НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІЛЬЇН

Олександр Валерійович

УДК [631.51:631.872874:631.445.4:633.361:633.11]

ВПЛИВ ПОЄДНАННЯ СИСТЕМ ОБРОБІТКУ

ГРУНТУ ТА УДОБРЕННЯ НА АГРОНОМІЧНІ

ПОКАЗНИКИ ЧОРНОЗЕМУ ПІВДЕННОГО КРИМУ

І ПРОДУКТИВНІСТЬ КУЛЬТУР В СІВОЗМІННІЙ

ЛАНЦІ ЕСПАРЦЕТ-ОЗИМА ПШЕНИЦЯ

06.01.01 – загальне землеробство

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Киів – 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Кримському державному агротехнологічному університеті

Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник – кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник, доцент

ОСІННІЙ Микола Георгійович,

Кримський державний агротехнологічний університет,

проректор з навчальної роботи

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

ЄЩЕНКО Володимир Омельянович,

Уманський державний аграрний університет,

завідувач кафедри загального землеробства

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

МАКСИМЧУК Іван Пантелеймонович

Національний аграрний університет,

доцент кафедри землеробства

Провідна установа – Херсонський державний аграрний університет,

кафедра землеробства, Міністерство аграрної

політики України, м. Херсон

Захист дисертації відбудеться "10" грудня 2003 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул, Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул, Героїв оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 41

Автореферат розісланий "8" листопада 2003 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Рожко В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В останні роки при діючих системах землеробства спостерігаються дегуміфікація і де-градація грунтів, погіршуються аг-рофізи-чні та хімічні властивості, підвищується забур'яненість полів. Це негативно впливає на екологічний стан регіону і знижує статус Криму як міждержавної здравниці.

Найбільш енергозатратним та трудомістким в землеробстві є механічний обробіток грунту. За даними вчених на нього припадає в середньому 40енергетичних та 25 % трудових затрат загального обсягу польових робіт.

Остання чверть минулого століття характеризувалась переглядом традиційних підходів до обробітку грунту з урахуванням його агрофізичних, біологічних та агрохімічних властивостей і вимог вирощування рослин. В посушливих умовах півдня України найбільш глибокі дослідження з питань обґрунтування ефективності грунтозахистних ресурсозберігаючих систем обробітку грунту проведені В.П. Гордієнком (1976, 1981), В.М. Крутьом (1977, 1980), І.А. Пабатом (1978, 1992), Н.Х. Грабаком (1979, 1985) та їх учнями.

В процесі вдосконалення технологій обробітку грунту під озимі культури в умовах недостатнього та нестійкого зволоження виникло протиріччя між більш високою ефективністю заходів мілкого і поверхневого обробітку і необхідністю заробки мінеральних (особливо фосфорних) та органічних добрив в глибші шари з більш стійкою вологістю грунту.

На сучасному етапі вдосконалення систем землеробства, особливо при існуючому диспаритеті цін на сільськогосподарську продукцію, паливно-мастильні матеріали, агрохімікати та сільськогосподарську техніку, зростає необхідність пошуку найбільш оптимальних шляхів поєднання ресурсозберігаючих систем обробітку грунту, застосування мінеральних та органічних добрив, а також інших чинників відтворення родючості грунту як основи сталого землеробства в посушливих умовах півдня України. Саме тому ми присвятили роботу цим питанням і вважаємо їх актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою частиною наукових досліджень кафедри землеробства Кримського ДАТУ з виконання державної науково-технічної програми (реєстраційний номер 0102U000128).

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень – виявити найбільш раціональне поєднання систем обробітку грунту, мінеральних та органо-мінеральних добрив, сидератів і соломи, а також хімічного контролю бур'янів в ланці "еспарцет-озима пшениця" при довготривалому застосуванні в польовій сівозміні.

