АВТОРЕФЕРАТ
ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Головко Наталія Степанівна
УДК 633.18:631.461.2
УРОЖАЙНІСТЬ ТА ЯКІСТЬ ЗЕРНА РИСУ
ЗАЛЕЖНО ВІД ІНГІБІТОРІВ НІТРИФІКАЦІЇ
06.01.09 - рослинництво
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Херсон - 2003
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Луганському національному педагогічному університеті імені Тараса
Шевченка Міністерства освіти і науки України та у Всеросійському (Всесоюзному) науково-дослідному інституті рису РАСГН.
Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор
КОНОПЛЯ МИКОЛА ІВАНОВИЧ, Луганський
національний педагогічний університет
імені Тараса Шевченка,
завідувач кафедри біології
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор
ОРЛЮК АНАТОЛІЙ ПАВЛОВИЧ, Херсонський держав-
ний аграрний університет, професор кафедри рослинництва
кандидат сільськогосподарських наук
ВАНЦОВСЬКИЙ АНАТОЛІЙ АНТОНОВИЧ, Дослідна
станція рису УААН, директор станції.
Провідна установа: - Кримський державний агротехнологічний університет,
кафедра рослинництва, селекції і насінництва, Міністерство
аграрної політики України, м. Сімферополь
Захист відбудеться "28" листопада 2003 року о 9 годині
на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 67.830.01 Херсонського
державного аграрного університету за адресою: м. Херсон,
вул. Рози Люксембург, 23.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці
Херсонського державного аграрного університету,
м. Херсон, вул. Рози Люксембург, 23.
Автореферат розісланий "27" жовтня 2003 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,
доктор сільськогосподарських наук Базалій В.В.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
У рисівництві одним із факторів підвищення врожайності нових сортів рису є внесення азотних добрив. Але значна частина азоту втрачається внаслідок нітрифікації, денітрифікації, вимивання з ґрунту, відчуження зі скидними водами. Тому для отримання високих урожаїв зерна вносять велику кількість азотних добрив, які призводять до забруднення навколишнього середовища.
Одним із перспективних шляхів підвищення ефективності азотних добрив та застережних заходів щодо охорони навколишнього середовища є застосування інгібіторів нітрифікації, яких на сьогодні синтезовано чимало, але вивчено й використовується не більше 10. Розроблено ряд нових вітчизняних препаратів, які недостатньо досліджені. Так, у рисівництві не визначено впливу інгібіторів нітрифікації АТГ, ДЦД і КМП на мікробіологічну активність ґрунту, зміни його азотного режиму й живлення рослин, урожайність посівів та технологічні якості зерна рису. Не розраховані втрати азоту ґрунту й добрив під їх впливом та біоенергетична й економічна доцільність їх застосування.
Актуальність теми визначається необхідністю розробки шляхів зменшення втрат азоту з ґрунту й добрив у рисівництві та визначення реакції нових сортів рису на строки, дози й способи внесення інгібіторів нітрифікації з урахуванням біоенергетичної й економічної доцільності цього агрономічного заходу.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота була складовою частиною НДР ВНДІ рису, зокрема завдання 2.03.01 "Розробити науково обґрунтовані параметри застосування азотних добрив” і плану НДР кафедри біології ЛНПУ імені Тараса Шевченка (номер державної реєстрації 010.3U003615) згідно завдання 09.03 "Розробити і освоїти екологічно безпечні ресурсозберігаючі технології вирощування рису для різних зон (регіонів) рисосіяння та систему інтегрованого захисту рослин".
Мета й задачі дослідження. Метою роботи було виявити реакцію нових і районованих сортів рису на застосовані азотні добрива у сполуці з інгібіторами нітрифікації й розробити технологію їх використання. Дослідженнями передбачалося: виявити особливості росту, розвитку та формування врожайності рослин різних сортів рису при застосуванні інгібіторів нітрифікації; визначити вплив інгібіторів нітрифікації на посівні й технологічні якості та вихід кондиційного насіння в різних сортів рису; установити особливості азотного режиму й біологічної активності ґрунту в посівах рису при внесенні інгібіторів нітрифікації КМП, ДЦД та АТГ; визначити динаміку споживання азоту рослинами різних сортів рису під впливом інгібіторів нітрифікації; виявити шляхи зменшення втрат азоту ґрунту й добрив під впливом інгібіторів нітрифікації; розробити рекомендації щодо застосування інгібіторів нітрифікації для різних сортів рису; оцінити з економічного й біоенергетичного погляду роль інгібіторів нітрифікації, застосованих під різні сорти рису.
Об’єктом дослідженнь були нові і районовані сорти рису, мінеральні добрива, інгібітори нітрифікації КМП, ДЦД та АТГ.
Предмет дослідженнь полягав у систематизації спостережень над особливостями росту, розвитку і формування врожайності рослин рису залежно від внесених азотних добрив сумісно з інгібіторами нітрифікації.
Методи дослідженнь - польовий, вегетаційний і лабораторний.
Наукова новизна одержаних результатів полягала в тому, що вперше встановлено взаємозв'язок між автотрофними нітрифікаторами та нітратредуцентами в ґрунті рисового чеку в присутності інгібіторів нітрифікації. Показана позитивна реакція районованих сортів рису на внесення нових та перспективних інгібіторів нітрифікації КМП, ДЦД, АТГ. Подано порівняльний аналіз впливу інгібіторів нітрифікації на врожайність рису різних сортів, посівні й технологічні якості насіння. Запропоновані шляхи зниження втрат азоту з ґрунту та добрив при застосуванні в рисівництві нітрифіцидів. Виявлена економічна й біоенергетична доцільність застосування інгібіторів нітрифікації.
