Чорноземи середньозмиті суглинкові на лесових породах
Ці ґрунти на території господарства мають незначне поширення. Вони покривають круті схили балкової смуги, різко опуклі слабопокаті прибалкові схили. На відміну від незмитого виду ці ґрунти характеризуються укороченим профілем - у них змитий майже цілком верхній горизонт (Н). У результаті змиву верхнього найбільш родючого горизонту ґрунти бідні гумусом, а також елементами живлення. Водний режим їх складається несприятливо: значні ухили місцевості й погана водопроникність, викликана слабкою структурністю ґрунтів, сприяють непродуктивному стоку вологи атмосферних опадів, а отже, сприяє ще більшому руйнуванню ґрунтів. Ділянки, що розорюються, з такими ґрунтами доцільно використовувати у ґрунтозахисній сівозміні або під переліг. Ґрунти придатні під сади з попереднім терасуванням площі, а також для посадки лісових культур.
Розділ iiі. Об’єкти та методи дослідження
3.1. Обєкти досліджень
Дослідне поле Харківського національного аграрного університету ім. В.В.Докучаєва
Об’єктами дослідження були обрані чорноземи типові середньосуглинкові на лесовидних суглинках Лівобережного Лісостепу України.
Вивчалися такі варіанти:
Оранка на 25-27 см(контроль)
Комбінований на 25-27 см
Безполицевий чизельний на 25-27 см
3.2. Методика і методи дослідження
Дослідження проводять на дослідному полі Харківського національного аграрного університету ім. В.В.Докучаєва
Зразки ґрунту для визначення комплексу показників з характеристики родючості відбирали через кожні 10 см до глибини 40 см згідно методики відбору (ДСТУ ISO 10381-2:2004)
Визначення структурно-агрегатного складу проводили методом М.І. Саввінова – фракціонування ґрунту у повітряно-сухому стані (сухе просіювання); фракціонування на ситах у воді (мокре просіювання) (Гост МВВ 31-497058-012-2005).
В першому випадку фіксується кількість у ґрунті агрегатів певного розміру в другому – визначається кількість водостійких агрегатів, тобто дається якісна оцінка структури за водостійкістю.
Визначення щільності складення ґрунту проводилося методом ріжучого циліндра Н.А. Качинського – ДСТУ 4745:2007, через кожні 10 см до глибини 40 см.
Розділ іv. Вплив способів обробітку ґрунту на структурно-агрегатний склад чорноземів типових
На сьогодні поняття «структура ґрунту» трактується , в першу чергу, як конкретний фізичний стан ґрунту, певної форми, розміру, а також розміщення елементарних ґрунтових частин, яке визначається кількісним співвідношенням і взаємозв'язком між ними, будучи основою формування похідних агрегатів.[27] Тому структура ґрунту і є головним визначальним показником її фізичного стану. При цьому структура ґрунту являє собою розподіл ґрунтових фазових компонентів , які і визначають будову парового простору ґрунту.[17] Таким чином, можна стверджувати, що дослідження структурно - агрегатного складу і до сьогодні не втрачає своєї актуальності, так як давно відомий величезний вплив структури ґрунту на водно- повітряний, тепловий, і поживний режим. У той же час , структурний ґрунт є основою для забезпечення гармонійного зв'язку між ними. Оскільки, тільки структурний ґрунт, зберігаючи вологу усередині агрегатів, здатний підтримати біологічну діяльність, забезпечити обмінні процеси і кращі умови живлення рослин. При цьому структурний ґрунт легше піддається обробці, дозволяючи формувати параметри будови, необхідні для рослин. Структурний ґрунт забезпечує так само безперешкодне освоєння ґрунтового простору і проникнення коренів рослин вглиб ґрунту, де майже завжди в наявності волога. Тобто, тільки добре структурний ґрунт може максимально реалізувати можливості адаптації сільськогосподарських культур до несприятливих умов навколишнього середовища.[27] Посилаючись на перераховані характеристики можна зробити найважливіший висновок, що структура відіграє найважливішу роль в родючості ґрунту.
