інститут цукрових буряків

УкраїнськОЇ АкадеміЇ Аграрних Наук

Фещенко Василь Васильович

УДК: 631.559.:635.21.549.623.59

УРОЖАЙНІСТЬ І ЯКІСТЬ КАРТОПЛІ

В РІЗНИХ ЗОНАХ ВИРОЩУВАННЯ

ПРИ ЗАСТОСУВАННІ СПУЧЕНОГО ВЕРМИКУЛІТУ

06.01.09 - рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в лабораторії агротехніки Інституту картоплярства УААН у 1997-1999 рр.

Науковий керівник : КАЛІЦЬКИЙ Петро Францович, кандидат сільськогосподарських наук, завідувач відділу технології Інституту картоплярства УААН, с.м.т. Немішаєве, Київської області.

Офіційні опоненти: ЗАРИШНЯК Анатолій Семенович доктор сільськогосподарських наук, завідувач лабораторії діагностики та оптимізації живлення Інституту цукрових буряків УААН.

ІЛЬЧУК Лідія Андріївна, кандидат сільськогосподарських наук, завідувач відділу картоплярства Інституту землеробства і тваринництва Західного регіону УААН, с.м.т. Оброшине, Львівської області.

Провідна установа: Білоцерківський державний аграрний університет.

Захист відбудеться „.04” квітня 2002 року о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.360.01 при Інституті цукрових буряків УААН.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту цукрових буряків УААН (другий корпус).

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати за адресою: 03141, м. Київ, ДСП 141, вул. Клінічна, 25, Інститут цукрових буряків УААН, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

Автореферат розісланий „.04” березня 2002 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради ,

кандидат сільськогосподарських наук Сторожик Л.І.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. На формування високих урожаїв картоплі, отримання високоякісної продукції значний вплив мають добрива і їх раціональне використання, що забезпечує прирости до 40-50%. Проте за останні роки внесення добрив на Україні, зокрема під картоплю, різко зменшилось. Майже на 40% посівів органічні та мінеральні добрива взагалі не використовуються.

Внаслідок специфічних агрофізичних властивостей грунтів і кліматичних умов, які останнім часом погіршились, залишається низьким позитивний вплив органічних та мінеральних добрив на продуктивність картоплі на Поліссі та в Лісостепу. А тому важливим завданням стабілізації ведення галузі картоплярства і підвищення її ефективності в нових умовах є пошук шляхів раціонального використання добрив з метою підвищення урожайності та якості продукції.

У цьому відношенні велику перспективу має застосування природних мінеральних сорбентів, до яких належать цеоліт, перліт, вермикуліт. Особливо це стосується спученого вермикуліту. В Україні він практично не використовується. Проте окремі експериментальні дані, отримані в нашій країні, свідчать про доцільність проведення досліджень по використанню його як магнієвого добрива та адсорбента з метою покращення фізико-хімічних властивостей грунту, підвищення продуктивності картоплі.

А тому проведення досліджень по визначенню впливу спученого вермикуліту на продуктивність картоплі, її якість з врахуванням зон вирощування культури та біологічних особливостей сортів є актуальним.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є складовою частиною тематичного плану науково-дослідної роботи лабораторії агротехніки відділу технології Інституту картоплярства УААН. Тему передбачено координаційним планом УААН і виконано відповідно до завдання з реєстраційним номером № 0197 U005457. Виконані дослідження стосувались розробки технологічних процесів застосування добрив під картоплю, спрямованих на підвищення їх ефективності.

Мета і завдання досліджень. Метою проведених досліджень є вивчення особливостей росту, розвитку рослин картоплі, урожайності та якості сортів різних груп стиглості в двох зонах вирощування при застосуванні спученого вермикуліту на фоні інших факторів.

У завдання досліджень входило:

- визначити способи забезпечення оптимальних умов для росту і розвитку рослин картоплі з використанням спученого вермикуліту, органічних і мінеральних добрив;

- дослідити ріст і розвиток рослин сортів картоплі при внесенні спученого вермикуліту в різних грунтово кліматичних зонах;

- визначити оптимальні умови отримання високого врожаю картоплі при використанні спученого вермикуліту;

- здійснити економічну та біоенергетичну оцінку отримання продукції картоплі при застосуванні вермикуліту і рекомендувати оптимальні норми його внесення на Поліссі та в центральному Лісостепу.

Об’єкт досліджень - картопля сортів Світанок київський та Луговська.

Предмет дослідження – урожайність та якість бульб картоплі під впливом спученого вермикуліту, що вносився на фоні мінеральних та органічних добрив в різних грунтово-кліматичних зонах.

Методи дослідження. В основу досліджень покладений польовий дослід, що закладався на Поліссі та в Лісостепу за єдиною схемою. Візуальний і вимірювально-ваговий метод використовувався для фенологічних спостережень за ростом і розвитком рослин, формуванням фотосинтетичного апарату; агрохімічний - для визначення вмісту рухомих форм елементів живлення; агрофізичний – для встановлення об’ємної маси та вологості грунту по фазах розвитку рослин; біохімічний – для визначення біохімічного складу бульб картоплі; статистичний – для оцінки достовірності отриманих експериментальних даних; економічний і біоенергетичний методи - для визначення економічної та біоенергетичної доцільності застосування спученого вермикуліту в картоплярстві.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у вивченні факторів, що сприяють підвищенню урожайності та якості картоплі при використанні спученого вермикуліту на різних агрофонах. Вперше в Україні вивчені можливості підвищення урожайності та якості бульб картоплі при використанні спученого вермикуліту.