Практичне значення отриманих результатів. Одержаний експериментальний матеріал дав змогу науково, економічно та біоенергетично обґрунтувати й рекомендувати виробництву нові шляхи зменшення втрат азоту в рисівництві, підвищення екологічної чистоти виробництва та урожайності, якості зерна рису в умовах лучно - каштанових і лучно - болотяних ґрунтів Півдня України та лучно-чорноземних і лучно-болотяних ґрунтів Кубані. Виробнича перевірка отриманих результатів була проведена у 1999 - 2000 рр. Дослідною станцією рису УААН (с. Антонівка Скадовського району Херсонської області) на площі 90 га щорічно та дослідним господарством "Кілійське" (Одеської області) середньою щорічною площею впровадження 40 га. Результати досліджень були перевірені й використані також агропромисловим виробництвом Краснодарського краю, зокрема рисорадгоспом "Правобережний" Темрюкського району на площі 420 га у 1988 р., колгоспом ХХІІ з'їзду КПРС Слов'янського району протягом 1995 - 1999 рр. середньою щорічною площею впровадження 448 га.
Особистий внесок здобувача. Автором особисто подано ідею, розроблено схему й програму досліджень, проведено польові, лабораторні й вегетаційні досліди, спостереження, обліки, аналізи й узагальнення, написано дисертацію та автореферат, особисто або у співавторстві - статті та тези доповідей.
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації оприлюднено на конференціях молодих учених і спеціалістів ВНДІ рису (м. Краснодар, 1987 - 1989 рр.), регіональному симпозіумі ВАСГНІЛ (м. Краснодар, 1989 р.), Всесоюзній нараді "Застосування інгібіторів нітрифікації для підвищення ефективності азотних добрив" (м. Самарканд, 1990 р.), регіональній конференції "Університет і регіон" (м. Луганськ, 2001 р.), Всеукраїнських наукових конференціях ЛНАУ (1999 - 2001 рр.), ЛНПУ (1999 - 2001 рр.), Міжнародних Фальцфейнівських читаннях (Херсон, 2001 р.).
Публікації. Основні результати дисертаційної роботи викладено у 9 статтях і 5 тезах доповідей.
Структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 153 сторінках й складається із вступу, 4 розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Робота містить 38 таблиць, 26 ілюстрацій та 7 додатків. Список використаних літературних джерел включає 221 найменування.
ОБ’ЄКТИ, ҐРУНТОВО - КЛІМАТИЧНІ УМОВИ
Й МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ
Експериментальні роботи виконувалися протягом 1986 - 1999 рр. у Луганському національному педагогічному університеті імені Тараса Шевченка (ЛНПУ) та у Всеросійському науково - дослідному інституті рису (ВНДІ рису РАСГН).
Польові досліди проводили в рівнинній степовій частині Краснодарського краю. Ґрунтовий покрив дослідних ділянок був представлений лучно-чорноземними важкосуглинковими ґрунтами, які містили в орному шарі 3,7 - 4,5% гумусу, 0,2 - 0,3% загального азоту, 0,19 - 0,22% загального фосфору, 1,5 - 2,0% валового калію. Реакція ґрунтів – нейтральна, рН водної витяжки була в межах 6,0 - 7,5. Сума поглинутих катіонів коливалася в межах 35 - 50 мг-екв. на 100 г ґрунту. За фізичними й хімічними показниками ці ґрунти придатні для вирощування рису.
Кліматичні умови в роки проведення досліджень різнилися між собою, але в цілому були сприятливими для вирощування рису. Вивчали реакцію сортів Краснодарський 424, Краснодарський 86, Кулон, Спальчик, Лиман на такі інгібітори нітрифікації: 1-карбамоїл-3(5)метилпиразол (КМП), діциандіамід (ДЦД) та 4 - аміно - 1,2,4 - триазолгідрохлорид (АТГ).
Результати досліджень піддавали математичній обробці методом дисперсного аналізу на ПЕОМ "Pentium".
Економічну та біоенергетичну оцінку окремих або комплексних технологічних операцій проводили за методиками ВНДІ рису та інституту економіки НАН України.
Лабораторні експерименти носили рекогносцирувальний характер. У них вивчали вплив інгібіторів нітрифікації КМП, ДЦД, АТГ на динаміку чисельності ґрунтових мікроорганізмів, які трансформують азот, реакцію рослин рису на різні види препаратів, посівні та технологічні якості зерна рису тощо. Повторність дослідів - три- чотириразова.
Ґрунтові зразки для агрохімічних і мікробіологічних аналізів відбирали до й після сівби рису, у період сходів, кущіння, повної стиглості. У ці ж періоди, а також під час цвітіння, проводили біометричні виміри та спостереження за ростом і розвитком рослин. Вміст нітратного азоту в скидній воді визначали потенціометричним методом на іономірі Е13 - 74.
У польових дослідах вивчали особливості мікробіологічної трансформації азоту в ґрунті рисового поля; умови росту, розвитку й формування врожайності рослин різних сортів рису при застосуванні інгібіторів нітрифікації КМП, ДЦД, АТГ. Крім того, виявляли вплив препаратів КМП, ДЦД, АТГ на посівні й технологічні якості та вихід кондиційного насіння в різних сортів рису тощо. Досліди розміщували в спеціалізованій рисовій сівозміні за прийнятою для реґіону технологією вирощування. Облікова площа ділянок – 50 м2, повторність - чотириразова.
