НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БАРАНОВСЬКИЙ

Володимир Дмитрович

УДК 633.63:631.582

ОПТИМІЗАЦІЯ СТРУКТУРИ ПОСІВНИХ

ПЛОЩ СІВОЗМІН ІЗ ЦУКРОВИМИ БУРЯКАМИ

В УМОВАХ НЕСТІЙКОГО ЗВОЛОЖЕННЯ

НА ЧОРНОЗЕМІ ТИПОВОМУ

06.01.01 – загальне землеробство

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті цукрових буряків Української академії аграрних наук.

Науковий керівник – кандидат сільськогосподарських наук,

БАРШТЕЙН Леонід Ананійович,

Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук, професор,

БОЙКО Петро Іванович,

Інститут землеробства УААН,

завідувач лабораторії сівозмін

кандидат сільськогосподарських наук, доцент,

КРОТІНОВ Олексій Павлович,

Національний аграрний університет,

завідувач кафедри загального землеробства

Провідна установа – Харківський державний аграрний університет,

Міністерство аграрної політики України,

кафедра рослинництва, м. Харків

Захист відбудеться "29" травня 2002 р. о 12.30 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д. 26.004.10 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони 15, навчальний корпус №3, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони 13, навчальний корпус №4, к.41.

Автореферат розісланий "26" квітня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Косолап М.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Відповідно до вимог нової аграрної політики України, що базується на розмаїтості форм господарювання, власності на землю й інші засоби виробництва, настав час внести необхідні корективи до зональних систем землеробства, складовою частиною яких є раціональні сівозміни з оптимальною питомою вагою і періодичністю повернення цукрових буряків. Автором на підставі комплексних досліджень, які виконані в стаціонарних польових дослідах, дано теоретичне обґрунтування оптимальних рівнів насичення польових сівозмін цукровими буряками для вузькоспеціалізованих господарств фермерського типу. У цих умовах встановлено вплив часу повернення цукрових буряків на відтворення родючості ґрунту, ріст та розвиток рослин і продуктивність зерно-бурякових сівозмін.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконувалася в умовах Льговскої дослідно-селекційної станції Всесоюзного науково-дослідного інституту цукрових буряків протягом 1989-1991 р. Вона є складовою частиною науково-технічної програми “Цукор”. Номер державної реєстрації №01960012876.

Метою досліджень було підвищення продуктивності ріллі шляхом оптимізації насичення польових сівозмін цукровими буряками при розширеному відтворенні родючості ґрунту в умовах господарств фермерського типу.

В завдання досліджень входило вивчити:

-

-

-

-

-

-

Об’єкт досліджень –культури зернобурякової сівозміни з різною питомою вагою цукрових буряків, фізичні й агрохімічні властивості ґрунту, режими ґрунту.

Предмет досліджень – особливості формування врожаю і якості цукрових буряків в залежності від рівня насичення і періодичності їх повернення на попереднє поле зернобурякової сівозміни.

Методи досліджень – польовий - для встановлення фенологічної мінливості рослин, ботанічного складу, продуктивності; хімічний метод - для визначення хімічного складу ґрунту і рослин; математико-статистичний - для визначення кореляційної, регресійної залежності основних елементів екологічного середовища, які відповідають за врожайність і якість продукції; економічно-порівняльний та розрахунковий - для визначення ефективності елементів технології вирощування культур сівозміни,що застосовувалися.

Наукова новизна досліджень складає пріоритет автора в розробці і рекомендації виробництву оптимальних параметрів насичення та періодичності повернення цукрових буряків у польових сівозмінах фермерських господарств в зоні нестійкого зволоження на чорноземі типовому. Для цього вивчено зміни фізичних і агрохімічних властивостей ґрунту та його режимів під впливом вище зазначених факторів.

Практичне значення результатів дослідження. Обґрунтовано можливість підвищення питомої ваги цукрових буряків у сівозмінах зони нестійкого зволоження до 20-33% та встановлено оптимальний термін повернення культури на попереднє поле не раніше, ніж через 2 роки. Також дано агроекономічну та енергетичну оцінку ефективності зернобурявих сівозмін .Результати досліджень впроваджені на Іванівській дослідно-селекційній станції Інституту цукрових буряків та в дослідному господарстві “Правдинське” Великописарівського району Сумської області.

Особистий внесок здобувача. Здобувач особисто розробляв програму й методику досліджень, виконував увесь обсяг експериментальних робіт (закладання дослідів, проведення обліків і спостережень у лабораторних та польових стаціонарних дослідах), опрацьовував і проаналізував результати досліджень, зробив висновки і пропозиції виробництву.

Апробація результатів роботи. Основні положення дисертації доповідалися на Вченій раді Інституту цукрових буряків (1989-1991 і 2001 рр.), науково-технічній раді Льговської дослідно-селекційної станції (Росія, 1991 р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 4 статтях, 3 з яких входять до фахових наукових видань.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 165 сторінках машинописного тексту, містить 31 таблицю, 22 рисунки. Дисертація складається із вступу, 6 розділів, висновків та рекомендацій виробництву. Список використаної літератури містить 200 джерел, з яких 27 належить іноземним авторам.

