Розробка системи застосування добрив у зерно-трав’яній сівозміні у Північному Степу України

Фосфор має велике значення в  енергетичному обміні і в різноманітних процесах обміну речовин в рослинних організмах. Фосфору, так само як і азоту, найбільше міститься в репродуктивних і молодих зростаючих органах і частинах рослини, де інтенсивно йдуть процеси синтезу органічної речовини.

Важливе значення має забезпечення рослин фосфором в період формування репродуктивних органів.

Калій. Фізіологічні функції калія в рослині дуже різноманітні. Він робить позитивний вплив на фізичний стан колоїдів цитоплазми, підвищує їх обводненість, набухаємость і в'язкість, що має велике значення для процесів обміну речовин в клітинах, а також для підвищення стійкості рослин до посухи. Добра забезпеченість калієм підвищує здатність рослин утримувати воду, і вони краще переносять короткочасну посуху.

Під впливом калію рослини стають морозостійкість, що пов'язано з підвищенням вмісту цукрів і збільшенням осмотичного тиску в клітинах.

Кальцій. Кальцій відіграє важливу роль у фотосинтезі і пересуванні вуглеводів, у процесах засвоєння азоту рослинами. Він бере участь у формуванні клітинних оболонок, обумовлює обводненість і підтримку структури клітинних органел.

Магній, Магній входить до складу хлорофілу, бере участь у пересуванні фосфору в рослинах і вуглеводному обміні, впливає на активність окислювально-відновних процесів. Магній знаходиться також у складі основної фосфоровмісної запасної органічної сполуки-фітину.

Сірка. Сірка має важливе значення в житті рослин. Основна кількість її знаходиться в рослинних білках (сірка входить до складу амінокислот цистеїну, цистину і метіоніну) та інших органічних сполуках - ферментах, вітамінах, гірчичних і часникових маслах. Сірка бере участь в азотному і вуглеводному обміні рослин, в процесі дихання і синтезу жирів.

Залізо. Залізо входить до складу окислювально - відновлюючих ферментів рослин і бере участь у синтезі хлорофілу, процесах дихання і обміну речовин, при нестачі заліза (зазвичай проявляється тільки на карбонатних ґрунтах) внаслідок порушення утворення хлорофілу у сільськогосподарських культур, особливо у винограду, і плодових дерев розвивається хлороз.

Бор. Бор сильно впливає на вуглеводний, білковий, нуклеїновий обмін та інші біохімічні процеси в рослинах. При його недоліку порушуються синтез і особливо пересування вуглеводів, формування репродуктивних органів, запліднення і плодоношення.

Молібден. Молібдену належить виняткова роль в азотному живленні рослин. Він бере участь у процесах фіксації молекулярного азоту (бобовими в симбіозі з бульбочковими бактеріями і вільноживучими ґрунтовими азотофіксуючими мікроорганізмами) і відновлення нітратів у рослинах.

Марганець. Марганець входить до складу окисно-відновних ферментів, що беруть участь у процесах дихання, фотосинтезу, вуглеводного та азотного обміну рослин. Він грає важливу роль у засвоєнні рослинами нітратного і амонійного азоту.

Мідь. Мідь також входить до складу цілого ряду окислювально-відновних ферментів і бере участь у процесах фотосинтезу, вуглеводного і білкового обміну.

Цинк. Цинк надає багатосторонню дію на обмін енергії і речовин у рослинах, оскільки входить до складу ферментів і бере участь у синтезі ростових речовин - ауксинів.

Кобальт. Кобальт - мікроелемент, необхідний для біологічної фіксації молекулярного азоту і компонент вітаміну В12.

1.1.4. Ставлення  рослин до умов живлення в  різні періоди росту та розвитку

Рослини в різні періоди росту висувають неоднакові вимоги до умов зовнішнього середовища, в тому числі і до умов живлення. Поглинання рослинами азоту, фосфору, калію та інших поживних елементів протягом вегетації відбувається нерівномірно.

У початковий період розвитку рослини споживають відносно невеликі абсолютні кількості всіх поживних елементів, але вельми чутливі як до нестачі, так і до надлишку їх в розчині.

Внаслідок високої напруженості синтетичних процесів при слаборозвиненій  ще кореневій системі молоді рослини особливо вимогливі до умов живлення. Отже, в прикореневій зоні в цей період поживні елементи повинні знаходитися в легкорозчинній формі, але концентрація їх не повинна бути високою, з переважанням фосфору над азотом і калієм. Забезпечення достатнього рівня постачання всіма елементами з початку вегетації має важливе значення для формування врожаю.