Агрохімічні та мікробіологічні показники родючості ґрунту визначали в 0 - 20 см шарі ґрунту відповідно до методик ВІДА, ТСГА та за Красильниковим.
Облік нітрифікуючих бактерій проводили на пластинках з водного агару, покритих амонійно-магнієвою сіллю фосфорної кислоти; амоніфікуючих - на МПА; мікроорганізмів, які засвоюють мінеральні форми азоту - на КАА; олігонітрофілів – на середовищі Ешбі; целюлозорозкладаючих – на середовищі Гетчинсона; нітратредуцентів та денітрифікаторів – на середовищі Березової. Активність бактерій І в ІІ фаз автотрофної нітрифікації виявляли на середовищах Виноградського.
Загальний вміст у ґрунті азоту визначали феноловим методом у модифікації Кудеярова, фосфору – за методом Ле Ван Тієма, рухомого фосфору з оцтовокислої витяжки - за Чириковим, калію – за Масловою.
Біометричні обстеження – висоту й масу рослин, кущистість та показники структури врожаю – кількість колосків та зернин у волоті, вихід зерна при обмолоті, масу зерна з волоті, масу 1000 зерен і т.д. – у двох несуміжних повторностях – за загальноприйнятими методиками.
Облік урожаю проводили при повній стиглості зерна методом цілковитого збирання та зважування зерна з кожної ділянки з наступним відбиранням проб та аналізом структури врожаю.
Посівні якості насіння (схожість, енергію проростання, силу росту, вихід кондиційного насіння тощо) визначали за методиками Державної комісії України з випробувань та охорони сортів рослин.
Технологічні якості зерна (тріщинуватість, плівчастість, склоподібність, фракційний склад, вихід крупи і т.д.) – за Є.П. Альошиним, З.Ф. Аникановою та ін.
Вміст білка в зерні рису визначали за методикою Кьєльдаля, крохмалю –за Бертраном - Бьєрі в модифікації Петухової, золи – шляхом спалювання наважок у муфельній печі.
РЕАКЦІЯ СОРТІВ РИСУ НА ІНГІБІТОРИ НІТРИФІКАЦІЇ
Біологічна трансформація азоту ґрунту при застосуванні інгібіторів нітрифікації
Інгібітори нітрифікації, які застосовували для пригнічення процесу нітрифікації азотних добрив, мали селективний характер дії на бактерії першої фази автотрофної нітрифікації. Збереження в їх присутності N - NH4+ від подальшого окислення забезпечувало рослини доступним азотом й зменшувало втрати цього елементу з ґрунту. Найбільший ефект інгібірування життєдіяльності нітрифікуючих бактерій І фази автотрофного процесу препарати КМП та АТГ забезпечували в дозі 2а ДЦД - у концентрації 10% від вмісту азоту добрива. Протягом двох місяців ці інгібітори нітрифікації зберігали N - NH4+ добрив і ґрунту від окислення до нітратів, після чого відбувалося інтенсивне поглинання його рослинами.
Але вимкнення в присутності інгібіторів нітрифікації ферментної системи амоній - окислюючих бактерій, яка відповідає за окислення NH4+, не означало зупинки життєдіяльності автотрофних нітрифікаторів і нітратредуцентів. Взаємне функціонування бактерій цих двох груп сприяло втратам азоту й дещо знижувало ефективність нітрифіцидів.
На підвищений вміст N - NH4+ у ґрунті за наявності інгібіторів нітрифікації реагували зміною чисельності й інші групи мікроорганізмів, які брали участь у трансформації азоту в ґрунті рисового поля й реалізовували його надвишок за рахунок найбільш доступної для них органічної речовини: амоніфікуючі, целюлозорозкладаючі, олігонітрофіли тощо.
Особливості поглинання азоту рослинами та його втрати під дією інгібіторів нітрифікації
У період сходів вміст азоту в проростках рису за наявності інгібіторів нітрифікації був вищим, ніж на ділянках без них на 9,7 – 24,7%, а винесення його з ґрунту збільшувалося на 58,5 – 71,9%. Коли наступала фаза кущіння, різниця в кількості азоту в надземній частині й коренях рису на ділянках з інгібіторами й без них була ще більшою, досягаючи 20 – 26% і 17 – 39% відповідно. У наступні періоди вегетації рису ця залежність зберігалася (табл. 1).
Вміст азоту у зерні рису ділянок з внесеними інгібіторами нітрифікаціїі був максимальним і досягав 1,38 - 1,40%, тоді як на ділянках з одноразовим чи роздрібненим внесенням карбаміду цей показник дорівнював 1,30 - 1,32%, а без азотного добрива - лише 1,24%.
Разом з продуктивним використанням азоту при вирощуванні рису спостерігалися й значні його втрати. Після першого скидання води втрачалося 9 – 11% азоту від вихідної кількості, а при внесенні добрив з інгібітором нітрифікації – 7,4%.
Загальні втрати азоту при одноразовому внесенні досягали 9,2%, при роздрібненому - 8,9%, а при застосуванні КМП - 7,4% від початкового вмісту азоту в ґрунті. Через два тижні на ділянках без інгібіторів нітрифікації невиробничі витрати азоту складали 17 - 18%, а при застосуванні КМП - лише 7,79%.
