Анотація до роботи:

Кольцов С. О. Зміна гумусоутворення та агрофізичного стану ґрунтів у рисово-люцерновій сівозміни та їх вплив на врожай рису. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02 – сільськогосподарські меліорації. – Державний вищий навчальний заклад «Херсонський державний аграрний університет»,
Херсон, 2008.

Дисертація присвячена вивченню особливостей гумусового та агрофізичного стану солонців лучних у природних біоценозах, їх зміни в процесі тривалого рисосіяння і вплив на врожай рису. Уперше вивчений механізм зміни швидкості ґрунтоутворювальних процесів солонців лучних у природних умовах і при освоєнні їх під культуру рису. В умовах Присивашшя встановлено позитивний вплив тривалого затоплення на трансформацію солонців лучних у зональні лучно-каштанові ґрунти при високій та стійкій продуктивності рису і супутних культур сівозміни.

Визначені кореляційні зв'язки між показниками різних елементів ґрунтової родючості та врожаю рису, що дає можливість розробляти і впроваджувати більш раціональні прийоми управління ґрунтовою родючістю і технологічні операції при вирощуванні рису. Доведено, що вирощувати рис енергетично, екологічно і економічно набагато вигідніше на ґрунтах з високим рівнем родючості.

У дисертаційній роботі теоретично обґрунтоване і вирішене актуальне науково-практичне завдання управлінням родючості солонців лучних у рисово-люцерновій сівозміні з мінімально шкідливим впливом на навколишнє середовище. Показано, що застосування такого підходу супроводжується розвитком теоретичних основ і уточненням існуючих методів програмування врожаїв та довгострокового прогнозування змін ґрунтоутворювальних процесів солонців лучних, освоєних у рисово-люцернових сівозмінах. Отримані результати досліджень і виробнича перевірка дають підставу зробити наступні висновки:

1. У природних біоценозах солонці лучні представлені чотирма видами за наступним еволюційним рядом: кіркові (10 %) мілкі (35 %) середні (40 %) глибокі (15 %) з різним видовим складом рослинності. У рисово-люцерновій сівозміні формуються принципово нові рослинні угрупування: 14 видів під рисом та 19 під незатоплюваними культурами, із частковим відновленням флори, властивої цілинним солонцям.

2. У результаті будівельних планувань і тривалого рисосіяння потужність гумусово-елювіального горизонту зросла до 20 – 22 см, або майже вдвічі, за рахунок зменшення розташованих нижче шарів ґрунту (в основному підсолонцевого). Він набув буро-сірого забарвлення, більш щільного складення та горіхувато-брилисту структуру. Гумусованість профілю солонців лучних зросла, а її просторова мінливість дещо зменшилася.

3. Розподіл підземної біомаси під рисом і супутними культурами зберігає природні закономірності, тобто убуває з глибиною. Загальна біопродуктивність рису по пласту багаторічних трав не поступається цілинним аналогам (52,2 т/га), але структура біомаси різна. Під рисом менше співвідношення між підземною і надземною частинами (2,3 проти 4,0), майже в 1,5 рази більше надземної біомаси, на 11,8 % менше кореневої маси, відчужується з врожаєм 24,3 %. По обороту пласта кількість біомаси зменшується на 26,0 %, причому частка зерна знижується з 49,7 до 40,3 %, а соломи – підвищується з 31,7 до 34,5 %. Під люцерною частка надземної частини складає 46,0 %, підземної – 54,0 %, або на тонну надземної маси припадає 1,2 тонни кореневої, що значно менше, ніж у цілинної рослинності. Відчужується з врожаєм 26,2 %. Сидеральна культура (озиме жито) накопичує свіжої біомаси до 40,4 т/га на рівні підземної маси дворічної люцерни (38,9 т/га).

4. Урожай зерна рису слабо корелює з кількістю загальної біомаси перед початком сівби в шарі 0 – 60 см (r = 0,642), але в сильній залежності знаходиться з її запасами в шарі 0 – 10 см (r = 0,991). Цим пояснюється слабкий і навіть негативний вплив глибокого основного і допосівного обробітку ґрунту на врожай рису, оскільки вони закладають свіжу органічну речовину і пожнивні рештки глибше за основну масу коріння рисової рослини.

5. Вміст гумусу в цілинних солонцях лучних приурочене до генетичних горизонтів і швидко убуває з глибиною з 3,5 до 0,5 %. Тривале використання цих ґрунтів під рисом сприяє не тільки більш рівномірному розподілу гумусу за профілем, але й значному його збільшенню в нижчих горизонтах з 0,5 до 1,1 % в шарі 25 – 60 см.

