цих первинних фосфоровмісних мінералів утворюються вторинні мінеральні сполуки фосфору, які містять у своєму складі різні солі ортофосфорної кислоти (А. В. Соколов, 1950). Мінеральні форми фосфору в ґрунті представлені солями ортофосфорної кислоти, в яких фосфатний аніон хімічно зв'язаний з катіонами Са2+, Mg2+, Fe2+, Al3+, Mn2+ та ін., значна частина яких знаходиться в поглинутому стані на поверхні ґрунтових колоїдів. Характерною особливістю фосфатних ґрунтових сполук є низька їх розчинність і слабка дисоціація на іони.

Фосфатні іони добре фіксуються твердою фазою ґрунту і їх міграція в чорноземах звичайних дуже обмежена. Інтенсивне хімічне поглинання характерне для солей ортофосфорної кислоти, обумовлює слабку рухомість сполук фосфору. Швидкість їх дифузії в ґрунті незначна і варіює в межах від 10-12 до 10-15 м2/сек., що уповільнює засвоєння фосфору рослинами, внаслідок чого прикоренева зона рослин швидко виснажується на цей елемент мінерального живлення рослин (В.В. Швартау, 2009). В зв'язку з цим виникає великий розрив між валовим вмістом фосфору в ґрунті і його доступною кількістю для рослин.

Засвоєння рослинами фосфатних аніонів із важкорозчинних сполук проходить лише з ґрунтового розчину, це - основне положення фізіології рослин. Засвоєння рослинами фосфору із важкорозчинних фосфоровмісних сполук проходить поступово й фізіологи пояснюють тим, що кореневі волоски своїми кислими виділеннями (ексудатами) переводять в розчин апатити та фосфорити не в повній мірі. В зв'язку з цим, проблема фосфору в сучасному землеробстві є досить гострою і тому ми зобов'язані до цього елемента мінерального живлення відноситись з особливою увагою й турботою і постійно вести пошуки шляхів найбільш раціонального його використання в агроценозах зернових культур. Основним джерелом мінерального фосфору для рослин в чорноземах звичайних є одно - та двохвалентні аніони ортофосфорної кислоти. Серед наявних в цих ґрунтах фосфорних сполук рослини найбільш легко засвоюють добре розчинені в воді солі одновалентних катіонів К2НРО4 і КН2РО4, а також двозаміщені солі кальцію ортофосфорної кислоти СаНРО4.

Коренева система більш пристосована до поглинання аніона Н2РО4- і дещо гірше вона засвоює НРО42-, тобто, рослини краще засвоюють розчинні в воді дигідрофосфати, ніж гідрофосфати, розчиненні в слабких кислотах, що пов'язано з додатковими витратами енергії. До того ж аніон Н2РО4- легше адсорбується коренями, ніж НРО42-, значення якого зростає при високих показниках рН, оскільки в розчині з рН вище 7,2 цей аніон стає домінуючим іоном. Більшість проведених досліджень показали, що швидкість поглинання фосфору є найвищою в діапазоні рН від 5,0 до 6,6, коли в ґрунтовому розчині переважає аніон Н2РО4 - (Furihataet. al., 1990).

Аніони РО43- не мають практичного значення для рослин. Це пов'язано з низькою розчинністю карбонатів кальцію та магнію - Ca3(PO4)2, яка мінімальна і становить (0,33 мг Р в 1 л). При висиханні частина дигідро - і гідрофосфат - іонів переходить в фосфати кальцію та магнію і рівновага порушується, а при зволоженні ґрунту, навпаки, відбувається перехід в розчин додаткової кількості фосфат - іонів і рівновага відновлюється. Слід відмітити, що в чорноземах звичайних фіксація аніонів фосфору в основному проходить в результаті їх хімічного зв'язування катіонами кальцію, магнію та алюмінію.

За даними агрохімічного обстеження ґрунтів, вміст фосфору в них на 1966 - 1970 рр. у середньому в Україні становить 7,1 мг/100 г ґрунту. Слід відмітити, що за вмістом фосфору ґрунтовий покрив відзначається більшою строкатістю порівняно з азотом. Це зумовлено, насамперед, властивостями лесових ґрунтоутворюючих порід та регіональними особливостями ґрунтоутворення, а також рівнем інтенсивності землеробства.