Таблиця 1
Вміст азоту в рослинах рису за фазами вегетації залежно від інгібіторів нітрифікації, %
(сорт Спальчик)
Варіанти досліду | Фази вегетації рису
сходи | кущіння | викидання
волоті - цвітіння | повна
стиглість
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 3
Р90К90 | 4,24 | 1,54 | 3,22 | 1,37 | 1,19 | 0,64 | 0,66 | 0,67 | 1,24
N150P90K90 | 4,42 | 1,70 | 3,37 | 1,56 | 1,26 | 0,69 | 0,72 | 0,73 | 1,30
N90P90K90+N30+N30 | 4,36 | 1,71 | 3,49 | 1,63 | 1,34 | 0,84 | 0,74 | 0,80 | 1,32
N150P90K90+КМП 2% | 4,46 | 1,92 | 4,02 | 1,81 | 1,51 | 1,04 | 0,76 | 0,88 | 1,38
N150P90K90+ДЦД 10% | 4,49 | 1,75 | 4,05 | 1,90 | 1,64 | 1,00 | 0,74 | 0,91 | 1,40
Примітки: 1. - Надземна частина. 2. - Корені. 3. - Зерно.
У період достигання зерна рису втрат азоту з ґрунту не спостерігалося. Відбувалися вони в період від внесення добрив до появи сходів та кущіння, коли втрачалося 90% азоту від усіх втрат, а найбільша частка серед них припадала на газоподібні. Наявність інгібітору нітрифікації КМП зменшувала втрати азоту в 2,2 – 2,4 рази.
Ріст і розвиток рослин рису під дією інгібіторів нітрифікації
Внесення азотного добрива сумісно з інгібіторами нітрифікації сприяло більш інтенсивному росту рослин рису, ніж на ділянках без цих препаратів (рис. 1). На період сходів рису довжина проростків рослин на ділянках з одноразовим внесенням карбаміду не перевищувала 16,7 - 18,0 см, а з роздрібним його внесенням – 18,9 см, тоді як у поєднанні азотного добрива з інгібіторами нітрифікації - 20,2 - 20,4 см. У фазу кущіння різниця у висоті рослин, які зростали на ділянках без інгібіторів нітрифікації та з застосуванням КМП і АТГ, досягала 2,4 - 5,6 см, а в фазу цвітіння – 9,1 - 14,4 см. На період збирання рису висота рослин на ділянках з карбамідом не перевищувала 76,0 - 80,3 см, а при поєднанні його з інгібіторами нітрифікації – 84,2 - 85,0 см. Максимальної висоти рослини перед збиранням рису досягали на ділянках з одноразовим внесенням N150P90K90 та АТГ у концентрації 2 % від вмісту азоту добрив.
Рис. 1. Зміна висоти рослин рису сорту Спальчик (А) та накопичення сухої
речовини (Б) за фазами вегетації при застосуванні інгібіторів нітрифікації |
- P90K90 | - N150P90K90 | - N90P90K90+N30+N30
- N150P90K90+КМП 2 | - N150P90K90+АТГ 2
Закономірності зміни висоти рослин під дією добрив та інгібіторів нітрифікації, які ми спостерігали в польових умовах, підтверджувалися й даними вегетаційних дослідів.
Внесення азотного добрива як разово, так і вроздріб призводило до збільшення маси сухої речовини на 24 - 29%, а поєднання їх з інгібіторами нітрифікації – до збільшення сухої маси рослин ще на 5 - 6%. Інтенсивне накопичення сухої речовини рослинами рису на ділянках з одноразовим внесенням азотного добрива та інгібіторів нітрифікації зберігалося до збирання врожаю.
Урожайність сортів рису в умовах застосування КМП, ДЦД, АТГ
Застосування різних інгібіторів нітрифікації на фоні одноразового внесення карбаміду викликало значне збільшення врожайності рису.
Максимальна врожайність зерна рису досягала 85,8 - 87,7 ц/га й була одержана при одночасному внесенні мінеральних добрив з інгібіторами нітрифікації нормами N150P90К90 + КМП 2%, N150P90K90 + ДЦД 10% і N150P90K90 + АТГ 2% від вмісту азоту в добриві.
За наявності КМП урожайність зерна рису зростала в порівнянні з внесенням азотного добрива вроздріб на 11,2 ц/га (15%), при застосуванні ДЦД - на 13,1 ц/га (17,5%), а при внесенні АТГ - на 12,0 ц/га (16,1%).
Максимальним збільшенням врожайності зерна рису під дією інгібіторів нітрифікації реагували сорти Краснодарський 424 та Краснодарський 86 (табл. 2). Надбавки врожайності зерна досягли 7,4 – 9,1 ц/га порівняно з ділянками, на яких вносили азотне добриво уроздріб та 11,0 - 17,8 ц/га порівняно з одноразовим його внесенням. При внесенні добрив та препарату ДЦД надбавки врожайності зерна рису всіх сортів досягали відповідно 9,1-9,6 ц/га та 12,3-12,7 ц/га.
Таблиця 2
Урожайність зерна різночасно дозріваючих сортів рису залежно
від інгібіторів нітрифікації,
(1989 - 1994 рр.), ц/га
Варіанти | Сорти
Спальчик | Кулон | Краснодарський 424 | Краснодарський 86
P90K90 | 38,9 | 32,4 | 36,3 | 37,4
N150P90K90 | 44,6 | 42,8 | 49,4 | 46,2
N90P90K90 + N30 + N30 | 50,0 | 51,2 | 53,0 | 54,9
N90P90K90 + КМП 2% | 54,5 | 61,3 | 60,4 | 64,0
N150P90K90 + ДЦД 10% | 56,9 | 59,4 | 62,1 | 64,5
N150P90K90 + АТГ 2% | 54,7 | 56,7 | 60,6 | 62,9
НІР05 для сортів | 2,3-2,5 | 2,2-2,6 | 2,5-2,9 | 2,7-2,9
для добрив й
інгібіторів нітрифікації | 4,4
Високі надбавки зерна рису під дією інгібіторів нітрифікації спостерігалися й при вирощуванні нових інтенсивних сортів. У середньому за 1995 - 1997 рр. продуктивність зерна інтенсивного сорту Лиман, сформована на фоні мінеральних добрив та інгібіторів нітрифікації, досягала 86,0 і 85,9 ц/га, а без них 56,0 і 74,0 ц/га. У сорту Спальчик урожайність була відповідно 81,9 і 82,1 ц/га та 55,4 і 71,3 ц/га (табл. 3).
