ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені В.В. Докучаєва
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––--
ФАКУЛЬТЕТ АГРОХІМІЇ ТА ГРУНТОЗНАВСТВА
Денна форма навчання
КАФЕДРА АГРОХІМІЇ
Спеціальність 8.09010102 «Агрохімія і ґрунтознавство»
Освітній ступінь «Магістр»
Кваліфікація 2213.1 «Дослідник із агрохімії та ґрунтознавства»
ДИПЛОМНА РОБОТА
на тему:
«ВПЛИВ РІЗНИХ ФОРМ І ВИДІВ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ НА РОДЮЧІСТЬ ЧОРНОЗЕМУ ТИПОВОГО І УРОЖАЙНІСТЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР»
Виконала: слухач магістратури факультету
агрохімії та ґрунтознавства
Іващенко Альона Юріївна
Керівник: канд. с.-г. наук, професор
Філон В. І.
Харків – 2016
УДК631.816: 631.417
АНОТАЦІЯ
Іващенко А.Ю. Вплив різних форм і видів мінеральних добрив на показники родючості чорнозему типового і урожайність сільськогосподарських культур: дипломна робота. – Х. : ХНАУ, 2016. – 64 с.
Вданій дипломній роботі проведено визначення безпосереднього впливу різних форм мінеральних добрив на фізичні та електрофізичні показники ґрунту.
Було вивчено поживний режим ґрунтів при застосуванні різних форм та видів мінеральних добрив.
Проведено облік урожаю с.-г. культур по варіантах досліду та визначено його якість.
Ключові слова: ґрунт, сільськогосподарські культури, добрива, КАС, Аміачна вода, РОР, водорозчинний гумус, урожайність, форми добрив, родючість.
Табл. 12., Рис. 4., Додат. 4., Бібліограф. 52.
ЗМІСТ
ВСТУП |
4 |
РОЗДІЛ.1. Ефективність застосування різних форм мінеральних добрив (огляд літератури). |
7 |
РОЗДІЛ 2. Методика та умови проведення досліджень. |
16 |
|
16 |
|
21 |
РОЗДІЛ 3. Агрогенні зміни ґрунтів при застосуванні різних форм мінеральних добрив |
24 |
|
24 |
|
27 |
|
30 |
РОЗДІЛ 4. Урожайність сільськогосподарськи культур при застосуванні різних форм мінеральних добрив. |
37 |
РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ |
42 |
РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА НАВКОЛІШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА. |
47 |
ВИСНОВКИ
|
54 |
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
|
55 |
ВСТУП
Актуальність теми:
Впровадження сучасних технологій вирощування культур вносить суттєві зміни до системи застосування добрив. Все більших масштабів набуває застосувавння перспективних форм мінеральних добрив. Вони мають технологічні переваги, включають в себе легкодоступні форми макро і мікро елементів, як правило вносяться сучасною широкозахватною технікою з мінімальними втратами.
Метою нашої роботи є оцінка впливу різних форм мінеральних добрив на родючість чорноземів типових і урожайність зернових культур.
Задачі дослідження.
Поставлена мета передбачала вирішення наступних задач:
Визначити безпосередній вплив різних форм і видів мінеральних добрив на фізичні та електрофізичні показники ґрунту.
Вивчити поживний режим грунтів при застосуванні різних форм мінеральних добрив.
Провести облік урожаю сільськогосподарських культур по варіантам досліду і визначити його якість.
Об'єктом досліджень є процеси взаємодії мінеральних добрив з грунтом.
Методи досліджень. Для вирішення поставлених задач нами закладенно і проведено польовий дослід згідноДСТУ 7080:2009.Аналітичні дослідження проведено на кафедрі агрохімії ХНАУ. Опрацювання результатів проводили за допомогою програмних засобів Microsoft Excel.
Практичне значення роботи полягає у складенні рекомендацій щодо управління поживним режимом ґрунтів та урожайністю с.-г. культур при застосуванні різних форм мінеральних добрив.
