НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

В’ялий Сергій Олександрович

УДК 631.51.632.954:633.15 [477]

Вплив багаторічного застосування систем основного обробітку грунту та гербіцидів на продуктивність кукурудзи в умовах правобережного лісостепу україни

06.01.01 - загальне землеробство

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті, Кабінет Міністрів України

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор,

Заслужений працівник народної освіти,

академік АН ВШ

Гудзь Володимир Павлович,

Національний аграрний університет,

завідувач кафедри загального землеробства

Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук,

професор, академік АН ВШ Примак Іван Дмитрович,

Білоцерківський державний аграний університет, завідувач кафедри загального землеробства

- кандидат сільськогосподарських наук

Шеченко Іван Павлович,

Інститут землеробства УААН,

завідувач лабораторії захисту грунтів від ерозії

Провідна установа: Уманська сільськогосподарська академія,

Міністерство аграрної політики України,

кафедра загального землеробства, м. Умань

Захист відбудеться “ 7 “ лютого 2001 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м.Київ, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного аграрного університету: Київ - 41, вул. Героїв оборони, 11, навчальний корпус 10.

Автореферат розісланий “ 5 “ січня 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Дмитришак М.Я.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Серед важливих завдань державного значення у сільськогосподарському виробництві останніми роками особливої гостроти набула потреба збільшення в Україні виробництва зерна кукурудзи. Аналізуючи процеси, що відбуваються у цій галузі, слід визнати: з різних причин відбувся різкий спад урожайності і валових зборів однієї з провідних зернових культур. Якщо в 1986-1990 роках валовий збір зерна кукурудзи в Україні становив 7,3 млн. тон, а врожайність була на рівні 36,5 ц/га, то в 1999 році цій культурі було відведено тільки 1,4 млн. га, отримано 2,2 млн. тон при врожайності 25,3 ц/га (В.С Циков, 1999, С.М. Крамарев, 1999).

Перехід сільського господарства на ринкові відносини господарювання потребує невідкладного впровадження в виробництво комплексу заходів. За різних форм власності центральне місце займає пошук невикористаних резервів збільшення виробництва продукції при одночасному зниженні її вартості.

В технології вирощування сільськогосподарських культур до 40% матеріальних та 25% трудових витрат займає обробіток грунту (В.М. Круть, 1986). Ряд вчених та товаробників закликають до мінімалізації обробітку грунту, або навіть до повного виключення його з технологій вирощування культур у сівозміні. Проте застосування таких систем обробітку потребує ретельного вивчення їх впливу на врожай та його якість, параметри грунтової родючості і рівень забур’яненості в конкретних грунтово-кліматичних умовах.

Дослідження допомогли встановити, що на сучасному етапі найефективнішою є полицево-плоскорізна система основного обробітку грунту, яка являє собою комбінацію періодичних полицевих та безполицевих глибоких і мілких обробітків у сівозміні.

Вивчення різних систем основного обробітку грунту в стаціонарних дослідах при багаторічному їх застосуванні дає можливість встановити зміну головних параметрів грунтової родючості та зробити вибір найоптимальнішої з врахуванням їх економічної та екологічної доцільності.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною тематичної програми досліджень кафедри загального землеробства Національного агарного університету з теми: ”Розробка моделей нормативного землеробства при вирощуванні польових культур у Лісостепу України”, номер державної реєстрації 0194U 001957.

Мета і завдання досліджень. Полягає у встановлені закономірностей формування сталих врожаїв кукурудзи при різних системах основного обробітку грунту в правобережному Лісостепу України та розробці рекомендацій по їх впровадженню.

Завдання досліджень:

-

-

-

-

Наукова новизна досліджень полягає в комплексному вивченні наслідків впливу 19-ти річного застосування різних систем основного обробітку грунту на фоні гербіцидів і без них на головні фактори грунтової родючості і врожайність кукурудзи. Встановлена залежність водного та поживного режимів, агрофізичних і біологічних властивостей грунту та забур’яненості посівів від його основного обробітку. Доведена необхідність у правобережному Лісостепу України на основі урожайних та біоенергетичних даних застосування полицево-плоскорізного обробітку грунту в сівозміні.

Практичне значення отриманих результатів. Всебічна оцінка проведених досліджень дозволила встановити, що виробниче застосування полицево-плоскорізної системи основного обробітку грунту забезпечує підвищення рівня його родючості, проявляє високий протибур’яновий ефект, значно зменшує енергетичні витрати і одержання стабільних врожаїв кукурудзи з високими показниками технологічної якості. Результати досліджень впровадженні на Агрономічній дослідній станції Національного аграрного університету та в СТОВ “Хлібороб” Шполянського району Черкаської області.

Особистий внесок здобувача в одержанні результатів досліджень полягає в самостійному плануванні та здійсненні науково-дослідних робіт, математичній обробці та аналізі експериментального матеріалу, а також узагальненні результатів досліджень і формуванні висновків

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на наукових конференціях в Національному аграрному університеті та засіданнях кафедри загального землеробства.