Аналіз наукової літератури показав, що в процесі обробки відбувається руйнування структури ґрунту, що тягне за собою деградацію його агрофізичних властивостей. Погіршення структурного стану чорноземів , тобто розпилення структури, утворення глибистої в результаті тривалого сільськогосподарського використання, плужної підошви і деградації всього комплексу агрофізичних показників, та зменшення стійкості до ерозії, зазначалося ще багатьма вченими.[15,52,38] Відзначалось [24], що в нетривало розораних цілинних чорноземах переважають зернисті агрономічно цінні агрегати. Але при тривалій обробці цих ґрунтів, структурні грудочки в орному шарі руйнуються, у зв'язку з чим, погіршується водний і повітряний режими . В той же час, стійкість ґрунтів до деградації визначається як протидія ґрунтів процесів руйнування їх структури, тобто здатність зберігати в оптимальному стані свою будову і щільність. Разом з тим, деякі фахівці використовують параметри макроструктури ґрунтів як визначальні показники диференціації фізичного стану цілинних ґрунтів і ґрунтів після антропогенного навантаження.[27]
Проведені дослідження в цілому показали, що структурний стан чорнозему типового в цілому залежить від використовуваних систем основного обробітку ґрунту. Так, дані сухого просіювання показують, що при всіх типах обробітку в ґрунті переважають структурні агрегати > 5 мм і, відповідно , найменше міститься структурних агрегатів менше 1 мм. Така тенденція зберігається по всіх трьох фазах розвитку сої (3-5листочків , фаза бутонізації, перед збиранням врожаю). Що не можна сказати , про агрономічно цінні агрегати розміром 1 - 3 мм , в яких при різних системах землеробства відбуваються деякі варіації у всіх трьох періодах.
Отже, у 3-5 листочків в (0 – 20 см) шарі ґрунту диференційованого обробітку уміст агрономічно цінних агрегатів 1 – 3 мм складає 28,6%. З глибиною їх вміст зростає на 4,9%. Варто відмітити, що в орному шарі ґрунту кількість структурних агрегатів розміром менше 1 мм становить 19,7%. З глибиною їх вміст варіює, так у досліджуваній товщі 20 – 40 см з диференційованим обробітком міститься структурних окремостей на порядок менше. Слід відзначити, що кількість структурних агрегатів фракції розміром більше 5 мм, в орному шарі ґрунту становить 51,8%, з відривом на 1,6% більше в досліджуваній товщі 20 – 40 см.
У той же час, в орному шарі ґрунту (0 – 20 см) з диференційованим обробітком кількість структурних агрегатів розміром 1 – 3 мм становить на 1,8% вище у порівнянні с підорним шаром грунту. При цьому, майже аналогічна ситуація вимальовується із фракцією менше 1 мм. Але слід зазначити, що кількість структурних агрегатів більше 5 мм у верхньому шарі ґрунту становить 52,2. З глибиною (20 – 40 см) їх уміст зменшується на 2,7%.
Проведені дослідження показують, що у досліджуваній товщі 0 – 20 см при оранці на 25-27 см (контроль) кількість агрономічно цінних агрегатів розміром 1 – 3 мм практично однакова у порівняні з більш глибоким шаром ґрунту (20 – 40 см). Слід звернути увагу, що з глибиною уміст структурних окремостей розміром менше 1 мм майже не варіюється . Аналогічна картина вимальовується із більш крупною фракцією розміром більше 5 мм.
Рис.4.1. Кількість структурних агрегатів в шарі ґрунту 0 – 20 см чорнозему типового
Варто відмітити, що при оранці на 25-27 см (контроль) в орному шарі ґрунту (0 – 20 см) кількість структурних агрегатів 1 – 3 мм становить 25,4%. Але, з глибиною (рис.4.2.) їх уміст зростає на 3,2%.