Встановлені позитивні зміни в рості і розвитку рослин картоплі, формуванні фотосинтетичного апарату, збільшенні чистої продуктивності фотосинтезу та деяких факторів родючості грунту під дією вермикуліту.

Виявлені особливості прояву продуктивності рослин картоплі і біохімічних показників бульб залежно від зони вирощування культури та різних норм внесення спученого вермикуліту.

Встановлені біологічні особливості сортів за продуктивністю, її складовими та якісними показниками бульб при використанні спученого вермикуліту на Поліссі та в Лісостепу.

В результаті проведеного економічного та біоенергетичного аналізу вперше в Україні розроблено науково – обґрунтовані норми застосування спученого вермикуліту під картоплю.

Практичне значення одержаних результатів. Для отримання високих і в певній мірі сталих урожаїв картоплі сортів Світанок київський та Луговська запропоновано норми і способи внесення спученого вермикуліту в поєднанні з органічними і мінеральними добривами на Поліссі та в Лісостепу.

Особистий внесок здобувача. Аналітичний огляд літератури з досліджуваної проблеми, обґрунтування і розробка програми досліджень, схеми дослідів, проведення польових дослідів та лабораторних досліджень, а також апробація наукових розробок і підготовка наукових статей здійснено дисертантом самостійно або у співавторстві з рівною участю.

Апробація результатів дисертації. Основні матеріали дисертації оприлюднювались і обговорювались на засіданнях вченої Ради та Координаційної ради Інституту картоплярства, методичної комісії відділу технології (Немішаєве, 1997-2001 рр.), науково-методичної конференції “Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженого ресурсного забезпечення” (Київ, 1998), науково-практичній конференції, присвяченій 90-річчю від дня заснування Інституту рослинництва ім. З.Я. Юр’єва УААН (Харків, 1999), науково-практичній конференції “Проблеми виробництва екологічно чистої сільськогосподарської продукції” (Житомир, 2000).

Публікації. Результати дисертації висвітлені у п’яти наукових збірниках та науково-теоретичному журналі, а також трьох тезах наукових доповідей. Результати наукових досліджень використані при написанні практичних рекомендацій “Технологічний регламент виробництва картоплі”.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 129 сторінках комп’ютерного тексту; складається з вступу, шести розділів, висновків та пропозицій виробництву. Включає 44 таблиці, 5 рисунків та 9 додатків. Список використаних літературних джерел містить 286 найменувань, у тому числі 47 іноземними мовами.

Зміст роботи

Розділ 1. Огляд літератури

Наведено огляд літературних джерел з питань агробіологічної характеристики картоплі, вимог до мінерального живлення, внесення мінеральних добрив, застосування природних сорбентів та пошуку напрямів підвищення ефективності використання добрив при вирощуванні культури.

Розділ 2. Місце, умови та методика проведення досліджень

2.1. Місце та умови проведення досліджень

Дослідження, покладені в основу дисертаційної роботи, проведені протягом 1997-1999рр. в Інституті картоплярства УААН та на базі учбово-дослідного господарства “Родниківка” Уманської сільськогосподарської академії. Досліди закладались на двох типах грунтів: дерново-підзолистому супіщаному (зона Полісся) та чорноземі вилугуваному суглинковому (зона Лісостепу).

Грунти дослідного господарства “Немішаєве” характерні для даної зони. Агрохімічна характеристика орного шару 30 см: рН сольове 5,1-6,0, вміст гумусу 1,54-1,89%, вміст рухомих форм фосфору та калію відповідно 6,5-15,2 та 8,0-14,8 мг на 100г ґрунту.

Грунти учбово-дослідного господарства “Родниківка” – пилувато-середньо суглинкові. Вміст гумусу 4,3-4,6%, рН 6,2-6,8, вміст рухомого фосфору 14,9-15,3 мг, обмінного калію 6,8-7,3 мг на 100 г ґрунту.

Погодно-кліматичні умови за роки досліджень на Поліссі та в Лісостепу були різними, але мали однакові тенденції. Так, 1997 рік відзначався підвищеною кількістю опадів. Зокрема, у травні-серпні їх випало у 1,5-2,0 рази більше від середніх багаторічних показників. Температура повітря була дещо нижчою порівняно з середньою багаторічною. Такі погодні умови сприяли розвитку фітофторозу.

1998 рік характеризувався найбільш сприятливими умовами для вирощування картоплі. Кількість опадів, їх розподіл протягом вегетації, та температурний режим були близькими до середніх багаторічних показників.

Сума опадів за вегетаційний період 1999 року в Поліссі і Лісостепу була нижчою від середньобагаторічних показників на 63,4 мм; нестача вологи супроводжувалась високим температурним режимом повітря та ґрунту, що призвело до значного недобору урожаю картоплі досліджуваних сортів.

