Problem formulation. Ecological quality of soils and agricultural products depends on the level of irrigation water mineralization. The quality of mineralized irrigation water has a negative impact on soils, agricultural products and ecosystems. This is especially negative in the conditions of Southern Ukraine within the Black Sea territories where the formation of irrigation waters in the Ingulets river basin depends on the influence of the Kryvyi Rih iron ore basin located in the river basin. The aim of the article is to assess the impact of mineralized irrigation waters on soils and natural ecosystems. Materials and methods. Field sampling of water and dark chestnut saline soils and southern chernozem soils to determine the impact of mineralized water quality on soils and ecosystems, statistical analysis of the obtained data. Results. Discharges of highly mineralized mine waters into the river basin lead to a change in the flow velocity in the river from 4 m³/s to 20 m³/s, which negatively affects the flora and fauna living conditions. Depending on the chemical composition of the discharges, the mineralization of irrigation water varies from 1.393 g/dm³ to 1.7608 g/dm³, and sometimes reaches 4.349 g/dm³. In terms of chemical composition, irrigation water is formed as a hydrocarbonate-sulfate-chloride with almost the same content of sulfates and chlorides, calcium-magnesium-sodium with a significant advantage of sodium. The dynamics of irrigation water quality indicators during 2013-2021 testifies to an increase of the most dangerous indicators for soils: hydrogen index of soil solution (pH) from 7.7 to 8.4, chlorine ion content (Cl–) – from 9.52 to 10.77 meq/dm³ and sodium (Na+) from 9.52 to 13.33 meq/dm³. By means of correlation and regression analyzes, the regularities of water hydrochemical composition formation were revealed and a strong functional connection between mineralization and chlorine ions (r = 0.99) and sulfate ions (r = 0.99), between mineralization and hydrocarbonate ions was established (r = 0.47). As the mineralization of water increases, the content of chlorine ions and sulfate ions increases proportionally, and hydrocarbonate ions play a secondary role in the formation of the hydrochemical composition. To prevent the chlorine ions excess of more than 350 meq/dm³ and sulfate ions excess – 500 meq/dm³, irrigation water mineralization should not exceed 1500 mg/dm³, and to prevent the chlorine ions excess of more than 350 meq/dm³, water flow from the canal should be at least 9.0 m³/s. Scientific novelty. New mathematical models of the irrigation water mineralization, its anionic composition, its chloride content dependence on water consumption from the Ingulets river and the interdependence between mineralization and cationic composition of water are offered. Practical significance. The obtained results are of practical importance for the implementation of agro-ameliorative measures for soil and ecosystem conservation.
Мета – визначення ефективності застосування різних способів і глибини основного обробітку на забур’яненість посівів, враження їх хворобами та пошкодження шкідниками на фоні органо-мінеральної системи удобрення з використанням побічної продукції сільськогосподарських культур 4-пільної зерно-просапної сівозміни. Методи: польовий; лабораторний, розрахунковий, візуальний, вимірювально-ваговий, біохімічний, статистичні (дисперсійний і кореляційний), порівняльно-розрахунковий із використанням загаль- новизнаних в Україні методик і методичних рекомендацій. Дослідження проводили в стаціонарному досліді відділу зрошуваного землеробства ІЗЗ НААН України протягом 2016–2021 років у зоні дії Інгулецької зрошувальної системи. Результати дослідження. У посівах культур сівозміни на час відновлення весняної вегетації найменша кількість бур’янів (8,4–15,7 шт./м2) спостерігалась у варіанті оранки. Чизельне розпушування на таку саму глибину призвело до підвищення забур’яненості на 2,4–14,1 шт/м2. За диференційованих систем основного обробітку кількість бур’янів була вищою, ніж на контролі, в 1,5 та 2,8 раза відповідно. Перед збиранням врожаю культур сівозміни закономірність, що відзначалася на початку вегетації та перед внесенням страхових гербіцидів, збереглася. За системи різноглибинного основного обробітку з обертанням скиби продуктивність сівозміни становила 8,4 т/га зернових одиниць, у варіантах безполицевих – різноглибинної та одноглибинної мілкої – вона знизилась до 8,1 та 6,5 т/га, або на 3,6 та 22,6% відповідно. За диференційованої-1 системи основного обробітку відзначено підвищення продуктивності сівозміни порівняно з контролем на 1,2%, а за диференційованої-2 – зниження на 7,1%. Висновок. Найвищу продуктивність за виходом зернових одиниць в розрахунку на один гектар сівозмінної площі забезпечила диференційована-1 система основного обробітку з одним щілюванням за ротацію сівозміни на глибину 38–40 см з показником 8,50 т/га з. о. на фоні використання побічної продукції культур сівозміни та дози мінеральних добрив N120P60, забезпечивши умовно чистий прибуток 20,4 тис.грн./га з рівнем рентабельності 110,1%.
У статті висвітлені результати експериментальних досліджень впливу різних способів і глибини основного обробітку ґрунту на фоні трьох систем удобрення у сівозміні на урожайність сільськогосподарських культур та енергетичну ефективність технологій їх вирощування. Метою статті було встановлення впливу мінімізованого основного обробітку й органічних і органо-мінеральних систем удобрення на формування агрофізичних властивостей, водного режиму ґрунту та продуктивності 4-пільної сівозміни в умовах зрошення півдня України. Методи: польовий, кількісно-ваговий, візуальний, лабораторний, розрахунково-порівняльний, математично-статистичний методи з використанням загальновизнаних в Україні методик і методичних рекомендацій. Система основного диференційованого обробітку, що базується на безполицевому мілкому обробітку, поєднаному з одним щілюванням за ротацію сівозміни на глибину 38–40 см, забезпечила зниження енергетичних витрат порівняно із різноглибинною оранкою на 53,5 % і сприяла оптимізації агрофізичних властивостей і водного режиму ґрунту, створивши умови для реалізації генетично обумовленого потенціалу продуктивності сортів і гібридів. У середньому за роки досліджень (2016–2020 рр.) встановлено, що найвищу урожайність культур сівозміни забезпечувало внесення добрив дозою N120P60 у розрахунку на один гектар сівозмінної площі, на фоні різноглибинної полицевої та диференційованої-1 систем основного обробітку. Так, урожайність зерна кукурудзи відповідно становила 14,44 та 14,82 т/га, сої – 4,31 і 4,34 т/га, пшениці озимої 6,81 та 6,90 т/га та сорго зернового – 7,09 і 7,70 т/га. Найнижчі технологічні витрати встановлені у варіанті з дисковим розпушуванням на 12–14 см у системі безполицевого мілкого одноглибинного основного обробітку ґрунту без внесення мінеральних добрив – 53,2 ГДж/га. Найвищу продуктивність 8,43 т/га зерна й енергомісткість врожаю сільськогосподарських культур сівозміни 159,5 ГДж забезпечила диференційована-1 система основного обробітку з одним щілюванням (38–40 см) за ротацію на фоні органо-мінеральної системи удобрення з використанням побічної продукції культур сівозміни та розрахункової дози мінеральних добрив N120P60 на гектар сівозмінної площі з окупністю енергетичних витрат 2,05.
Інститут зрошуваного землеробства Національної академії аграрних наук України Малярчук А.С.-кандидат сільськогосподарських наук https://orcid.org0000-0001-5845-269X Інститут зрошуваного землеробства Національної академії аграрних наук України Булигін Д.О.-кандидат сільськогосподарських наук https://orcid.org0000-0002-4810-965x Інститут зрошуваного землеробства Національної академії аграрних наук України
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.