За період 1966 - 1990 рр. обсяги застосування фосфорних добрив постійно зростали. Загальний баланс фосфору в 1971 - 1975 рр. був позитивним (+3,9 кг/га Р2О5), у наступні періоди (1976 - 1980 рр.) (+10,1 кг/га); (1981 - 1985 рр.) (+15 кг/га); (1986 - 1990 рр.) (+20,6 кг/га Р2О5). За даними агрохімічного обстеження (1991 - 1995 рр.) площі орних земель з підвищеним і високим вмістом фосфору зростали, а з низьким та середнім вмістом залишалися, порівняно з першим туром обстеження (1966 - 1970 рр.) на рівні 30%. Середньозважений вміст рухомого фосфору в Степу зріс з 6,7 до 9,3 мг на 100 г ґрунту.

Розпочинаючи з 1991 року рівень внесення фосфорних добрив різко зменшується і в 1997 р. дорівнював 4,1 кг/га Р2О5. Дефіцит мінерального фосфору щорічно становить 15 - 20 кг/га, що зумовлює зниження вмісту фосфору у ґрунті на 0,4 - 0,5 мг/100 г ґрунту. Це поступово погіршує фосфатний режим чорноземів звичайних. Саму низьку кількість фосфорних добрив було внесено в 2000 р. - всього лише 2 кг/га Р2О5. В 2001 та 2002 роках також було внесено невелику кількість цих добрив - 3 кг/га Р2О5 [136].

Поступове нарощування кількості внесених фосфорних добрив розпочалося з 2004 р. - 4 кг/га, аналогічну кількість було внесено в 2005 році. В 2006 р. їх вже було внесено 7 кг/га Р2О5, в 2007 р. - 10 кг/га Р2О5. З 2008 р. знову почала спостерігатись тенденція до зменшення обсягів їх внесення, спочатку до 9 кг/га, а потім, в 2009 та 2010 рр. - до 7 кг/га Р2О5. Таке тривале внесення невеликих обсягів фосфорних добрив викликало поступове погіршення фосфатного режиму цих ґрунтів. Згідно з розробленим прогнозом, за повного припинення застосування фосфорних добрив вміст фосфору в ґрунтах знизиться на 3,0 - 3,2 мг/100 г ґрунту, а за таких умов господарювання ґрунти повністю втратять ту кількість фосфору, яка ними була накопичена за роки інтенсивної хімізації [142].

Слід відмітити, що в великих обсягах фосфорні добрива вносять в грунт лише економічно розвинуті країни, такі як Японія, США, Великобританія, Німеччина, Франція, Данія, Італія, Китай, які постійно нарощують обсяги їх внесення. Причому в Німеччині навіть виникає проблема зафосфачування ґрунтів. Тому на думку окремих авторів, при збереженні цієї тенденції й в на далі, запаси фосфору на Земній кулі можуть бути вичерпані вже через 60 - 80 років (Hammondetal., 2003) і глобальний пік використання запасів фосфатної сировини, за прогнозами деяких дослідників (Jasinski, 2006), буде припадати на 2040 рік [135]. В більшості ж країн світу, таких як зокрема і в Україні, дози внесення цих добрив невисокі й винесення фосфору з ґрунту отриманими врожаями сільськогосподарських культур переважає його надходження з туками. В зв'язку з тим, щоб прослідкувати за змінами, які відбулися з рухомими формами фосфору та порівняти ступінь їх рухомості в чорноземах звичайних на ріллі по відношенню до цілини й виникла необхідність в проведенні досліджень.

Виконання науково - дослідної роботи проводили на Ерастівській дослідній станції ДУ Інституту сільського господарства степової зони НААН України, де ґрунти - чорноземи звичайні мало гумусні важко суглинкові на лесі. В орному шарі ґрунту гумусу міститься 3,8 - 4,1% (метод Тюрина), валового азоту 0,22 - 0,23, фосфору 0,12 - 0,13, калію 2,0 - 2,1%. Рівень нітратного азоту після 7 - денного компостування змінювався від 31 до 52 мг/кг ґрунту. Рухомого фосфору (за Чириковим) 110 - 112 мг/кг, рухомого калію 105 - 130 мг/кг. Реакція ґрунтового розчину нейтральна (рНводн. = 7,0) [143].