2.2. Методика досліджень

Експериментальна робота проводилась шляхом закладання польового досліду за єдиною схемою для обох грунтово-кліматичних зон. Прояв урожайності, її складових, якісних показників бульб картоплі при внесенні спученого вермикуліту на фоні органічних та мінеральних добрив вивчали за такою схемою досліду:

1 без добрив – контроль | 6 N45P45K45+компост 5 т/га - фон ІІ | 2 N45P45K45 - фон І | 7 фон ІІ + вермикуліт 5 м3/га | 3 фон 1 + вермикуліт 5 м3/га | 8 фон ІІ + вермикуліт 10 м3/га

4 фон 1 + вермикуліт 10 м3/га | 9 фон ІІ + вермикуліт 20 м3/га | 5 фон 1 + вермикуліт 20 м3/га |

Повторність в дослідах чотириразова. Площа посівної ділянки 52,0, облікової – 34,7 м2 . Площа живлення – 70х25см. Технологія вирощування картоплі в польових дослідах загальноприйнята для зон, де вони закладались. За час досліджень проводили наступні спостереження, аналізи та обліки.

Агрохімічний аналіз грунту виконували за загальноприйнятими методиками: рН сольове - потенціометричним методом, гідролітичну кислотність – за Каппеном, вміст гумусу – за Тюріним, нітратного азоту - за Грандваль-Ляжу, аміачного азоту - колориметрично, рухомого фосфору - за Кірсановим та Чиріковим, обмінного калію – за Масловою, обмінного магнію - трилонометричним методом.

Агрофізичні властивості грунту визначали: польову вологість - ваговим методом, об’ємну масу з непорушеною будовою - за М.Л. Александровою та О.А. Найдьоновою (Л.: Колос, 1976).

Фенологічні спостереження (відмічали фази – сходи, бутонізація, цвітіння, відмирання бадилля).

Висоту рослин, масу надземної та підземної частини рослин, а також площу листової поверхні визначали за “Методичними рекомендаціями по проведенню досліджень з картоплею.-К., 1983.-216 с.” Чисту продуктивність фотосинтезу – за формулою Кідда, Веста і Бріггса, для чого вибирали 10 типових рослин з кожної ділянки (Гродзинський А. М., Гродзинський Д. М. К.: Наукова думка, 1964).

Облік урожаю здійснювали методом суцільного зважування з кожної ділянки. Структуру урожаю визначали ваговим методом при збиранні. Первинні дані проведених досліджень та обліку урожаю обробляли методом дисперсійного аналізу (Доспехов Б. А. М.: Колос, 1979).

Біохімічний склад бульб визначали: вміст крохмалю – за Еверсом, сухої речовини – ваговим методом з висушуванням до 1050С; сирого протеїну, білка, амінокислот, вітаміну С та зольних елементів – на інфрачервоному аналізаторі; нітрати – на нітратомірі. Смакові якості варених бульб визначали шляхом дегустації за п’ятибальною шкалою, потемніння м’якуша – візуально за трибальною шкалою.

Енергетичну ефективність встановлювали за методикою О.К. Медведо-вського та П.І. Іваненка (К., Урожай, 1988). Аналіз економічної ефективності застосування вермикуліту при вирощуванні картоплі проводили за цінами, що склались на час закінчення досліджень.

2.3. Зміни показників родючості грунту під впливом спученого вермикуліту в період проведення досліджень

Завдяки своїм унікальним фізико-хімічним властивостям спучений вермикуліт може позитивно впливати на деякі важливі показники ґрунтової родючості, забезпечуючи цим самим оптимальні умови для росту і розвитку рослин картоплі.

Так, внесення його на фоні мінеральних та органічних добрив знижувало об’ємну масу грунту в зоні Полісся з 1,3-1,5 до 1,13-1,17 г/см3, в Лісостепу - з 1,17-1,18 до 1,05-1,10 г/см3.

За проведеними дослідженнями встановлено, що в грунті, збагаченому вермикулітом, сильніше фіксуються атмосферні опади, хоч характер їх закріплення має свої особливості і залежить як від біологічних особливостей сорту так і кількості опадів. Так, вміст вологи в орному шарі грунту в посівах картоплі сорту Луговська зростав на 0,2-1,3, а в окремі роки – на 1,8%. По сорту Світанок київський ці показники складали відповідно 0,1-0,9 та 1,4%.

Виявлено незначне зниження кислотності під дією вермикуліту. Значення цього показника залежало як від умов зволоження по роках досліджень так і від зони вирощування. Якщо на Поліссі рН сольове було в межах оптимального значення (5,0-6,5), то в Лісостепу – дещо вище (6,3-6,9).

Як свідчать одержані дані, спучений вермикуліт здатний виконувати роль регулятора рухомих мінеральних форм азоту (NO3 + NH4), вміст яких в зоні Полісся зростав: у фазу сходів на 4,5, бутонізації – 3,2, цвітіння – 3,7 мг/100 г грунту. В Лісостепу аналогічні показники складали відповідно 3,8, 4,2 та 3,8 мг.

Внесення вермикуліту на дерново-підзолистих супіщаних грунтах Полісся суттєво підвищувало вміст рухомого магнію на 0,32-1,45 мг/100 г грунту, нестача якого особливо гостро відчувається на цих грунтах.

Отже, можна констатувати, що внесений в ґрунт спучений вермикуліт позитивно впливає на об’ємну масу, вологість, кислотність а також поповнює запаси рухомих форм азоту та магнію.