Таблиця 3
Урожайність зерна рису сортів Лиман і Спальчик при використанні
інгібіторів нітрифікації КМП й АТГ (1995 –1997 рр.), ц /га
Варіанти | 1995 р. | 1996 р. | 1997 р. | середня
за 3 роки
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2
Р90 К90 | 35,4 | 38,6 | 41,6 | 42,8 | 43,3 | 40,9 | 40,1 | 40,8
N150 P90 K90 | 51,2 | 53,2 | 59,8 | 62,8 | 55,2 | 56,6 | 55,4 | 56,0
N90 P90 K90 + N30+ N30 | 64,8 | 69,8 | 76,7 | 79,6 | 72,7 | 80,6 | 71,3 | 74,0
N150 P90 К90+KMП 2 | 75,6 | 83,4 | 88,9 | 89,2 | 81,8 | 85,6 | 82,1 | 86,0
N150 P90 K90 +ATГ 2 | 79,2 | 84,5 | 85,4 | 87,0 | 81,1 | 86,2 | 81,9 | 85,9
НІР05 для сортів | 3,5-4,1 | 2,9-4,2 | 2,8-4,0 | -
для добрив
й інгібіторів нітрифікації | 7,8 | 6,2 | 4,8 | -
Примітки: 1. - Спальчик. 2. - Лиман.
Під впливом інгібітору нітрифікації АТГ значно поліпшувалися технологічні та біохімічні показники якості зерна рису. У порівнянні з рослинами з ділянок без інгібітору нітрифікації тріщинуватість зерна рослин варіантів з АТГ зменшувалася на 3,5 - 4,0плівчастість - на 1,0 - 1,3а склоподібність та вихід зерна збільшувалися на 5,0 - 7,5%. Вміст білка в зерні підвищувався на 24 - 25% і досягав 7,52 - 7,64% в сухій речовині (табл. 4).
Таблиця 4
Технологічні та біохімічні показники якості зерна рису
сорту Спальчик (1995 - 1997 рр.), %
Варіанти досліду | Тріщинуватість | Плівчастість | Вихід крупи | Скло -
подібність | Білок | Крох - маль | Зола
P90K90 | 30,0 | 17,8 | 68,5 | 70,5 | 6,13 | 70,1 | 4,60
N150P90K90 | 28,8 | 17,1 | 72,4 | 77,4 | 7,10 | 70,1 | 3,80
N90P90K90+N30+N30 | 27,5 | 16,5 | 73,0 | 77,5 | 7,52 | 71,4 | 3,75
N150P90K90+АТГ 2 | 26,0 | 16,8 | 73,5 | 78,0 | 7,64 | 71,9 | 3,70
Таким чином, застосування інгібіторів нітрифікації з азотним добривом призводило не тільки до поліпшення умов росту і розвитку рослин та формування максимальної врожайності рису, але й до покращення технологічних та біохімічних якостей зерна.
Вплив інгібіторів нітрифікації на врожайність і посівні якості насіння рису
На ділянках із внесенням азотного добрива разом чи вроздріб урожайність насіння рису всіх сортів значно підвищувалася порівняно з варіантами без карбаміду: на 5,2 - 9,3 ц/га та 9,5 - 13,7 ц/га відповідно (табл. 5). Особливо цей показник зростав там, де разом з азотним добривом використовували інгібітори нітрифікації. Надбавки врожайності насіння рису досліджуваних сортів при наявності препаратів KMП, ДЦД, ATГ складали 18,8 - 23,0 ц/га по відношенню до безазотного фону; 8,8 - 15,8 - порівняно з разовим внесенням карбаміду та 6,2 - 10,4 ц/га при внесенні його вроздріб.
Максимальна врожайність кондиційного насіння рису була сформована сортами Краснодарський 424 - 38,5 ц/га та Краснодарський 86 - 38,7 ц/га на фоні повного мінерального добрива разом з інгібіторами нітрифікації ДЦД у дозі 10 % і АТГ у концентрації 2% від азоту карбаміду.
Аналогічне підвищення врожайності насіння рису на ділянках з інгібіторами нітрифікації було відмічено в досліді 1995 - 1997 рр. у сортів Спальчик і Лиман.
Максимальний вихід кондиційного насіння (62,2%) у сорту Спальчик був одержаний при застосуванні N150P90K90+ДЦД 10%, а в усіх інших сортів (57,7 –62,9%) – при внесенні N150P90K90+ATГ 2%.
Найвищий відсоток крупного насіння був одержаний при застосуванні карбаміду з інгібіторами нітрифікації.
Під дією препаратів КМП, ДЦД, АТГ енергія проростання насіння сортів Спальчик та Кулон збільшувалася на 2,5 - 4,8% та 1,7 - 4,5%, сортів Краснодарський 424 й Краснодарський 86 – на 1,1 - 2,2% (див. табл. 5).