Для визначення змін, які відбулися з рухомими формами фосфору в чорноземах звичайних під впливом тривалого їх використання в сільськогосподарському виробництві, було зроблено два ґрунтових розрізи глибиною 2м, шириною 3м і довжиною 6м кожний: перший на цілинній ділянці поблизу села Байківка П'ятихатського району Дніпропетровської області, а другий - на ріллі на відстані 300 м від першого. Розпочинаючи з верхньої частини розрізів через кожні 5 см по всій глибині відбирали зразки ґрунту для визначення вмісту в них рухомих форм фосфору, вміст якого визначали за кислотним методом Чирикова (ГОСТ 26204 - 91) і сольовим методом Карпінського - Зам'ятиної (ДСТУ 4727:2007). Визначення оптичної густини розчинів проводили на фотоелектро - колориметрі КФК - 2. Мікробіологічні дослідження зразків грунту проведені за загальноприйнятими методиками. Аналізи виконували в трьохкратному аналітичному повторенні [131].

Рілля, яка становить 53,8% території України, належить до найбільш нестійких ландшафтів, а недотримання чергування сільськогосподарських культур при їх вирощуванні, порушення сівозмін, засилля монокультури та різке зменшення обсягів внесення мінеральних і органічних добрив посилюють агрохімічну нестабільність агроландшафтів. Недотримання науково - обґрунтованих зональних систем землеробства, порушення екологічно допустимого співвідношення посівів сільськогосподарських культур призводять до дефіциту в ґрунті рухомих форм поживних речовин, збільшують площі деградованих земель і породжують екологічні проблеми.

При роздержавленні та перерозподілі земель порушилися сівозміни. Згідно з показниками Держкомстату України посівні площі основних сільськогосподарських культур в Україні за 1990 - 2010 роки зменшилися більш як на 7,1 млн. га і становлять 24,6 млн. га. При цьому, посіви зернових і зернобобових культур залишаються на рівні 15 млн. га (61%), проте посіви соняшнику невпинно збільшуються і становлять 4,57 млн. га, або 19% загальної площі посівів. Площа посівів ріпаку щорічно змінюється, але сягає 1,2 - 1,7 млн. га (5 - 7%), а посіви кормових культур зменшилися на 9,4 млн. га і на їхню частку припадає лише 10,5%.

В Україні провідними науковими установами для кожного природно - сільськогосподарського регіону прийняті нормативи оптимального співвідношення культур у сівозмінах, а також терміни повернення окремих культур у сівозміні. Тільки у степових регіонах насичення соняшнику у сівозміні допускається 10 - 15%, а ріпаку 5 - 12%. Зіставлення фактичних і нормативних показників співвідношення культур свідчить про масове недотримання сільськогосподарськими підприємствами науково обґрунтованих сівозмін або, навіть, їх відсутність. Посіви ж кон'юнктурних культур призводять до виснаження ґрунтів, утворення малопродуктивних земель і, в кінцевому підсумку, до їхньої деградації. Площа таких земель щороку збільшується і вже зараз налічує понад 1,4 млн. га. Усе це свідчить про неефективне використання земель і відсутність надійної охорони останніх у сільськогосподарських підприємствах [133].

В даній статті наведені зміни, які відбулися з рухомими формами фосфору в чорноземах звичайних на ріллі по відношенню до цілини. Об'єктивно оцінити стан та встановити напрям трансформації сучасних еволюційних змін фосфорного режиму чорнозему звичайного дає змогу порівняння цілинних та орних земель за вмістом рухомих форм фосфору, визначених за різними методами в зразках грунту відібраних через кожні 5 см на всю глибину ґрунтових профілів на цілині та ріллі.

Джерелом надходження фосфору на цілині є відмерлі частини рослин, а на ріллі - добрива та пожнивно - кореневі залишки. Проблема загострюється ще й безповоротністю втрат фосфору, обумовленою виносом цього елемента з ґрунту рослинами, оскільки накопичення його переважає в зерні, а не у вегетативній масі, яка після збирання врожаю в процесі мікробіологічного розкладу поповнює запаси недоступних для рослин елементів. На ріллі основна маса фосфору вилучається з ґрунту разом з зерном, яке щорічно вивозиться з полів.