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 4 статті в збірниках наукових праць.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 151 сторінці машинописного тексту, включає 24 таблиці, 11 рисунків, складається із вступу, 6 розділів, висновків та рекомендацій виробництву. Список використаних літературних джерел включає 252 назви, в тому числі 20 зарубіжних авторів.

ЗМІСТ РОБОТИ

1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

У розділі подається короткий огляд літератури з питань значення кукурудзи як продовольчої та кормової культури, історичного розвитку, сучасного стану та перспектив удосконалення систем основного обробітку грунту. Розглядається всебічний вплив різних систем основного обробітку грунту на головні елементи його родючості, забур’яненість посівів, урожайність та якість зерна культури.

2. УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

2.1. Погодно-кліматичні та грунтові умови проведення досліджень

Дослідження проводилися протягом 1998 – 2000 років у стаціонарному досліді кафедри загального землеробства Агрономічної дослідної станції Національного аграрного університету, с. Пшеничне Васильківського району Київської області. Територія станції розміщена в правобережному Лісостепу України.

Клімат району помірно-континентальний. Середня багаторічна температура повітря за рік становить 6,80C, відносна вологість – 89,4 %. У середньому за рік випадає 562 мм опадів, за вегетаційний період - 354 мм, або 62 % річної їх кількості.

Тривалість періоду з температурою вище +50С складає 210 - 218 днів і 155 - 180 днів - з температурою вище +100С.

За гідротермічними умовами вегетаційний період 1998 року був вологим, ГТК = 1,63 (Кі = 1,25), 1999 року - посушливим, ГТК = 0,84 (Кі = - 1,22). В 2000 році ГТК був близьким до норми, ГТК = 1,1 (Кі = -0,40), що свідчить про неістотні відхилення від багаторічних показників.

Грунт дослідної ділянки – чорнозем типовий малогумусний середньосуглинковий. Вміст гумусу в орному шарі становить 4,4 % (за Тюріним), вміст рухомого фосфору - 4,5 - 5,5 мг (за Мачигіним), обмінного калію - 9,8 - 10,3 мг/ 100 г грунту.

2.2. Методика проведення досліджень

Експериментальна частина роботи виконувалась протягом 1998 -2000 рр. в стаціонарному досліді по вивченню різних систем основного обробітку грунту в зерно-буряковій сівозміні з наступним чергуванням культур: конюшина - озима пшениця - цукрові буряки - кукурудза на силос - озима пшениця - кукурудза на зерно - горох - озима пшениця - цукрові буряки - ячмінь з підсівом конюшини.

Розмір посівної ділянки 280 м2, облікової - 240 м2. На половині площі цих ділянок вносили рекомендовані для зони і культур гербіциди відповідно до критерію еколого-економічного порогу забур’янення. Повторність досліду чотириразова, розміщення послідовне.

Система удобрення і застосування пестицидів характерні для сучасного інтенсивного землеробства. Технологія вирощування культур загальноприйнята для зони.

Програма досліджень передбачала вивчення п’яти систем основного обробітку грунту: 1)диференційована (контроль), в якій проводили різноглибинну оранку під всі культури за винятком поверхневого обробітку під озиму пшеницю після гороху та кукурудзи на силос і плоскорізного на 20-22 см під ячмінь; 2) полицева, яка включає різноглибинну оранку, зокрема під кукурудзу на зерно на 25-27 см; 3) плоскорізна із застосуванням різноглибинних плоскорізних обробітків, під кукурудзу на зерно – теж на 25-27 см; 4) полицево-плоскорізна система основного обробітку, яка передбачає глибоку оранку під цукрові буряки на 28-30 см, під озиму пшеницю після гороху та кукурудзи на силос – поверхневий на 8-10 см, під решту культур – плоскорізний різноглибинний обробіток, 5) поверхнева, виконується дисковими знаряддями на глибину 10-12 см під всі культури.

У дослідах висівали середньостиглий гібрид кукурудзи Одма-310 М.

Програма досліджень включала визначення наступних показників: вміст гумусу за Тюріним з використанням фотоелектроколориметра. Щільність орного шару грунту на глибині 0 - 10, 10 - 20, 20 - 30 см методом Н.А.Качинського на час сівби культури, в фазу цвітіння та перед збиранням урожаю. Структурно-агрегатний склад грунту – за методом Саввінова. Вміст легкогідролізованого азоту за методикою Шлавицької, рухомих форм фосфору за Мачигіним, обмінного калію за Чиріковим в шарах грунту 0 - 10, 10 - 20, 20 - 30 см в ті ж періоди, що і щільність грунту. Біологічна активність грунту за методикою Ємцева, Мішустіна, Вострова (розклад лляного полотна) по шарах 0 - 10, 10 - 20, 20 - 30 см. Загальну кількість мікроорганізмів в орному шарі визначали за методикою Виноградського на МПА. Вміст доступної вологи в грунті на глибинах 0 - 10, 10 - 20, 20 - 30 та 0 - 100 см методом висушування до постійної маси при температурі 105 0С в ті ж строки. Облік бур’янів проводили в фазу 6-8 листків кукурудзи кількісним, в фазу цвітіння – кількісно-ваговим методом. Площу листкової поверхні – методом висічок, чисту продуктивність фотосинтезу – за методиками А.А. Ничипоровича. Фенологічні спостереження кукурудзи визначали за методикою Держкомісії по сортовипробуванню сільськогосподарських культур та методичних рекомендацій НДІ зернового господарства. Масу кореневої системи в шарах 0-10, 10-20, 20-30 см визначали по Н.З. Станкову. Густоту рослин визначали в фазу повних сходів та перед збиранням з перерахунком на один гектар. Для визначення структури урожаю відбирали пробні снопи по 20 рослин. Облік урожаю проводили методом суцільного збирання качанів з облікової ділянки з перерахунком на гектар. Вміст в зерні кукурудзи клітковини визначали за методикою Ганнеберга і Штомана; “сирий” жир – методом знежиреного залишку в апараті Сокслета; вміст крохмалю – поляриметричним методом по Еверсу. Енергетичну ефективність визначали за методикою В.М. Володіна. Статистичний аналіз одержаних експериментальних даних проводили за методикою Б.А. Доспехова.