ЗМІСТ РОБОТИ

1. ОПТИМІЗАЦІЯ НАСИЧЕННЯ І ПЕРІОДИЧНОСТІ

ВИРОЩУВАННЯ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ У СІВОЗМІНІ

(Огляд літератури)

У розділі йдеться про біологічні особливості цукрових буряків, роль екологічних та технологічних факторів у формуванні їх врожаю та якості. Глибоко розглянуто питання впливу ступеня насичення та терміну повернення на попереднє поле цукрових буряків у сівозміні. На підставі огляду вітчизняних та зарубіжних джерел висунуто робочу гіпотезу, опрацьовано мету та завдання досліджень.

2. УМОВИ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

2.1. Грунтово-кліматичні умови. Північно-західна частина центральної чорноземної зони Росії, куди входить Курська, велика частина Липецької і північно-західні райони Воронезької, Білгородської і Тамбовської областей, відноситься до лісостепової зони Росії.

Грунт на дослідному полі – чорнозем типовий, середньо суглинковий, слабо вилугуваний, на лесі. Вміст гумусу в орному шарі (за Тюріним) становить 4,8%, рухомого фосфору (за Труогом) 80 та обмінного калію (за Бровкіною) 85 мг/кг абсолютно сухого ґрунту.

Вегетаційний період основних сільськогосподарських культур в зоні характеризується нестійким зволоженням.

Клімат зони помірно-континентальний. Середньорічна температура повітря складає + 5,9ОС. Сума активних температур (вище + 10ОС) - 2493ОС. Тривалість періоду з температурою вище +5ОС - 210 днів.

Середньо багаторічна кількість опадів становить 528 мм, більша їх частина випадає під час вегетації сільськогосподарських культур. За вегетаційний період 1989, 1990 і 1991 років кількість опадів становила відповідно 83, 143 і 122%; сума активних температур була у 1989 році на 1730С вище, у 1990 - на 2500С нижче, а у 1991 році – в межах середньої багаторічної норми.

Відмінності погодних умов за роки досліджень дозволили дати об'єктивну агроекологічну оцінку досліджуваним варіантам сівозмін.

2.2. Методика досліджень. Робота виконувалася у стаціонарних дослідах Льговскої дослідно-селекційної стації Інституту цукрових буряків. Стаціонар №1, в якому вивчалося насичення 10-пільних сівозмін цукровими буряками до 40%, ведеться з 1970 року (табл. 1). Стаціонар №2, у якому визначали оптимальний термін повернення цукрових буряків на попереднє поле 6-пільних сівозмін, ведеться з 1979 року (табл. 2).

Площа посівної ділянки в досліді “ Стаціонар №1”– 202,5 м2 і “ Стаціонар №2”– 135,0 м2; облікова ділянка цукрових буряків 67,5 м2 (6 рядків), інших культур - 100 м2 . Повторність в обох дослідах – триразова, розміщення ділянок - систематичне.

Систему внесення добрив, що використовувалася у дослідах, подано на схемах. На один гектар площі сівозміни в першому стаціонарі вносилося 6 т гною і N36P39K39 і другому відповідно 6,6 т гною і N50P50K60.

Обліки, спостереження й аналізи проводилися за загально прийнятими методиками. Вони включали:

1. Фенологічні спостереження за ростом та розвитком культур сівозміни.

2. Динаміку накопичення маси рослин культур сівозміни, післяжнивних та кореневих решток, вміст елементів живлення у ґрунті та рослинах.

3. Обліки забур’яненості посівів та ураження рослин шкідниками й хворобами.

4. Врожайність культур, яка обліковувалась шляхом збирання і зважування основної продукції з усієї облікової ділянки, а побічної продукції, сіна багаторічних і однорічних трав – за пробами.

5. Якість зерна озимої пшениці, ячменю й гороху визначалась за масою 1000 зерен і натурою зерна; коренеплодів - за вмістом цукру (на автоматичній лінії Венема), інших технологічних показників - за методикою Силіна (1961).

6. Статистичний аналіз результатів досліджень здійснювався з використанням персонального комп'ютера Pentium II за описовим, дисперсійним, кореляційним і регресійним методами.

7. Продуктивність сівозмін визначали в кормових одиницях, перетравному протеїні й енергетичних одиницях.

8. Економічна оцінка досліджуваних заходів здійснювалась за технологічними картами.

3. ВПЛИВ НАСИЧЕННЯ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ НА РОДЮЧІСТЬ ГРУНТУ, РІСТ, РОЗВИТОК ТА ФОРМУВАННЯ ЇХ ПРОДУКТИВНОСТІ В ДОВГОРОТАЦІЙНИХ СІВОЗМІНАХ

3.1. Фізичні властивості ґрунту і запаси вологи. Агрофізичні показники ґрунту практично не залежали від структури сівозміни. При 20-40% насиченні сівозміни цукровими буряками в ланці з багаторічними травами агрономічно цінних структурних агрегатів у орному шарі грунту на період змикання листя у міжряддях було 65-70%, загальна пористість стансвила 55-56%, а об’ємна маса дорівнювала 1,10-1,14 г/см3.