Розміри споживання всіх елементів живлення рослинами значно зростає в період інтенсивного росту  надземних органів - стебел та листків.

Період плодоутворення. Потреба всіх елементів живлення поступово зменшується, а потім їх находження припиняється. Далі відбувається повторне використання поживних елементів, раніше накопичених рослинами.

Неоднакова кількісна  потреба і інтенсивність поглинання рослинами окремих елементів живлення повинні враховуватися при розробці системи удобрення. Особливо важливо забезпечити сприятливі умови живлення рослин на початку вегетації і в періоди максимального поглинання. Це досягається поєднанням різних способів внесення добрив: основне до посіву, при посіві і підживлення. Регулюючи умови живлення рослин за періодами зростання відповідно до їх потреби шляхом внесення добрив, можна направлено впливати на величину врожаю і його якість.

1.2.    Фізіологічні   основи   визначення   потреби   сільськогосподарських культур в добривах

Для контролю за живленням  сільськогосподарських культур  протягом вегетації використовують метод рослинної діагностики - визначення забезпеченості рослин поживними елементами за їх станом (зовнішньому вигляду, темпами зростання і розвитку) та хімічним складом.

Рослинна  діагностика - це методи визначення потреби сільськогосподарських культур у елементах живлення за станом самих рослин.

Існують кілька видів  рослинної діагностики:

Візуальна діагностика застосовується у тих випадках, коли у рослин з'являються зовнішні ознаки нестачі або надлишку елементів живлення.

Біометрична, морфологічна і фенологічна діагностики передбачають реєстрацію зміни розмірів і маси рослин, темпів утворення органів і їх кількість.

Хімічна діагностика - це виявлення надмірного нагромадження в рослинах окремих елементів живлення. Вона поділяється на листкову і тканинну.

Листкова діагностика передбачає проведення аналізу відібраних зразків рослин в агрохімічній лабораторії на вміст у них органічних сполук азоту і зольних елементів після оголення в суміші кислот або пероксиді водню. Вона широко застосовується для коригування доз азоту при підживленні озимих культур у різні фази їх розвитку, а також у фазі п'яти листків у ярих зернових.

Тканинна діагностика застосовується у господарствах для визначення потреби проведення некореневих азотних підживлень зернових культур. Для цього широко застосовують польову експрес-лабораторію АОП-1 або ОП-2. Результати рослинної діагностики використовують при визначенні потреби рослин в удобренні, коригуванні рекомендованих норм і доз добрив.

Використання рослинної  діагностики в умовах застосування інтенсивних технологій дозволяє забезпечити  рослини оптимальною кількістю  і співвідношенням елементів  живлення в усі фази їх росту і розвитку.

А також, використання методів  рослинної діагностики дозволяє оперативно оцінити рівень забезпеченості сільськогосподарських культур  поживними елементами і прийняти можливі заходи для усунення їх нестачі. Важливе практичне значення методи рослинної діагностики мають в овочівництві, особливо в захищеному грунті (де можливе коректування живлення культур протягом вегетації проведенням підживлень відповідними видами добрив) і в плодівництві (для коректування системи удобрення багаторічних культур у наступні роки).

1.3.    Склад  грунту і застосування добрив

1.3.1. Склад грунту

Ґрунт складається з  трьох фаз: твердої, рідкої (ґрунтового розчину) і газоподібної (ґрунтового повітря). Елементи кореневого живлення містяться в основному в твердій  фазі і лише в дуже незначних кількостях у ґрунтовому розчині.

Тверда фаза ґрунту складається з мінеральних речовин у ґрунті і становить 95-99%, а органічних - всього 1-5% ваги твердої фази.

До складу мінеральної  частини ґрунту входять мінерали первинного і вторинного походження.

Органічна частина ґрунту представлена гумусом - утворюється  під впливом біологічної діяльності рослин, мікроорганізмів і ґрунтової  фауни. Гумусові речовини складаються  з:

• гумінових кислот - це високомолекулярні сполуки, що містять азот і 
  кислоту циклічної будови. Склад гумінових кислот такий: С-52-62%, Н-2,8- 
  5,8%, 0-31-39, N-2,6-5,1%. Гумінова кислота з катіонами К, Nа, Са, Мg 
  утворює солі, що називаються гуматами;
• фульвокислоти -  містять  меншу   кількість   вуглецю,   ніж  гумінові 
  кислоти, і підвищену кількість водню. Склад такий: С-40-50%, Н-4-6, O-42-48, N-2,5-5,5%. Фульвокислоти відрізняються від гумінових кислот вищим вмістом карбоксильних і гідроксильних груп, здатних до обмінних реакцій;
• гуміни - це найбільш інертна маса в ґрунті. Вони складаються (60-70%) з нерозчинних у лугах гумінових кислот, які зв'язані    мінеральною частиною 
  ґрунту;
• бітуми - це сукупність жирів, високомолекулярних жирних кислот, смол і восків. Вміст їх становить 2—4% ваги гумусу, а в болотних ґрунтах — 10-20%.

