Регулювання запасів органічних речовин ґрунту значною мірою залежить від виду вирощуваних культур. Гумус позитивно впливає на агрофізичні властивості ґрунту. При цьому збільшується кількість структурних агрегатів, у тому числі і водотривких, орний шар має оптимальну будову і щільність, підвищується його водопроникність та водоємкість, ґрунт стає стійкішим проти ерозії. Крім того, до складу гумусу входять фізіологічно активні сполуки, які стимулюють ріст рослин, позитивно впливають на водообмін. Багато органічних сполук, утворених під час гуміфікації, стимулюють формування у рослин коренів, особливо на ранніх стадіях їхнього розвитку. У процесі розкладання гумусу культури, які вирощують, забезпечуються вуглекислим газом, необхідним для фотосинтезу.
У раціональних сівозмінах із введенням багаторічних трав не тільки забезпечується найбільше надходження біомаси, але й створюються кращі умови для її гуміфікації. У той же час у сівозмінах, насичених просапними культурами, складається напружений режим органічних речовин ґрунту.
За недостатнього надходження у ґрунт біомаси на орних землях спостерігається неухильне зниження гумусового потенціалу та відбувається мобілізація сполук азоту, які знаходяться у гумусі.
Культурні рослини залишають після себе значну кількість пожнивних і кореневих решток, які є одним з основних джерел органічних речовин у ґрунті. За величиною кореневих решток у ґрунті польові культури поділяють на чотири групи:
- перша — багаторічні трави, які за величиною кореневих залишків розміщуються у такій послідовності: буркун, люцерна, конюшина, еспарцет. Вони залишають у ґрунті понад 4 т/га негуміфікованих залишків;
- друга — кукурудза на зерно або силос, яка залишає після збирання 3–4 т/га решток;
- третя — зернові колосові культури і соняшник, які залишають 2–3 т/га органічної маси;
- четверта — горох на зерно і цукрові буряки, які залишають близько 2 т/га кореневих залишків.
Польові культури можна розподілити за кількістю залишених у ґрунті органічних речовин в наступному порядку: багаторічні трави — пшениця озима — кукурудза — ярі зернові — соняшник — зернобобові — буряки цукрові.
Іншим важливим джерелом поповнення органічними речовинами є пожнивні рештки. Маса їх залежить від способу збирання, висоти зрізування культури під час збирання, її біології, технології вирощування, величини врожаю. В середньому маса пожнивних решток становить, т/га: кукурудзи на силос — 1,3–1,6, еспарцету — 1,0–1,5, пшениці озимої — 5,0–6,0, ярих колосових — 4,0–5,0, гороху — 3,0–4,0, буряків цукрових — 0,3–0,5. Із підвищенням урожаю культур маса пожнивних і кореневих решток збільшується.
Тому головним завданням введення в агроценоз культур, які позитивно впливають на ґрунтову родючість, є якомога найбільше накопичення органічних речовин за одночасно можливого рівномірного розповсюдження у масі ґрунту. Ці вимоги задовольняються кореневою системою рослин, і замінити їх повною мірою до цих пір іншим неможливо.
У сучасному землеробстві накопиченню рослинних решток після збирання врожаю під різними культурами приділяється все більше уваги, тому що вони є одним із суттєвих джерел поповнення запасів органічних речовин, азоту і зольних елементів живлення рослин. Крім того, кількістю рослинних решток і швидкістю їх розкладання суттєво визначається і продуктивність вирощуваних культур у ланках сівозмін. Кількість поступаючих рослинних решток варіює у широких межах і визначається кліматичними умовами, біологічними особливостями і характером господарського використання вирощуваних культур.
Запаси поживних речовин у рослинних рештках після збирання польових культур у восьмипільних сівозмінах, кг/га
На основі проведених досліджень у стаціонарному досліді Червоноградської дослідної станції Інституту зернового господарства УААН, нами було визначено кількість кореневих та післяжнивних решток під окремими культурами, а також у ланках сівозмін та сівозмінах у цілому.
Для визначення пожнивних і кореневих решток під різними культурами ланок сівозмін нами були відібрані зразки ґрунту рамочним методом Станкова у період збирання врожаю на глибину 0–30 см. Ґрунтові проби відмивали на ситі діаметром 1,00 мм. Облік кількості надземних рослинних решток проводили по висоті зрізу рослин 10–15 см після збирання урожаю.
Виходячи з даних, більше всього післяжнивних решток відмічалось після люцерни, а потім соняшнику, пшениці озимої, кукурудзи на зерно і силос, ячменю, гороху і буряків цукрових.
Кількість кореневих решток після збирання польових культур розподілялось у наступному порядку: люцерна, пшениця озима, соняшник, кукурудза на зерно та силос, ячмінь, горох, буряки цукрові.
Накопичення післяжнивно-кореневих решток залежало від попередника та кількості внесених добрив. Так, наприклад, маса рослинних решток пшениці озимої, залежно від удобреності ґрунту, на 4-х варіантах досліду варіювала після чорного пару — 7,37–8,18 т/га; гороху — 7,70–9,79; люцерни — 6,25–7,23; кукурудзи на силос — 6,25–7,83 т/га.