Оптимальна частка цукрових буряків у сівозміні визначається необхідністю створення сприятливих умов зволоження для всіх культур протягом вегетаційного періоду. При введенні у 10-пільну сівозміну трьох або чотирьох полів буряків вологозабезпеченість ланок не погіршується. У ланках сівозміни з травами (варіанти з 20 і 30% буряків у структурі) із трирічною перервою вирощування, а також при 40%, де буряки повертаються на попереднє місце вже через 1 рік, вміст продуктивної вологи в 1,5-метровому шарі ґрунту перед сівбою істотно не змінювався. Навесні запаси продуктивної вологи в 1,5 метровому шарі ґрунту становили: у варіанті з часткою цукрових буряків у сівозміні 20% - 240 мм, - 30% - 235 мм і 40% - 237 мм.

За даними В.Ф.Зубенка і Л.А.Барштейна(1980), в зонах нестійкого й недостатнього зволоження нормальний ріст та розвиток буряків у другій половині вегетації значною мірою визначається наявністю достатніх запасів вологи у кореневмісному шарі ґрунту, при яких вони можуть переносити тривалі посухи і забезпечувати стійку врожайність і високу якість сировини. На час змикання міжрядь запаси вологи хоча і зменшилися, але вони були достатніми для подальшого росту й розвитку буряків. Зв'язку між рівнем забезпеченості рослин вологою в цей період і питомою вагою буряків у сівозміні не спостерігалося.

Для рослин озимої пшениці найбільш важливим моментом у забезпеченні вологою є літньо-осінній період, який визначає дружність і повноту сходів, осінній ріст і розвиток рослин. В умовах стаціонару незалежно від рівня насичення сівозмін цукровими буряками запаси вологи у ґрунті були достатніми для одержання нормальних сходів. На час сівби у шарі ґрунту 0-10 см було 8-10 мм вологи, а в шарі - 0-30 см – 29-31 мм. Наступні фази росту й розвитку пшениці забезпечує волога кореневмісного шару ґрунту, яка в сівозмінах з різною часткою цукрових буряків на період сівби пшениці у 1,5-метровому шарі становила 152-165 мм, а перед входом у зиму – 163-179 мм.

Витрата вологи у період вегетації озимої пшениці залежала не тільки від весняних стартових запасів, а й від питомої ваги цукрових буряків у сівозміні: якщо у варіанті з 10% її в сівозміні пшениця виносила з ґрунту вологи 91 мм, то у варіанті з 40% - тільки 58 мм.

3.2. Фітосанітарний стан посівів. Цукрові буряки у початковий період росту й розвитку мають слабку конкурентну здатність до бур'янів. Незважаючи на помітний ріст культури землеробства, забур’яненість полів, що зайняті цукровими буряками, залишається ще високою. Механічні засоби боротьби з бур'янами сприяють посиленню ерозійних процесів, а хімічні - коштують дуже дорого, їх дія на бур'яни досить специфічна, а часте застосування гербіцидів чи передозування ведуть до забруднення навколишнього середовища. Саме тому при розробці сівозмін необхідно повною мірою використовувати здатність самих культурних рослин пригнічувати бур'яни.

При введенні у 10-пільну сівозміну трьох або чотирьох полів буряків забур’яненість посівів істотно збільшується. Якщо в середньому за 1989-1991 р. кількість бур'янів перед першим міжрядним обробітком у ланці з багаторічними травами з часткою буряків 20% становила 29 шт./м2, то при 30% їх було більше в 1,9 рази, а при 40% - у 4,4 рази (табл. 3). Видовий склад бур'янів на посівах цукрових буряків зі збільшенням їх частки в сівозміні понад 20% змінювався у такий спосіб: якщо при 30% збільшується лише частка курячого проса, то при 40% - помітно росте забур’яненість щирицею звичайною, лободою білою й осотом рожевим, частка яких сягає 78-96% загальної кількості бур'янів. Аналогічні показники були і в ланці з горохом.

Із підвищенням частки цукрових буряків у сівозміні понад 20% ураження коренеїдом істотно зростає(рис.1).

Таблиця 3

Кількість і видовий склад бур’янів у посівах цукрових буряків, шт./м2

Вид бур’янів | Частка буряків у сівозміні, %

20 | 30 | 40

Ланка з багаторічними травами (у середньому за 1989-1991 рр.)

Перед першим міжрядним обробітком

Всього | 29 | 55 | 127

у т.ч. куряче просо | 12 | 40 | 94

щириця звичайна | 9 | 8 | 15

лобода біла | 1 | 1 | 13

осот рожевий | - | 1 | -

Перед формуванням густоти

Всього | 6 | 10 | 42

у т.ч. куряче просо | 1 | 5 | 31

щириця звичайна | 5 | 1 | 3

лобода біла | - | - | 1

осот рожевий | - | 1 | 5

Перед збиранням

Всього | 10 | 14 | 23

у т.ч. куряче просо | 1 | 3 | 3

щириця звичайна | 2 | 2 | 4

лобода біла | - | 1 | 1

осот рожевий | - | 2 | 10

Маса, г/м2 | 170 | 311 | 399

ланка з горохом, (у середньому за 1990-1991 рр.)