Одним з найдієвіших засобів підвищення родючості ґрунтів і врожайності сільськогосподарських культур були і залишаються мінеральні добрива. Інтенсивне використання їх наприкінці ХХ століття супроводжувалося інтенсивним механічним обробітком, зрошенням, осушенням, хемогенним і радіогенним забрудненням ґрунтів. Усе це призвело до порушення природних біогеохімічних потоків хімічних елементів (В.І. Вернадський, 1960; В.А. Ковда, 1975, 1985; Г.В. Добровольский, 1986, Д.Г. Тихоненко, 1982), ускладнення екологічної ситуації агроландшафтів (В.Г. Мінєєв, 1990; В.Д. Муха, 1994; А.Д. Балаєв та ін., 2009), зниження біологічної якості сільськогосподарської продукції (М.М. Городній, 1995).[1]
На фоні зростаючих темпів агротехногенезу у спеціальній літературі все частіше з’являються повідомлення про негативні зміни властивостей ґрунтів під впливом добрив (Г.В. Добровольский, 1973; Д.А. Кореньков, 1976; Б.С. Носко, 1987; В.В. Медведєв, Т.М. Лактіонова та ін., 1992; М.М. Городній, 1995; С.Т. Вознюк, 1998; Е.Г. Дегодюк та ін., 2001; М.К. Шикула, 2001).
Про актуальність проблеми екологобезпечного використання добрив свідчить і той факт, що вона окремим розділом висвітлюється в робочих програмах і підручниках з агрохімії, агроекології, системи застосування добрив (А.П. Лісовал, 1989; М.М. Городній, А.В. Бикін, А.Г. Сердюк та ін., 2003). У таких умовах об’єктивно назріло питання про розробку теоретичних основ і практичних заходів щодо управління трансформаційними змінами ґрунтів при внесенні добрив. Проте вплив мінеральних добрив на основні властивості ґрунтів і сьогодні продовжує висвітлюватися неоднозначно, а часом і зовсім протилежно. Фактично не існує чіткої відповіді на питання про вплив різних форм мінеральних добрив на органічну частину ґрунтів, а монографічне видання, яке б узагальнювало фрагментарні дослідження з цієї проблеми відсутнє. Не до кінця вивчено суть, механізми і закономірності безпосередньої взаємодії різних форм мінеральних добрив з ґрунтом. Із переходом господарств на локальне внесення добрив і посиленням їх впливу на ґрунти актуальність зазначеного зростає. На жаль, і сьогодні основна частина досліджень зорієнтована на з’ясування кінцевого результату використання підвищених доз добрив і не ставить за мету вивчення ґрунтових процесів, що відбуваються безпосередньо при їх внесенні. Такий стан проблеми не дозволяє здійснювати екологобезпечне використання добрив за умов постійного підвищення родючості ґрунтів, що й обумовило необхідність проведення наших досліджень.[3]
Розділ 1. Ефективність застосування різних форм мінеральних добрив (огляд літератури).
Головним фактором підвищення родючості й ефективності використання земель є внесення органічних і мінеральних добрив.
Доведено, що коли добрива використовуються на полях сівозміни за науково обґрунтованою системою при чіткому виконанні всіх вимог у прийнятій сівозміні та високій агротехніці, створюються умови для підвищення родючості ґрунту і постійного зростання врожайності.
Система удобрення в сівозміні ‒ це багаторічний план, розрахований на ротацію сівозміни, використання органічних, мінеральних та інших добрив, у якому передбачаються норми добрив, і способи внесення залежно від запланованої врожайності, біологічних особливостей рослин і від чергування їх у сівозміні з урахуванням властивостей добрив, ґрунтово-кліматичних та інших умов.[25]
Застосування мінеральних добрив дозволило б збільшити виробництво сільськогосподарської продукції, знизити її собівартість, підвищити конкурентоспроможність сільськогосподарських підприємств.