Розділ 3. Ріст і розвиток картоплі під впливом Спученого вермикуліту

3.1. Зміни висоти рослин та маси бадилля під впливом вермикуліту

Внаслідок проведених досліджень виявлено позитивний вплив вермикуліту на висоту рослин, їх масу, площу листкової поверхні та масу коренів у період їх найбільшого розвитку – фазу цвітіння (табл. 1, 2).

Так, висота головного стебла у сорту Світанок київський при внесенні вермикуліту в зоні Полісся була на 4-7 см більша відносно мінерального фону та на 2-3 см - відносно органо-мінерального.

Маса надземної частини куща сорту Світанок київський зростала на фоні N45P45K45 на 45-125г, проте при збільшенні норми вермикуліту з 5 до 10 і 20 м3/га приріст її дещо знижувався.

Аналогічна закономірність відмічена по сорту Луговська, де приріст висоти рослин на мінеральному фоні склав 4-5, на органо-мінеральному - 1-3 см, а маса бадилля на фоні N45P45K45 зростала на 88-144 г.

На органо-мінеральному фоні приріст маси бадилля в обох досліджуваних сортів був значно меншим і складав 7-25 у сорту Світанок київський та 20-51 г/на кущ у сорту Луговська.

Таблиця 1

Основні показники росту рослин картоплі під впливом спученого вермикуліту, середнє за 1997-1999 рр. (зона Полісся)

Варіант | Світанок київський | Луговська | висота рослин, см | маса куща, г | площа листкової поверхні, дм2 | маса

коренів, г | висота рослин, см | маса куща, г | площа листкової поверхні, дм2 | маса

коренів, г | 1. без добрив – контроль | 56 | 227 | 41,6 | 6,3 | 61 | 279 | 31,7 | 7,1 | 2. N45P45K45 – фон І | 67 | 281 | 58,0 | 7,3 | 69 | 382 | 46,4 | 8,3 | 3. фон І + вермикуліт 5 м3/га | 71 | 326 | 84,9 | 7,7 | 73 | 526 | 75,2 | 10,1 | 4. фон І + вермикуліт 10 м3/га | 74 | 406 | 81,1 | 8,8 | 74 | 497 | 72,0 | 11,3 | 5. фон І + вермикуліт 20 м3/га | 72 | 377 | 78,8 | 9,4 | 74 | 470 | 69,7 | 12,0 | 6. N45P45K45 + компост 5т/га – фон ІІ | 71 | 361 | 73,0 | 10,0 | 71 | 452 | 64,5 | 10,7 | 7. фон ІІ + вермикуліт 5 м3/га | 73 | 368 | 80,1 | 10,5 | 72 | 503 | 69,2 | 11,9 | 8. фон ІІ + вермикуліт 10 м3/га | 74 | 375 | 76,4 | 10,6 | 72 | 480 | 66,9 | 12,1 | 9. фон ІІ + вермикуліт 20 м3/га | 74 | 386 | 72,5 | 10,8 | 74 | 472 | 62,3 | 11,9 | НІР05 | 4,2 | 23,0 | 6,3 | 0,6 | 4,4 | 27,1 | 5,6 | 0,8 |

В умовах Лісостепу середній приріст висоти рослин сорту Світанок київський був однаковий на мінеральному та органо-мінеральному фоні і складав 2-5 см. Маса бадилля зростала на 91-92 на мінеральному фоні і на 11-19 г - на органо-мінеральному.

Таблиця 2

Основні показники росту рослин картоплі під впливом спученого вермикуліту, середнє за 1997-1999 рр. (зона Лісостепу)

Варіант | Світанок київський | Луговська | висота рослин, см | маса куща, г | площа листкової поверхні, дм2 | маса

коренів, г | висота рослин, см | маса куща, г | площа листкової поверхні, дм2 | маса

коренів, г | 1. без добрив – контроль | 60 | 242 | 44,8 | 6,8 | 63 | 322 | 31,4 | 8,4 | 2. N45P45K45 – фон І | 63 | 288 | 56,0 | 7,3 | 71 | 349 | 46,1 | 9,0 | 3. фон І + вермикуліт 5 м3/га | 65 | 380 | 85,8 | 8,2 | 74 | 391 | 66,4 | 9,6 | 4. фон І + вермикуліт 10 м3/га | 68 | 381 | 86,4 | 8,5 | 75 | 414 | 64,7 | 9,7 | 5. фон І + вермикуліт 20 м3/га | 68 | 379 | 82,7 | 8,5 | 71 | 426 | 58,8 | 10,2 | 6. N45P45K45 + компост 5т/га – фон ІІ | 69 | 372 | 79,9 | 7,5 | 73 | 430 | 57,4 | 10,1 | 7. фон ІІ + вермикуліт 5 м3/га | 72 | 393 | 85,5 | 8,0 | 77 | 446 | 62,7 | 11,0

8. фон ІІ + вермикуліт 10 м3/га | 73 | 401 | 79,7 | 8,6 | 75 | 449 | 60,5 | 10,9 | 9. фон ІІ + вермикуліт 20 м3/га | 74 | 410 | 73,9 | 8,6 | 72 | 439 | 54,2 | 10,5 | НІР05 | 3,1 | 17,1 | 6,4 | 0,5 | 2,3 | 21,1 | 6,0 | 0,5 |

У сорту Луговська приріст висоти стебла становив 3-4 на мінеральному і 2-5 см на органо-мінеральному фоні, а маси надземної частини куща – 42-77 і 16-19 г відповідно.

