Біологічна активність ґрунту короткоротаційної сівозміни за максимального насичення соняшником

Abstract

В польовому стаціонарному досліді вивчено динаміку загальної біологічної активності чорнозему залежно від біомаси рослинних решток при максимальному насиченні сівозміни соняшником, способів основного обробітку ґрунту в різних гідротермічних умовах. Встановлено, що виділення вуглекислого газу мікроорганізмами з ґрунту більш інтенсивно відбувалося на фоні глибокої полицевої оранки, де виявлені кращі умови аерації і розподілу рослинних залишків у профілі орного шару. Біологічна активність ґрунту залежала від фаз розвитку рослин польових культур і мала достатньо широку амплітуду коливання. Так, на прикладі полицевої оранки видно, що недостатнє прогрівання ґрунту при нормальному зволоженні в момент проведення сівби соняшнику було причиною зниження біологічної активності до 35,0 мг СО2/кг ґрунту/добу. Максимум інтенсивності дихання ґрунту (49,2 мг СО2/кг ґрунту/добу) припадав на 30 добу після сівби соняшнику, коли відмічалося оптимальне поєднання температури і вологості ґрунту. Аналогічні закономірності та тенденції щодо виділення СО2 з ґрунту протягом окремих фаз розвитку соняшнику відмічені також за диференційованої та нульової системи обробітку, але із дещо нижчими загальними показниками виділення СО2, відповідно на 0,3-5,3 мг СО2/кг. ґрунту/добу (10-12%) та 5,5-7,2 мг СО2/кг. ґрунту/добу (12-22%) порівняно з полицевою системою обробітку ґрунту. Мінімалізація обробітку ґрунту, внаслідок ущільнення орного шару більше за 1,3 г/см³ обмежувала об'єм активної зони біотичної діяльності і ростових процесів польових культур у сівозміні гальмуючи при цьому загальну біологічну активність та зменшуючи кількість виділеного вуглекислого газу. Але, мілкий обробіток сприяв посиленню протиерозійної стійкості поверхні чорнозему від ударної енергії дощових крапель, а також забезпечував більш сприятливі умови для гуміфікації органічних решток замість небажаної інтенсивної мінералізації, особливо гумусу.

In the field stationary experiment, the dynamics of the general biological activity of chernozem, depending on the biomass of plant residues, maximum saturation with sunflower, methods of the basic soil tillage under different hydrothermal conditions was studied. The issue of arable layer differentiation at different methods of the basic soil tillage in the crop rotation on fertility and biological activity and dynamics of these parameters depending on the intensity of mechanical action on the soil and the cycle of organic matter is a very important aspect for the theoretical study of innovative soil protecting technologies of growing of field crops. The research was carried out at the State Enterprise "Experimental Farm of Dnipro" of the State Institution of the Institute of Grain Cultures of the National Academy of Sciences of Ukraine in the stationary field experiment of laboratory of the crop rotation and environmental protection systems of soil tillage in five-year crop rotation: peas - winter wheat - sunflower - barley spring - corn according to generally accepted techniques of experimental work, during 2010-2019. The soil of the experimental site is common chernozem heavy-clayey loam with content in the arable layer: humus – 4.2%, nitrate nitrogen – 13.2 mg / kg, mobile phosphorus and potassium compounds, respectively 145 and 115 mg / kg. According to the results of the research, the minimization of soil tillage causes the significant changes in the differentiation of the arable layer (0-30 cm) relative to the positional disposition of nutrients, the concentration of potential humus substances in the aerobic zone and the intensification of microbiological activity, as evidenced by the volumes of carbon dioxide releases.