Перед першим міжрядним обробітком

Всього | 31 | 41

у т.ч. куряче просо | 14 | 18

щириця звичайна | 9 | 16

лобода біла | 2 | 2

осот рожевий | - | 1

Перед формуванням густоти

Всього | 8 | 16

у т.ч. куряче просо | 3 | 9

щириця звичайна | 3 | 2

лобода біла | 1 | 2

осот рожевий | - | 1

Перед збиранням

Всього | 4 | 7

у т.ч. куряче просо | 1 | 1

щириця звичайна | 1 | 3

лобода біла | - | 1

осот рожевий | - | 2

Маса, г/м2 | 97 | 262

Між часткою цукрових буряків у сівозміні і ступенем поразки сходів коренеїдом установлено тісний прямий зв'язок (r=0,96), що істотний на 5%-му рівні значущості. За рівнянням регресії можна визначити ступінь ураження сходів коренеїдом навіть для сівозмін із заданою часткою цукрових буряків.

За теплої і дощової погоди у другій половині літа на листках цукрових буряків з'являється бура плямистість або церкоспороз, збудником якої є гриб Cercospora beticola Sacc. (табл. 4).

Таблиця 4

Ураження рослин цукрових буряків церкоспорозом, %

Ланка сівозміни | Роки | Частка буряків у сівозміні, %

20 | 30 | 40

Конюшина – пшениця - буряки | 1989-1991 | 3,5 | 6,1 | 17,1

Горох – пшениця - буряки | 1990-1991 | - | 6,7 | 15,0

За роки досліджень поширення церкоспорозу було незначним, проте у варіанті сівозміни із 30% буряків воно було в 1,7 рази більшим, ніж при 20%. Зі збільшенням частки цукрових буряків у сівозміні до 40% ступінь ураження рослин церкоспорозом зростає в 2,5 рази порівняно із 30%.

3.3. Родючість ґрунту. Біогенність ґрунту визначає комплекс ґрунтових мікроорганізмів і грибів. Найвища вона була у сівозміні з одним полем буряків. При насиченні сівозміни цукровими буряками до 20% вона знижується на 17,7%. При збільшенні частки буряків до 30-40% як у буряковому полі, так і з озимою пшеницею біогенність знижувалася відповідно на 20,0-24,4 і 41,7-44,3% (рис.2).

Дослідження упродовж 1989-1990 рр. показали, що зі збільшенням кількості полів цукрових буряків у сівозміні з двох до трьох і чотирьох через посилене розмноження грибної флори відбувається зростання токсичності ґрунту як на полі цукрових буряків, так і озимої пшениці (рис. 3).

Введення у сівозміну цукрових буряків активізує мікробіологічну активність ґрунту і поліпшує умови утворення гумусу у ґрунті. Якщо у сівозмінах із часткою буряків 10-30% у ґрунті відбувається стабілізація нагромадження гумусу, то при 40% насиченні спостерігається вже незначний його приріст. У середньому за 7 років у шарі ґрунту 0-90 см щорічний приріст сягав 0,01%.

Зі збільшенням у сівозміні кількості полів буряків до трьох і чотирьох у ґрунті збільшується вміст легко гідролізованого азоту; запаси рухомого фосфору при цьому істотно не змінювалися, а обмінного калію – знижувалися.

3.4. Продуктивність цукрових буряків та інших культур сівозміни. Якщо у середньому за 1989-1991 рр. в ланці з багаторічними травами врожайністьцукрових буряківу варіанті з часткою їх у сівозміні 20% була 32,9 т/га, 30% - 31,7, то 40% - 25,2 т/га, що істотно нижче, ніж у варіантах з 20 і 30% цукрових буряків; у ланці з горохом при 40% цукрових буряків у сівозміні відбулося істотне зниження врожайності у порівнянні із сівозміною, де їх було 30% ( 4,1 т/га, рис. 4 і 5).

Зі збільшенням питомої ваги цукрових буряків у сівозміні з 30 до 40% знижується цукристість і збір цукру: у ланці з багаторічними травами недобір цукру склав 1,1 т/га, а з горохом – 0,8 т/га.

Щоб дати більш об'єктивну оцінку ефективності збільшення частки цукрових буряків у сівозміні, з дозволу фахівців Льговскої дослідної станції ми скористалися даними про їх врожайність і за ті роки досліджень, у які автор на станції не працював (табл. 5.).

Таблиця 5

Урожайність і цукристість цукрових буряків

(у середньому по сівозміні)

Частка

цукрових

буряків у

сівозміні, % | Урожайність, т/га | Цукристість, %

Роки ротації сівозміни

1970-

1976 рр. | 1977-

1984 рр. | Різниця до

І ротації | 1970-

1976 рр. | 1977-

1984 рр. | Різниця до

І ротації

10 | 36,5 | 42,0 | + 5,5 | 17,5 | 16,7 | - 0,8

20 | 36,7 | 38,2 | + 1,5 | 17,8 | 16,3 | - 1,5

30 | 36,5 | 36,4 | - 0,1 | 18,1 | 16,4 | - 1,7

НІР05 | - | - | 3,5 | - | - | 1,2

Якщо врожайність цукрових буряків у першій ротації істотно не відрізнялася (36,5-36,7 т/га), що свідчить про доцільність на короткий період підвищувати частку буряків, то у другій - у порівнянні з варіантом 10% цукрових буряків у варіантах із 20 і 30% спостерігається істотне зниження урожайності.