Загальна кількість рослинних решток (післяжнивних і кореневих) коливалась у межах від 1,61 у посівах цукрових буряків до 10,15 т/га на полі багаторічних трав.
Виявлено, що між урожаєм надземної маси польових культур і кількістю їх кореневих решток існує прямий зв’язок. Однак збільшення кількості кореневих решток непрямо пропорційно приросту надземної маси. Але всі агроприйоми, направлені на підвищення урожайності надземної маси, впливають на розвиток кореневої системи і цим самим збільшують кількість пожнивно-кореневих решток та сприяють збільшенню родючості ґрунту. Крім цього, в ґрунт надходять не враховані органічні речовини, переважно відмираючі корінці і кореневі виділення, маса яких у сумі сягає близько 30% маси облікових коренів.
Процентне співвідношення основних елементів живлення у пожнивних рештках всіх культур, за винятком пшениці озимої і соняшнику, вище, ніж у кореневих рештках. Для всіх культур характерно значно менший вміст фосфору в післяжнивно-кореневих рештках рослин порівняно з азотом. При цьому за вмістом фосфору в кореневих рештках окремих культур не спостерігається таких різких відмінностей, як у післяжнивних. Вміст калію у них рештках удвічі-тричі вищий, ніж у коренях.
Валовий вміст основних елементів живлення у післязбиральних рештках грає велику роль у зміні умов родючості ґрунту. Найбільша кількість азоту, фосфору та калію міститься у післяжнивно-кореневих рештках соняшнику та багаторічних трав. Менше їх було в зернових і зернобобових культурах, а також у рештках цукрових буряків.
Повернення поживних речовин із рослинними рештками в ґрунт суттєво відрізнялося по культурах. Найвищий відсоток повернення елементів живлення відмічено після люцерни: N — 83,4%, P2O5–81,2%, K2O — 79,9%; та соняшнику: N — 84,2%, P2O5–50,9%, K2O — 61,5%, а найменший — після цукрових буряків N — 23%, P2O5–10,7%, K2O — 11%.
Повернення поживних речовин у різних ланках сівозмін залежало від набору культур в них та їх урожаїв. Найбільшим воно було в ланці з багаторічними травами та соняшником, а найменшим із цукровими буряками та чорним паром. В міру збільшення просапних культур середньорічна кількість рослинних решток, що поступають у ґрунт, зменшується, тоді як розширення площ під культурами суцільного висіву підвищує цей показник.
Використання у наших дослідженнях післяжнивних залишків вирощуваних культур разом із мінеральними та органічними добривами обумовлювало певні зміни в показниках потенційної та ефективної родючості ґрунту. Систематичне, протягом 8 років, загортання у грунт (50% за мілкої системи і практично повне за полицевої оранки) біомаси побічної продукції культур сівозміни, навіть в автономному використанні (без мінеральних добрив) забезпечувало бездефіцитний баланс гумусу. За вихідної гумусованості шару 0–30 см — 4,8%, на кінець другої ротації вміст загального гумусу в зерно-паро-просапній сівозміні становить 4,81–4,84%, зерно-просапній — 4,82–4,88%, зерно-трав’яній — 4,83–4,89%, а у разі поєднання із внесенням добрив зростав, відповідно, на 0,03–0,13 і 0,01–0,04% та 0,05–0,15%. Тобто внесення добрив у поєднанні з післяжнивними залишками сприяло збільшенню коефіцієнту гуміфікації та більшому накопичення гумусу не тільки за мілкої системи обробітку ґрунту, а навіть і під час використання полицевої оранки.
Таким чином, інтенсивність накопичення післяжнивно-кореневих решток польових культур у сівозмінах залежить від рівня їх врожаю, який тісно пов’язаний із системою удобрення у сівозміні. Оптимальне чергування культур у сівозмінах та внесені мінеральні й органічні добрива, поряд із підвищенням урожайності польових культур, сприяють більш інтенсивному накопиченню у ґрунті післяжнивно-кореневих решток, які повертають значну частину раніше відчужених елементів живлення.
За суттєвого скорочення обсягів використання органічних добрив на Україні в останні десятиліття можлива часткова компенсація втрат поживних речовин за рахунок залишеної на полі нетоварної частини врожаю (побічна продукція). Залишені післяжнивні залишки дають можливість на кінець другої ротації короткоротаційних сівозмін підвищити вміст гумусу в оброблюваному шарі на 0,03–0,15% і повернути в грунт значну частину рухомих елементів живлення (N-NO3, Р2О5, K2O). Рослинні залишки сприяють збереженню рівня ґрунтової родючості не тільки за мілкого обробітку ґрунту, а й під час використання полицевої оранки.
Олександр ЦИЛЮРИК, доктор. с.-г. наук
Дніпровський державний аграрно-економічний університет