3. ВПЛИВ СИСТЕМ ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ ГРУНТУ НА ГОЛОВНІ ФАКТОРИ ГРУНТОВОЇ РОДЮЧОСТІ

3.1. Зміна вмісту гумусу в орному шарі при багаторічному застосуванні різних систем основного обробітку грунту

Сільськогосподарське виробництво, яке використовує основну частину земельних і природних ресурсів, разом з іншими галузями народного господарства несе відповідальність за екологічну рівновагу в природі. Від стану грунтового покриву залежить стійкість агроландшафтів і біосфери в цілому.

Найважливішим показником родючості грунту є органічна речовина і найцінніша її складова частина – гумус.

Системи основного обробітку грунту по-різному впливали на накопичення гумусу. На варіанті диференційованої і полицевої систем основного обробітку відмічається більш рівномірний розподіл гумусу по орному шару. Тривале застосування плоскорізного і поверхневого обробітків призводить до істотної диференціації орного шару за вмістом органічної речовини. Найбільше гумусу в шарі 0 – 10 см спостерігалося на плоскорізній (4,68) та поверхневій (4,70%) системах основного обробітку грунту. В нижніх шарах істотне зменшення вмісту гумусу відмічено на цих же варіантах з безполицевими системами обробітку в сівозміні.

Узагальнюючи отримані результати, слід відмітити, що найбільша кількість гумусу в середньому в шарі 0-30 см спостерігалася при полицево-плоскорізній системі основного обробітку грунту (4,45), на контролі (4,42) та при оранці (4,40%). На варіанті з плоскорізним різноглибинним обробітком кількість гумусу зменшувалась до 4,36%. При застосуванні поверхневої системи основного обробітку грунту відмічалось істотне зменшення вмісту органічної речовини в орному шарі (4,31%).

При проведенні оранки один раз у 4 – 5 років при застосуванні полицево-плоскорізної системи основного обробітку у десятипільній сівозміні спостерігається рівномірніший розподіл гумусових кислот в орному шарі з деяким підвищенням їх у 0 – 10 см шарі. Проведення оранки нівелює диференціацію орного шару за родючістю, активізує мікробіологічні процеси в нижніх його горизонтах.

3.2. Щільність грунту

Оранка у системі основного диференційованого й полицевого обробітків забезпечує утворення гомогенного за щільністю оброблюваний шар. Протягом вегетаційного періоду показники об’ємної маси становили в шарі 0 - 10 см – 1,13 - 1,27 ; 10 - 20 см – 1,14 - 1,26 ; 20 - 30 см – 1,16 - 1,27 г/см3, які не перевищували межі оптимальної для кукурудзи. На варіантах плоскорізної, поверхневої систем основного обробітку грунт 19 років не обертався. Протягом цього часу рослинні рештки та органічні добрива нагромаджувалися в верхньому 0-10 см шарі грунту, що привело до найбільш розпушеного стану і щільність цього шару протягом вегетаційного періоду була у межах 1,07 – 1,20 г/см3. У нижніх шарах спостерігалася зворотна залежність. Найбільш ущільненими протягом всього вегетаційного періоду були шари грунту 10-20 і 20-30 см з поверхневим обробітком грунту – 1,23 - 1,32 г/см3, які протягом 19 років не піддавалися механічному розпушуванню. Порівняно з поверхневим обробітком глибоке плоскорізне розпушування зменшило щільність нижніх шарів на 0,03-0,07 г/см3.

Проведення оранки один раз у 4-5 років під цукрові буряки та різноглибинних безполицевих обробітків під інші культури, зокрема під кукурудзу на зерно плоскорізного на 25 - 27 см, у системі полицево-плоскорізного основного обробітку грунту ліквідує диференціацію орного шару за щільністю. Показники об’ємної маси на початку вегетації були в межах 1,09 - 1,19, під кінець 1,22 - 1,26 г/см3, що на рівні контролю і були в межах оптимальної для кукурудзи.