Таким чином, приріст маси бадилля і висоти рослин досліджуваних сортів картоплі, як на Поліссі так і в Лісостепу, більш суттєвий при застосуванні вермикуліту на фоні нітроамофоски (N45P45K45).

3.2. Залежність розміру листкової поверхні та маси скелетних коренів від внесення спученого вермикуліту

Площа листкової поверхні картоплі, як і попередні показники, збільшувалася при внесенні вермикуліту в різних нормах сумісно з органічними та мінеральними добривами. У сорту Світанок київський в зоні Полісся листкова поверхня зростала у фазу бутонізації на 26,5, цвітіння – 26,9 дм2 відносно мінерального фону. На фоні нітроамофоски та вермикомпосту суттєве збільшення площі листкової поверхні на 7,1 дм2 спостерігалось лише у фазу цвітіння.

У сорту Луговська аналогічні показники складали: 19,0-28,8 на мінеральному і 7,3-4,7 дм2 на органо-мінеральному фоні відповідно у фазу бутонізації та цвітіння.

При внесенні вермикуліту під сорт Світанок київський в Лісостепу на фоні нітроамофоски площа листя зростала порівняно з фоном у фазу бутонізації на 12,6-16,0 та у фазу цвітіння – 26,7-30,4 дм2 при нормі адсорбента 5 м3/га. Тенденція до подальшого зростання цього показника, на відміну від зони Полісся, мала місце і при подвійній нормі вермикуліту.

У сорту Луговська приріст площі листя на мінеральному фоні становив 1,8-6,5 у фазу бутонізації та 12,7-20,3 дм2 – у фазу цвітіння.

Нами проведено визначення маси скелетних коренів у фазу найбільшого розвитку рослин - цвітіння.

В зоні Полісся маса коренів сорту Світанок київський достовірно збільшувалась при внесенні вермикуліту на мінеральному фоні при нормі 5 м3/га лише у вологому 1997 році. Збільшення норми вермикуліту до 10 і 20 м3/га суттєво впливало на цей показник в усі роки досліджень. У сорту Луговська достовірний приріст маси коренів на мінеральному фоні спостерігався при внесенні усіх норм вермикуліту. Застосування сорбента на органо-мінеральному фоні знижувало приріст цих показників.

Аналогічна ситуація спостерігається в зоні Лісостепу.

Таким чином, спучений вермикуліт сприяє кращому росту і розвитку рослин картоплі досліджуваних сортів на Поліссі і в Лісостепу, зокрема: збільшує висоту рослин, площу листя, масу бадилля та скелетних коренів.

Більш чітко це спостерігається на мінеральному фоні. Локальне внесення нітроамофоски та вермикомпосту знижує ефективність вермикуліту щодо приросту вищеназваних показників.

Розділ 4. Продуктивність фотосинтезу та урожайність картоплі при застосуванні спученого вермикуліту

4.1. Фотосинтетичний потенціал та чиста продуктивність фотосинтезу

Встановлено, що найвищий листковий індекс у сорту Світанок київський в зоні Полісся спостерігався при внесенні вермикуліту в нормі 5 м3/га на мінеральному фоні у фазу бутонізації та цвітіння і становив відповідно 3,29–4,67 м2/м2. Подвійні норми сорбента дещо зменшували цей показник. Така ж залежність спостерігалась і при внесенні вермикуліту на фоні нітроамофоски та компосту.

Аналогічне відноситься до сорту Луговська, листковий індекс якого відповідно складав 2,54-4,14 на мінеральному та 2,57-3,81 м2/м2 на органо-мінеральному фоні.

В Лісостепу внесення спученого вермикуліту привело до зростання листкового індексу на 0,34-1,64 у сорту Світанок київський та на 1,11-1,36м2/м2 у сорту Луговська на фоні нітроамофоски. При внесенні вермикуліту на органо-мінеральному фоні ці показники були значно менші: 0,19-0,31 у сорту Світанок київський та 0,15-0,29 м2/м2 у Луговської.

Слід зауважити, що площа листя сорту Світанок київський значно більша, ніж у Луговської. Світанок київський належить до сортів з великою листковою поверхнею, що пояснюється більшою стеблоутворюючою здатністю.

Визначення чистої продуктивності фотосинтезу в період найінтенсивнішого наростання вегетативної маси рослин під час бутонізації-цвітіння засвідчило позитивний вплив вермикуліту на цей важливий показник у зоні Полісся та Лісостепу в обох досліджуваних сортів.

Так, внесення спученого вермикуліту на фоні нітроамофоски підвищувало чисту продуктивність фотосинтезу в зоні Полісся на 0,54-2,76 по сорту Світанок київський та на 0,26-1,54 г/м2 по сорту Луговська. В Лісостепу приріст чистої продуктивності відповідно по сортах становив 0,86-1,62 і 0,34-1,76 г/м2 сухої речовини на добу.

На органо-мінеральному фоні найбільш істотно ці показники зростали лише у сорту Луговська – на 1,12-1,86 та 0,10-1,04 г/м2 відповідно в зоні Полісся та Лісостепу.