Таблиця 5
Урожайність та схожість насіння сортів рису при застосуванні
добрив та інгібіторів нітрифікації, (1992 - 1994 рр.),%
Варіанти | Спальчик | Кулон | Краснодарський
424 | 86
Урожайність насіння
Р90К9018,4 | 13,4 | 15,1 | 15,7
N150 P90 K9023,6 | 19,1 | 24,4 | 22,9
N90 P90 K90+N30+ N30 | 27,9 | 26,0 | 27,7 | 29,4
N150 P90 К90 + KMП 2% | 32,4 | 32,2 | 34,0 | 36,8
N150P90K90 + ДЦД 10% | 35,4 | 32,6 | 38,5 | 38,7
N150P90K90 + ATГ 2% | 33,2 | 32,7 | 38,1 | 38,6
НІР05 2,6-3,5 | 3,1-4,5 | 2,1-2,9 | 3,0-5,2
Вихід кондиційного насіння, %
Р90К9047,2 | 41,4 | 41,5 | 42,0
N150 P90 K9053,0 | 44,7 | 49,4 | 49,6
N90 P90 K90+ N30 +N30 | 55,8 | 50,8 | 52,2 | 53,5
N150 P90 К90+ KMП 2% | 59,5 | 55,8 | 56,3 | 57,5
N150P90K90+ДЦД 10% | 62,2 | 54,9 | 62,0 | 60,0
N150P90K90+ATГ 2% | 60,7 | 57,7 | 62,9 | 61,4
Аналогічним чином змінювалася й схожість насіння рису (табл. 6).
Таблиця 6
Сила росту насіння сорту Спальчик залежно від добрив
та інгібіторів нітрифікації (1992 –1994 рр.)
Варіанти | Схожість,
% | Кількість корінців, шт./1 росл. | Довжина корінця, см | Висота паростка, см | Суха маса, мг
паростка | корінця
Р90К90 | 87,1 | 2,7 | 80,0 | 78,2 | 1,6 | 0,20
N150P90K90 | 90,0 | 3,1 | 90,1 | 93,0 | 2,1 | 0,30
N90P90K90+N30+N30 | 91,8 | 3,3 | 94,0 | 95,1 | 2,6 | 0,40
N150P90К90+KMП 2% | 94,5 | 3,5 | 96,1 | 104,2 | 2,8 | 0,50
N150P90K90+ДЦД 10% | 94,9 | 3,6 | 101,2 | 108,1 | 2,9 | 0,50
N150P90K90+ATГ 2% | 93,7 | 3,5 | 98,1 | 104,1 | 2,8 | 0,50
Кількість та довжина корінців від внесення добрив збільшувалася на 12 - 15%, а добрив з інгібіторами нітрифікації – на 26 - 30% (див. табл. 6).
ЕКОНОМІЧНА ТА БІОЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ ТА ІНГІБІТОРІВ НІТРИФІКАЦІЇ ПІД РИС
Застосування інгібітору нітрифікації АТГ на сортах Спальчик і Лиман у виробничих умовах забезпечувало надбавку врожайності рису на рівні 6,6 - 7,3 ц/га загальною вартістю 5735 - 5953 грн./га. Окупність витрат на цих ділянках досягла 3,0 - 3,1 рази, тоді як без застосування АТГ – 2,8 - 2,9 рази. Собівартість продукції була нижчою на 8,5 - 9,0%, а чистий прибуток складав у обох сортів 516 - 573 грн./га.
Біоенергетичний коефіцієнт технології вирощування рису був вищим (2,28) за наявності інгібітору нітрифікації.
ВИСНОВКИ
1.
На лучно-чорноземних та лучно-болотяних ґрунтах максимальна врожайність зерна рису формується при внесенні повного мінерального добрива в дозі N150 - 240P90 - 120К90 - 120. На лучно-каштанових ґрунтах оптимальними дозами мінеральних добрив є N90 - 150P30 - 60К30. Під впливом багаторазових затоплень значна частина азоту добрив втрачається й стає джерелом забруднення навколишнього середовища.
2.
Застосування сумісно з азотними добривами інгібіторів нітрифікації КМП, ДЦД виявило селективну дію їх на бактерії першої фази автотрофної нітрифікації, що проявилося в консервуванні N - NH4+ в ґрунті рисового поля та гальмуванні утворення N - NO3Ї. ?міст амонійного азоту в ґрунті при використанні інгібіторів нітрифікації в період найбільших його втрат був у два рази вищим, а нітратного - меншим, ніж на ділянках без цих препаратів.
3.
Виявлено взаємозв’язок у варіантах з інгібіторами нітрифікації між автотрофними нітрифікаторами й нітратредуцентами. Інгібітори нітрифікації забезпечують активну діяльність цих двох груп мікроорганізмів в умовах відносного дефіциту кисню при затопленні рисового поля, що сприяє втратам азоту й дещо зменшує ефективність інгібіторів нітрифікації.
4.
Застосування інгібіторів нітрифікації КМП, ДЦД на оптимальному фоні мінеральних добрив при вирощуванні сортів рису Спальчик, Лиман, Кулон, Краснодарський 86 та Краснодарський 424 сприяло більш інтенсивному росту й розвитку рослин: підвищувалися висота, суха маса рослин та озерненість їх волоті, збільшувалися кущистість рослин та довжина волоті.
5.
Внесення під рис інгібіторів нітрифікації КМП, ДЦД, АТГ сприяло підвищенню його врожайності. Оптимальні дози нітрифіцидів такі: КМП - 2ДЦД - 10 %, АТГ - 2від вмісту азоту в добривах. Надбавки врожайності зерна від застосування КМП досягали 11,2 ц/га або 15ДЦД - 13,1 ц/га або 17,5АТГ - 12,0 ц/га або 16,1по відношенню до варіанту з внесенням азотних добрив вроздріб (стандарту).
