Сучасні підходи до відтворення родючості грунту.

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

Студента__________________________________________________________

Курс________________________________________Шифр_________________

Спеціальність_____________________________________________________

З дисципліни_______________________________________________________

Викладач_________________________________________________________

Місце для рецензії __________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Відмітка викладача_____________________Підпис_______________________

Рівне 20__рік

Сучасні підходи до відтворення родючості грунту.

Сьогодні основні пріоритети ведення сільськогосподарського виробництва зосереджено на екологічні методи. Вчені вважають, що саме вони здатні забезпечити покращення стану родючості ґрунтів.

Значно покращує стан землі вирощування у сівозміні багаторічних бобових трав, сої, гороху, які мають особливості (за допомогою бульбочкових бактерій) на кореневій системі фіксувати атмосферний азот і використовувати його для формування свого насіння, а частину залишати в ґрунті.

Вирощування рослин за умов біологічного землеробства істотно підвищує показник зберігання отриманого врожаю. Якщо за традиційного землеробства, що ґрунтується на застосуванні мінеральних добрив, втрати картоплі становлять 30%, то за біологічного - тільки 12% (майже втричі менше). Втрати овочів за традиційного землеробства сягають 46%, а за біологічного - 30% (в 1, 5 разу менше).

Крім цього, енерговитрати зменшуються удвічі-тричі. За традиційного землеробства збільшення обсягів внесення добрив, зростання технічного оснащення не супроводжується адекватним збільшенням урожайності. Так, для подвоєння урожаїв зернових витрати на добрива, пестициди та техніку повинні зрости вдесятеро.

У Харківській дослідної станції вивчали вплив на врожайність заходів традиційного і біологічного землеробства. Було встановлено, що використання мінеральних добрив підвищує урожайність озимої пшениці від 6, 9 до 15, 4 ц/га. Водночас у результаті застосування простої сівозміни було зібрано 16, 2 ц/га. У дослідах після вівса на фоні мінеральних добрив врожайність зростала від 7, 9 до 11, 7 ц/га, а сівозміна забезпечила 13, 9 ц/га.

Наразі у зв'язку зі зростаючим зацікавленням до природного землеробства в окремих країнах розроблено мікробіологічні препарати, які містять кілька видів культур бактерій. Такі біопрепарати мають більш широкий спектр дії і вищу ефективність. Це відбувається з наступних причин. Під час розкладання органічних речовин різними культурами мікроорганізмів органічні речовини перетворюються у неорганічну форму, яка легко засвоюється рослинами. Для живлення рослин необхідні 16 мікро- і макроелементів. Різні елементи утворюють з органічної речовини різні мікроорганізми. Тому чим більше видів культур знаходиться у ґрунті, тим більш поживним він стає. Крім цього, існують мікроорганізми, які пришвидшують розкладання органічних речовин, що пригнічують дію шкідливих бактерій (фітопатогенів), які викликають захворювання рослин.

За даними Міжнародного інституту спостережень за світом (США), з 1985 по 1993 роки віддача однієї тонни мінеральних добрив зменшилася від 9, 1 до 1, 8 т зерна за одночасного збільшення чисельності збудників хвороб. Тому необхідно переходити на адаптивні, енерго- та ресурсоощадні технології, глибоко пізнавати тонкощі механізму функціонування природи.

Ще в середині XIX сторіччя було встановлено, що до складу рослин входять 10 основних елементів: вуглець, кисень, водень, сірка, залізо, кальцій, магній, азот, калій і фосфор. Першими трьома достатньо їх постачають атмосфера і вода. Вуглекислота забезпечує рослини вуглецем, а вода - киснем і воднем. Решту мінеральних елементів постачає грунт. Однак він не може повною мірою забезпечити рослини азотом, фосфором і калієм. Тому для підтримання родючості грунту необхідно постійно вносити ці елементи, причому стільки, скільки він їх втрачає.

При цьому внесені добрива не завжди використовуються рослинами з великою ефективністю. У господарствах часто відсутнє картування полів із точним хімічним складом ґрунту по квадратах, тому дані аналізів практично не відбивають дійсного стану ґрунтів. Мінеральні добрива часто вносять фактично наосліп і не рівномірно. У деяких місцях нагромаджується занадто багато того чи іншого хімічного елемента, і він стає шкідливим для рослин і людини.

