| Технології | Внесення органічних добрив, т/га | Внесення вапна, т/га | Ланки сівозміни | N | P | K | Загальні енерговитрати, ГДж |
| кг діючої речовини/га | |||||||
| Традиційна технологія | 60 на 4 роки | 5 на 4 роки | кукурудза на силос | 90 | 60 | 120 | 740,8 |
| картопля | 60 | 45 | 120 | ||||
| однорічні трави | 60 | 45 | 120 | ||||
| ячмінь | 60 | 45 | 120 | ||||
| Енергетичні затрати, ГДж | 252 | 190 | 234,4 | 24,6 | 39,8 | ||
| Ресурсозбережувальна технологія локального окультурювання | 15 на 4 роки | 0,5 на 4 роки | кукурудза на силос | 60 | 45 | 90 | 282,0 |
| картопля | 30 | 30 | 60 | ||||
| однорічні трави | 30 | 30 | 60 | ||||
| ячмінь | 30 | 30 | 60 | ||||
| Енергетичні затрати, ГДж | 63 | 19 | 156,2 | 18,9 | 24,9 | ||
Технологія локального окультурювання дає змогу істотно зекономити енергетичні ресурси і підвищити окупність затраченої енергії приростом урожаю. За енергетичною ефективністю дана технологія істотно перевищує існуючі технології, а її широке впровадження дозволить істотно заощадити енергоресурси і гармонізувати екологовідтворні й продуктивні функції ґрунтового покриву.
Отже, проведеними дослідженнями засвідчено перевагу ресурсозбережувальної технології локального окультурювання кислих грунтів перед традиційною технологією і технологією підтримувального окультурювання. Вона полягає в економії енергетичних, матеріальних і людських ресурсів, а також у підвищенні ефективності (пролонгації) органічних, мінеральних добрив та меліорантів.
Отримані результати свідчать про перевагу (за енергетичними показниками) запропонованої ресурсозбережувальної технології локального окультурювання кислих грунтів перед традиційною загальноприйнятою. Підсумовуючи вищезазначене можна зробити основний висновок про те, що в умовах ринкової економіки перевагу у землеробстві на кислих грунтах слід надавати технологіям, які забезпечують високу віддачу від вкладених матеріальних ресурсів і, в першу чергу, маловитратним ресурсозбережувальним технологіям.
2.4 Нормативна окупність хімічної меліорації кислих грунтів.
Вважається, що вапнування є одним з найбільш економічно вигідних засобів підвищення врожайності сільськогосподарських культур на кислих ґрунтах. Втім, здебільшого рентабельність цього агрозаходу вираховують за прибавкою урожаю. Дійсно, завдяки поліпшенню кислотно-основної рівноваги у ґрунтовому середовищі при внесенні вапняних меліорантів, сільгоспвиробники отримують додатковий урожай. Але на практиці приріст врожаїв від вапнування здебільшого значно менший за той, який забезпечує рентабельність цього агрозаходу (див. табл. 4).
При цьому практично обминається той факт, що меліорація кислих ґрунтів згідно переважної більшості існуючих рекомендацій, вимагає значних витрат енергії на заготівлю та внесення вапнякових матеріалів. За нашими обрахунками енергоємність однієї тонни внесеного вапна становить 5-7 Гдж, а коефіцієнт енергетичної ефективності, як правило, складає всього лише
0,8-1,2.
При нормі вапнування 5 т/га витрати енергії складають майже 25-35 ГДж/га, що еквівалентно 12,4-20,0 ц/га зернових одиниць (табл. 9).
Тобто при внесенні таких доз вапна для підтримки рентабельності цього агрозаходу, треба отримувати прибавки врожаїв на 30-50 % вищі за вказані величини.
Уникнути зайвих витрат енергоносіїв та внесених добрив і меліорантів, отримати максимальний прибуток дозволяє застосування ресурсозбережувальних технологій окультурювання кислих грунтів.
Таблиця 9
Витрати енергії на вапнування і їх еквівалент у зернових одиницях на 1 га
| Доза вапна, т/га | Витрати енергії на вапнування, ГДж/га | Еквівалент витрат в зернових одиницях, ц/га |
| 0,5 | 2,6 | 1,4 |
| 1 | 4,9 | 2,6 |
| 3 | 14,3 | 7,5 |
| 5 | 23,6 | 12,4 |
| 8 | 37,7 | 19,8 |
На підставі проведених польових досліджень встановлено, що ресурсозбережувальна технологія окультурення ґрунтів дозволяє використовувати у 6-7 разів менше вапна, у 4-5 разів менше органічних і на 20-30 % мінеральних добрив порівняно з традиційною технологією. У сукупності все це дозволяє істотно скоротити енерговитрати за новою технологією у порівнянні з традиційною (табл. 10).