У другій ротації позитивний вплив на врожайність був лише у варіанті з часткою буряків 10%; рівень врожайності у варіантах з часткою буряків 20 і 30% був у межах помилки досліду. Істотне зниження цукристості коренеплодів у другій ротації сівозмін було у варіантах з часткою буряків 20 і 30%.

Залежно від рівня концентрації посівів цукрових буряків у сівозміні доброякісність соку була вища в ланці з горохом (93,8-94,3%) і нижча - з багаторічними травами (92,8-93,0%); у варіантах насичення сівозмін цукровими буряками за показником втрат цукру в меласі розходження були меншими.

Вихід цукру на заводі був вищим у варіанті сівозміни з 20% буряків (4,53 т/га); із збільшенням їх концентрації до 30-40% у ланці з багаторічними травами вихід цукру зменшився відповідно на 0,24 і 1,16 т/га. Таке ж явище спостерігали і у ланці з горохом, де недобір цукру у варіанті з 40% у порівнянні з 30% буряків становив 0,65 т/га.

Насичення сівозміни цукровими буряками до 30-40% істотно не вплинуло на врожайність та якість зернових, зернобобових та інших культур. 4. БУРЯКОВІ СІВОЗМІНИ З КОРОТКОЮ РОТАЦІЄЮ

4.1. Фізичний стан ґрунту. Агрофізичні властивості ґрунту на варіантах з поверненням цукрових буряків на попереднє місце в різні строки суттєво не різнилися і були в межах оптимуму для культури. За скорочення терміну повернення цукрових буряків до одного року і у беззмінних посівах спостерігалося значне зниження вмісту водотривких агрегатів.

Осінні запаси вологи на полях, які призначено під цукрові буряки, в усіх варіантах сівозмін в шарі ґрунту 0-30 см становили 25-32 мм і 0-150 см – 131-203 мм. Найменші запаси вологи були у варіантах повторних і беззмінних посівів цукрових буряків, але перед їх сівбою в шарі ґрунту 1,5 м по всіх варіантах запаси вологи відновлювалися і були достатніми для нормального росту й розвитку рослин. В середньому за 1990-1991 роки при сівбі цукрових буряків через 5 років вони становили 260 мм, через 4 роки – 253, 3 роки – 254, 2 роки -234-241, один рік – 254-271 і беззмінно – 249-254 мм.

4.2. Бур’яни, шкідники й хвороби. Найбільшої шкоди цукровим бурякам завдають бур’яни у початковий період росту і розвитку. У сівозмінах з інтервалом між буряками від одного до п'яти років у цей час найменше бур'янів було у двопільній сівозміні при чергуванні цукрових буряків з чорним паром (рис.6).

Видовий складу бур’янів у посівах цукрових буряків протягом вегетації змінювався таким чином:

- першу хвилю складали широколистяні двосім’ядольні бур’яни (лобода біла, щириця звичайна); найбільша кількість їх була у варіантах, де проміжок між полями цукрових буряків був один рік і у беззмінних посівах;

- у другу хвилю з’являється просо куряче, його більше було на варіантах з проміжком між полями 5-2 роки (45-120 шт./м2 ) з істотним зниженням у варіантах з однорічним проміжком (вар. 13) і у беззмінних посівах (40-18 шт./м2 );

- осот в посівах був протягом всієї вегетації; зі скороченням терміну повернення цукрових буряків на попереднє поле відмічається зменшення кількості.

При скороченні терміну повернення буряків на попереднє поле значно підсилюється ураження рослин коренеїдом і загибель їх протягом вегетації. Якщо при 4-5 річній перерві кількість хворих рослин у середньому за 1989-1991 р. складала 23-27%, то у беззмінних посівах – 42% або в 1,6-1,8 рази більше; густота їх на час збирання складала відповідно 72-77 і 52 тис. /га.

Скорочення інтервалу між полями буряків створює певні передумови для поширення церкоспорозу. Якщо в середньому за 1990-1991 рр. у варіантах з інтервалом між полями цукрових буряків 4-5 років уражених церкоспорозом рослин було 4,7-6,6 %, то через один (вар.10, 13) і два роки (вар. 5, 9) їх кількість збільшувалася в 1,7-2,3 рази, а при повторному і беззмінному – в 5-6 разів.

4.3. Родючість ґрунту. У зв’язку з тим, що за біологічними властивостями цукрові буряки швидко стомлюють ґрунт, то при побудові сівозмін, у яких частка їх перевищує 20% або час повернення на попереднє поле є меншим за 3 роки, фактор родючості грунту необхідно завжди ураховувати. Із зменшенням проміжку між полями буряків до 1 року загальна кількість бактерій в одиниці маси ґрунту змінювалася неістотно. Найбільша кількість бактерій була у варіантах із проміжком між полями буряків 5-3 років; у сівозміні з чорним паром - через 2 і 1 рік. У беззмінних посівах цукрових буряків загальна кількість бактерій, у порівнянні з варіантом повернення буряків через 5 років, зменшилася на 17-27% і склала відповідно 5,9-5,2 млн. шт. /г сухого ґрунту.

