Вміст гумусу – один із головних параметрів родючості, який безпосередньо змінює властивості ґрунту. Підвищення або зниження запасів гумусу впливає на ґрунтові режими і врожайність сільськогосподарських рослин.
ГУМУС І РОДЮЧІСТЬ ҐРУНТУ
Акумуляція гумусу в ґрунті залежить від співвідношення надходження органічної речовини та її втрат унаслідок мінералізації. Переважання мінералізації над надходженням органічної речовини призводить до руйнування трофічного ланцюга і зміни екологічних умов функціонування навколишнього природного середовища. Основними причинами зниження вмісту гумусу є зменшення надходження свіжої органічної речовини до ґрунту внаслідок відчуження значної частини біомаси з урожаєм і різке скорочення застосування традиційних органічних добрив. Проблема дегуміфікації ґрунтів ускладнена погіршенням рівня якості агротехніки і відсутністю контролю над біологічними і біохімічними процесами у ґрунті.
За довготривалого антропогенного навантаження на агросистему змінюється як вміст гумусу, так і його якісний склад. Рівень забезпечення ґрунтів України органічною речовиною залишається на низькому рівні, щороку втрати гумусу становлять 0,6–1,0 т/га.
Родючість ґрунту невід’ємно пов’язана із ґрунтоутворенням, її необхідно розглядати як взаємодію ґрунту і рослин, що ростуть на ньому. Рослини засвоюють із ґрунту поживні речовини і створюють за допомогою фотосинтезу органічні сполуки. Ґрунтові мікроорганізми розвиваються в тісній взаємодії з вищими рослинами, мінералізуються рослинні залишки, сприяють утворенню органічної речовини, гумусу, де концентрується основна частина поживних речовин ґрунту. Гумусові речовини під впливом мікроорганізмів також підлягають гідролізу та мінералізації, створюючи водночас проміжні продукти.
Органічна речовина ґрунту, її склад, запаси, особливості якісних характеристик є основними показниками родючості ґрунтів, зміна яких значною мірою залежить від інтенсивності агрозаходів, зокрема, системи удобрення та обробітку ґрунту. Органічна речовина на 85–90% представлена гумусом, й утворюється на етапі малого біологічного кругообігу речовини й енергії. Гумус активізує біохімічні та фізіологічні процеси, посилює обмін речовин і загальний енергетичний рівень процесів у рослинному організмі, сприяє посиленому надходженню елементів живлення, що супроводжується підвищенням продуктивності агроценозу. Гумус є найхарактернішою та індикаційною складовою ґрунту. Кількість гумусу та його якісний склад відображають екологічний стан ґрунту.
Агротехнічні заходи більшою чи меншою мірою впливають на властивості ґрунту. Зміни, які вони викликають, можуть бути тимчасовими, а іноді й стійкими, особливо при тривалому використанні. Це викликає необхідність постійних спостережень за змінами властивостей ґрунту, зокрема агрофізичних, які зумовлюють водний, тепловий і поживний режими, їх вплив на вміст гумусу. Особливо актуально це в наш час, коли широко застосовуються підвищені дози добрив, важка техніка, нові знаряддя і прийоми обробітку ґрунту. Тому така ситуація потребує комплексного підходу до поліпшення родючості ґрунтів і особливо – раціонального використання добрив.
ВПЛИВ ОРГАНІКИ НА БАЛАНС ГУМУСУ
Внесення органічних добрив – одна із обов’язкових технологічних операцій для дотримання позитивного балансу гумусу і розширеного відтворення родючості ґрунтів. Статистика свідчить про істотне зниження обсягів їх застосування порівняно із показниками 30-річної давнини. Як наслідок, підвищуються темпи дегуміфікації, що зумовлює агрофізичну й агрохімічну деградацію: ґрунти втрачають структуру, погіршуються їх водно-фізичні властивості, знижується вміст макро- і мікроелементів. Ґрунти поступово виснажуються та перетворюються на «субстрат» для сільськогосподарських рослин.