В зерні зосереджена основна кількість фосфору (0,65 - 0,85%), яка майже в три - чотири рази перевищує його вміст в листостебловій масі 0,20 - 0,28%). Тому залишена на полі вся листостеблова маса не в змозі в повній мірі компенсувати винесеного з врожаєм зерна фосфору. Для того, щоб в ґрунті не виникав від'ємний баланс фосфору, в нього потрібно повертати цей важливий елемент мінерального живлення разом з фосфоровмісними добривам. Тому забезпечення ґрунту фосфором у даний час може здійснюватись в основному лише за рахунок внесення фосфорних добрив.

За останні 25 років кількість внесеного фосфору на 1 га посівної площі знизилась із 40 кг діючої речовини до 3 - 4, азоту - з 60 до 5 - 15, калію - з 35 до 1 - 2 кг діючої речовини. В останнє десятиліття виробництво фосфорних добрив в Україні різко скоротилося (Щегров, 2001), зокрема у 2005 році знизилося на 22,9%, що і призвело до різкого падіння рівня застосування мінеральних фосфорних добрив. Така ситуація пов'язана з їхньою високою вартістю, зумовленою зростанням цін на енергоносії і обмеженістю джерел власної фосфатної сировини для їхнього виробництва.

Одним зі шляхів вирішення проблеми фосфорного живлення є широке використання фосфоритів місцевих родовищ. Україна має значну кількість родовищ фосфоритів (Волинська, Iзюмсько - Донецька групи родовищ та ін.), поклади яких приурочені до відкладів нижнього кембрію, верхньої крейди та палеогену. В західному Поліссі вже розвідано родовища зернистих та жовнових фосфоритів у складі агроруди, поклади якої залягають від 10 до 20 м. іноді ближче до поверхні [147]. Але через невисоку концентрацію в них Р2О5 ці фосфорити не переробляються на суперфосфат й інші водорозчинні фосфорні добрива і тому для виробництва фосфорних добрив в основному використовується імпортна сировина, що обумовлює високу їх вартість.

В більшості ж випадків українські фосфорити містять в своєму складі до 5% Р2О5 або 12 - 15% фосфоритнокальцієвих мінералів та фосфатизованих їх порід й тому потребують проведення додаткового їх збагачення після проведення якого буде суттєво зростати вартість фосфорних добрив. В зв'язку з цим ці фосфорити використовують лише на кислих ґрунтах Полісся та Карпат і на слабокислих ґрунтах лісостепової зони: у кислому середовищі слаборозчинні фосфати легко розчиняються [145].

На ґрунтах з нейтральною реакцією ґрунтового розчину фосфати практично не засвоюються корінням рослин і їх там практично не застосовують. На цих ґрунтах слід надати перевагу водорозчинним тукам.

Враховуючи порушення паритету цін на сільськогосподарську продукцію й добрива, обсяги внесення фосфорних добрив в нашій державі невисокі. В основному їх вносять при сівбі в невеликій дозі Р10. Зважаючи на невисоку природну забезпеченість більшості ґрунтів рухомими сполуками фосфору, спостерігається різке падіння ефективної родючості ґрунтів, погіршується режим фосфорного живлення рослин, що в результаті призводить до зниження врожайності сільськогосподарських культур.

Порівняльний аналіз вмісту рухомого фосфору в цих двох ґрунтових профілях переконливо показав їх накопичення в верхніх шарах ґрунту в порівнянні з розташованими глибше. Це, перш за все, пов'язано з біологічною акумуляцією фосфору кореневими системами рослин. Така біологічна акумуляція проходить в результаті діяльності коренів рослин, які за рахунок своїх ексудатів розчиняють фосфати кальцію і магнію, переводячи їх в гідро - та дигідрофосфати і нагромаджують цей елемент мінерального живлення в поверхневих горизонтах ґрунту.

Аніон РО43- в ґрунті міститься в органічних комплексах (нуклеопротеїди, фосфатиди) і в різних співвідношеннях з катіонами Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Al3+. Ці фосфати в різній мірі доступні кореням рослин. Зміни вмісту загального фосфору у ґрунті на цілинних та орних ділянках притаманні лише верхньому (0 - 10 см) шару - 0,164 і 0,148%. Починаючи з шару ґрунту 10 - 20 см та глибше по профілю, його запаси знаходились на одному рівні. Тому в своїх дослідженнях основна наша увага зосереджена на рухомих формах фосфору, які в більшості випадках є лімітуючим фактором для росту, розвитку рослин та формування урожайності сільськогосподарських культур.

