3.1. Баланс гумусу на полях сівозмін господарства, норми внесення органічних добрив на полях сівозмін

Для виконання даного пункту потрібно за підручником повторити тему «Походження, склад і властивості органічної речовини ґрунту. Гумусний стан ґрунту та заходи його регулювання. Визначення балансу гумусу в сівозмінах».

На основі даних про властивості ґрунтів та фактичну врожайність сільськогосподарських культур у господарстві (або згідно індивідуального завдання), використовуючи методику якісної оцінки ґрунтів, студент розраховує баланс гумусу на полях сівозміни (польової, ґрунтозахисної, кормової і т.д.) господарства.

Для визначення балансу гумусу експериментальним шляхом необхідно провести багаторічні дослідження. Саме з цієї причини його доволі важко здійснювати на практиці. Існує декілька розрахункових методів визначення балансу гумусу в ґрунті.

Студент для розрахунку балансу гумусу може скористатися поширеним в Україні методом Г.Я.Чесняка. За його методикою виділяють три типи балансу гумусу: бездефіцитний – коли втрати гумусу повністю компенсуються новоутвореним гумусом; позитивний – коли кількість новоутвореного гумусу перевищує його витрати на мінералізацію; від’ємний (дефіцитний) – коли витрати гумусу перевищують його новоутворену кількість.

Баланс гумусу розраховують для умов окремої сівозміни, користуючись формулою (2):

Б_с =(П_к + П_г ): t_р - Р: t_р, (2)

де Б_с – середньорічний баланс гумусу в ґрунті на одному гектарі за ротацію сівозміни, т/га;

П_к – сума новоутвореного гумусу під культурами за ротацію сівозміни за рахунок рослинних решток, т/га;

П_г – збільшення вмісту гумусу в ґрунті за ротацію сівозміни за рахунок органічних добрив (гною), т/га;

Р – сумарна кількість гумусу, який мінералізується під культурами за ротацію сівозміни, т/га;

t_р – тривалість ротації, років.

При розрахунку кількості новоутвореного гумусу з рослинних решток культур (П_к) користуються коефіцієнтами гуміфікації, що показують долю сухої речовини решток, що перетворюються у гумус. Для цукрових та кормових буряків коефіцієнт гуміфікації становить 0,10; для озимої пшениці на зерно – 0,20; для люцерни, еспарцету та інших багаторічних трав – 0,25; для сухої речовини гною – 0,23 і т.д. (дод. 8).

Але спочатку необхідно визначити масу рослинних решток, що їх залишає після себе культура. Це роблять за допомогою рівняння регресії на основі врожаю основної продукції за формулою 3:

П_{1, 2…n}=(х+х₁) · К_г, (3)

Підставляючи замість «у» врожайність, отримуємо масу поверхневих і кореневих решток (х та х₁), які потім додаємо і отримуємо загальну кількість рослинних решток після культури, а помноживши цю сумарну масу на відповідний коефіцієнт гуміфікації одержуємо масу новоутвореного гумусу після даної культури.

Рівняння регресії за сільськогосподарськими культурами подані в табл. 8.

Таблиця 8. Рівняння регресії для визначення маси рослинних решток

(за Г.Я.Чесняком, 1987)

*у – урожай основної продукції, ц/га.

Загальну кількість новоутвореного гумусу з рослинних решток за рахунок гуміфікації поверхневих та кореневих решток визначають додаванням відповідних показників за ротацію сівозміни (4):

П_к =П₁+П₂+…+П_n, (4)

Накопичення гумусу за ротацію сівозміни за рахунок застосування органічних добрив (П_г) розраховують шляхом множення кількості сухої речовини гною, внесеного в ґрунт за ротацію, на коефіцієнт його гуміфікації. В гноєві на солом’яній підстилці вміст сухої речовини становить 25 %. Тому формула розрахунку буде мати такий вигляд (5):

П_г=Н · 0,25 · К, (5)

де П_г – накопичення гумусу в ґрунті за ротацію за рахунок внесення гною, т/га;

Н – кількість гною, внесеного за ротацію, т/га;

0,25 – коефіцієнт перерахунку гною на суху речовину;

К – коефіцієнт гуміфікації гною (0,23).

Кінцевий вид формули:

П_г = Н · 0,25 · 0,23=0,058·Н, (6)

Загальні витрати гумусу за ротацію сівозміни визначаються розмірами його мінералізації під окремими культурами. Під чорним паром мінералізація гумусу максимальна - 2т/га, під озимою пшеницею (на зерно) – 1,35, під цукровими буряками – 1,59, багаторічними травами (конюшина, еспарцет, люцерна) – 0,6 т/га.

Розрахунок новоутвореного гумусу від дії органічних добрив проводять лише для тих культур сівозміни, під які вони вносяться (2-3 поля на рік).

Формула для розрахунку витрат гумусу на мінералізацію (Р) з шару ґрунту, що містить коріння, за ротацію сівозміни має вигляд (7):

Р=Р₁+Р₂+….+Р_n, (7)

Р₁, Р₂, Р_n – кількість гумусу, що мінералізувався під культурами сівозміни (дод. 9).

Отримані дані розрахунку записують в таблицю 9.

Баланс гумусу визначають встановленням різниці між гумусом, що гуміфікувався, та гумусом, що мінералізувався під культурами сівозміни, користуючись формулою 2.

Враховуючи результати балансу гумусу на полях господарства та можливі зміни в структурі посівних площ і урожайності культур, студент шляхом розрахунку коректує норми (Н_гн.) і місця внесення органічних добрив у сівозміні.

Таблиця 9. Баланс гумусу в ґрунтах ____________ сівозміни господарства

(назва господарства, район, область)

Визначення мінімальної норми гною на 1 га сівозмінної площі, що забезпечує бездефіцитний вміст гумусу , проводиться за формулою (8):

Н_гн. = Н + Б_с : 0,058, (8)

де Н_гн. – мінімальна норма гною, що забезпечує бездефіцитний баланс гумусу, т/га (згідно плану удобрення в сівозміні);

Н – норма гною, що застосовується в сівозміні, т/га (∑Н під культурами сівозміни поділена на кількість полів у ротації);

Б_с – баланс гумусу на 1 га сівозмінної площі, т/га;

0,058 – кількість гумусу, що утворилася з 1 т гною, т.

Для підтримання бездефіцитного балансу гумусу (для підтримання рівня родючості) на незрошуваних ґрунтах Степу рекомендована науковцями норма гною (насиченість) повинна становити 6-8 т/га, в Лісостепу - 8-12т/га, а в Поліссі – 12-16 т/га [7].

Провести аналіз отриманих даних. Зробити висновок про необхідність потреби додаткового внесення органічних добрив під культури сівозміни для забезпечення бездефіцитності балансу гумусу.

Для визначення дефіциту балансу гумусу (Д_б) необхідно визначити різницю між Н_г та Н (9):

Д_б = Н_г - Н, (9)

Враховуючи показники фактичного виробництва гною в господарстві, використовуючи відповідні рекомендації, студент шукає інші джерела та шляхи надходження органічної речовини в ґрунт (згідно п.2.3).