Зменшення мінералізації органічних речовин і збільшення питомої ваги процесів гуміфікації до 50% можна досягти в результаті глибокого приорювання органічних матеріалів до орного шару. Мілкий обробіток ґрунту (за типом дискування) пришвидшує мінералізацію і використання останньої продукції польовими культурами. Отже, з метою стабілізації гумусного стану найдоцільнішим вважаємо раціональне поєднання мінімального обробітку з оранкою.
Тому для поповнення органіки у ґрунті необхідно залишати пожнивні рештки на полях. Інакше з поля забираються і використані культурою поживні елементи, і накопичена органічна речовина. В жодному разі не можна спалювати пожнивні рештки! Це знищує не тільки органічні сполуки у рослинних рештках, а й гумус у ґрунті.
Рослинні рештки попередника змішуються із верхніми 10–15 см ґрунту або залишаються на поверхні. Відповідно, вони розкладаються в аеробних умовах. Застосування пожнивних решток як органічного добрива забезпечує енергетику культурного ґрунтоутворювального процесу в агроценозах за умови внесення азотних добрив (азоткомпенсації) 8–10 кг діючої речовини на одну тонну пожнивних решток для забезпечення життєдіяльності мікроорганізмів. Найкраще використовувати азот в аміачній або амідній формі, тобто сульфату амонію, хлористого амонію чи карбаміду. Спільне використання пожнивних решток і мінеральних добрив у рекомендованих дозах збільшує коефіцієнт гуміфікації на 23–25 %.
Читати по темі: Як уникнути небезпеки переущільнення ґрунту
Пріоритетом науково обґрунтованої системи удобрення є досягнення балансу між вуглецевим циклом і балансом поживних речовин у ґрунті. Відомо, що за нестачі легкодоступного вуглецю рослинних решток і органічних добрив ґрунтові мікроорганізми посилено асимілюють вуглець гумусових речовин. Збалансована система застосування добрив позитивно впливає на функціонування мікробіологічної складової ґрунту, яка, своєю чергою, впливає на баланс гумусу в цілому. Посилення діяльності мікрофлори ґрунту за застосування добрив може бути пов’язане із залученням додаткового енергетичного матеріалу, а саме: збільшеної кількості рослинних решток; власне органічних добрив; гумусових речовин ґрунту, що стали більш доступними для мікробіологічної деструкції.
Вважливого значення набуває питання ресурсозбереження в інтенсивних технологіях вирощування сільськогосподарських культур: способів і глибини основного обробітку ґрунту, систем удобрення, у т. ч. із використанням побічної продукції культур сівозмін для підтримання рівноважного балансу гумусного стану ґрунту.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
В Інституті сільського господарства Західного Полісся НААН України проводили визначення впливу систем обробітку ґрунту та удобрення із використанням побічної продукції на баланс гумусу в темно-сірому опідзоленому ґрунті у чотирипільній короткоротаційній сівозміні: пшениця озима – соя – кукурудза – соняшник. В досліді вивчали системи обробітку ґрунту (різноглибинна оранка, дискування на 15–17 см, дискування на 10–12 см). Різноглибинну оранку проводили плугом ПЛН-3-35, дискування – АГ-2,4-20. Схема досліду передбачала системи удобрення:
- без побічної продукції;
- побічна продукція;
- побічна продукція + N10 (аміачна селітра) на 1 т.
Норми добрив (фон) під сільськогосподарські культури становили: для пшениці озимої N170Р60К90; для кукурудзи на зерно N150Р60К100; для соняшнику N70Р35К60 і сої N45Р30К50.
Вміст органічної речовини в орному шарі ґрунту 0–20 см змінювався під впливом як систем удобрення, так і систем обробітку ґрунту. Більшому накопиченню гумусу в верхньому шарі сприяв характер обробітку (без обертання скиби) та локалізація у цьому шарі післяжнивних решток, які є основним джерелом органічної речовини.