Мобілізація фосфору з важкорозчинних природних сполук відбувається, переважно, під дією продуктів метаболізму мікроорганізмів. Особливого значення набувають бактерії, що мають потенційну здатність перетворювати важкорозчинні фосфати ґрунту у доступну для рослин форму. Важливе місце серед них посідають ґрунтові бактерії Rhizobiumradiobacter, які, окрім фосфатмобілізувальної активності, здатні ще й до асоціативної азотфіксації (Муромцев Г.С. и др., 1985; Павлов В.Ф., 1987; Чумаков М.І., 1992; Панюта О.А., Белава В.Н., Токмакова Л.Н., 2011). Відомо, що одним із чинників розчинення важкорозчинних мінеральних фосфатів є підкислення ґрунтового розчину, а гідроліз органофосфатів, за впливу бактерій, пов'язаний з дією специфічних ферментів - фосфатаз. Вченими (Токмакова Л.М. та Трепач А.О., 2012) встановлено, що бактерії R. radiobacterє активними продуцентами ацетатної, масляної та інших органічних кислот, під впливом яких проходить переведення в ґрунтовий розчин слабкорозчинних фосфатів кальцію та магнію.

Встановлено, що фосфатозна активність бактерій становить від 0,17 Р2О5 кмоль/мл/год. (R. Radiobacter 5005) до 2,35 Р2О5 кмоль/мл/год. (R. Radiobacter 5006). Проведені нами дослідження показали, що найвищою чисельністю фосфатмобілізуючих бактерій характеризується верхній гумусовий горизонт цілині.

Поряд з цим слід відзначити, що за внесення в грунт високих доз азотних добрив відбувається підкислення ґрунтового розчину й зростає ступінь рухомості фосфатів. Вивчення фосфатного стану чорнозему звичайного показало наступне: згідно даних нормативного документа колишнього СРСР (метод Чирикова), верхні горизонти, як агро - так і біогеоценозу характеризуються високою забезпеченістю фосфором ? відповідно 167 і 163 мг Р2О5/кг ґрунту.

Аналіз ґрунтів, проведений за національним стандартом України (метод Карпінського - Замятіної) показав, що дана оцінка родючості ґрунтів є хибною і ці ценози характеризуються лише середньою забезпеченістю фосфором. Це пояснюють добре відомі емпіричні дані про високу ефективність фосфорних добрив на чорноземних ґрунтах.

Розбіжність в оцінці фосфатного стану пояснюється наступним: раніше проведеними дослідженнями було встановлено, що чорноземи важко - суглинкового і глинистого гранулометричного складу на лесових породах містять підвищену або високу кількість апатитоподібних сполук фосфору - понад 200 мг Р2О5 / кг (фракція Са - Р, метод Chang, Jackson) (табл. 20).

Фосфор, що міститься в цих мінералах, рослинам безпосередньо не доступний але частково екстрагується розчинами сильних кислот, у тому числі 0,5 н оцтовою кислотою (метод Чирикова), саме це і призводить до істотного завищення оцінки фосфатного стану ґрунтів.

Використання стандарту України показує, що реальний природний вміст рухомого фосфору в цих ґрунтах відповідає, так званому, рівню динамічної рівноваги, тобто 0,04 - 0,06 мг/л. Згідно вимог нормативних документів України, вміст рухомого фосфору в ґрунтах зони Степу слід визначати одним з трьох методів: Карпінського - Зам'ятіної, Мачигіна (ДСТУ 4114) або Olsen (ДСТУ ISO 11263). Вміст рухомого фосфору у досліджуваних ценозах чорнозему звичайного дещо вище рівня динамічної рівноваги фосфатних систем ґрунтів ? 0,17 - 0,19 мг Р2О5/л в ріллі і 0,13 - 0,14 мг Р2О5/л в шарі 10 см цілини. Для ріллі дане підвищення пояснюється наявністю залишкових фосфатів добрив. Тобто, цей ґрунт є малоудобреним.

