Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 17 наукових праць, у тому числі 8 статей у наукових журналах та збірниках (4 – у фахових виданнях) та 9 тез за матеріалами доповідей.
Структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, який включає 193 найменування (в тому числі 43 роботи англомовних авторів), та 18 додатків. Робота викладена на 126 сторінках комп’ютерного тексту, містить 30 таблиць та 30 рисунків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Стан вивченості питання. У роботах Є.І. Шиятого, М.Й. Долгілевича, Д.О. Тімченка, С.Ю. Булигіна, А.А. Зайцевої, Ю.І. Васильєва, Г.О. Можейка, К.С. Кальянова досліджено основні закономірності розвитку дефляційних процесів та формування протидефляційної стійкості ґрунтів. Відмічено, що суттєвими факторами є значення показників грудкуватості та механічної зв’язності агрегатів ґрунту, шорсткості підстилаючої поверхні. Однак вивчення протидефляційної стійкості агроландшафтів в умовах сучасного землеробства проводиться в недостатній мірі, що визначило напрям досліджень.
Об’єкт, методика й умови проведення досліджень.
Дослідження протидефляційної стійкості ґрунтового покриву Південного Степу України проводили впродовж 2004-2007 рр. у польовому досліді, розміщеному на землях Миколаївського інституту АПВ УААН, і в лабораторному експерименті. Ґрунт – чорнозем південний малогумусний залишково-слабосолонцюватий важкосуглинковий на лесі.
Об’єктами польового дослідження були 13 агрофонів: 1 – “горох після соняшника”; 2 – “озима пшениця після гороху”; 3 – “соняшник після озимої пшениці”; 4 – “озимий ячмінь після соняшника”; 5 – “соняшник після озимого ячменю”; 6 – “кукурудза після озимої пшениці”; 7 – “озимий ячмінь після кукурудзи”; 8 – “ярий ячмінь після озимої пшениці”; 9 – “кукурудза після ярого ячменю”; 10 – “соняшник після кукурудзи”; 11 – “чорний пар після сорізу”; 12 – “озима пшениця після чорного пару”; 13 – “соріз після кукурудзи”.
Згідно з робочою програмою дослідження протидефляційної стійкості грунтового покриву, залежно від сільськогосподарських культур та їх попередників, проводилися такі спостереження та аналізи: агрегатний аналіз поверхневого (0-3 см) шару ґрунту за Н.І. Савіновим згідно з методикою – МВВ 31-4970558-011-2005 (6-кратна повторність); механічна зв’язність дефляційностійких агрегатів розміром понад 1 мм (6-кратна повторність); кількість рослинних решток в г з 1 м2 (8-кратна повторність); визначення вологості ґрунту термостатно-ваговим методом (6-кратна повторність); гранулометричний склад ґрунту методом піпетки в модифікації Н.А. Качинського згідно з методикою МВВ 31-497058-010-2003 (4-кратна повторність); уміст гумусу (за ДСТУ 4289:2004); відносна масова вологість ґрунту (за ГОСТ 28268-89), середньозважений діаметр агрегатів ґрунту – розрахунковим способом; визначення вмісту ЕГЧ за С.Ю. Булигіним; фенологічні спостереження за ростом та розвитком сільськогосподарських культур – візуально.
Еколого-енергетична оцінка протидефляційної ефективності різних агротехнологій з урахуванням змін еколого-енергетичних параметрів ґрунту під впливом потенційних втрат ґрунту від дефляції проводилась за методикою Ю.О. Тараріка. Статистична обробка експериментальних даних досліджень проводилася в програмі “Міcrosoft Excel” методами параметричної статистики.
Вплив сільськогосподарських культур та попередників на протидефляційні характеристики грунтового покриву
Протидефляційні властивості ґрунтового покриву у дефляційно небезпечний період залежно від виду сільськогосподарської культури та попередників. Реалізація процесу дефляції в конкретному агроландшафті при наявності вітрів вищих за критичні швидкості залежить від стану складових діяльної поверхні агроландшафту, а саме: протидефляційної стійкості ґрунту та шорсткості поверхні. Основний показник протидефляційної стійкості чорнозему південного, показник грудкуватості поверхневого 0-3 см шару в дефляційно небезпечний період змінюється за роками під впливом різних погодних умов.
Грудкуватість поверхневого 0-3 см шару чорнозему південного навесні 2005 та 2007 років по досліджуваних агрофонах знаходилась відповідно в межах 28-39% та 28-36%, що свідчить про дефляційно небезпечний стан усіх поверхонь агрофонів, а навесні 2006 року грудкуватість 54-65% забезпечувала надійний захист ґрунтів від дефляції. У березні 2005 та 2007 років показник грудкуватості ґрунту по досліджуваних агрофонах коливався в межах від 18 до 44% та від 27 до 42%, у той час як в 2006 році його значення знаходилося в межах 66-76%. Це пояснюється різними метеорологічними умовами зимового періоду, а саме, зменшенням у 2006 році в порівнянні з 2005 та 2007 роками кількості циклів “заморожування-танення” ґрунту. У травні 2005 та 2007 років грудкуватість ґрунту внаслідок процесів агрегатоутворення (агротехнічних заходів, мікробіологічних, зволожування-висушування тощо) поступово збільшується, а в 2006 році, навпаки, зменшується внаслідок руйнування кірки, що утворилася навесні по всіх агрофонах.