Дослідження показали, що за дискових обробітків ґрунту відбулося краще накопичення гумусу, ніж за різноглибинної оранки. Запаси гумусу в середньому за два роки досліджень зростали до 48,1–59,8 т/га в шарі 0–20 см ґрунту за дискових обробітків ґрунту (табл. 1). Використання в системі удобрення побічної продукції сприяло збільшенню запасів загального гумусу в ґрунті в усіх варіантах обробітку, особливо на дискуванні, де в шарі 0–20 см вони підвищувалися до 53,1–62,1 т/га.
Формування гумусового стану ґрунту визначається рівновагою двох постійних процесів – мінералізації гумусу і синтезу новоутворених гумусових речовин (гуміфікація).
За використання оранки вміст гумусу в ґрунті в середньому за роки досліджень був найменший в орному шарі ґрунту за різних систем удобрення з використанням побічної продукції – 1,67–1,76%. На варіантах з використанням систем удобрення з побічною продукцією та побічною продукцією + N за дискових обробітків ґрунту спостерігали накопичення гумусу до 1,94–2,12%. У орному 0–20 см шарі ґрунту найвищі показники вмісту гумусу відмічали на варіанті з дискуванням на 15–17 см за різного використання побічної продукції – 2,06–2,12%.
Кількість гумусу, яка може утворитися із післяжнивно-кореневих решток, залежить від урожайності основної продукції, якісної і кількісної характеристик культури. Розрахунок балансу гумусу відображає вплив сільськогосподарської діяльності на вміст загального вуглецю в ґрунті (наскільки добре ґрунт забезпечений органічною речовиною) та допомагає порівнювати ефективність застосування різних систем обробітку ґрунту й удобрення.
Проведені розрахунки балансу гумусу в темно-сірому опідзоленому ґрунті під впливом систем обробітку ґрунту та удобрення показали, що найбільший від’ємний баланс гумусу визначено на варіанті дискування 10–12 см без використання побічної продукції (–1,05 т/га) (рис. 1). Дефіцитний баланс гумусу сформувався через нестачу надходження органічної речовини за рахунок кореневих решток і видалення із поля усієї нетоварної частини врожаю. Натомість додатний баланс гумусу в темно-сірому опідзоленому ґрунті встановлено під впливом використання побічної продукції за різних систем обробітку ґрунту. Надходження у ґрунт органічної речовини і перетворення її в складові частини ґрунту сприяє накопиченню гумусу. Використання в системі удобрення побічної продукції і побічної продукції + N за різного обробітку ґрунту в сівозміні забезпечило найбільше накопичення гумусу, відповідно 2,28–2,52 т/га і 2,38–2,66 т/га.
побічної продукції (2021–2023 рр.)
Менше утворилося гумусу на варіанті без побічної продукції за всіх систем обробітку ґрунту 0,55–0,63 т/га, де отримали від’ємний баланс гумусу (–0,97 т/га) – (–1,05 т/га). Системи удобрення з побічною продукцією і побічною продукцією + N10 за різноглибинної оранки та дискування на 15–17 см забезпечили найбільші показники балансу гумусу відповідно (+0,92 т/га) і (+1,06 т/га) та (+0,81 т/га) і (+0,88 т/га).
ВИСНОВКИ
Вміст гумусу в темно-сірому опідзоленому ґрунті (шар 0–20 см) за використання систем удобрення з побічною продукцією та побічною продукцією + N за дискових обробітків ґрунту зростав до 1,94–2,12% порівняно з варіантом різноглибинної оранки за різних систем удобрення, де вміст гумусу становив 1,67–1,76%.
Дискові системи обробітку ґрунту порівняно з оранкою змінюють характер надходження органічної речовини в ґрунт, локалізуючи переважну кількість рослинних решток, добрив у верхній частині оброблюваного шару, створюючи умови для зміни системи «гуміфікація – мінералізація» в бік посилення гуміфікації. Застосування побічної продукції сприяє формуванню додатного балансу гумусу в ґрунті порівняно з варіантом без побічної продукції.
Мирослава Фурманець, Юрій Фурманець, кандидати с.-г. наук, Інститут сільського господарства Західного Полісся НААН України
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2024