4.2. Урожайність картоплі залежно від внесення вермикуліту

Одержані в 1997-1999 роках дані щодо вивчення урожайності показують, що найвищий урожай картоплі досліджуваних сортів Світанок київський – 28,6 т/га на мінеральному фоні та Луговська – 25,1 т/га на органо-мінеральному фоні одержано в зоні Лісостепу при внесенні вермикуліту в нормі 20 м3/га.

В зоні Полісся ці показники складали 26,7 і 25,0 т/га відповідно по сортах на органо-мінеральному фоні при нормі вермикуліту 10 м3/га.

Слід зазначити, що найбільш істотні прирости урожайності одержано лише на фоні мінеральних добрив.

Внесення нітроамофоски та вермикомпосту значно підвищувало урожайність сортів Світанок київський і Луговська порівняно з контролем, але ефективність вермикуліту при цьому різко знижувалась.

Очевидно, вермикомпост, що використовувався як органічне добриво, аналогічно вермикуліту, позитивно впливав на агрофізичні та агрохімічні властивості грунту, ріст і розвиток рослин, чим зменшував значення останнього.

Так, в зоні Полісся при внесенні вермикуліту на фоні нітроамофоски урожайність досліджуваних сортів картоплі залежно від норми сорбента зростала: сорту Світанок київський - на 3,0-3,7, сорту Луговська – 3,0-3,2 т/га, а на органо-мінеральному фоні – 0,9-1,5 та 1,0-1,7 т/га відповідно (табл. 3).

В Лісостеповій зоні ці показники були дещо вищі – 2,9-3,8 у сорту Світанок київський та 4,5-4,9 т/га у сорту Луговська при 1,1-1,6 і 0,2-1,4 т/га відповідно по сортах на органо-мінеральному фоні (табл. 4).

Статистичний аналіз урожайних даних показує, що найбільш істотну прибавку урожайності одержано при внесенні спученого вермикуліту в нормі 5 м3/га на фоні N45P45K45. Різниця між нормами сорбента була не суттєва.

Таблиця 3

Урожайність картоплі залежно від внесення

спученого вермикуліту, т/га (зона Полісся)

Варіант | Світанок київський | Луговська | Урож-айність | приріст | Урож-айність | приріст | до контролю | до фону | до контролю | до фону | 1. без добрив – контроль | 18,0 | - | - | 16,0 | - | - | 2. N45P45K45 – фон І | 22,9 | 4,9 | - | 21,3 | 5,3 | - | 3. фон І + вермикуліт 5 м3/га | 25,9 | 7,9 | 3,0 | 24,3 | 8,3 | 3,0 | 4. фон І + вермикуліт 10 м3/га | 26,4 | 8,4 | 3,5 | 24,4 | 8,4 | 3,1 | 5. фон І + вермикуліт 20 м3/га | 26,6 | 8,6 | 3,7 | 24,5 | 8,5 | 3,2 | 6. N45P45K45 + компост 5т/га – фон ІІ | 25,2 | 7,2 | - | 23,3 | 7,3 | - | 7. фон ІІ + вермикуліт 5 м3/га | 26,3 | 8,3 | 1,1 | 25,0 | 9,0 | 1,7 | 8. фон ІІ + вермикуліт 10 м3/га | 26,7 | 8,7 | 1,5 | 25,0 | 9,0 | 1,7 | 9. фон ІІ + вермикуліт 20 м3/га | 26,1 | 8,1 | 0,9 | 24,3 | 8,3 | 1,0 | НІР05 | 1,7 | 1,9 | Р,% | 2,4 | 2,8 |

Таблиця 4

Урожайність картоплі залежно від внесення

спученого вермикуліту, т/га (зона Лісостепу)

Варіант | Світанок київський | Луговська | Урож-айність | приріст урожаю | Урож-айність | приріст урожаю | до контролю | до фону | до контролю | до фону | 1. без добрив – контроль | 16,5 | - | - | 15,7 | - | - | 2. N45P45K45 – фон І | 24,8 | 8,3 | - | 19,4 | 3,7 | - | 3. фон І + вермикуліт 5 м3/га | 27,7 | 11,2 | 2,9 | 23,9 | 8,2 | 4,5 | 4. фон І + вермикуліт 10 м3/га | 27,8 | 11,3 | 3,0 | 24,1 | 8,4 | 4,7 | 5. фон І + вермикуліт 20 м3/га | 28,6 | 12,1 | 3,8 | 24,3 | 8,6 | 4,9 | 6. N45P45K45 + компост 5т/га – фон ІІ | 26,4 | 9,9 | - | 23,7 | 8,0 | - | 7. фон ІІ + вермикуліт 5 м3/га | 27,6 | 11,1 | 1,2 | 23,9 | 8,2 | 0,2 | 8. фон ІІ + вермикуліт 10 м3/га | 27,5 | 11,0 | 1,1 | 24,6 | 8,9 | 0,9 | 9. фон ІІ + вермикуліт 20 м3/га | 28,0 | 11,5 | 1,6 | 25,1 | 9,4 | 1,4 | НІР05 | 2,5 | 2,1 | Р,% | 3,4 | 3,2 |

Аналіз взаємозв’язку між масою бадилля, площею листя у фазу бутонізації та урожайністю бульб показав, що між цими показниками існує висока позитивна кореляція. Так, коефіцієнт кореляції між масою бадилля і урожайністю у сорту Світанок київський на Поліссі становив 0,735-0,884, в Лісостепу – 0,656-0,903.