З метою поглиблення аналізу змін показника грудкуватості ґрунту навесні було проведено групування агрофонів за спільністю технологій вирощування на групи озимих, ранніх та пізніх ярих культур. У межах кожної групи проводилася статистична оцінка суттєвості різниць між значеннями показників грудкуватості в ранньо- та пізньовесняний періоди за критерієм Крамера-Уелча (табл. 1).
Результати оцінки суттєвості різниці за критерієм Крамера-Уелча між середніми значеннями грудкуватості в цих групах культур у березні та травні вказує на однорідність математичних очікувань, тобто на відсутність достовірних різниць між досліджуваними показниками. Тому можна зазначити, що у весняний період у середньому за 2005-2007 роки грудкуватість поверхневого 0-3 см шару ґрунту по досліджуваних агрофонах залежно від термінів визначення істотно не змінювалася і складала менше 50%, що свідчить про низький протидефляційний стан ґрунтової поверхні протягом усієї весни. Оцінка ж показника грудкуватості у весняний період за роками досліджень указує на те, що поверхневий 0-3 см шар чорнозему південного навесні 2005 та 2007 роках на відміну від 2006 року знаходився по всіх агрофонах у дефляційно-небезпечному стані.
Механічна зв’язність дефляційно-стійких агрегатів у 2005 році у середньому за весняний період коливалась від 65 до 72%, у 2006 році – від 75 до 82% та в 2007 році – від 64 до 81%. Такі коливання значень механічної зв’язності дефляційно-стійких агрегатів за роками також зумовлюються різними метеорологічними умовами зимового періоду. Так, у 2006 році порівняно з 2005 та 2007 роками скорочення кількості циклів “заморожування-танення”, “зволожування-висушування” ґрунту сприяло зниженню ступеня руйнування макроагрегатів.
Досить важливим з точки зору виникнення дефляції протягом усього весняного періоду є статистичний аналіз змін механічної зв’язності дефляційно-стійких агрегатів по групах культур методом Крамера-Уелча (табл. 2).
Механічна зв’язність ґрунтових агрегатів у середньому по агрофонах озимих культур у травні порівняно із березнем істотно зменшується майже на 5,6% і становить у березні та травні відповідно 74,68 та 69,08%.
На посівах ранніх ярих культур механічна зв’язність дефляційно-стійких агрегатів у березні та травні становить відповідно 71,39 та 76,98%. У середньому за роки досліджень механічна зв’язність по агрофонах “ярий ячмінь після попередника озима пшениця” та “горох після попередника соняшника” зростають відповідно на 6,54 та 4,64%.
На посівах пізніх ярих культур механічна зв’язність дефляційно-стійких агрегатів навесні зростає по всіх досліджуваних агрофонах у середньому на 6,75%. Найбільше механічна зв’язність зростає на посівах соняшника (попередники – озимий ячмінь, озима пшениця та кукурудза), а також на агрофоні соріз після попередника кукурудзи.
Таблиця 1
Оцінка суттєвості різниць між середніми значеннями показника грудкуватості ґрунту в ранньо- та пізньовесняний періоди в групах озимих, ранніх та пізніх ярих культур (у середньому за 2005-2007 роки)
| №/№ | С.-г. культура | Попередник | Середнє для березня | Середнє для травня | Різниця |
| 1. | Озима пшениця | Горох | 42,06 | 48,74 | +6,67 |
| 2. | Озимий ячмінь | Соняшник | 45,80 | 36,10 | -9,70 |
| 3. | Озимий ячмінь | Кукурудза | 49,38 | 42,94 | -6,43 |
| 4. | Озима пшениця | Чорний пар | 42,36 | 45,29 | +2,93 |
| Середнє (M) та помилка середнього (m) | 44,90±2,19 | 43,27±1,77 | -1,63 | ||
| Критерій Крамера-Уелча (Т) емпіричний | 0,54 | ||||
| 1. | Ярий ячмінь | Озима пшениця | 43,73 | 37,27 | -6,45 |
| 2. | Горох | Соняшник | 38,36 | 45,36 | +7,00 |
| Середнє (M) та помилка середнього (m) | 41,05±3,73 | 41,32±1,32 | +0,27 | ||
| Критерій Крамера-Уелча (Т) емпіричний | 0,07 | ||||
| 1. | Соняшник | Озимий ячмінь | 39,50 | 47,63 | +8,14 |
| 2. | Кукурудза | Озима пшениця | 43,73 | 37,12 | -6,60 |
| 3. | Соняшник | Озима пшениця | 43,73 | 46,02 | +2,29 |
| 4. | Кукурудза | Ярий ячмінь | 50,09 | 42,97 | -7,12 |
| 5. | Соняшник | Кукурудза | 39,83 | 45,51 | +5,69 |
| 6. | Соріз | Кукурудза | 39,83 | 51,21 | +11,39 |
| Середнє (M) та помилка середнього (m) | 42,35±1,97 | 44,26±1,04 | +1,91 | ||
| Критерій Крамера-Уелча (Т) емпіричний | 0,86 | ||||
Таблиця 2