Порівняння ресурсо- та енерговитрат за різних технологій окультурювання грунтів
| Показники оцінки | Традиційна технологія | Технологія локального окультурювання |
| Внесення добрив: | ||
| органічних | 50-60 т/га | 10-15 т/га |
| мінеральних | залежно від ґрунтових умов 1 доза NPK | для тих самих ґрунтових умов 0,7 дози NPK |
| вапна | 3-8 т/га | 0,5-1 т/га |
| Окупність добрив приростом урожаю, центнерів зернових одиниць: | ||
| 1 тонни органічних добрив | 0,15-0,22 | 1,1-1,8 |
| 1 ц мінеральних туків | 1,6-2,4 | 3,2-4,4 |
| 1 тонни вапна | 0,8-1,3 | 9,0-11,0 |
При цьому окупність одного центнеру туків за рахунок приросту урожаю завдяки технології локального окультурювання підвищується з 1,6-2,4 до 3,2-4,4 ц, а однієї тонни гною з 0,15-0,22 до 1,1-1,8 ц зернових одиниць, а енерговитрати зменшуються у 1,5-2,0 рази.
Застосування ресурсозбережувальних технологій окультурювання кислих грунтів дозволяє уникнути невиправданих енерговитрат і отримувати максимальний прибуток.
2.5 Методичні підходи до розрахунків доз меліорантів
Поліпшення агроекологічних властивостей і підвищення родючості кислих ґрунтів залежить від оптимізації в них кислотно-лужного та кальцієвого режимів. Одним з вирішальних факторів зі створення сприятливих умов для нормального розвитку і росту сільськогосподарських культур є нейтралізація кислої реакції ґрунту, що досягають внесенням відповідної кількості вапна, тобто вапнуванням ґрунтів. Проте, незважаючи на давність застосування цього агрозаходу на кислих ґрунтах, питання про дози вапна ще повною мірою не обґрунтоване і до кінця не вирішене.
За існуючими загальновідомими схемами розрахунку доз вапняних меліорантів враховують такі властивості ґрунтів, що підлягають вапнуванню, як ступінь кислотності, насиченість основами, вміст рухомого алюмінію, гранулометричний склад тощо. Хоча на практиці найбільш частіше використовують показник гідролітичної кислотності, а також рН сольової витяжки і гранулометричний склад ґрунту.
Слід зазначити, що головною методичною помилкою при розрахунку норм вапняних меліорантів є неможливість у лабораторних умовах відтворити ті ґрунтові умови, які притаманні безпосередньо конкретним кислим ґрунтам. Наприклад, за умов встановлення обмінної кислотності кінцевим продуктом є соляна кислота, а при визначенні гідролітичної кислотності в розчині утворюється відносно слабка оцтова кислота, але ж, незважаючи на це, за обома методами прийнято розраховувати дози вапна. Тобто вочевидь простежується недосконалість розрахунків норм вапняних меліорантів за існуючими методиками. На практиці це призводить до перевапнування грунтів і, в цілому, до погіршення агроекологічної ситуації у регіонах розповсюдження кислих грунтів.
Серед багатьох існуючих нині методів розрахунку доз вапна найбільш поширеним в Україні є метод розрахунку кількості меліоранту за показником гідролітичної кислотності (Нг), який використовують як у практиці землеробства, так і наукових дослідженнях.
Розрахування доз вапна за гідролітичною кислотністю пов’язано з багатьма недоліками і помилками, зумовленими ланцюгом розбіжностей і протиріч, на що ми звертаємо особливу увагу.
У класичному розумінні під гідролітичною кислотністю розуміють різницю між значеннями рН, які встановлюють при обробці ґрунту розчином оцтовокислого натрію (СН3СООNa) та розчином КCl. Тобто гідролітичною вважається тільки прирощення кислотності за рахунок використання солі, що містить аніон слабкої кислоти та катіон сильного лугу замість гідролітично нейтральної солі. На практиці, і це увійшло у розрахункові формули, гідролітичну кислотність приймають рівною кількості вільної оцтової кислоти, яку отримують у витяжці після взаємодії ґрунту з 1 н. СН3СООNa.
Одноразова взаємодія розчину СН3СООNa з ґрунтом витискає не всю кількість протонів (Н+), в зв’язку з чим при розрахунках використовують додаткове множення на повноту витискання (1,75). Крім цього, розрахунки доз вапняних меліорантів за показником гідролітичної кислотності не враховують фізіологічні особливості окремих видів сільськогосподарських культур, для абсолютної більшості яких найбільш сприятливі умови досягаються при значеннях рН ґрунтового розчину від 5,5 до 7,5.
З іншого боку, використання за цим методом лужного розчину ацетату натрію з рН 8,2 викликає дисоціацію навіть у слабких органічних кислот ґрунту, які безпосередньо не беруть участі в утворенні ґрунтової кислотності через невелику концентрацію та постійну взаємодію з лужними основами, які звільняються при розкладі рослинного опаду з утворенням відповідних солей. Крім цього, лужний розчин ацетату натрію здатен депротонізувати фенольні гідроксили та амідні групи органічних речовин. Наприклад, відомо, що в органічних горизонтах, особливо в лісових ґрунтах, вміст оксалатів кальцію – вівеліту та віделіту, які мають лужну реакцію, сягає відносно значних величин. Тобто лужний розчин оцтовокислого натрію здатен витягти з ґрунту навіть ті протони, які не мають ніякого відношення до утворення ґрунтової надлишкової кислотності і до якої сільськогосподарські культури індиферентні. Але ж на їх нейтралізацію теж розраховуються дози вапна за цим методом, а це вже пряма похибка, яка призводить до перебільшення доз вапна.