3.3. Структурно-агрегатний стан грунту

Результати досліджень свідчать, що системи основного обробітку ґрунту впливали на структурно-агрегатний склад і водотривкість ґрунтових агрегатів. На час сівби кращий показник коефіцієнту структурності у верхньому шарі (0 - 10 см) відмічений у варіантах диференційованої (2,22), полицевої (2,20) та полицево-плоскорізної (2,10) систем обробітку грунту. На ділянках з плоскорізним і поверхневим обробітками він становив відповідно 2,00, 1,90. В нижніх шарах (10 - 20, 20 - 30 см) коефіцієнт структурності був вищий на ділянках без обертання скиби і був на рівні 2,30 - 2,32.

Перед збиранням врожаю кукурудзи у верхній частині орного шару коефіцієнт структурності під дією опадів, маси ходових частин ґрунтообробних знарядь і тракторів зменшувався на всіх варіантах досліду.

У шарах 10 - 20, 20 - 30 см показники структурності грунту на варіантах без обертання скиби були на тому ж рівні, що і в період сівби. При застосуванні диференційованої та полицевої систем основного обробітку грунту в нижніх шарах спостерігалося зростання коефіцієнту структурності до 2,00-2,12.

Найбільша кількість водотривких агрегатів на час сівби була на варіантах з полицевим обробітком ґрунту. Особливо це помітно у верхньому (0 - 10 см) шарі ґрунту – 52,4 - 55,5%. Кількість водотривких агрегатів в нижніх шарах (10 - 20, 20 - 30 см) була більшою на варіантах з безполицевими обробітками (до 61,1%), що пояснюється природним явищем генезису чорноземів.

В період збирання врожаю, кількість водотривких агрегатів у верхньому шарі за всіх систем обробітку зменшувалась і, практично, знаходилась на одному рівні. У нижніх шарах (10 - 20, 20 - 30 см) водотривких агрегатів було більше на варіантах без обертання скиби.

3.4. Поживний режим грунту

Досліджувані системи основного обробітку грунту впливають на загальний вміст азоту та його розподіл в орному шарі. Найвищий вміст легкогідролізованого азоту в шарі 0 – 30 см спостерігався на варіантах полицевої та дифе-ренційованої систем основного обробітку грунту. Суттєве зниження його кількості (на 0,6 - 1,0 мг/100 г грунту) зафіксовано на варіантах з беззмінними плоскорізними та поверхневими обробітками. Чергування в сівозміні під кукурудзу полицевих обробітків з безполицевими збільшувало вміст цієї форми азоту в грунті порівняно з безполицевими на 0,5 – 0,9 мг/100 г і забезпечувало однаковий вміст порівняно з контролем.

Загальний вміст рухомого фосфору в цілому по орному шару був вищим на варіантах з постійною та періодично оранкою. На ділянках з беззмінними безполицевими обробітками спостерігалося його зменшення на 0,5 – 0,7 мг/100 г грунту.

Системи основного обробітку грунту суттєво не впливали на вміст обмінного калію в орному шарі, а різниця в показниках знаходилась в межах похибки досліду.

Дослідженнями встановлено, що системи основного обробітку грунту суттєво впливають на розподіл поживних речовин по профілю орного шару. При застосуванні полицевої та диференційованої систем обробітку відбувається їх рівномірний розподіл по шарах грунту. При плоскорізному та поверхневому обробітках спостерігається істотне підвищення елементів живлення у верхньому 0 - 10 см шарі. В нижніх шарах, навпаки – їх кількість суттєво зменшується. При полицево-плоскорізній системі основного обробітку грунту завдяки періодичному проведенню оранки у сівозміні спостерігається рів- номірніший розподіл поживних речовин з тенденцією їх накопичення у шарі 0 – 10 см.

3.5. Біологічна активність грунту залежно від систем основного обробітку та застосування гербіцидів

Біологічні властивості грунту є одним із найважливіших показників можливої мобілізації резервів його родючості. Результати досліджень свідчать, що різні системи основного обробітку суттєво впливають на ступінь розкладу лляної тканини в усьому оброблюваному шарі і окремих його частинах. Найбільша мікробіологічна активність орного шару відмічена на варіантах з постійними або періодичними полицевими обробітками.

Залежно від систем основного обробітку грунту спостерігаються зміни біологічної активності в окремих частинах орного шару. Оранка у системі диференційованого та полицевого обробітків сприяє рівномірному розкладу лляного полотна з тенденцією до підвищення в шарі 10 - 20 см. Порівняно з контролем за плоскорізної та поверхневої систем спостерігалося істотне підвищення мікробіологічної активності (на 3,5 - 4,3%) в шарі 0 - 10 см та значне зниження (на 7,8 - 9,3%) його в нижній частині. При застосуванні полицево-плоскорізної системи спостерігається рівномірніший розклад лляного полотна по профілю орного шару з тенденцією до підвищення активності у верхніх шарах.

Мікробіологічна активність виявилась різною на гербіцидному та безгербіцидному фонах на всіх ділянках досліду. Без застосування гербіцидів активність мікроорганізмів була на 6 – 12% вища, ніж на відповідних варіантах із застосуванням хімічних препаратів.

Головним фактором, який на 74% впливає на формування мікробіологічної активності орного шару є система основного обробітку грунту, що стверджує її значну роль в формуванні життєво необхідних умов для діяльності мікроорганізмів (рис. 1).

