Чабан Володимир

к. с.-г. н., с.н.с., завідувач лабораторією

Подобед Оксана

науковий співробітник

ДУ Інститут сільського господарства степової зони

м. Дніпропетровськ

ЕКОЛОГІЧНИЙ СТАН ЧОРНОЗЕМІВ СТЕПОВОЇ ЗОНИ ЗА ТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ У СІВОЗМІНІ

Важливим завданням землеробства залишається нарощування виробництва зерна [1]. Інтенсивні технології вирощування сільськогосподарських культур передбачають використання певних обсягів, а іноді навіть значних, агрохімічних засобів (добрива, ріст регулюючі та ін.) [2]. Тривале використання добрив призводить до значних змін хімічних, фізичних і біологічних властивостей ґрунту [3]. Поряд з цим і самі добрива, маючи значну кількість баластних речовин, при перевищенні нормативних рівнів використання, несуть небезпеку накопичення у ґрунті надмірної кількості важких металів (ВМ). Враховуючи подвійну роль МЕ (біологічну та екотоксикологічну), необхідний моніторинг їх вмісту у ґрунті. Виходячи з вищеозначеного, мета роботи – дати оцінку екологічного стану чорноземів за тривалого використання добрив в агроценозах степової зони.

Дослідження проводили у стаціонарних дослідах Інституту по мережі дослідних станцій (Красноградська, Харківська обл., Ерастівська, (Дніпропетровська обл.), а також Запорізької ДС ІОК. Ґрунтовий покрив відповідно об’єктам досліджень – чорнозем типовий глибокий важкосуглинковий з вмістом гумусу – 4,8–5,0 %, загальних азоту – 0,28–0,30 %, фосфору – 0,13–0,14 %, калію – 2,1–2,2 %; чорнозем звичайний малогумусний важкосуглинковий з такими агрохімічними показниками: 4,0–4,2; 0,21–0,23; 0,11–0,12; 2,0–2,2 % та 3,36–3,59, 0,14–0,17, 0,12–0,14, 2,1–2,2 %, відповідно. Реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної (рН 6,5–6,9).

На Красноградській дослідній станції у 5-ти пільній сівозміні вивчались варіанти удобрення: контроль, гній 12 т/га; N₄₈P₄₈K₄₈; N₂₄P₂₄K₂₄; N₄₈P₄₈K₄₈; N₇₂P₇₂K₇₂; N₉₆P₉₆K₉₆ на фоні 6 т/га гною. На Ерастівській дос. ст. у 8-ми пільній сівозміні – контроль; гній, 12,5 т/га; заробляння соломи колосових культур; гній 7 т/га + N₃₄P₃₈K₂₆; N₆₈P₄₈K₄₈; N₆₈P₄₈K₄₈ на фоні заробляння соломи. На Запорізькій дос. ст. у 7-ми пільній сівозміні – контроль, гній 6,6 т/га; співвідношення між N : Р : К, як 3:3:3; 2:2:5; 2:5:2; 1:1:1. Тривалість застосування добрив становила, відповідно 15, 8 і 30 років.

Зразки ґрунту відбирали у заключних полях сівозмін по закінченню ротації (III-ї на Красноградській і Запорізькій дослідних станціях і I-ї – на Ерастівській) з шару 0–20 см. Для вилучення рухомих форм мікроелементів (МЕ) використовували екстрагент ААБ рН 4,8. Визначення МЕ проводили на атомно-абсорбційних спектрофотометрах С–115М1 та С–600.

Систематичне тривале (15 і 30 років) застосування добрив у сівозміні спричиняли певні зміни фізико-хімічних властивостей ґрунту, що позначилось на вмісті МЕ. Досить чітко це проявлялось на варіантах внесення мінеральних добрив, де встановлено достовірне підвищення рухомості Mn. На чорноземі типовому при збільшенні навантаження туками сівозмінної площі з 24 до 96 кг/га його кількісні показники поступово зростали: 27,1 – 28,3 – 30,6 – 32,7 мг/кг ґрунту, при 20,6 мг/кг на контролі. Це підтверджується тісним кореляційним зв’язком між рухомістю елемента і рН ґрунтового розчину (r = –0,86). При зниженні рН на 0,35–0,46 одиниці його кількість підвищувалась в 1,5–1,6 рази. На варіантах з використанням високих норм мінеральних добрив (N_72-96P_72-96K_72-96) на фоні гною також проявлялась тенденція підвищення рухомості Cd на 8–10 %. В той же час тривале антропогенне навантаження не приводило до суттєвих змін вмісту рухомих форм Zn, Cu, Co, Nі, Pb.

На чорноземі звичайному (Запорізька дос. ст.) по відношенню до Mn спостерігалась аналогічна залежність – збільшення рухомості елементу (вдвічі) при внесенні туків за рахунок підкислення ґрунтового розчину (r = –0,82). У всіх удобрених варіантах, незалежно від співвідношення між основними елементами живлення, характерним було і підвищення на 27–68 % рухомості Cd. Також встановлено достовірне (на 13–18 %) збільшення кількості і рухомого Sr у варіантах з використанням мінеральних добрив. Його накопичення відбувається в зв’язку з внесенням фосфорних добрив, до складу яких він входить з баластними речовинами. Встановлена висока кореляційна залежність між вмістом у ґрунті рухомих форм Р₂О₅ і Sr (r = 0,88).

В той же час, внесення гною сприяло зниженню вмісту легкорозчинних форм Sr і Pb до рівня контролю, що пояснюється їх зв’язуванням в органічні комплекси і підтверджує детоксикаційну функцію органічних добрив.

Використання мінеральних добрив протягом 30-ти років суттєво не вплинуло на вміст легкорозчинних форм Zn, Cu, Ni, Co в орному шарі ґрунту. Їх концентрації на удобрених варіантах і контролі майже не відрізнялися.

При менш тривалому застосуванні добрив на чорноземі звичайному (Ерастівська дос. ст.) рН ґрунтового розчину відзначалась стабільністю. У даному випадку спостерігалось зниження рухомості біогенних елементів (Zn, Mn, Cu) відносно контролю. Але залежно від систем удобрення його ступінь різнилась. Так, для марганцю найбільш суттєвим (на 20–29 %) воно було на варіантах з присутністю туків. Також помітно знижувалась (на 30–40 %) концентрація цинку і міді при зароблянні нетоварної частини врожаю зернових культур суцільної сівби, що можливо пов’язано з активізацією мікробіологічної діяльності та їх поглинанням мікрофлорою ґрунту.

Екологічна оцінка МЕ складу чорноземів за тривалого внесення добрив у сівозмінах свідчить, що вміст елементів першої групи небезпеки (Zn, Pb, Cd) відповідає санітарно-гігієнічним нормам та значно нижчий ГДК. Разом з тим, підвищення рухомості Cd і Sr при застосуванні туків залишає необхідність моніторингу їх вмісту, особливо у техногенно небезпечних регіонах.

Література

1. Програма «Зерно України – 2015». – К.: ДІА, 2011. – 48 с.
2. Агрохімічне забезпечення землеробства України на період до 2020 року / за ред. С.А. Балюка, А.С. Заришняка, М.В. Лісового. – Харків: «Міськдрук», 2013. – 58 с.
3. Носко Б.С. Антропогенна еволюція чорноземів / Б.С. Носко. – Харків: Вид. «13 типографія», 2006. – 239 с.