За способом застосування існуючі заводські типи (марки) рідких мінеральних добрив поділяються на дві основні групи: рідкі комплексні мінеральні добрива для основного «внутрігрунтового» внесення та виготовлені на їх основі суспензії; рідкі азотні мінеральні добрива для додаткового, переважно позакореневого, підживлення рослин. Найхарактернішим представником цих добрив є: у першій групі ‒ різні марки висококонцентрованих розчинів азотно-фосфорних сполук, так званих рідких комплексних добрив (РКД) та виготовлені на їх основі різні суспензії, а в другій ‒ різні марки водних розчинів карбомідо-аміачних сумішей (КАС), що мають широкий спектр застосування при позакореневому підживленні рослин, особливо у поєднанні з мікроелементами, засобами захисту рослин та іншими агрохімікатами. [7]
При використанні мінеральних добрив в рідкій формі зниження шкідливого впливу на екосистеми забезпечується за рахунок: повнішого використання рослинами поживних речовин; використання герметичної тари; механізації і автоматизації навантажування, розвантажування і транспортування; можливості виготовлення збалансованих розрахункових сумішей; мінімального основного обробітку ґрунту.
Розрахунок економічної ефективності від застосування рідких комплексних добрив показав, що внесення азоту у вигляді розчину КАС порівняно з азотом аміачної селітри в однакових дозах 60кг/га під ярий ячмінь, дозволив підвищити прибуток з гектара на 80%.[6]
Однією з найважливіших властивостей ґрунту є його родючість, яка формується в процесі ґрунтоутворення й характеризується сукупністю всіх його показників. Оптимальні умови росту і розвитку рослин забезпечуються за рахунок усього комплексу фізичних, біологічних і хімічних властивостей ґрунту. Родючість ґрунту досить залежить від його фізичних, хімічних та агрофізичних властивостей, які зазнають значного антропогенного впливу. Відновлення родючості ґрунту та її збереження повинно бути першочерговим завданням сучасного землеробства, оскільки вона є одним із важливих резервів збільшення виробництва сільськогосподарської продукції. Це стає можливим лише при комплексному запровадженні ґрунтозахисних заходів, внесенні органічних і мінеральних добрив та хімічних меліорантів. Провідне місце у цьому комплексі заходів належить добривам. Аналіз останніх досліджень і публікацій, у яких започатковано розв’язання даної проблеми. Збереження і підвищення родючості чорноземів – головне завдання сучасного землеробства. Однак нині намітилася реальна загроза її втрати: зменшилися запаси органічних речовин й азоту, знизилася мікробіологічна активність, відбувається руйнування структури та його ущільнення, внаслідок ерозії збільшуються з року в рік втрати родючого шару. Крім того існує небезпека погіршення якості отриманої продукції. Реакція ґрунтового розчину значно впливає на розвиток рослин і ґрунтових мікроорганізмів, а також на швидкість і спрямованість хімічних та біологічних процесів, що в ньому відбуваються. Від неї залежать засвоєння рослинами поживних речовин, діяльність ґрунтових мікроорганізмів, мінералізація органічних речовин та інші фізико-хімічні процеси. Основою формування високих і сталих урожаїв сільськогосподарських культур та прояву ґрунтової родючості є створення сприятливих агрофізичних умов. Необхідність систематичного їх вивчення обумовлена змінами в ґрунті, викликаними рівнем інтенсифікації сільськогосподарського виробництва. [10]
Одним з найважливіших питань сучасного землеробства є збереження родючості ґрунтів. Деградація ґрунтів веде до поступового зниження обсягів утворення продукції і катастрофічних змін у навколишньому середовищі
Вміст гумусу є основним показником, що характеризує родючість ґрунтів. На думку провідних ґрунтознавців, за останні 100 років запаси органічної речовини в чорноземах нашої країни зменшилися в два рази. [14]