Визначення загальної чисельності мікроорганізмів (млн./г) по шарах грунту свідчило, що на всіх ділянках досліду найбільша їх кількість була у верхньому 0 - 10 см шарі грунту. У варіантах диференційованого, полицевого та полицево-плоскорізного основного обробітку відмічено рівномірніший розподіл мікроорганізмів по шарах грунту. На ділянках з беззмінними безполицевими обробітками, особливо поверхневого, спостерігається значне підвищення їх кількості у верхньому 0 - 10 см шарі грунту порівняно з контролем і зниження в нижніх.

Нами встановлено, що між кількістю мікроорганізмів та вмістом гумусу існує тісна кореляційна залежність (r = 0,87). На ділянках, де застосовували гербіциди відмічено значне зниження кількості мікроорганізмів порівняно з аналогічними ділянками, де хімічну обробку не проводили. Так, в фазі 6 - 8 листків їх було менше на 2,7 - 4,1, в фазі цвітіння – 0,3 - 2,9 і перед збиранням – 0,1 – 0,7 млн./г грунту. Найвищою токсичність гербіциду була в фазі 6 – 8 листків. В подальшому дія препарату знижувалась і на час збирання чисельність мікроорганізмів у всіх досліджуваних варіантах була майже на одному рівні.

Рис 1. Вплив факторів на розклад лляного полотна в грунті під посівами кукурудзи на зерно за 45 діб.

Токсичність гербіциду більш суттєво проявлялася у верхньому 0 – 10 см шарі грунту і зменшувалася в нижніх, що пояснюється локалізацією найбільшої кількості препарату в верхньому шарі та його хімічними особливостями.

3.6. Динаміка доступної вологи в грунті за різних систем основного обробітку

Наявність доступної вологи в грунті часто стає обмежувальним фактором у формуванні врожайності с.-г. культур. Важливим є не лише надходження вологи з опадами, але і здатністю грунту зберегти та накопичити її. У цьому випадку суттєвого значення набуває основний обробіток грунту.

Результати досліджень показують, що режим вологості грунту по фазах розвитку кукурудзи формувався під впливом кількості та часу випадання опадів і мало залежав від різних систем основного обробітку грунту. Подібна закономірність простежувалась як в умовах посушливого року, так і в роки із звичайним рівнем вологозабезпеченості.

3.7. Забур’яненість посівів кукурудзи залежно від систем основного обробітку грунту та застосування гербіцидів

Постійні безполицеві обробітки сприяли зростанню кількості бур’янів порівняно до контролю у 2,2-2,7 рази , а їх маси – в 1,7-1,9 як на гербіцидному, так і безгербіцидному фонах (табл. 1).

Таблиця 1

Вплив систем основного обробітку грунту на забур’яненість посівів кукурудзи (середнє за 1998-2000 рр.)

Система основного

обробітку грунту | Фази розвитку культури

6-8 листків | цвітіння

БГ* | Г* | БГ | Г

шт/м2 | шт/м2 | шт/м2 | г/м2 | шт/м2 | г/м2

1. Диференційована (К) | 44 | 6 | 49 | 1544 | 11 | 513

2. Полицева | 43 | 5 | 47 | 1497 | 10 | 518

3. Плоскорізна | 97 | 16 | 122 | 2695 | 23 | 751

4. Полицево-плоскорізна | 41 | 5 | 46 | 1810 | 8 | 373

5. Поверхнева | 105 | 19 | 127 | 2796 | 28 | 793

НІР 05 загальна, шт/м2 | 5,4 | 10,1 | 10,1

по обробітках, шт/м2 | 3,8 | 7,1 | 7,1

по гербіцидах, шт/м2 | 2,4 | 4,5 | 4,5

БГ – безгербіцидний фон, Г- гербіцидний фон.

Найвищим протибур’яновим ефектом відзначалася полицево-плоскорізна система основного обробітку грунту. Проведення глибокої оранки один раз у 4 - 5 років під цукрові буряки та різноглибинних безполицевих обробітків під інші культури сівозміни на фоні хімічного прополювання порівняно з контролем знизило забур’яненість посівів кукурудзи в фазі 6 – 8 листків на 17 і на 20 % - в фазі цвітіння. На безгербіцидному фоні при застосуванні полицево-плоскорізного обробітку грунту протибур’янова ефективність зменшується – в фазі 6-8 листків вона складає 7, а в фазі цвітіння – на 6%.

Статистична обробка даних свідчить, що в фазі 6 – 8 листків у кукурудзи частка впливу гербіцидів складає 64, а обробітку грунту – 25%. В фазі цвітіння вплив гербіцидів зменшується до 57 натомість підвищується вплив обробітку грунту до 27%, що пояснюється зменшенням активності гербіцидів протягом вегетації, а також особливістю дії різних систем основного обробітку грунту на формування засміченості орного шару (рис. 2).

Рис. 2. Вплив факторів на забур’яненість посівів кукурудзи на зерно в фазі цвітіння, %.

РОЗДІЛ 4. ВПЛИВ СИСТЕМ ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ ГРУНТУ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ГЕРБІЦИДІВ на ріст і розвиток рослин кукурудзи

4.1. Висота рослин, площа листової поверхні та чиста продуктивність

фотосинтезу

Системи основного обробітку грунту, регулюючи грунтові умови життя рослин, виявляють значний вплив на їх загальний розвиток.