Рідка фаза ґрунту (ґрунтовий розчин) містить розчинені мінеральні й органічні речовини і циркулює в генетичних горизонтах ґрунту.

Газоподібна фаза ґрунту (ґрунтове повітря). Воно є джерелом кисню, необхідного для дихання коренів рослин, мікроорганізмів і ґрунтової фауни. За складом ґрунтове повітря близьке до атмосферного, оскільки в нормальних умовах між ґрунтом і атмосферою відбувається постійний газообмін.

1.3.2. Агрохімічні властивості основних типів ґрунтів України

1. Характеристика агрохімічних властивостей основних типів грунтів:

• дерново-підзолисті;
• сірі лісові;
• чорноземи;
• каштанові;
• сіроземи.

Вміст рухомих форм поживних речовин показує забезпеченість ними ґрунту та потреби в добривах, а також коректувати рекомендовані  дози добрив під окремі культури.

Дерново-підзолисті ґрунти:

• кисла реакція середовища (рН 4-5,5);
• низька ємність вбирання (5-15 мг-екв.);
• ступінь насиченості основами (30-70%);
• низький вміст гумусу (1,5-^);
• низький вміст азоту і фосфору.

Для   підвищення   родючості   грунтів   використовують    органічні    і мінеральні добрива, найефективніші азотні, фосфорні. На піщаних - калійні.

Сірі лісові ґрунти діляться на: світло-сірі, сірі, темно-сірі.

Вміст гумусу коливається  від 1,6-3,4 у світло-сірих; 2,2-4,7 - сірих; у темно-сірих - 3,5-7,0.

Збільшується сума увібраних  основ і ступінь насиченості  основами, зменшується кислотність, невисокий вміст азоту, фосфору, калію.

Необхідно систематично вносити органічні і мінеральні добрива, а на світло-сірих ґрунтах - вапнування.

Ці групи у першу чергу потребують внесення азотних добрив, потім фосфорних і менше калійних.

Чорноземи

Реакція ґрунтового розчину  нейтральна або слаболужна (рН 6-8). Висока ємність вбирання і ступінь насичення  основами. Вміст гумусу ВІД 6-12%. Всі  підтипи чорноземів багаті калієм, загальний його вміст 2,5-3%, а валовий запас –

75-90 т/га. Ефективні фосфорні добрива, при зволоженні -азотні.

Каштанові ґрунти

Вони діляться на темно-каштанові, каштанові, світло-каштанові. Реакція  ґрунту слаболужна, легкорозчинна, солей  мало, залягають на глибині 2-2,5 м. Вміст гумусу від 2-5%.

Каштанові ґрунти багаті калієм, але низький вміст фосфору  і азоту. Рекомендується внесення невеликих  доз фосфорних добрив. Для підвищення родючості вносять гіпс.

Сіроземи

Світлі, типові (звичайні), темні.

Вміст гумусу 1-1,5% у світлих; 1,5-3% у типових; до 4-5% у темних. Реакція  слаболужна (рН 7,2-8), низька ємність  вбирання (9-10 мг-екв у світлих, 12-15 у типових, 18-20 - у темних). Для підвищення родючості ґрунтів систематичне використання органічних і мінеральних добрив. З мінеральних перше місце займають азотні, потім фосфорні.

1.3/3. Застосування агрохімічних картограм

Агрохімічні картограми являють собою плани землекористування  у відповідному масштабі, на яких в  кольорі виділяють площі полів  і їх ділянок з різними групами (класами) ґрунтів по кислотності, вмісту рухомих форм поживних елементів і іншими показників(Таблиця №3,4,5,6). Для більш точної оцінки ступеня кислотності ґрунтів, встановлюють потребу у вапнуванні, дози вапна проектно-дослідницьких станцій хімізації. В нечорноземній зоні визначають, крім рН сольової витяжки, гідролітичну кислотність, суму поглинутих основ. У зонах де поширені засолені ґрунти визначають ступінь і характер засолення і т. д. Для прогнозування потреби в мікродобривах агрохімічні лабораторії проводять аналізи ґрунтів на вміст рухомих форм мікроелементів.