6.
Застосування інгібіторів нітрифікації КМП, ДЦД, АТГ позитивно впливало на врожайні й посівні якості зерна рису: врожайність, енергію проростання, схожість та вихід насіння.
7.
Інгібітори нітрифікації КМП, ДЦД, АТГ, внесені на оптимальному фоні добрив, забезпечували покращення якості зерна, збільшуючи в ньому вміст білка, крохмалю й мінеральних речовин у порівнянні з варіантами без цих препаратів.
8.
Включення інгібіторів нітрифікації в технологію вирощування рису забезпечувало підвищення врожайності зерна рису на 9 - 13 ц/га при зниженні собівартості продукції на 8 - 15Окупність витрат на застосування інгібіторів нітрифікації перевищувала 3,5 - 3,7 разів.
9.
На лучно-чорноземних, лучно-болотяних та лучно-каштанових ґрунтах для формування врожайності зерна рису на рівні 75 - 80 ц/га з високими врожайними, посівними й технологічними якостями, запобігання невиробничих втрат добрив і забруднення навколишнього середовища при внесенні азотних добрив пропонується застосовувати інгібітори нітрифікації: КМП у концентрації 2ДЦД - 10АТГ - 2від вмісту азоту добрив.
СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ
ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ:
1.
Головко Н.С. Влияние ингибиторов нитрификации на нитратредукцию и гетерофную нитрификацию в почве рисового поля // Бюллетень НТИ ВНИИ риса. - 1990. С. 33 - 37.
2.
Алешин Е.П., Паращенко В.Н., Головко Н.С., Кутузова Р.С. Действие ингибиторов нитрификации на микрофлору лугово - черноземной почвы при возделывании риса // Доклады ВАСХНИЛ. - 1991. - № 7. - С. 14 - 17 (польові досліди, аналізи грунту, висновки).
3.
Головко Н.С. Варіабельність кількісних ознак сорту рису Спальчик при застосуванні інгібітора нітрифікації КМП // Науковий вісник НАУ. - 2000. - № 24. - С. 98 - 101.
4.
Головко Н.С, Конопля М.І., Паращенко В.М. Екологічні аспекти застосування інгібіторів нітрифікації при вирощуванні рису // Вісник Луганського державного педагогічного університету. - 2000. - № 6. - С. 43 - 47 (польові досліди, аналізи грунту, біометричні обстеження, висновки).
5.
Конопля М.І., Головко Н.С. Біоенергетична ефективність інгібіторів нітрифікації в посівах рису // Збірник наукових праць ЛНАУ. - 2000. - №7. - С. 49 - 52 (польові досліди, аналітичні роботи, розрахунки біоенергетичної ефективності, висновки).
6.
Головко Н.С. Применение ингибиторов нитрификации - один из способов повышения эффективности азотных удобрений при выращивании риса // Вісник аграрної науки південного регіону. - 2001. - Вип. № 2. - С. 59 - 61.
7.
Головко Н.С. Один із шляхів зниження напруженості екологічної ситуації у районах інтенсивного землеробства // Сборник научных трудов ВНУ и Познаньского технического университета. - 2001. - № 1. - С. 66 - 70.
8.
Головко Н.С, Конопля Н.И. Агроэкологические аспекты применения ингибиторов нитрификации в рисоводстве // Збірник наукових праць. Фальцфейнівські читання. - Херсон. - 2001. - С. 43 (польові досліди, аналізи грунту і рослин, висновки).
9.
Головко Н.С. Урожайность риса и его посевные качества // Хранение и переработка зерна. - 2003. - №2(44). - С.25-26.
10.
Головко Н.С. Влияние ингибиторов нитрификации на размножение микроорганизмов, участвующих в трансформации азота удобрений и почвы // Материалы конференции молодых ученых и специалистов ВНИИ риса. - Краснодар, 1987. - С. 14 - 15.
11.
Головко Н.С. Биологическая трансформация азота в почве и продуктивность риса в зависимости от ингибитора нитрификации КМП // Тезисы Всесоюзной научно - технической конференции "Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия" - М.: ЦИНАО, 1988. - С.11.
12.
Головко Н.С. Ингибиторы нитрификации КМП, ДЦД и биологическая трансформация азота в лугово - черноземовидной почве рисового чека // Тезисы конференции молодых ученых ВНИИ риса. - Краснодар, 1988. - С. 15 - 17.
13.
Головко Н.С. Новый ингибитор нитрификации 1 - карбамоил - 3(5)метилпиразол (КМП) и его метаболит 3(5) метилпиразол (МП) // Материалы конференции молодых ученых и специалистов ВНИИ риса. - Краснодар, 1989. - С.8.
14.
Головко Н.С., Паращенко В.Н. Трансформация азота почвенными микроорганизмами и продуктивность риса при использовании ингибиторов нитрификации КМП, ДЦД // Тезисы Всесоюзного совещания "Применение ингибиторов для повышения эффективности азотных удобрений". - М.: НИУИФ, 1990. - С.48 - 49.
АНОТАЦІЯ
Головко Н.С. Урожайність та якість зерна рису в залежності від інгібіторів нітрифікації. -Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук із спеціальності 06.01.09 -рослинництво -Херсонський державний аграрний університет, Херсон, 2003.
Дисертація присвячена питанням технології вирощування рису в умовах застосування інгібіторів нітрифікації КМП, ДЦД, АТГ.