В середньому за роки досліджень найбільша висота рослин була на варіантах, де проводили постійно або періодично оранку. Значно нижчими на 3-13 см рослини були на безгербіцидному фоні, порівняно з варіантами, де застосовували хімічні препарати, що пояснюється негативним впливом бур’янів на ріст кукурудзи на забур’янених варіантах.

Відповідним чином змінювалась і площа листкової поверхні. На варіантах плоскорізного та поверхневого обробітків цей показник був нижчим порівняно з контролем на 2,3 – 4,9 тис. м2/га.

На забур’янених варіантах без застосування гербіцидів відмічено зменшення площі листкової поверхні на всіх варіантах досліду. Особливо це помітно на ділянках, де проводилися беззмінні безполицеві обробітки грунту. Так при застосуванні плоскорізного та поверхневого обробітку відмічалось зменшення площі листової поверхні на 0,5 – 4,0 тис м2/га.

Визначення динаміки чистої продуктивності фотосинтезу кукурудзи доводить перевагу варіантів з застосуванням постійної або періодичної оранки над беззмінними безполицевими обробітками. У варіантах без застосування

гербіцидів спостерігається зниження фотосинтетичної активності порівняно з ділянками, де вносили хімічні препарати в фазі 6 - 8 листків на 1,5 – 2,2, в фазі цвітіння на 4,1 – 4,4 і на час молочно-воскової стиглості на 0,9 – 1,3 г/м2.

Між фотосинтетичною активністю кукурудзи і масою бур’янів існує тісна негативна кореляційна залежність (r= - 0,94), в той же час як між урожайністю і чистою продуктивністю фотосинтезу вона позитивна (r = 0,91).

4.2. Розвиток кореневої системи рослин кукурудзи

Загальна маса кореневих решток в орному шарі грунту на всіх варіантах досліду була майже на одному рівні (рис.3). По всіх системах основного обробітку грунту більша їх частина локалізувалася в 0 - 10 см шарі, на варіантах з беззмінними безполицевими обробітками їх було більше на 16-20%.

1-диференційована (контроль); 2-полицева; 3-плоскорізна; 4-полицево-плоскорізна; 5-поверхнева;

Рис. 3. Розподіл кореневої системи кукурудзи по профілю орного шару залежно від систем основного обробітку грунту, ц/га

При застосуванні полицевої, диференційованої та полицево-плоскорізної систем основного обробітку грунту частка коренів у шарі 0 - 10 см була у межах 52 – 57% від загальної їх кількості в орному шарі, тоді як за плоскорізного та поверхневого обробітків їх містилось - 66-69%. В нижніх шарах спостерігається зворотна залежність. Оранка у системі диференційованого, полицевого та полицево-плоскорізного обробітків сприяла рівномірнішому розподілу кореневої системи по профілю орного шару, тоді як на варіантах без обертання скиби спостерігалася істотна її диференціація.

Відмічена залежність розташування коренів за безполицевих обробітків відповідає місцю концентрації поживних речовин та продуктів розкладу органічних решток, що в більшій кількості знаходяться у верхньому шарі грунту. Тут створюються сприятливі умови для локалізації основної маси кореневої системи кукурудзи. В цій закономірності ми вбачаємо негативний вплив поверхневого і плоскорізного обробітків, оскільки глибший і рівномірніший розподіл кореневої системи по профілю орного шару забезпечує повніше використання елементів живлення з грунту і підвищує стійкість культури до несприятливих погодних умов, зокрема атмосферної посухи.

5. Продуктивність посівів кукурудзи на зерно

5.1. Урожайність кукурудзи на зерно залежно від систем основного обробітку грунту та застосування гербіцидів

Дослідження за 1998-2000 рр. свідчать, що середня врожайність зерна кукурудзи, яка отримана на гербіцидному фоні за диференційованого, полицевого та полицево-плоскорізного основного обробітків грунту, була вища на 5,2-9,6 ц/га ніж при застосуванні плоскорізної та поверхневої систем (табл.2).

Таблиця 2

Врожайність кукурудзи на зерно при різних системах основного обробітку грунту та застосуванні гербіцидів, ц/га

Система основного обробітку грунту | Фон гербіцидів |

Роки | Середнє за 3 роки

1998 | 1999 | 2000

1. Диференційована (контроль) | БГ

Г | 59,5

69,7 | 58,8

66,7 | 63,2

71,2 | 60,5

69,2

2. Полицева | БГ

Г | 60,3

71,6 | 58,6

67,1 | 64,3

73,7 | 61,1

70,8

3. Плоскорізна | БГ

Г | 53,4

64,1 | 47,9

59,8 | 57,2

68,1 | 52,8

64,0

4.Полицево-плоскорізна | БГ

Г | 61,2

69,3 | 59,1

68,7 | 63,7

72,0 | 61,3

70,1

5. Поверхнева | БГ

Г | 49,8

62,3 | 43,8

54,7 | 54,3

61,7 | 50,1

59,6

НІР05 загальна, ц/га | 2,6

по обробітках, ц/га | 1,8

по гербіцидах, ц/га | 1,2

Рис. 4. Частка впливу факторів на урожайність зерна кукурудзи.