У сівозмінах з коротким проміжком між буряками структура мікрофлори ґрунту змінювалася у бік збільшення частки актиноміцетів і грибів. Якщо в сівозміні з 5 річним інтервалом між полями буряків в 1 г сухого ґрунту актиноміцетів було 1,04 млн. шт., то у варіанті беззмінних посівів -1,26; грибів було відповідно 13,6 і 25,2 тис. шт./г. За рахунок скорочення терміну повернення цукрових буряків на попереднє поле знижується біогенність ґрунту (рис. 7). Найбільша токсичність ґрунту у сівозмінах була у варіантах з часом повернення на попереднє поле менше одного року і склала відповідно 20,3; 16,0; 15,0 УКЕ, що в порівнянні з варіантом п'ятирічної перерви між посівами буряків була більшою у 2,0-2,7 рази.

Забезпеченість цукрових буряків нітратним азотом була кращою в сівозмінах, де вони розміщувалися після озимої пшениці, що висівалася після зайнятих парів (вар. 3, 7). Вміст рухомих форм фосфору і калію із скороченням терміну повернення цукрових буряків на попереднє поле у сівозміні з 5 до 1 року і за повторного вирощування цієї культури знизилися в шарі ґрунту 0-90 см до 81-65 мг/кг сухого ґрунту. В беззмінних посівах вміст рухомих форм фосфору і калію в шарі ґрунту 0-90 см за 13 років знизився відповідно на 26 і 16 мг/кг.

Нашими дослідами встановлено, що бездефіцитний баланс гумусу був у сівозміннах, в яких цукрові буряки повертаються на попереднє поле з інтервалом від 5 до 1 року при внесенні на 1 га ріллі 6,6 т гною + N50Р50К60. При насиченні сівозміни цукровими буряками понад 50%, особливо при беззмінному їх вирощуванні, відмічається тенденція зменшення гумусу в ґрунті (за 13 років вміст його в 0-90 см шарі ґрунту зменшився на 0,03-0,04%).

4.4. Продуктивність цукрових буряківта інших культур сівозмміни. Експериментальні дані в середньому за 1981-1991 рр. свідчать про те, що рівні урожайності коренеплодів і їх цукристості, збір цукру з 1 гектара посіву перебувають у прямій залежності від частоти повернення культури цукрових буряків на поле і густоти рослин (табл. 6).

Таблиця 6

Вплив частоти повернення цукрових буряків в сівозміні на урожайність, цукристість і збір цукру

Варіант | Частота повер-

нення, роки | 1981-1986 р.р. | 1987-1991 р.р. | Середнє за 1981-1991 р.р.

Урожай-

ність, т/га | Цукрис-

тість, % | Збір цукру, т/га | Урожай-

ність, т/га | Цукрис-

тість, % | Збір цукру, т/га | Урожай-

ність, т/га | Цукрис-

тість, % | Збір цукру, т/га

1. | 5 | 40,1 | 15,7 | 6,30 | 36,4 | 17,3 | 6,30 | 38,2 | 16,5 | 6,30

2. | 4 | 39,7 | 16,6 | 6,59 | 25,4 | 17,0 | 4,32 | 32,6 | 16,8 | 5,48

3. | 3 | 36,6 | 15,8 | 5,78 | 30,9 | 16,2 | 5,01 | 33,8 | 16,0 | 5,41

5. | 2 | 35,7 | 16,4 | 5,85 | 30,3 | 15,7 | 4,76 | 33,3 | 16,1 | 5,36

7. | 2 | 39,1 | 16,9 | 6,61 | 31,6 | 16,4 | 5,18 | 35,7 | 16,6 | 5,93

9. | 2 | 37,6 | 16,3 | 6,13 | 30,2 | 15,6 | 4,71 | 34,2 | 16,0 | 5,47

10. | 1 | 35,0 | 16,2 | 5,67 | 25,9 | 15,0 | 3,89 | 30,9 | 15,7 | 4,85

13. | 1 | 35,3 | 15,5 | 5,47 | 28,0 | 14,7 | 4,12 | 32,0 | 15,1 | 4,83

14. | Пов-торно | 32,5 | 15,3 | 4,97 | 23,1 | 15,7 | 3,63 | 28,5 | 15,5 | 4,42

15. | Без-змінно | 26,3 | 14,9 | 3,92 | 20,9 | 14,6 | 3,05 | 23,9 | 14,7 | 3,51

17. | 35,3 | 14,7 | 5,19 | 31,7 | 14,8 | 4,69 | 33,7 | 14,8 | 4,99

НІР05 | 4,4 | 0,8 | - | 6,1 | 1,1 | - | 5,6 | 0,9 | -

Найвищі урожайність цукрових буряків, цукристість коренеплодів і збір цукру з 1 гектара забезпечується при сівбі в шестипільній сівозміні через п’ять років (відповідно 38,2 т/га; 16,5% і 6,3 т/га), через два роки в сівозміні з зайнятим паром ( відповідно 35,7 т/га; 16,6% і 5,93 т/га).