Роль мінеральних добрив в збільшенні гумусованості ґрунтів до недавнього часу розглядалася з позитивної сторони. Однак в останні роки відбувається переоцінка їх значення. Все частіше фахівці висловлюють сумнів з приводу можливості підвищення вмісту органічної речовини за рахунок застосування мінеральних добрив. Більш того, вони можуть являтися причиною збіднення ґрунтів гумусом. Дані, отримані на основі узагальнення результатів більше 400 тривалих польових дослідів, свідчать про те, що його зміст в дерново-підзолистих ґрунтах при внесенні повного мінерального добрива в перші 20-30 років знижувалося в середньому на 12-14%. Зроблено висновок, що внесення лише мінеральних добрив не компенсує втрат ґрунтової органічної речовини. До таких же висновків прийшли й інші дослідники. [11]
Внесення добрив у рідкій формі має певні економічні та технологічні переваги, тому сільгоспвиробники дедалі більше звертають увагу на цей спосіб. [15]
Для оптимізації азотного живлення рослин у сільському господарстві широко використовуються азотні мінеральні добрива. Майже всі вони, за виключенням натрієвої і кальцієвої селітри, є фізіологічно кислими. Для нейтралізації їх кислотності встановлено норми вапна. Рідкі аміачні азотні добрива (аміачна вода, рідкий аміак) мають властивість втрачати аміак, тому їх необхідно зберігати в герметичних місткостях. Залежно від форми сполуки азоту азотні добрива поділяються на нітратні, амонійні, аміачні, амонійно-нітратні та амідні.
Переваги мінеральних добрив.
Мінеральні добрива представлені в трьох основних групах: гранульовані, рідкі та водорозчинні. Найбільшого поширення отримала гранульована форма зважаючи на доступність форми її внесення. Рідкі мінеральні добрива на ринку представлені в наступному асортименті: аміак безводний (який можна швидше віднести до газоподібної формі), аміачна вода, ЖКП (рідкі комплексні добрива) та КАС (карбамідно-аміачна суміш). [17]
Рідкі добрива мають низку переваг перед твердими. Вони не порошаться, не злежуються, відрізняються вільною плинністю, а несприятливі кліматичні умови не чинять істотного впливу на їх якісні показники. Обладнання і технологія внесення РД проста, їх виробництво не вимагає будівництва цехів для випарування, гранулювання, сушіння і затарювання продукту. У процесі виробництва немає проблеми вловлювання пилу та пару, які завжди виділяються при гранулюванні твердих добрив. Насоси і трубопроводи, використовувані для транспортування РД, значно дешевші, ніж транспортні засоби для твердих добрив (конвеєри, підйомники, електричні лопати), як за капітальним, так і експлуатаційними затратами. Простота апаратурного оформлення і виключення з технологічного процесу допоміжних операцій (сушіння, гранулювання) майже в 3 рази знижує питомі капітальні затрати і вартість переробки сировини на 1 т готових добрив. Так, доведено, що сумарні витрати на виробництво 1 т поживних речовин рідких добрив на 25% нижчі, ніж 1 т туків. Отже, собівартість одиниці РД у сільському господарстві менша; до того ж можна механізувати всі виробничі процеси ‒ від навантаження до внесення їх у ґрунт, зменшивши затрати ручної праці у 2-3 рази. Розрахунки свідчать, що при заміні суперфосфату на РД продуктивність праці підвищується, а затрати праці на виробництво 1 ц додаткової продукції зменшуються: у виробництві озимої пшениці на 30%, льону ‒ на 19%, цукрових буряків ‒ на 23%, картоплі ‒ на 10%. Чистий прибуток був вищим відповідно на 25,5, 40, 150 і 50%.[20]
Аміачна вода (водний аміак - NH4OH) випускається двох сортів: 1-й сорт - вміст азоту 20,5%, 2-й - 18%. Це безколірна або жовтувата рідина з різким запахом аміаку. Азот знаходиться переважно у формі аміаку, а також у вигляді амонію. Зберігають і транспортують аміачну воду в закритих резервуарах для запобігання втрат аміаку. [8]
Комплексні добрива містять два і більше основних елементів живлення рослин. У цих добривах менше баластних речовин, ніж у простих, сума діючих речовин дуже висока - від 30 до 70%. Елементи живлення знаходяться переважно у водорозчинній легкодоступній рослинам формі.