Найбільшим цей коефіцієнт був у сприятливому за погодними умовами 1998 році. Коефіцієнт кореляції між площею листя та урожайністю відповідно складав 0,654-0,913 та 0,661-0,876. Аналогічна залежність спостерігалась і у сорту Луговська.

Встановлено підвищення окупності мінеральних і органічних добрив під впливом вермикуліту. Зокрема, приріст урожайності бульб на 1 кг NPK зростав у сорту Світанок київський в зоні Полісся на 22-28 кг, Лісостепу – на 22-29 кг; Луговської – відповідно на 22-24 та 34-37 кг.

Внесення вермикуліту сприяло підвищенню урожайності бульб на 1 тону вермикомпосту на 200-340 кг залежно від сорту і зони вирощування.

Розділ 5. Якісні показники бульб картоплі залежно від Внесення спученого вермикуліту

5.1. Крохмалистість бульб та збір крохмалю з одиниці площі

Аналіз крохмалистості бульб досліджуваних сортів картоплі свідчить про те, що внесення спученого вермикуліту мало незначний вплив на цей показник на Поліссі та в Лісостепу. Середній вміст крохмалю в бульбах сорту Світанок київський становив 21,9 на мінеральному і 21,4% - на органо-мінеральному фоні в зоні Полісся, та відповідно – 19,2 і 19,4% в Лісостепу; сорту Луговська аналогічно – 17,7 і 17,2% на Поліссі та 14,4 і 14,7% в Лісостепу.

Проте, вихід його з гектарної площі зростав із збільшенням норми вермикуліту з 5 до 20 м3/га: по сорту Світанок київський в зоні Полісся з 4,99 до 5,83 на фоні N45P45K45 та з 5,37 до 5,82 т/га – на органо-мінеральному фоні; сорту Луговська відповідно – з 3,66 до 4,36 та з 4,10 до 4,35 т/га.

В Лісостепу внесення спученого вермикуліту привело до зростання збору крохмалю: по сорту Світанок київський з 4,76 до 5,43 на мінеральному та з 5,17 до 5,52 т/га – на органо-мінеральному фоні; сорту Луговська – з 2,83 до 3,58 та з 3,34 до 3,66 т/га відповідно по фонах.

Це пояснюється загальним підвищенням урожайності картоплі із збільшенням норм сорбента.

5.2. Сирий протеїн та білок

Вміст сирого протеїну в бульбах досліджуваних сортів картоплі без внесення вермикуліту становив: в зоні Полісся 2,85 на мінеральному і 2,82% - на органо-мінеральному фоні по сорту Світанок київський, та відповідно – 2,60 і 2,58% на сиру масу по сорту Луговська; в Лісостепу – 2,57 і 2,59 та 2,16 і 2,16% відповідно по сортах на мінеральному та органо-мінеральному фоні.

Внесення спученого вермикуліту в нормі 5, 10 і 20 м3/га приводило до зростання цих показників. Так, вміст сирого протеїну в бульбах сорту Світанок київський при внесенні вермикуліту на дерново-підзолистому грунті зони Полісся зростав на 0,14-0,21% відносно мінерального – та на 0,10-0,16% на сиру масу відносно органо-мінерального фону. В Лісостепу аналогічні показники складали 0,07-0,10 і 0,03-0,19%.

Вміст сирого протеїну в бульбах сорту Луговська при внесенні вермикуліту збільшувався в зоні Полісся – на 0,09-0,18 і 0,12-0,21% та в Лісостепу – на 0,09-0,12 і 0,07-0,25% відповідно на мінеральному та органо-мінеральному фоні.

Зміна вмісту білка була незначною. Співвідношення між білком і сирим протеїном знижувалось, що свідчить про підвищення вмісту небілкових сполук.

5.3. Амінокислотний склад бульб картоплі

Внесення вермикуліту в поєднанні з мінеральними та органо-мінеральними добривами сприяє кращому накопиченню амінокислот в бульбах досліджуваних сортів картоплі, як в зоні Полісся так і в Лісостепу.

В бульбах картоплі сорту Світанок київський при вирощуванні його на дерново-підзолистому грунті вміст суми амінокислот під дією вермикуліту зріс відносно мінерального фону на 0,49-1,09, відносно органо-мінерального – на 0,51-0,75% при вмісті по фонах відповідно 8,54 і 9,04% на суху масу. На чорноземах вилугуваних ці величини відповідно складали 0,57-0,84 та 0,41-0,61% при вмісті по фонах 8,33 і 8,51%.

В бульбах картоплі сорту Луговська вміст суми амінокислот під дією вермикуліту в зоні Полісся зріс на 0,42-0,98 відносно мінерального та на 0,17-0,60% відносно органо-мінерального фону при вмісті по фонах 9,57 і 10,15%. В Лісостепу цей приріст становив: 0,39-0,58 та 0,18-0,20%, а вміст на мінеральному та органо-мінеральному фоні – відповідно 9,51 і 10,09%. Відмічалось значне зростання вмісту таких важливих амінокислот, як лізин і метіонін.