Основні задачі досліджень:

- вивчення агрофізичних властивостей і вологості грунту при тривалому застосуванні комбінованої та ресурсозберігаючої систем обробітку;

- виявлення впливу поєднання систем основного обробітку з добривами на біологічну активність та окремі агрономічні показники чорнозему південного;

- визначення запасів насіння бур'янів у грунті та забур'яненості посівів при тривалому поєднанні систем обробітку, удобрення та гербіцидів;

- дослідження агрономічної ефективності систем обробітку грунту в поєднанні з добривами, сидератами та соломою у ланці сівозміни "еспарцет-озима пшениця";

- енергетичне та еколого-економічне обґрунтування систем обробітку грунту в поєднанні з добривами, сидератами та соломою при безгербіцидній технології вирощування і хімічному контролі бур'янів;

- обгрунтувати рекомендації сільськогосподарському виробництву щодо найбільш раціонального поєднання системи обробітку з системами удобрення та протибур'яновими заходами для одержання сталих врожаїв озимої пшениці і відтворення родючості грунту.

Об'єктом досліджень є процес формування і реалізації потенціалу продуктивності культур ланки сівозміни та показників родючості грунту під впливом тривалого поєднання систем обробітку та удобрення.

Предмети досліджень – грунт (основні агрофізичні, біологічні та агрохімічні показники його родючості) і агрофітоценози ланки сівозміни "еспарцет-озима пшениця" (в тому числі домінанти та бур'яни).

В роботі використовувались: загальнонаукові (аналіз, синтез, спостереження, порівняння, вимірювання, експерименти, індукції, гіпотези) та спеціальні (польовий, лабораторний, лабораторно-польовий, порівняльно-розрахунковий і математичної статистики) методи досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для умов недостатнього та нестійкого зволоження передгірсько-степової зони Криму в багатофакторному (2х3х4) польовому експерименті проведено системне дослідження та визначено вплив тривалого поєднання систем основного обробітку, удобрення з сидератами і соломою на основні показники родючості грунту та врожайність і продуктивність ланки сівозміни "еспарцет-озима пшениця". Знайшли подальший розвиток відомі положення та напрямки мінімалізації обробітку грунту в сукупності з системами удобрення при довготривалому їх застосуванні. Вперше проведено адаптацію багатофакторного дисперсійного аналізу до "поведінки" факторів та умов досліджень.

Практичне значення одержаних результатів. Виробництву рекомендовано раціональне поєднання системи органічних та мінеральних (азотно-фосфорних) добрив із заходами ресурсозберігаючої системи обробітку грунту, зокрема дисковими знаряддями під озиму пшеницю після еспарцету. Результати досліджень впроваджені в навчально-дослідному господарстві "Комунар" Сімферопольського району, дослідному господарстві Кримської державної сільськогосподарської дослідної станції, інших господарствах Криму. Досягнута можливість одержання різної за рівнем та якістю врожайності озимої пшениці після еспарцету на основі поєднання систем обробітку грунту, удобрення з сидератами та соломою на безгербіцидному фоні та при диференційованому хімічному контролі бур'янів в сівозміні.

Результати досліджень використовуються в навчальному процесі при підготовці та підвищенні кваліфікації фахівців з напряму "Агрономія".

Особистий внесок здобувача: безпосередня участь в розробці програми досліджень, закладенні та проведенні польових і лабораторних дослідів, узагальненні одержаних даних і їх інтерпретації, підготовці до друку наукових робіт і рекомендацій, науковому забезпеченні впровадження результатів, розробці комп'ютерної програми дисперсійного аналізу результатів спостережень в багатофакторних експериментах.

Апробація результатів роботи. Результати досліджень доповідались і обговорювались на міждержавній науково-практичній конференції "Проблеми ведення землеробства в умовах посухи" (м. Одеса, 20-23 серпня 2001 р.), міжнародній науковій конференції, присвяченій 100-річчю з дня народження О.М. Можейка (м. Харків, 14 червня 2002 р.), конференції молодих вчених України (м. Сімферополь, 17-19 жовтня 2002 р.), Всеукраїнській конференції молодих вчених "Засади сталого розвитку аграрної галузі" (м. Київ, 28-31 жовтня 2002 р.), міжнародній науковій конференції "Біологічні науки і проблеми рослинництва" (м. Умань, 23-26 червня 2003 р.), засіданнях кафедри землеробства Кримського ДАТУ (1998-2003 рр.), на науково-практичній конференції керівників та спеціалістів господарств Автономної Республіки Крим (с. Клепініно, 14 серпня 2002 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 11 робіт, в тому числі 8 у фахових виданнях, що занесені у реєстр ВАК.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 146 сторінках машинописного тексту, включає 54 таблиці, 15 рисунків і 10 додатків (110 сторінок). Робота складається з вступу, 8 розділів, висновків та рекомендацій виробництву. Список використаних джерел охоплює 295 найменувань, в тому числі 13 іноземною мовою.