Актуальність цієї проблеми полягає в тому, що за інтенсивного ведення землеробства стрімко відбувається мінералізація гумусу, а це, у свою чергу, призводить до руйнування структури ґрунту в результаті вітрової, механічної і водної ерозії. Вирощування будь-якої просапної культури (картоплі, цукрових буряків та ін.) супроводжується щорічним зменшенням змісту гумусу в ґрунті на 2-3 т/га. Це стрімко зменшує енергетичну ємність ґрунту.

Зменшення продуктивності агробіоценозів перебуває у тісній залежності від родючості ґрунтів. У ґрунтах України відчувається певний дефіцит макроелементів, очевидність якого не викликає сумнівів у більшості вчених, фахівців-агрономів, як і нестача доступних форм мікроелементів. За даними ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського», із 33 млн га орних земель в Україні 56 % мають низький вміст рухомого цинку, 25% - рухомого бору, 8% - рухомої міді.

Про високу ефективність застосування мікроелементів у посівах основних сільськогосподарських культур свідчать результати дослідження А. Аристархова, А. Полякова та інших. (табл. 1).

- Щороку ґрунт втрачає по 400-500 кг органічних речовин з гектара, а відновлювати ці втрати нічим. В Україні використовують переважно мінеральні добрива, органічних просто немає, - констатує академік НААН України С. Балюк. - Якщо раніше тваринництво давало їх по 270 млн т на рік, то сьогодні - тільки 20 млн т. Можна було б виготовляти такі добрива з рослинних решток, але в нас цього не роблять, тому земля залишається без поповнення органічними речовинами.

На сьогодні тільки половина посівних площ удобрюється, а дози застосування мінеральних добрив у 4-6 разів менші, ніж технологічно необхідні. Ще гірша ситуація склалася із застосуванням органічних добрив, їх середні дози знизилися до 0, 6 т/га, за раціонального їх значення 8-10 т/га.

Органічні речовини ґрунту як інтегрований показник його родючості беруть активну участь у живленні рослин, створенні сприятливих фізико-хімічних властивостей, міграції у ньому різних хімічних елементів, адже найважливіші ґрунтові процеси тією чи іншою мірою пов'язані з органічними речовинами. Тому однією з найважливіших діагностичних ознак деградації ґрунту є зменшення у ньому вмісту гумусу, що й пояснює глибокий і постійний інтерес учених зарубіжних країн і нашої держави до змін кількісних і якісних властивостей різних ґрунтів.

Розв’язання генетичних та виробничих проблем ґрунтознавства зумовлює необхідність всебічної характеристики гумусу в ґрунтах.

Органічні речовини на 85-90% представлені гумусом, який впливає на всі показники родючості ґрунту й утворюється на етапі Малого біологічного кругообігу речовин та енергії. Гумус активізує біохімічні та фізіологічні процеси, посилює обмін речовин і загальний енергетичний рівень процесів у рослинному організмі, сприяє посиленому надходженню елементів живлення, що водночас супроводжується підвищенням продуктивності агроценозу.

З родючістю грунту дуже тісно пов’язані питання енергозабезпечення людей та перетворення сонячної енергії в біоенергетику. Вони актуальні вже сьогодні. Тому людина повинна з розумінням ставитися і до природи, і до землі також.

Для високоефективного землеробства енергетичний стан ґрунту має відновлюватися і, по можливості поліпшуватися. Ґрунти з низькою енергоємністю характеризуються гіршими фізичними та хімічними властивостями, нижчою стійкістю до впливу води і вітру. Встановлено, що між вмістом у ґрунті гумусу та врожаєм у межах певних ґрунтово-кліматичних зон існує пряма залежність (r0, 8-09). У зв'язку з цимнауковці дійшли висновку, що визначення біоенергетичних параметрів є найбільш суттєвим для оцінки еколого-енергетичного стану ґрунтів та рівня їх родючості.

У зв'язку зі значним зменшенням за останній час виробництва гною та низьким рівнем застосування мінеральних добрив родючість грунтів повинна підтримуватись за рахунок повернення у біологічний обіг органічних речовин, створених у процесі фотосинтезу. Одними з найістотніших за обсягами, порівняно дешевими і щороку поповнюваними ресурсами органічної речовини є побічні залишки рослинницької продукції. Їх можна оцінювати як стабілізатор підтримання на достатньому рівні легкорозчинної органічної речовини та з метою запобігання від мінералізації основних гумусних запасів у ґрунтах.