5.3. Вплив обробітку грунту та заходів боротьби з бур’янами на якість зерна кукурудзи

Результати проведених досліджень свідчать, що за умови ефективного пригнічення бур’янів системи основного обробітку грунту мало впливають на кількість крохмалю, протеїну, “сирого” жиру та клітковини в зерні кукурудзи.

Встановлено, що бур’яни є більш сильнодіючим фактором зниження якості зерна кукурудзи. Підвищена забур’яненість посівів кукурудзи на безгербіцидному фоні на всіх варіантах досліду зумовила зниження вмісту крохмалю на 3,3 – 4,4, сирого протеїну – 1,2 – 1,4%.

6. Енергетична та економічна ефективність досліджуваних систем основного обробітку грунту та застосування гербіцидів в посівах кукурудзи на зерно

Розрахунки показують, що найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності був при полицево-плоскорізній системі основного обробітку грунту і для кукурудзи він становив на безгербіцидному фоні 2,42, на гербіцидному – 2,54.

При застосуванні диференційованої та полицевої систем основного обробітку грунту, в основі яких є проведення глибокої оранки під кукурудзу, коефіцієнт енергетичної ефективності становив на ділянках з внесенням гербіцидів 2,35, на ділянках без них – 2,22, що пояснюється більшими енергетичними витратами при їх проведенні. Однак, висока врожайність на цих досліджуваних варіантах, а звідси і енергоємність врожаю, виявила перевагу полицевих систем основного обробітку грунту над постійними безполицевими обробітками. Хоча витрати енергії при застосуванні плоскорізної та поверхневої системи основного обробітку грунту були нижчі, проте суттєве зменшення врожайності сприяло отриманню показників КЕЕ на рівні 1,68-2,24.

Найвищий рівень рентабельності при вирощуванні кукурудзи на зерно, отриманий при проведенні полицево-плоскорізного основного обробітку грунту. Запровадження диференційованого та полицевого обробітків супроводжувалось зниженням економічних показників на 9-10%, а на варіантах без обертання скиби цей показник був нижчим на 4-11%. Без застосування гербіцидів рентабельність вирощування кукурудзи знижувалася на 4-9%.

ВИСНОВКИ

1. Найкращі умови для накопичення гумусу протягом 19-річного застосування різних систем основного обробітку грунту створилися при полицево-плоскорізній системі основного обробітку грунту, де відбувається періодичне чергування полицевих і безполицевих обробітків в сівозміні. Тривалі безполицеві обробітки призвели до істотної диференціації орного шару грунту за вмістом гумусу з суттєвим підвищенням його в верхньому шарі і зниженням в нижніх.

2. Проведення оранки при диференційованому, полицевому та полицево-плоскорізному обробітку грунту забезпечує кращі показники щільності орного шару для кукурудзи. Беззмінний безполицевий обробіток призводить до суттєвого підвищення щільності нижніх і зменшення верхнього шару грунту.

3. Полицевий обробіток грунту позитивно впливає на структуроутворення та водотривкість агрегатів верхнього 0-10 см шару, а беззмінний безполицевий – нижніх (10-20 і 20-30 см). Для оптимізації орного шару за цими показниками такі способи обробітку грунту слід поєднувати в одній системі.

4. Застосування плоскорізного і поверхневого обробітків грунту веде до диференціації орного шару за вмістом елементів живлення. Для усунення цього явища слід один раз в 4-5 років проводити оранку, завдяки якій досягається гомогенність орного шару, що спостерігається при полицево-плоскорізній системі основного обробітку грунту.

5. Концентрація значної кількості органічної речовини в верхній частині орного шару при плоскорізному та поверхневому обробітках грунту обумовлює вищу біологічну активність та наявність більшої кількості біоти. Для надання такого стану всьому орному шару слід застосовувати полицево-плоскорізну систему обробітку грунту.

6. Режим вологості грунту в посівах кукурудзи на зерно формувався під впливом кількості та часу випадання опадів і мало залежав від систем основного обробітку грунту.

7. Найвищим протибур’яновим ефектом відзначалася полицево-плоскорізна система основного обробітку грунту. Проведення глибокої оранки один раз у 4 – 5 років під цукрові буряки та різноглибинних безполицевих обробітків під інші культури сівозміни на фоні хімічного прополювання знижує забур’яненість посівів кукурудзи порівняно з контролем на 17 - 20 % . На безгербіцидному фоні протибур’янова ефективність зменшується на 6 - 7%.

Постійні безполицеві обробітки сприяли зростанню кількості бур’янів порівняно до контролю у 2,2-2,7 рази, а їх маси – в 1,7-1,9 як на гербіцидному так і безгербіцидному фонах.

8. Застосування диференційованої, полицевої та полицево-плоскорізної систем основного обробітку грунту сприяє формуванню більшої площі листкової поверхні, що обумовлює зростання чистої продуктивності фотосинтезу і, як наслідок, високої їх врожайності порівняно з беззмінними безполицевими обробітками.