Що стосується цілини, то можна відмити наступне. Завдяки комплексу біохімічних, хімічних, фізико - хімічних і інших процесів, характерних для верхнього гумусового горизонту цілинних і перелогових ґрунтів їх фосфатні системи характеризуються підвищеною кількістю вільної енергії. Безумовно, основним джерелом цієї енергії, що компенсує виробіток ентропії при біологічних і хімічних процесах, є органічна речовина. Дані сполуки нейтралізують позитивні заряди на поверхні глинистих мінералів, зв'язують активні катіони заліза, алюмінію і блокують фіксацію аніонів фосфорної кислоти. Тому цей горизонт даних біогеоценозів характеризується, як правило, підвищеною, або високою забезпеченістю фосфором.

Фосфатний стан нижніх горизонтів обох ценозів практично однаковий і відповідає рівню динамічної рівноваги. Наявність більш високого вмісту рухомого фосфору в окремих шарах ґрунту (0,10 - 0,12 мг Р2О5 /л) створюється за рахунок наявності карбонатів кальцію. Внаслідок появи цих сполук нейтральне значення сольової витяжки (рН - 5,8) зсувається в лужну сторону, що підвищує її екстрагуючу здатність.

Вміст рухомих форм фосфору в ґрунті залежить від багатьох факторів в тому числі і від рівня його зволоження, що пов'язано з різною активністю біоти. Так, при підсиханні грунту вміст рухомих форм фосфору зменшується, а після зволоження спостерігається тенденція до його зростання. Ця закономірність дуже часто спостерігається в посушливі роки, коли при висиханні грунту, доступність фосфору знижується через швидке формування нерозчинних комплексів аніонів (РО43 - , НРО42 - , Н2РО4 - ) із катіонами (CaO, Fe, Al та ін. ) (Abeletal., 2002; Bolland, Gilkes, 1998) та за рахунок включення його в органічні сполуки мікроорганізмами (Marschneretal., 2005a, 2004). Тому коефіцієнт використання фосфору із мінеральних добрив навіть при достатньому його внесенні становить лише 10 - 20%, тоді, як азоту - до 50%, калію - до 70% (Vance, 2001). Низька температура грунту (<10 єС) спричинює нестачу фосфору для рослин навіть за високого їх вмісту в валовій формі.

За низької температури підвищується в'язкість ґрунтового розчину і знижується інтенсивність його поглинання з ґрунтового розчину кореневою системою рослин. Підвищення температури в ґрунтовому розчині на 1 - 2 єС призводить до збільшення вмісту фосфору в ґрунтовому розчині на 2%. За нестачі вологи засвоєння фосфору з грунту уповільнюється.

Таблиця 20. Вплив компостування на вміст Р2О5 в зразках ґрунту, відібраних на цілині та староорній ділянці поля, (мг/100 г ґрунту), ( середнє з трьох повторень)