6. Запаси гумусу в солонцях лучних цілинних (у шарі 0 – 60 см) зростають від кіркових (101,0 т/га) до глибоких (126,3 т/га). У солонцях лучних освоєних під рисом (більше 40 років) загальні запаси гумусу збільшились на 36,9 %. Під люцерною в орному горизонті запаси гумусу достовірно зростають лише впродовж двох років, потім вони зменшуються в міру продовження терміну її вирощування, внаслідок значного зменшення врожайності культури. Урожайність рису не корелює з вмістом гумусу та його запасами (r = 0,261).

7. Груповий і фракційний склад гумусових речовин солонців лучних цілинних характеризується невеликою кількістю фульвокислот (С_ГК:С_ФК – 1,6) і міцним зв’язком з мінеральною частиною ґрунту. Рисосіяння сприяє збільшенню вмісту (майже вдвічі) гумінових кислот, особливо зв’язаних з кальцієм (з 3,0-4,5 % до
11,3 %) і глинистими мінералами, при загальному зменшенні фульвокислот (С_ГК:С_ФК збільшилось до 2,5 – 2,8). Під рисом зменшується частка негідролізованого залишку з 74,0 до 60,7 %. Кількість гумусу під рисом збільшується не за рахунок його фульватизації, а за рахунок більш міцного закріплення гуматів стійкими полуторними окислами і глинистими мінералами.

8. У цілинних солонцях лучних чітко виражена диференціація профілю з мінімальним вмістом мулистої фракції в надсолонцевому горизонті і максимальним – у солонцевому горизонті (1,6 – 2,8). Тривале рисосіяння сприяє перерозподілу механічних елементів і, перш за все, мулистих частинок, кількість яких, в солонцевому горизонті тільки в 1,2 рази більше, ніж у надсолонцевому. Це пов’язано з значним залученням у верхні шари ґрунту солонцевих горизонтів у процесі планувальних робіт і механічного обробітку, а також гальмування процесу елювіювання.

9. Солонці лучні цілинні істотно різняться за мікроагрегованістю окремих генетичних горизонтів, але між гранулометричним і мікроагрегатним аналізом достовірних відмінностей немає, а невелика частина мулистих частинок (4,8 %) скоагульована в агрегати розміром 0,01 – 0,05 мм у надсолонцевому горизонті. Гумусово-ілювіальні горизонти всіх видів солонців майже повністю дисперговані. У підсолонцевому горизонті значна частина мулу скоагульована. Тривале використання солонцевих ґрунтів під рисом значно покращує мікроструктуру за всім профілем за рахунок коагуляції мулистих частинок в агрегати розміром
0,01 – 0,05 мм і крупніші, внаслідок підвищення їх гумусованості, розсолення і розсолонцювання.

10. У природних біоценозах солонці лучні характеризуються більшою брилистістю надсолонцевого горизонту, коефіцієнт структурності складає в середньому 1,53. Гумусово-ілювіальний горизонт містить значно менше брил і пилу та має вищий коефіцієнт дисперсності. Рисосіяння збільшує коефіцієнт структурності до 2,30 і кількість фракції 10-3 мм, зменшує брилистість, розпиленість і водоміцність агрегатів.

11. Енергетично та економично вигідніше вирощувати рис на ґрунтах з високим рівнем родючості, яка забезпечується розміщенням його посівів по пласту багаторічних бобових трав, посівах сидератів і зайнятих сидеральних парах. Одна тонна свіжих післяжнивних решток ґрунту забезпечує зростання врожаю рису на

0,128 т/га. Використання сидератів збільшує рентабельність вирощування рису з 21 до 41% і підвищує коефіцієнт енергетичної ефективності з 1,92 до 2,45.

Публікації автора:

Статті

1 Кольцов С.А. Влияние длительного рисосеяния на гумусовое состояние солонцов луговых Причерноморья /С.А. Кольцов, Ю.Е. Кизяков., А.В. Кольцов // Агрохімія і грунтознавство. Спец. випуск, ч.3. – Харків. – 1998. – С. 165-166. (Частка авторства 65%, експериментальні дані, узагальнення матеріалу, сформульовано висновки)

2. Кольцов С.А. Агрофизические аспекты антропогенной эволюции солонцов луговых Причерноморья в рисовых севооборотах /С.А. Кольцов, Ю.Е. Кизяков,
А.В. Кольцов // Таврійський науковий вісник: Зб. наук. пр. – Херсон: Айлант, 1998. – Вип.9. – С.174-176. (Частка авторства 65%, експериментальні дані, узагальнення матеріалу, сформульовано висновки)

3. Кольцов С.А. Динамика структурно-агрегатного состава солонцов луговых освоенных // Наукові праці Кримського ДАУ. – Сімферополь, 2000. – Вип. 66. Сільськогосподарські науки. – С. 105 – 110.