9. При постійному та періодичному полицевому обробітках коренева система кукурудзи розвивається краще і рівномірніше розподіляється в межах орного шару, що дозволяє рослинам краще використовувати грунтові фактори життя.

10. Проведення оранки один раз у 4-5 років під цукрові буряки та безполицевих різноглибинних обробітків під інші культури в сівозміні, зокрема під кукурудзу на зерно плоскорізного на 25-27 см, забезпечує врожайність зерна на рівні контролю. Статистичний аналіз одержаних урожайних даних свідчить про істотний приріст врожаю від застосування гербіцидів порівняно до безгербіцидного фону на всіх варіантах основного обробітку грунту.

11. Системи основного обробітку грунту не впливають на технологічну якість зерна кукурудзи.

12. Система полицево-плоскорізного основного обробітку грунту зумовлює економію витрат енергії та збільшення енергоємкості вирощеної продукції продукції порівняно з диференційованим обробітком і дозволяє отримувати високий урожай з вищим рівнем рентабельності.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

В правобережному Лісостепу України при вирощуванні кукурудзи на зерно поряд з оранкою рекомендуємо безполицевий обробіток. Полицево-плоскорізна система основного обробітку, побудована за принципом чергування оранки один раз в 4-5 років під цукрові буряки в сівозміні та різноглибинних безполицевих обробітків під інші культури, зокрема під кукурудзу на зерно плоскорізного на 25-27 см забезпечує врожайність на рівні диференційованого обробітку, має вищий протибур’яновий ефект та значно нижчі економічні та енергетичні витрати.

Систематичні безполицеві обробітки під всі культури сівозміни застосовувати недоцільно через зниження продуктивності посівів і погіршення показників родючості грунту.

Публікації по темі дисертації

1. Танчик С.П., В’ялий С.О. Вплив забур’яненості на ріст і розвиток кукурудзи // Зб. наук. пр. – Науковий вісник НАУ. – К., 1999. - №13. – С.132-135.

2. Танчик С.П., В’ялий С.О. Зміни агрофізичних властивостей грунту у посівах кукурудзи під впливом систем основного обробітку // Зб. наук. пр. – Науковий вісник НАУ. – К., 1999. - №19. – С.69-72.

3. В’ялий С.О. Вплив систем основного обробітку грунту на його поживний режим та врожайність кукурудзи на зерно // Зб. наук. пр. – Науковий вісник НАУ. – К., 2000. - №24. – С. 87- 90.

4. Гудзь В.П., В’ялий С.О., Іванюк М.Ф. Вплив систем основного обробітку грунту на вміст гумусу та біологічну активність орного шару в полі кукурудзи на зерно // Зб. наук. пр. – Науковий вісник НАУ. – К., 2000. - № 31. – С. 16-22.

В’ялий С.О. Вплив багаторічного застосування систем основного обробітку грунту та гербіцидів на продуктивність кукурудзи в умовах правобережного Лісостепу України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.01. – загальне землеробство. – Національний аграрний університет, Київ, 2001.

Дисертація присвячена вивченню впливу 19-ти річного застосування різних систем основного обробітку грунту на головні фактори грунтової родючості та врожайність кукурудзи на зерно.

Встановлено, що застосування полицево-плоскорізної системи основного обробітку сприяє накопиченню гумусу, покращує агрофізичні властивості, забезпечує ефективну боротьбу з бур’янами, дозволяє отримати врожай кукурудзи на рівні контролю при менших енергетичних витратах на його проведення.

Запропоновано і впроваджено ресурсозберігаючий обробіток грунту під кукурудзу на зерно в зерно-буряковій сівозміні.

Вялый С.А. Влияние многолетнего применения систем основной обработки почвы и гербицидов на продуктивность кукурузы в условиях правобережной Лесостепи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.01. - общее земледелие. - Национальный аграрный университет, Киев, 2001.

Диссертация посвящена изучению влияния 19-ти летнего применения различных систем основной обработки почвы на главные факторы почвенного плодородия и урожайность кукурузы на зерно.

Установлено, что применение отвально-безотвальной системы основной обработки почвы способствует накоплению гумуса, улучшает агрофизические свойства, обеспечивает эффективную борьбу с сорняками, позволяет получить урожай кукурузы на уровне контроля при меньших энергетических затратах на его проведение.

Предложена и внедрена ресурсосберегающая обработка почвы под кукурузу на зерно в зерно-свекловичном севообороте.

Ключевые слова: обработка почвы, плодородие, кукуруза, урожайность.

Vyaliy S.O. Influence of long-term application of main cultivation systems of soil and herbicides on corn efficiency of in conditions right-bank Forest-steppe of Ukraine. - Manuscript.

Theses for the degree of candidate of agricultural sciences on a speciality 06.01.01. - general agriculture. - National agrarian university, Kiev, 2001.

The dissertation is devoted to study of influence 19 year application of various systems of the soil main cultivation on primary factors of soil fertility and productivity of grain corn.

Is established, that the application moldboard-plowing - conservation soil tillage promotes the best accumulation humus, improves agrofhisical property, provides effective control with weeds, allows to receive a corn crop at a level of the control variant at smaller power expenses