5.4. Вміст аскорбінової кислоти

Залежно від умов вирощування та біологічних особливостей сортів картоплі вміст аскорбінової кислоти в бульбах коливався в широких діапазонах і знаходився в межах 11,0-23,2 мг% на сиру масу.

Так, в бульбах сорту Світанок київський на Поліссі він становив 19,5, а в Лісостепу 18,0 мг%, у сорту Луговська – відповідно 14,4 та 14,2 мг%.

Дія вермикуліту та добрив на вміст у бульбах аскорбінової кислоти в роки проведення досліджень була досить різноманітною, що не дає можливості виявити повну закономірність, поскільки в одних випадках спостерігається тенденція до збільшення вмісту вітаміну С, в інших – до зменшення, або залишається на рівні фону.

В межах однієї грунтово-кліматичної зони вищим вмістом аскорбінової кислоти характеризувались бульби картоплі середньораннього сорту Світанок київський порівняно із середньостиглим сортом Луговська.

5.5. Динаміка накопичення нітратів

Проведені нами дослідження показали, що вміст нітратів у бульбах досліджуваних сортів картоплі в двох грунтово-кліматичних зонах, як на контролі так і при внесенні вермикуліту в різних нормах на фоні мінеральних чи органо-мінеральних добрив ні в один з років досліджень не перевищував гранично допустиму норму (120 мг/кг сирої маси) і знаходився в межах 19-99 мг.

5.6. Кулінарні властивості бульб картоплі

Згідно із середніми показниками смаку і потемніння м’якуша, смак варених бульб сорту Світанок київський був на 0,3-0,4 бала вищий, ніж Луговської, а потемніння м’якуша - незначне.

Розділ 6. Економічна та біоенергетична ефективність застосування спученого вермикуліту

6.1. Економічна ефективність застосування вермикуліту під картоплю

Оцінка економічної ефективності застосування спученого вермикуліту під картоплю свідчить про те, що найвищий по сорту Світанок київський в зоні Полісся чистий прибуток становить 2074грн./га. При підвищенні норми сорбента до 10 і 20 м3/га додаткові витрати зростають у 2 і 4 рази, а вартість додаткової продукції збільшується мало. Аналогічна ситуація спостерігається і при внесенні вермикуліту під сорт Луговська, де сума чистого прибутку становила 1839 грн./га (табл. 5).

Таблиця 5.

Економічна ефективність застосування вермикуліту

Норми внесення вермикуліту | Вартість додаткової продукції, грн. | Додаткові витрати, грн. | Чистий прибуток, грн./га | Світанок київський | Лугов-

ська | Світанок київський | Лугов-ська | Полісся | Фон І+5 м3/га | 3517 | 3279 | 1440 | 2074 | 1839 | 10 м3/га | 3803 | 3240 | 2880 | 923 | 360 | 20 м3/га | 3942 | 3263 | 5760 | -1819 | -2497 | Фон ІІ+5 м3/га | 1133 | 1738 | 1440 | -307 | 298 | 10 м3/га | 1599 | 1722 | 2880 | -1282 | -1158 | 20 м3/га | 964 | 1042 | 5760 | -4796 | -4718 | Лісостеп | Фон І+5 м3/га | 2411 | 3897 | 1440 | 971 | 2457 | 10 м3/га | 2478 | 3907 | 2880 | -402 | 1027 | 20 м3/га | 2771 | 4097 | 5760 | -2989 | -1663 | Фон ІІ+5 м3/га | 1035 | 177 | 1440 | -406 | -1264 | 10 м3/га | 939 | 760 | 2880 | -1941 | -2121 | 20 м3/га | 1332 | 1217 | 5760 | -4428 | -4543 |

Стосовно економічної доцільності застосування спученого вермикуліту на чорноземах Лісостепу, то при внесенні його під сорт Світанок київський в нормі 5 м3/га на мінеральному фоні чистий прибуток отримано в розмірі 971 грн/га. Внесення вермикуліту під сорт Луговська забезпечило значно вищий приріст урожайності, ніж сорту Світанок київський. Відповідно і чистий прибуток 2457 грн./га отримано в 2,5 рази більший.

Слід зазначити, що досить високий чистий прибуток 1027 грн./га одержаний і при внесенні 10 м3/га вермикуліту. Застосування сорбента на фоні нітроамофоски та вермикомпосту економічно не ефективне, оскільки вартість додаткової продукції не компенсує затрат.

6.2. Біоенергетичний аналіз застосування вермикуліту під картоплю

Внаслідок проведеного біоенергетичного аналізу застосування спученого вермикуліту встановлено, що найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності (Кее) отримано при внесенні 5 м3/га сорбента на мінеральному фоні. Подальше збільшення норм вермикуліту знижувало Кее, а при 20 м3/га він був близьким до одиниці (табл. 6).

Застосування вермикуліту сумісно з нітроамофоскою та вермикомпостом знижувало Кее при всіх нормах, а при 20 м3/га витрати енергії на вирощування картоплі зрівнюються з отриманою з урожаєм.

Таблиця 6.

Енергетична ефективність застосування вермикуліту

Варіант | Витрачено енергії, МДж/га | Одержано енергії з урожаю, МДж/га | Кее | Світанок київський | Луговська |