Коренева система сільськогосподарських культур - основне джерело фізіологічно активних речовин, які відіграють першочергове значення у донорно-акцепторній взаємодії між рослинами та мікробними ценозами у ґрунті. Донедавна уявлення про алелопатичне значення кореневих систем формувалося у відриві від еколого-еволюційних ґрунтоутворюючих особливостей культур у сівозміні. Кореневі виділення - одна із найважливіших форм активного перегною та основне джерело перед-гумусових речовин для всього гумусного горизонту.

У його складі міститься АТФ рослин і мікроорганізмів, до 30% і більше азоту в органічній формі від загальної кількості його у рослинах; 25-27% вуглецю, який синтезується рослиною, витрачається на процеси азотфіксації у ґрунті. Поглинені рослинами зольні елементи у другій половині вегетації рослин повертаються у ґрунт: 38-40% К; 20-22% Са; 10% Mg.

За кількістю кореневих і післяжнивних решток в орному шарі грунту (в абсолютно сухій масі на 1 га) основні культури розмістились у такій послідовності (узагальнені дані кафедри загального землеробства Львівського НАУ та інших авторів), ц/га: конюшина + тимофіївка (62, 9) > люцерна (60, 8) > конюшина (50, 5) > озиме жито (29, 3) > озима пшениця (29, 0) > овес (28, 9) > кормовий люпин (28, 1) > яра пшениця (27, 1) > ячмінь (25, 2) > кукурудза (25, 2) > гречка (21, 9) > соняшник (19, 9) > боби кормові (16, 0) > вика яра (15, 8) > горох (14, 0) > серадела (13, 5) > пелюшка (11, 2) > бруква (11, 2) > цукрові буряки (11, 0) > картопля (10, 6) > морква (8, 1) > кормові буряки (7, 0).

Важливим додатковим джерелом збагачення грунту на органічну масу і біологічної акумуляції поживних елементів у ґрунті є проміжні посіви. У дослідах кафедри землеробства Львівського НАУ (Шувар І.А., 208) озиме жито на зелену масу і післяжнивні (редька олійна, гірчиця біла і озимий ріпак) залишали у ґрунті 20, 8-27, 3 ц абсолютно сухої органічної маси з вмістом у ній 25, 5-39, 8 кг азоту; 9, 3-14, 7 кг фосфору і 23, 1-43, 3 кг калію.

Нагромадження біомаси в полях сівозміни значною мірою залежить від складу і співвідношення культур. Як показують дослідження, найбільша кількість рослинних решток надходить до грунту у зерно-трав’яній сівозміні (51, 1-57, 4 ц абсолютно сухих речовин на 1 га). За нею стоять зернова з конюшиною і зернова з проміжними культурами (42, 1-43, 3), пізніше - плодозмінна (36, 5-40, 0) і на останньому місці була зерно-просапна сівозміна (22, 1-24, 8).

Для збільшення вмісту гумусу в ґрунті необхідно у сівозмінах запроваджувати багаторічні трави, які мають не тільки потужну кореневу систему, але й маловимогливі до обробітку. В Інституті овочівництва (Німеччина) встановлено, що багаторічні трави залишають приблизно вдесятеро більше післязбиральних решток, ніж цукрові буряки, картопля і овочі. Однорічні трави необхідно розглядати тільки як джерело азоту і вуглекислоти для рослин. Нагромадженню гумусу в ґрунті вони сприяють мало через швидку мінералізацію надземної і кореневої маси.

Дослідженнями встановлено, що при внесенні 1 т доброякісного гною на гектар із вмістом у ній 4, 5-5 кг азоту, 2, 5 кг фосфору і близько 6 кг калію у ґрунтах Полісся утворюється 42 кг гумусу, Лісостепу - 54 кг і в Степу - 59 кг.

Проблема нестачі органічних добрив полягає ще й у тому, що в багатьох господарствах гній неправильно зберігається, пересихає, втрачає свої властивості і навіть внесений у великій кількості не дає належного ефекту.

За підрахунками фахівців, для досягнення позитивного балансу гумусу в ґрунтах Полісся необхідно вносити не менш ніж 18-20 т/га, Лісостепу - 13-15, Степу - 10-12 т/га. При цьому варто зазначити, що органічні добрива неможливо замінити навіть високими нормами мінеральних, хоч останні і підвищують урожайність сільськогосподарських культур. Значення органічних і мінеральних добрив у гумусовому балансі орних земель принципово різниться. Підвищення урожайності культур не означає поліпшення родючості і збільшення гумусу в ґрунті (табл. 2).