Шари ґрунту, см

Методи визначення Р2О5, мг/100 г ґрунту

Чирикова

Карпінського - Зам?ятиної

до компостування

Після 10 - денного компос - тування

Після 20 - денного компос - тування

Після 30 - денного компос - тування

до ком - пос - туван - ня

Після 10 - денного компос - тування

Після 20 - денного компос - тування

після 30 - денного компос - тування

цілинна ділянка поля

0-5

16,3

22,3

22,6

22,0

0,14

0,52

0,40

0,33

6-10

11,2

19,0

22,3

21,7

0,13

0,50

0,29

0,34

11-15

9,2

14,4

20,7

19,2

0,10

0,50

0,26

0,30

16-20

9,6

17,0

19,7

18,8

0,09

0,46

0,23

0,27

21-25

8,8

17,7

19,2

18,4

0,09

0,48

0,24

0,24

26-30

8,3

18,0

18,6

18,0

0,08

0,38

0,22

0,24

староорна ділянка поля

0-5

16,7

22,9

25,9

27,7

0,19

0,58

0,32

0,35

6-10

16,7

18,3

26,7

28,9

0,18

0,56

0,31

0,34

11-15

16,9

22,6

26,2

27,9

0,18

0,50

0,31

0,32

16-20

16,8

22,9

25,9

27,7

0,17

0,62

0,30

0,29

21-25

17,2

23,6

25,5

27,4

0,14

0,54

0,29

0,26

26-30

16,4

24,7

25,3

26,2

0,19

0,52

0,31

0,25

Для того, щоб простежити за нагромадженням рухомого фосфору, нами були створені сприятливі умови щодо зволоження 60% від повної вологоємкості і сприятливий температурний режим 28,5 єС. За таких умов проводилось компостування в термостаті ґрунтових зразків, відібраних з різних генетичних горизонтів. В цих зразках через 10, 20 та 30 діб проводилось визначення рухомих форм фосфору за методом Чирикова, а ступінь їх рухомості визначалась за методом Карпінського - Замятиної. Виконані дослідження показали, що найбільш інтенсивно відбувалось накопичення рухомих форм фосфору в перші 10 діб, в меншій мірі - через 20 діб, а після 30 - ти діб компостування спостерігалась тенденція до зменшення вмісту в ґрунті вище названих форм фосфору (табл. 3.3.1.4). Для більш інформаційного аналізу процесів трансформування показників фосфорного балансу у чорноземах на ріллі необхідно залучити такий інтенсивний показник, як фосфатний потенціал. Фосфатний потенціал можливо виразити з розчинності монокальційфосфату у рівноважному розчині гетерогенної системи: тверда фаза - ґрунтовий розчин.


Подобные документы

  • Посівні площі, врожайність та валовий збір зернових культур в Україні. Загальна характеристика зернових культур. Інтенсивна технологія вирощування ярих зернових культур. Система удобрення як важливий захід для підвищення врожаю озимої пшениці в Україні.

    контрольная работа [28,1 K], добавлен 07.10.2010

  • Надходження та виробництво добрив у господарстві. Ґрунтово-кліматичні умови та врожайність сільськогосподарських культур. Виробництво і використання органічних добрив. Розробка системи удобрення в сівозміні господарства та річного плану удобрення культур.

    курсовая работа [65,3 K], добавлен 08.04.2014

  • Дослідження біологічних особливостей культури, можливостей рекомендованих сортів, системи сівби та обробітку ґрунту. Огляд сучасних систем удобрення сільськогосподарських культур у сівозмінах з різною за основними ґрунтово-кліматичними зонами України.

    курсовая работа [51,8 K], добавлен 22.11.2011

  • Структура посівних площ господарства. Системи насінництва, удобрення, основного і передпосівного обробітку ґрунту. Розміщення сільськогосподарських культур в сівозміні, найкращі попередники. Технологічні карти вирощування сої, озимої пшениці, соняшнику.

    отчет по практике [120,0 K], добавлен 24.11.2014

  • Організаційно-економічна характеристика господарства, його спеціалізація та наліз землекористування, ґрунтово-кліматичні умови. Структура посівних площ, система сівозмін та удобрення культур у сівозміні. Технологія вирощування однієї із культур.

    отчет по практике [380,2 K], добавлен 25.10.2014

  • Спеціалізація фермерського господарств. Розрахунок планової структури амортизаційних відрахувань по видам сільськогосподарських культур. Використання засобів захисту рослин. Витрати на насіння, гербіциди та добрива. Науково обґрунтовані сівозміни культур.

    дипломная работа [62,5 K], добавлен 28.01.2014

  • Основні органи рослин і їх взаємодія. Необхідні умови розвитку рослини, вбирання води і мінеральних поживних речовин з грунту, живлення. Біологічні особливості росту та розвитку найважливіших сільськогосподарських культур: зернових, соняшника, буряків.

    реферат [27,2 K], добавлен 13.08.2009

  • Оцінка умов Ужгородського району. Ботанічна характеристика озимої пшениці. Оцінка впливу різних факторів на формування врожаю озимої пшениці. Догляд за посівами і засоби захисту від бур’янів, хвороб і шкідників. Збирання врожаю та його зберігання.

    курсовая работа [615,3 K], добавлен 27.05.2015

  • Економічний стан виробництва зернового господарства: розміщення, спеціалізація і показники ефективності виробництва. Особливості вирощування зернових культур. Планування виробництва, організація зберігання та реалізації продукції зернового господарства.

    реферат [619,6 K], добавлен 20.05.2010

  • Загальна характеристика господарства "Великоснітинське". Особливості вирощування озимої пшениці залежно від системи землеробства. Фітосанітарний стан культури. Сучасні методи і прийоми в захисті рослин. Обробіток грунту та догляд за посівами культури.

    реферат [59,0 K], добавлен 10.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.