Рис.4.2. Кількість структурних агрегатів в шарі ґрунту 20 – 40 см чорнозему типового
У той же час, з діаграми витікає (рис.4.1.), що уміст структурних агрегатів розміром менше 1 мм у товщі ґрунту (0 – 20 см) не значно вищий у зіставленні з підорним шаром ґрунту. Необхідно зазначити, що на варіанті при оранці на 25-27 см (контроль) у дослідженому шарі ґрунту 0 – 20 см вміст структурних окремостей розміром більше 5 мм складає 54,2%, у шарі ґрунту 20 – 40 см їх кількість зменшується на 2,3% .
Таким чином , у період до посіву в досліджуваних шарах ґрунту при диференційованому (ДМТ-4) обробітку та при оранці на 25-27 см (контроль) спостерігався практично однаковий вміст агрономічно цінних агрегатів розміром 1-3 мм. З глибиною їх кількість дещо варіюється. Отже, застосування інокулянтів при диференційованому обробітку і мінеральних добрив при оранці не робить впливу на структурний стан чорнозему типового в передпосівний період. Порівняння ж систем землеробства показує при диференційованому обробітку кількість агрономічно цінних агрегатів на порядок вище, ніж при оранці. Але слід звернути увагу на те, що кількість структурних агрегатів розміром менше 1 мм в досліджуваних шарах ґрунту відзначалась варіабельність у всіх трьох варіантах. Варто також в свою чергу підкреслити той факт, що варіабельність фракції більше 5 мм не спостерігається
Хотілося б особливо зупинитися на структурному стані чорнозему в фазу бутонізації, так як в цей період йде основна підготовка до формування майбутнього врожаю. У цю фазу розвитку рослин у грунті найбільш інтенсивно відбуваються фізіологічні та біологічні процеси, що в кінцевому рахунку позначається на всьому ґрунтовому тілі. Структурний стан грунту теж зазнає певних змін.
Сухе просіювання показало, що кількість структурних агрегатів розміром більше 5 мм на варіанті при безполицевому чизельному обробітку на 25-27см у товщі ґрунту 0 – 20 см становить 53,4%, з глибиною (20 – 40 см) їх вміст зменшується на 3,4%. У той же час, в орному шарі ґрунту кількість структурних окремостей розміром 1 – 3 мм становить 19,8%, в підорному шарі ґрунту відсоток зростає до 23%. З діаграми витікає, що у товщі ґрунту 0 – 20 см міститься структурних окремостей 24,7%. З глибиною ( 20 – 40 см) містить найбільша кількість структурних агрегатів < 1 мм порівнюючи з усіма досліджуваними варіантами і становить 27,1%.
Рис.4.3. Кількість структурних агрегатів в шарі ґрунту 0 – 20 см чорнозему типового
При цьому у шарі 0 – 20 см агрегати розміром > 5 мм на варіанті при оранці 51,9%. В підорному шарі (20 – 40 см) їх кількість незначно зменшується (1,1%). Але слід зазначити, що кількість структурних агрегатів 1 -3 мм у верхньому шарі ґрунту становить 22,0%. З глибиною (20 – 40 см) їх уміст зменшується на 1,4% (рис.4.4). У той же час, майже аналогічна ситуація вимальовується із фракцією менше 1 мм.
Рис.4.4. Кількість структурних агрегатів в шарі ґрунту 20 – 40 см чорнозему типового
Варто відмітити, що при оранці на 25-27 см в орному шарі ґрунту (0 – 20 см) кількість структурних агрегатів більше 5 мм становить 54,3%. Але, з глибиною їх уміст зменшується на 1,8%. У той же час, з діаграми витікає, що уміст структурних агрегатів розміром менше 1 – 3 мм у товщі ґрунту (0 – 20 см) на 2,8% менше у зіставленні з підорним шаром ґрунту. Слід зазначити, що на варіанті при оранці на 25-27 см у дослідженому шарі ґрунту 0 – 20 см вміст структурних окремостей розміром менше 1 мм складає 22,4%, у шарі ґрунту 20 – 40 см їх кількість не значно зменшується на 1,0% .