За допомогу в розробці методичних підходів до вдосконалення дисперсійного аналізу результатів багатофакторного польового експерименту автор висловлює щиру подяку кандидату сільськогосподарських наук, доценту кафедри агрохімії Кримського ДАТУ М.К. Колянді.

Зміст роботи

1. Огляд літератури

Проведено аналіз джерел літератури з питань ефективності заходів та систем обробітку грунту під озиму пшеницю в поєднанні з мінеральними та органічними добривами. Обгрунтована необхідність вивчення ефективності тривалого застосування різноглибинних комбінованої та ресурсозберігаючої систем обробітку в поєднанні з різними добривами і диференційованим хімічним контролем бур'янів у польовій сівозміні для умов недостатнього та нестійкого зволоження передгірсько-степової зони Криму в ланці "еспарцет-озима пшениця".

2. Умови та методика досліджень

Експериментальні дослідження виконані в тривалому (1992-2002 рр.) стаціонарному трьохфакторному (2х3х4) польовому досліді протягом 1998-2002 рр. на дослідному полі кафедри землеробства Кримського державного агротехнологічного університету (до квітня 2003 р. – Кримський державний аграрний університет). Грунт дослідного поля – чорнозем південний з вмістом гумусу в орному шарі 2,0-3,5 %, середньою і високою забезпеченістю рухомими формами фосфору і обмінного калію. Загальна кількість опадів в роки досліджень коливалась від 400,2 до 529,5 мм при середньобагаторічній 509 мм.

Найбільш сприятливі за умовами зволоження для еспарцету та озимої пшениці були 2000 та 2001 роки. Дослідження проводили в польовій сівозміні "зайнятий пар (в першій ротації буркун дворічний на 1 укіс, в другій – еспарцет на один укіс) – озима пшениця – озимий ячмінь – соняшник – сорго на силос – озима пшениця – ярий ячмінь з підсівом еспарцету".

В цій сівозміні вивчались дві системи обробітку грунту (фактор А):

А1 – комбінована (оранка на 18-20 см під озиму пшеницю після парозаймаючої культури; дискування на 8-10 см під озимий ячмінь; розпушування плоскорізом на 12-14 см під соняшник; оранка на 25-27 см під сорго на силос; дискування на 8-10 см під озиму пшеницю після сорго; розпушування плоскорізом на 14-16 см під ярий ячмінь з підсівом еспарцету);

А2 – ресурсозберігаюча (дискування на 10-12 см під озиму пшеницю після парозаймаючої культури; дискування на 8-10 см під озимий ячмінь; розпушування стовбами типу "Параплау" на 12-14 см під соняшник; розпушування чизельним плугом на 25-27 см під сорго на силос; розпушування протиерозійним культиватором на 8-10 см під озиму пшеницю після сорго; розпушування чизельним плугом на 14-16 см під ярий ячмінь з підсівом еспарцету).

Шляхом повздовжнього розщеплення зазначених систем обробітку грунту досліджувались три біологічних фони (фактор Б):

Б1 – без вирощування сидератів з повним вивезенням соломи;

Б2 – післяжнивна сівба редьки олійної на зелене добриво після збирання озимого ячменю (перша ланка сівозміни) та озимої пшениці (друга ланка сівозміни);

Б3 – залишення соломи озимого ячменю та другої озимої пшениці з післяжнивною сівбою редьки олійної на зелене добриво.