Розроблені елементи екологічно безпечної технології вирощування рису з урахуванням біологічних особливостей нових та районованих сортів.
Встановлено, що інгібітори нітрифікації КМП, ДЦД, АТГ пригнічують діяльність бактерій першої фази автотрофної нітрифікації в ґрунті під посівами рису, що сприяє консервуванню N - NH4+ і гальмує утворення N - NO3Ї, покращує азотне живлення рослин рису. Внаслідок цього підвищується коефіцієнт продуктивного кущіння, озерненість волоті, продуктивність і якість зерна рису. Надбавки врожайності зерна рису від застосування мінеральних добрив сумісно з інгібітором нітрифікації КМП складали 11,2 ц/га або 15%, ДЦД - 13,1 ц/га або 17,5%, АТГ - 12,0 ц/га або 16,1% по відношенню до варіанту з внесенням азотних добрив уроздріб (стандарту). Для одержання стабільних і високих урожаїв рису пропоновано застосовувати інгібітори нітрифікації КМП і АТГ у концентрації 2%, ДЦД - у дозі 10% від вмісту азоту в добриві.
Ключові слова: нітрифікація, інгібітори нітрифікації, нітрати, втрати азоту, ріст, розвиток, сорти, рослини рису, живлення рису, урожайність.
АННОТАЦИЯ
Головко Н.С. Урожайность и качество зерна риса в зависимости от ингибиторов нитрификации. -Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.09 -растениеводство. -Херсонский государственный аграрный университет. -Херсон, 2003.
Изучали отзывчивость различных по интенсивности сортов риса на внесение в почву ингибиторов нитрификации КМП, ДЦД, АТГ и разрабатывали технологию их применения.
Исследованиями подтверждено селективное действие ингибиторов нитрификации на бактерии первой фазы автотрофной нитрификации в почве под посевами риса, что способствовало консервации N - NH4+ в их присутствии и торможении образования N - NO3Ї. Содержание аммонийного азота в почве при использовании ингибиторов нитрификации в период наибольших его потерь было в 2 раза выше, а нитратного во столько же раз ниже, чем в вариантах опыта без ингибиторов нитрификации.
Присутствие КМП и ДЦД в почве уменьшило непроизводительное расходование азота в 2,2 - 2,4 раза, а потребление этого элемента растениями риса увеличилось в фазу всходов, по сравнению с контрольными вариантами, на 3,0-13,0в период кущения - на 15 - 26(вегетативно - стебельная масса) и 11 - 39(корни). Максимальная концентрация азота в зерне риса также наблюдалась при наличии в почве КМП и ДЦД и составляла 1,38 - 1,40тогда как в растениях контрольных вариантов - 1,24 - 1,32Изменения, произошедшие в азотном режиме почвы рисового поля под действием ингибиторов нитрификации, благоприятно сказывались на росте и развитии растений риса: их высота увеличилась на 3,7 - 9,9а сухая масса - на 5 - 6по сравнению с производственным контролем.
Коэффициент продуктивной кустистости у растений сорта Лиман увеличился с 1,2 в вариантах без ингибиторов нитрификации до 2,2 - 2,5 в их присутствии, а у сорта Спальчик - с 2,9 - 3,9 до 3,8 - 4,0 соответственно. Масса зерна с 1 растения увеличилась с 3,2 - 3,9 г на контрольных вариантах до 4,5 - 5,5 г в присутствии ингибиторов нитрификации. Такая же закономерность отмечалась и по другим показателям структуры урожая. Прибавки урожайности от применения КМП составляли 11,2 ц/га или 15ДЦД - 13,1 ц/га (17,5АТГ - 12,0 ц/га (16,1по отношению к дробному внесению азотного удобрения (стандарту).
В сравнении с контрольными вариантами трещиноватость зерна уменьшилась на 3,5 - 4,0пленчатость - на 1,0 - 1,3а стекловидность и выход зерна возросли на 24 - 25Энергия прорастания семян различных по интенсивности сортов риса увеличились на 1,1 - 4,8Аналогично изменилась и всхожесть семян риса. Количество и длина корешков у растений риса в присутствии ингибиторов нитрификации увеличилась на 26 - 30Наибольший выход кондиционных семян (62.2у сорта Спальчик был получен от применения N150P90K90+ДЦД 10а у всех остальных сортов (57,7 - 62,9- при использовании N150P90K90+АТГ в концентрации 2от содержания азота в карбамиде.
В производственных условиях прибавки урожайности от применения ингибиторов нитрификации составляли 6,6 - 7,3 ц/га. Себестоимость продукции на этих вариантах была ниже на 8,5 - 9,0а чистая прибыль составляла 516 - 573 грн./га.
Ключевые слова: нитрификация, ингибиторы нитрификации, нитраты, потери азота, рост, развитие, сорта, растения риса, питание риса, урожайность.
SUMMARY
Golovko N.S. Productivity and quality of rise corn depending on the fertilizers and nitrification inhibitors. -Manuscript
The thesis for receiving the Degree of Candidate of Science agriculture in specialty 06.01.09 -Plants cultivation. -The Herson State agricultural university. -Herson, 2003.
The thesis is devoted to the technology of groving rice using nitrification inhibitors CMP, ATG, DCD. The elements of ecological safe technology of groving rice been developed taking into consideration biological peculiarities of new and adapted to a region sort.
It was determined that nitrification inhibitors KMP, DCD, ATG suppress the activity of bacteria on the first phase of the autotrophic nitrification in soil under rice crops, that assists the conservation of N - NH4+ and