Так, в цю фазу зменшився вміст структурних агрегатів розміром 1-3 мм в ґрунті при всіх способах обробітку. Виключення представляє оранка , де їх кількість дещо вище в порівнянні з диференційованим обробітком. Отже , було зафіксовано найменшу кількість структурних агрегатів < 1 мм в умовах диференційованого (ДМТ-4) обробітку на відміну від оранки. Тим самим, заслуговує на увагу, те що особливої різниці у вмісті дрібних фракцій між диференційованим обробітком та безполицевим не зафіксовано ; аналогічна ситуація відбувалася при оранці.
Однак, в період перед збиранням врожаю вміст агрономічно цінних агрегатів зросла по всіх досліджуваних варіантів. Причина цього, на нашу думку, вплив культури суцільного посіву : розгалужена мочковата коренева система проса володіє скріплюючей дією завдяки густій мережі дрібних корінців, які оструктурюють ґрунт у зоні ризосфери за рахунок ворсинок детриту і молодого активного гумусу, що утворюються після розкладання коренів.
Треба звернути увагу на те, що наприкінці вегетації ми не відстежили особливої диференціації в кількості структурних агрегатів менше 1 мм в умовах всіх досліджуваних способах обробітку.
Отже, виходячи з діаграми в (0 – 20 см) шарі ґрунту з диференційованим способом обробітку уміст агрономічно цінних агрегатів 1 – 3 мм складає 27,4% (рис.4.5). З глибиною їх вміст зростає на 4,9%.
Рис.4.5. Кількість структурних агрегатів в шарі ґрунту 0 – 40 см чорнозему типового
Варто відмітити, що в орному шарі ґрунту кількість структурних агрегатів розміром менше 1 мм становить 22,4%. З глибиною їх вміст практично не варіює, так у досліджуваній товщі 20 – 40 см (рис.4.6.) з диференційованим обробітком складає 21,7%. Слід відзначити, що кількість структурних агрегатів фракції розміром більше 5 мм, в орному шарі ґрунту становить 50,2%, з відривом на 4,1% менше в досліджуваній товщі 20 – 40 см.
Рис.4.6. Кількість структурних агрегатів в шарі ґрунту 20 – 40 см чорнозему типового
Варто відмітити, що при диференційованому обробітку в орному шарі ґрунту (0 – 20 см) кількість структурних агрегатів 1 – 3 мм становить 24,5%. Але, з глибиною їх уміст зростає на 3,1%. У той же час, з діаграми витікає, що уміст структурних агрегатів розміром менше 1 мм у товщі ґрунту (0 – 20 см) не значно вищий у зіставленні з підорним шаром ґрунту. На варіанті при безполицевому чизельному обробітку на 25-27см у дослідженому шарі ґрунту 0 – 20 см вміст структурних окремостей розміром більше 5 мм складає 53,8%, у шарі ґрунту 20 – 40 см їх кількість зменшується на 2,2% .
В той же час, ступінь оструктурення ґрунту виражається у вигляді коефіцієнта структурності ґрунту (К). Результати розрахунку даного коефіцієнта показали, що він, з деякими варіаціями , має приблизно однакові значення. Так, в фазу 3-5 листочків в шарі ґрунту 0-20 см при диференційованому способі обробітку коефіцієнт структурності становить 4,1, що майже в два рази нижче його значень в ґрунті при оранці. Однак , вже в середині і в кінці вегетації значення їх вирівнюються. Аналогічна ситуація спостерігається і по решті варіантів . Майже ідентична тенденція зберігається і в більш глибоких шарах ґрунту.
Таким чином, проведені дослідження є свідченням того, що структурний стан чорнозему типового в динаміці зазнає різних варіацій, а також багато в чому залежить від використовуваних способів обробітку.