КАС відрізняється якісними і кількісними позитивними особливостями дії у порівнянні з іншими формами добрив. В КАСі при взаємодії з мікроорганізмами амідна форма азоту переходить в доступну рослинам амонійну форму. В процесі нітрифікації, якщо температура ґрунту досить висока для мікробної активності, амонійна форма азоту переходить у нітратну.
Таким чином, під час внесення КАСу, який має різні форми азоту, ми одержуємо пролонгований ефект його засвоєння рослинами. Крім того, процеси взаємного перетворення азоту в ґрунті залежать від безлічі факторів (температури, вологості, аерованості, кислотності та ін.), тому наявність різних форм азоту в ґрунті може розглядатися ще і як «політика страхування.
Для забезпечення найбільш оптимального живлення рослин азотом необхідно в першу чергу забезпечити дробове живлення сільськогосподарських культур, оскільки споживання азоту рослинами відбувається впродовж всього періоду вегетації. Але збільшення азоту при підкормці КАС в фазі кущення небажано через підвищення утворення кількості не репродуктивних стебел. [21]
Агрегати, призначені для безвідвального обробітку ґрунту, міжрядного обробітку з одночасним внесенням мінеральних РД, дозволяють поєднувати технологічні операції і тим самим зменшувати експлуатаційні затрати за технологією. У суміші з РД можливо ефективне застосування мікроелементів, гербіцидів і інсектицидів, які вводяться безпосередньо в рідкі добрива. РД практично дуже слабко кородують чорні метали, що дозволяє для їх перевезення та внесення використовувати комплекс машин, застосовуваних для водного аміаку. Водночас за своєю агрохімічною ефективністю РД рівноцінні твердим добривам. Вони забезпечують можливість повної механізації всіх процесів внесення при обробці ґрунту. Відсутність у РД вільного аміаку різко поліпшує умови їх застосування. [22]
Внесення органічних
Сучасні машини для внесення органічних рідких добрив виробляють компанії Alfa Laval, Bauer, Benken, Briri, Duport, Eisele, Joskin, Kotte, Meyer-Lohne, Каwесо, а серед країн СНД ‒ «Бобруйськагромаш», Pronar. Основною частиною цих машин є цистерна з місткістю від 3 до 20 тис. л. Цистерни обладнують ходовими системами, вакуум-насосами для самозавантаження, забірними рукавами, які гідравлічно перекидаються, напірними насосами для подачі рідких органічних добрив до розподільних робочих органів. Ходові системи цистерн комплектують шинами низького тиску. Переважно ці агрегати з'єднуються з ходовою системою, утворюючи суцільну конструкцію. В деяких конструкціях машин їх встановлюють на універсальне шасі (рис. 1).
Рис. 1 Універсальне шасі в конструкції машини
Ряд виробників виготовляють ці агрегати з оцинкованого стального листа або композамінних полімерів (Kaweco, Pichon).
Існують два способи внесення рідких органічних добрив у ґрунт ‒ поверхневе з наступним приорюванням добрив і підґрунтове. Підґрунтове внесення, у свою чергу, поділяється на внесення добрив на луках і пасовищах, при міжрядному обробітку просапних культур і в основний обробіток ґрунту.