Впоперек наведених систем обробітку накладались наступні системи удобрення рослин (фактор В):

В1 – без добрив;

В2 – мінеральна (під першу озиму пшеницю – N85P45; під озимий ячмінь - N110P34; під соняшник - N40P30; під сорго на силос - N90P35; під озиму пшеницю після сорго – N100P40; під ярий ячмінь з підсівом еспарцету – N100P70);

В3 – органо-мінеральна (під першу озиму пшеницю – гній 30 т/га + N60P10; під озимий ячмінь – N74P29; під соняшник – N30P25; під сорго на силос – гній 40 т/га + N60P0; під озиму пшеницю після сорго – N50P35; під ярий ячмінь з підсівом еспарцету – N85P65);

В4 – органо-мінеральна (як у вар. В3) з хімічним прополюванням посівів озимих і сорго на силос.

У середньому на 1 га сівозмінної площі припадає: у варіанті В2 – N74Р36 і у варіантах В3, В4 – гній 10 т/га +N51Р23.

У натурі дослід закладений у чотирьох полях з послідовним входженням першою культурою сівозміни. Дотримувалась загальноприйнята для богарних умов Криму технологія вирощування сільськогосподарських культур, за винятком досліджуваних елементів.

Посів редьки олійної на зелене добриво в досліді проводився стерньовою сівалкою СЗС-2,1 безпосередньо в ґрунт відразу після збирання попередника. Озиму пшеницю в досліджуваній ланці сівозміни на варіанті В4 обробляли гербіцидом лінтур у дозі 150 г/га ранцевим обприскувачем у фазі весняного кущіння.

У досліді проводилися такі спостереження і дослідження:

1. Вологість ґрунту – термостатно-ваговим методом у метровому шарі, через кожні 10 см;

2. Будова ґрунту: щільність складення методом ріжучого кільця, пористість загальна й аерації – розрахунковим методом в шарах 0-10, 10-20 і 20-30 см;

3. Біологічна активність ґрунту – методом аплікації лляної тканини по шарах 0-10, 10-20 і 20-30 см в фазу колосіння-цвітіння озимої пшениці та за методом Штатнова через 10, 20 і 30 днів після закладання в грунт;

4. Токсичність ґрунту за Красильніковим під час сівби озимої пшениці;

5. Вміст рухомих сполук фосфору в ґрунті методом Мачигіна в шарах: 0-10, 10-20 і 20-30 см в фазу колосіння озимої пшениці;

6. Вміст гумусу в ґрунті за Тюріним в модифікації ЦІНАО в шарах 0-10, 10-20 і 20-30 в фазу колосіння озимої пшениці;

7. Визначення засміченості ґрунту в шарах 0-5, 5-10, 10-20 і 20-30 см у полі озимої пшениці шляхом виділення насіння бур'янів водою через сита з діаметром комірок 0,25 мм;

8. Облік бур'янів кількісно-ваговим методом на площадках 0,25 м2: на еспарцеті восени і перед збиранням зеленої маси; на озимій пшениці – через місяць після сівби, у фазу весняного кущіння і перед збиранням;

9. Динаміка з'явлення сходів озимої пшениці на 5-ти фіксованих рядках довжиною 1 п.м. на 10-й, 20-й, 30-й і 40-й день після сівби;

10. Врожайність еспарцету – суцільним скошуванням зеленої маси, з урахуванням вологості, озимої пшениці – суцільним обмолотом з урахуванням вологості та засміченості зерна;

11. Якість врожаю. Визначались наступні показники:

· натура зерна пшениці, маса 1000 зерен, скловидність за ДСТУ–3768-98;

· вміст сирої клейковини в зерні за Н.С. Беркутовим (1991);

· якість сирої клейковини – на приладі ІДК-1;

· вміст сухої речовини в зеленій масі еспарцету термостатно-ваговим методом;

· вміст нітратного азоту в сіні еспарцету потенціометричним методом;

12. Енергетичну оцінку різних систем обробітку в поєднанні з добривами (Ю.О. Тараріко, О.Є. Несмашна, Л.Д. Глущенко, 2001) та їх еколого-економічне обгрунтування;

13. Статистична обробка результатів спостережень і досліджень – методом дисперсійного аналізу даних трьохфакторного досліду.