4. Почвогенетические и мелиоративные аспекты экологических проблем рисосеяния в Крыму / Ю.Е. Кизяков, А.А. Титков, А.В. Кольцов, С.А. Кольцов,
Г.Е. Тронза, А.В. Рябышко / Вісник Харківського ДАУ. Серія – ґрунтознавство, агрохімія, землеробство та лісове господарство. - Харків, 2001. - №3. - С. 127-133. (Частка авторства 60%, експериментальні дані, узагальнення матеріалу)

5. Динамика гумусового состояния солонцов луговых Крымского Причерноморья под люцерной / Ю.Е. Кизяков, С.А Кольцов / Вісник Харківського ДАУ. Серія – грунтознавство, агрохімія, землеробство та лісове господарство. - Харків, 2001. - №3. - С.133-139. (Частка авторства 80%, експериментальні дані, узагальнення матеріалу, сформульовано висновки)

6. Кольцов С.А. Динамика запасов фитомассы в естественных биоценозах лугово-каштановых почв Причерноморья /С. А. Кольцов, Ю. Е. Кизяков,

А. В. Рябышко / Агрохімія та грунтознавство. Спец. випуск. Кн. 2. – Харків, 2002. - С. 163-165. (Частка авторства 60%, експериментальні дані, узагальнення матеріалу)

7. Кольцов С.А. Динамика структурно-агрегатного состава солонцов луговых Причерноморья в звене ячменя с люцерной при длительном функционировании рисовых севооборотов / Вісник ХДАУ. – Харків, 2002. - №1. - С. 200-205.

8. Динаміка гумусового стану солонців лучних Кримського Причорномор’я під рисом /Ю.Є Кізяков, С.О. Кольцов/ Агрохімія і ґрунтознавство. Вип. 63. Кн.2. – Харків, 2002. – С. 9-14. (Частка авторства 80%,експериментальні дані, узагальнення матеріалу, сформульовано висновки)

9. Кольцов С.А. Влияние видового состава растений на содержание и профильное распределение гумуса в солонцах луговых Причерноморья // Наукові праці Кримського ДАУ. – Сімферополь, 2002. – Вип. 378. Сільськогосподарські науки. – С. 110-113.

10. Динамика эколого-производственной устойчивости земель рисовых агроландшафтов /А.В. Кольцов, С.А. Кольцов, А.А. Титков, М.А. Баширов // Наукові праці Південного філіалу «Кримський агротехнологічний університет» Національного аграрного університету. – Сімферополь, 2007. – Вип. 100. Сільськогосподарські науки. – С.82–86. (Частка авторства 60%, узагальнення матеріалу, сформульовано висновки)

Матеріали наукових конференцій

11. Особенности антропогенной эволюции солонцов луговых и управление их плодородием в рисовых севооборотах Причерноморья / Ю.Е. Кизяков,
А.В. Кольцов, С.А. Кольцов, А.А. Титков, М.Е. Сычевский // Сучасні проблеми охороны земель //Праці// Міжнародна наукова конференция. К.: СОПс Украины, 1997, ч. 2. – С. 91-93. (Частка авторства 60%, експериментальна частина)

12. Кольцов С.А. Влияние длительного рисосеяния на гумусовое состояние солонцов луговых Причерноморья / С.А. Кольцов, Ю.Е. Кизяков, А.В. Кольцов // Сучасні проблеми охорони земель // Праці // Міжнародна наукова конференція. К.: СОПс Украины, 1997, ч 3. – С.165-166. (Частка авторства 65%, експериментальна частина)

13. Кольцов С.А. Гранулометрический состав и структурное состояние солонцов луговых Крыма в связи с использованием этих почв в рисово-люцерновом агроценозе / С.А. Кольцов, Ю.Е. Кизяков, А.В. Кольцов // Генеза, географія та екологія ґрунтів: Зб. наук. пр. / Міжнародна наукова конференція. Львів, 1999. –
С. 37-40. (Частка авторства 65%, експериментальна частина)

14. Кольцов С.А. Плотность сложения солонцов лугових Причерноморья и ее трансформация в рисовом севообороте // Засади сталого розвитку аграрної галузі. Збірник матеріалів Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених. Київ, 2002. – С. 22.

15. Влияние культуры риса на экологическую среду Причерноморья /
А.А. Титков, А.В. Кольцов, С.А. Кольцов, М.А. Баширов // Підвищення ефективності ведення галузі рисівництва в ринкових умовах: Матеріали міжнародної науково-практичної конференції. – Скадовськ, 2006. – С. 70-71. (Частка авторства 60%, узагальнення матеріалу, сформульовано висновки)