При зменшені частоти повернення цукрових буряків на попереднє поле до одного року і особливо беззмінні посіви приводять до зменшення урожайності на 7,3-14,3 т/га.

Скорочення періоду повернення цукрових буряків на попереднє поле негативно вплинуло і на цукристість коренеплодів. При двохрічній перерві між полями цукрових буряків вона знизилась на 0,4-0,5; при однорічній перерві – на 0,8-1,4 і в беззмінних посівах – на 1,8%.

Скорочення інтервалу між полями цукрових буряків з 5 до 2 років веде до недобору цукру з одиниці площі на 13,2-14,9% (вар. 3, 5, 9). При ще меншому інтервалі і беззмінному вирощуванні збір цукру вже знизився на 23,0-45,3%. Ці показники істотні на 5% рівні значущості.

При збільшенні дози мінеральних добрив у два рази і щорічному внесенні 20 т гною на гектар ріллі беззмінні посіви цукрових буряків виживали краще (густота на 40% вище і забезпечували підвищення урожайності на 9,8 т/га, а збору цукру на 1,48 т/га, але у порівнянні з контрольним варіантом сівозміни збір був меншим на 1,31 т/га.

Доброякісність очищеного соку безпосередньо залежала від тривалості перерви між полями буряків у сівозміні. При скороченні термінів повернення буряків із 5 років до одного року, у повторних і беззмінних посівах вміст у коренеплодах як загального, так і “шкідливого” азоту збільшувалося, що знижувало вихід очищеного соку. Якщо при поверненні буряків на попереднє поле через 5 років доброякісність очищеного соку складала 93,3% (вар. 1), через 2 роки – 92,8% (вар. 7), то при беззмінному вирощуванні – 91,8% (вар.15). Підвищений вміст білкового азоту збільшував втрати цукру в меласі і знижував загальний вихід цукру (рис. 8).

Завдяки різним попередникам у варіантах скорочення інтервалу між полями цукрових буряків з 5 до 1 року урожайність озимої пшениці та ячменю відповідно змінюється.

5. ЕНЕРГЕТИЧНА Й ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ СІВОЗМІН

При збільшенні частки цукрових буряків у сівозміні вартість виробленої продукції з одиниці площі збільшується з 2,24 (у сівозміні без цукрових буряків) до 4,10 тис. грн. /га (у сівозміні з насиченням посівами цукрових буряків 40%). Рівень рентабельності був вище у сівозміні без цукрових буряків. Найбільш рентабельними були зерно-бурякові сівозміни з часткою буряків 10 і 20% (відповідно 23 і 17%).

Аналогічні залежності між варіантами досліджень були й за біоенергетичними показниками оцінки сівозмін з різною часткою цукрових буряків.

У зв’язку із зменшенням продуктивності ріллі при скороченні інтервалу між полями цукрових буряків знижуються як умовно чистий доход, так і рівень рентабельності. Найвища окупність енергетичних витрат у сівозмінах з цукровими буряками була у ланках із зайнятим паром з проміжками між полями буряків 5, 4 і 2 роки (відповідно 415, 359 и 358 %).

ВИСНОВКИ

У дисертації викладені теоретичні узагальнення і нове технологічне вирішення проблеми підвищення продуктивності ріллі шляхом оптимізації насичення польових сівозмін культурою цукрових буряків при розширеному відтворенні родючості грунту.

1. У зоні нестійкого зволоження при скороченні періоду повернення цукрових буряків з 4-5 років до 1 року, при повторному і беззмінному вирощуванні дефіцит вологи в ґрунті за осінньо-зимовий період цілком відновлюється. Перед сівбою буряків запаси вологи в ґрунті на глибині 1,5 м за вказаних строків повернення істотно не відрізнялися і були сприятливими для росту й розвитку цукрових буряків.

2. Структура ґрунту орного шару при скороченні перерви між полями буряків у сівозміні з 4-5 років до 1 року та у беззмінних посівах не погіршується. Проте, вузькоспеціалізовані бурякові сівозміни із насиченням цукрових буряків понад 50% від сівозмінної площі сприяють руйнуванню водостійких агрегатів ґрунту, що не дозволяє повною мірою використовувати вологу атмосферних опадів.

3. При введенні у 10-пільну сівозміну третього й четвертого полів цукрових буряків чи при скороченні періоду повернення їх аж до беззмінного вирощування істотно збільшується забур’яненість посівів, підвищується токсичність ґрунту і знижується біологічна активність ґрунту.

Сприяють оздоровленню ґрунту сівозміни з ранніми зайнятими парами, де, цукрові буряки вирощуються через 3 і 2 роки. У цих варіантах зменшується вміст мікробів-інгібіторів рослин і токсичність ґрунту.

4. При збільшенні питомої ваги цукрових буряків до 30 і 40%, а також у беззмінних посівах ураження рослин такими специфічними хворобами як коренеїд і церкоспороз підсилюється. Однак при вирощуванні цукрових буряків у ланці з багаторічними травами через 3 роки і у ланці з вико-вівсяною сумішшю через 2 роки суттєвого підсилення ураження рослин цими хворобами не спостерігається.