Розподільчі робочі органи машин поверхнево вносять добрива під тиском. Добрива подаються через сопло на відбійний щиток, який розподіляє їх по верхні поля на ширину 6-20 м. Для бокового розсіювання в місцях з обмеженими можливостями (пагорби, котловани) лопатевий розсіювач здатний впоратися з таким завданням: його покриваюча поверхня може досягати 20 м. Маятниковий розсіювач є рішенням для тих, хто за один прохід хоче обробити максимальну площу. Залежно від походження РД, ширина оброблюваної поверхні ґрунту коливається від 12 до 15 м.
Для поліпшення якості внесення добрив більшість виробників застосовують штангові розпилювачі РД. На штангах встановлюють різні за конструкцією розпилювачі: щілинні, відбійні щитки, обертові насадки та інші. Розсіювальна рампа дозволяє вносити добрива по всій ширині площі (на 12-15 м) і близько до поверхні ґрунту у вигляді «напрямів-парасоль». Вона складається з двох розподільних труб, що кріпляться на трикутних рамах. Система подачі РД представлена у вигляді колектора, з якого труби ПВХ (Ø 125мм) живлять розподільні труби, входячи в них посередині. Таким чином, рідина не затримується, і тиск на кожній вихідній насадці є максимальним. Переваги системи: підвищена ширина захвату, простота в обслуговуванні і рівномірний розподіл добрива на ґрунті; низьке розташування розсіювальних насадок під час роботи (60-70 см від землі). Якість внесення добрив такими машинами набагато краща порівняно з тими, що обладнані відбійними щитками. [25]
Для поліпшення екологічності і якості внесення добрив окремі виробники (Kotte, Joskin, Veenhuis) застосовують штангові розподільники добрив з рукавами, які фактично волочаться по ґрунту. Вони мають центральну розподільчу головку, від якої відходять розподільчі рукави (від 20 до 30 шт.). Відстань між рукавами ‒ в межах 30 см. Ширина захвату таких агрегатів ‒ 6-18 м, тоді як ширина агрегата в транспортному положенні не перевищує 3 м. [23]
Машини для внесення рідких органічних добрив у дернину, під ґрунт при обробітку посівів просапних культур мають робочі органи у вигляді сошників, дисків, плоскорізів, культиваторних лап, що підрізають дернину чи оброблювальний шар ґрунту. Робочі органи з борознувальними полозками рівномірно осаджують РД на пасовищах, створюючи смуги шириною від 3 до 7,74 м. Добриво осаджується лінійно і під корінь, пропорційно розподіляючись: 50% ‒ в ґрунт і 50% ‒ на поверхню, для оптимального засвоєння рослинами. Кожний полозок має жолобок, що стелиться, з боковими повзунами в поєднанні з різальним диском. Жолобок розсуває дернину і направляє РД по трубках від подрібнювача, щоб осадити їх в борозну, прорізану диском. Отже, в перспективі знаходитимуть широке застосування технічні засоби для локального внесення рідких добрив стрічковим способом. При цьому досягатиметься спрощення дозувальних робочих органів підвищенням надійності їх роботи, покращенням якості розподілу добрив на робочій ширині захвату, підвищенням ефективності їх загортання в ґрунт, а також виключенням їх випаровування. Але поки що дозувальні робочі органи машин для внесення РД мають низьку надійність роботи на суспензіях і розчинах твердих добрив, і вирішення цих питань є актуальним для конструкторів [http://kbo-agro.com.ua/read/mashini-dlja-vnesennja-ridkix-dobriv?submenu=1707106491].
Отже, плюси і мінуси застосування рідких добрив.
Плюси: • Швидке поглинання грунтом; • Ефективність застосування в будь-яких кліматичних зонах, у тому числі посушливих; • Більш рівномірне внесення; • Можливість використання на різних рівнях вегетації ; • Зручна для зберігання та використання форма (не треба зважувати, фільтрувати і т.д.).
Мінуси: • Висока вартість; • Відсутність необхідної техніки для внесення; • Обмежений асортимент; • Високі вимоги до техніки безпеки зберігання та транспортування. [http://www.webfermerstvo.org.ua/dobryva/likvidna-problema.php].