5. У порівнянні з багаторічними й однорічними травами цукрові буряки мають істотно менше післяжнивних і кореневих решток, тому із збільшенням їх частки у сівозмінах з 10 до 40% спостерігається дефіцит азоту й калію (навіть при внесенні добрив на гектар ріллі 6 тонн гною + 36Р39К39); баланс фосфору в ґрунті залишається позитивним.

6. Бездефіцитний баланс гумусу в ґрунті був у польових сівозмінах з часткою буряків 10-40%; аналогічна картина була й у сівозмінах з короткою ротацією, у яких на гектар ріллі вносили 6,6 т гною і мінеральні добрива в нормі 50Р50К60. При насиченні сівозміни буряками понад 50% і беззмінному їх вирощуванні баланс гумусу був дефіцитний.

7. Урожайність коренеплодів при насиченні сівозміни буряками на рівні 40-50% істотно знижується (6,2-8,7 т/га) . Повторне й беззмінне вирощування цукрових буряків веде до недобору врожаю коренеплодів (до 9,7-14,3 т/га), зниженню їх цукристості на 1,0-1,8% і за рахунок цього до недобору цукру в 1,4-1,8 рази.

8. Найвища окупність енерговитрат у 10-пільних сівозмінах з цукровими буряками була при частці буряків 20% (461%); у вузькоспеціалізованих сівозмінах - при вирощуванні цукрових буряків з інтервалом повернення їх на попереднє поле через 5, 4 і 2 роки, де цукрові буряки розміщалися в ланці із зайнятими парами (відповідно 415, 359 і 358 %). Найвищий умовно чистий доход був у варіантах сівозмін з часткою цукрових буряків 10 і 20% (відповідно 1,12 і 1,10 тис. грн./га). При скороченні інтервалу між полями цукрових буряків знижуються як умовно чистий доход, так і рівень рентабельності.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

У зоні нестійкого зволоження на типовому чорноземі північно-західної частини центральної чорноземної зони Росії та лівобережного Лісостепу України рекомендуємо оптимальним рівнем насичення зерно бурякових сівозмін цукровими буряками 20% з розміщенням їх у ланці із зайнятими парами.

Для вузькоспеціалізованих господарств фермерського типу пропонуємо сівозміну: вико-вівсяна суміш - озима пшениця - цукрові буряки з оптимальним насиченням буряками 33% при дворічному інтервалі вирощування на фоні підвищених норм органічних і мінеральних добрив, а також за надійної системи захисту рослин від бур’янів, шкідників і хвороб.

ПУБЛІКАЦІЇ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Пономаренко А.К., Дубич А.В., Барановский В.Д. Продуктивность сахарной свеклы в специализированных севооборотах / Интенсификация и рациональное использование земель. Тез. докл. респ. науч.-тех. конф.-Волгоград, 1990.-С. 68-69.

2. Барановський В.Д. Частота повернення цукрових буряків на попереднє місце вирощування // Наукові основи виробництва цукрових буряків та інших культур бурякової сівозміни в сучасних економічних та екологічних умовах:Зб. наук. праць І-ту цукрових буряків. Книга 2.-К., 1998.-С. 96-101.

3. Барштейн Л.А., Барановський В.Д. Концентрація цукрових буряків у сівозміні // Цукрові буряки.- №4.- 1998.- С.11-12.

4. Барштейн Л.А., Барановский В.Д. О частоте возврата сахарной свеклы // Сахарная свекла.- №6.- 1998.- С.9-11.

Барановський В.Д. Оптимізація структури сівозмін з цукровими буряками

в умовах нестійкого зволоження на чорноземі типовому. Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.01 – загальне землеробство.-Національний аграрний університет, Київ - 2002.

Наведено теоретичне узагальнення дії провідних факторів, які впливають на ріст і розвиток цукрових буряків та інших культур зерно-бурякової сівозміни. Оптимальне насичення сівозміни цукровими буряками є 20%. При введенні у 10-пільну сівозміну третього й четвертого полів цукрових буряків, чи при скороченні періоду повернення його аж до беззмінного вирощування істотно збільшується забур’яненість посівів, підвищується токсичність ґрунту і знижується біологічна активність ґрунту, збільшується ураження рослин такими специфічними хворобами як коренеїд і церкоспороз.

Урожайність коренеплодів при насиченні сівозміни цукровими буряками на рівні 40-50% знижується на 6,2-8,7 т/га. Повторне й беззмінне вирощування цукрових буряків веде до недобору врожаю коренеплодів (до 9,7-14,3 т/га), зниженню їх цукристості на 1,0-1,8% і за рахунок цього до недобору цукру в 1,4-1,8 рази.

Ключові слова: структура посівних площ,сівозміна, цукрові буряки, родючість ґрунту, режим зволоження.

Барановский В.Д. Оптимизация структуры севооборотов с сахарной свеклой в условиях неустойчивого увлажнения на черноземе типичном. Рукопись. Диссертация на соискание научной ступени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.01 – общее земледелие.-Национальный аграрный университет, Киев - 2002.

Дано теоретическое обоснование действия ведущих факторов, которые влияют на рост