3. щільність складення, пористість та

вологість грунту

Обробіток ґрунту істотно впливає на такі агрофізичні показники, як щільність складення (ЩС) і пористість ґрунту. У залежності від досліджуваних варіантів ЩС орного шару ґрунту після сівби озимої пшениці коливалась у межах 1,08-1,10 в шарі 0-10 см і з глибиною збільшувалась до 1,33-1,37 г/см3. Більш пухкий стан шару ґрунту 10-20 см був при комбінованій системі обробітку в сівозміні, зокрема – оранці під озиму пшеницю на 18-20 см, у порівнянні з дискуванням на 10-12 см при ресурсозберігаючій системі обробітку. Шар 20-30 см за ЩС і пористістю ґрунту при обох системах обробітку майже не відрізнявся.

Досліджувані системи добрив і біологічні фони істотно не змінювали щільність грунту, загальну пористість і пористість аерації. До фази кущіння озимої пшениці відмічалося збільшення ЩС по всіх досліджуваних шарах ґрунту і різниця в показниках була незначною. Перед збиранням озимої пшениці досліджувані варіанти по впливу на ЩС і пористість ґрунту були рівноцінні.

В екстремальному за умовами зволоження в літньо-осінній період 2000 році (за липень-грудень сума опадів була в 3,8 рази меншою порівняно з середньобагаторічною) дискування за рахунок створення дрібногрудочкуватого складу грунту (бриластість зменшувалась на 30 %), порівняно з оранкою, забезпечувало більш повне з'явлення сходів (підвищення густоти сходів на 30 день після сівби склало 50,6 %).

В цілому агрофізичні властивості грунту знаходились у межах оптимальних для озимої пшениці на всіх досліджуваних варіантах.

Близькі значення одержано і при визначенні вологості ґрунту. Так, у передпосівний період умови зволоження в більшості складались несприятливо для озимої пшениці і вміст доступної вологи в шарі ґрунту 0-20 см не перевищував 6,8 мм. Оранка і дискування в однаковій мірі впливали на збереження вологи метрового шару ґрунту. Варіанти добрив і біологічні фони виявили однаковий вплив на перерозподіл вологи в орному і в 0-100 см шарі.

До відновлення весняної вегетації, за рахунок опадів осінньо-зимового періоду, вологість метрової товщі ґрунту підвищувалася до 20,8 % і розходження по варіантах були незначними. Рівноцінний вплив досліджуваних систем обробітку ґрунту і фонів живлення рослин на вміст вологи в ґрунті зберігався до повної стиглості зерна озимої пшениці. В літні місяці вологість ґрунту знижувалась практично до вологості в'янення і коливалась у межах 9,4-17,3 %. Тому у такі періоди вегетації рослини озимої пшениці знаходилися в пригніченому стані, що негативно вплинуло на її врожайність.

4. біологічна активність, вміст рухомого р2о5

та гумусу в грунті

Заходи і системи обробітку ґрунту по-різному впливають на чисельність і активність ґрунтової мікрофлори. В залежності від досліджуваних варіантів целюлозорозкладаюча здатність знаходилась у межах 11,1...35,8 %. На фоні обробітку ґрунту плугом інтенсивність розпаду лляної тканини по всіх шарах була дещо вищою, ніж по дискуванню. Найбільш помітним був вплив добрив, де при органо-мінеральній системі, особливо у верхніх шарах ґрунту, спостерігався ріст мікробіологічної активності, яка із глибиною знижувалась і була близькою з неудобреним фоном (у шарі 20-30 см розпад лляної тканини складав відповідно 12,8 і 13,0 %). Проміжний посів редьки олійної, як у чистому вигляді, так і з залишенням соломи у першій ротації сівозміни істотно не впливав на процеси розпаду целюлози.

Близьким був і вплив досліджуваних прийомів на інтенсивність виділення СО2 із ґрунту. Так, по оранці інтенсивність продукування вуглекислого газу в шарах 0-10, 10-20 і 20-30 см перевищувала варіанти з дискуванням всього на 2,8, 2,0 і 5,3 % відповідно. На фоні органо-мінеральних добрив, незалежно від способу їх заробки, спостерігалось більш інтенсивне "дихання" грунту – приріст СО2 по досліджуваних шарах складав відповідно 10,7, 10,1 і 11,1 %. У середньому в 0-30 см шарі інтенсивність виділення газу на цьому варіанті збільшувалася на 32,1 мг/м2 . г. або 10,6 %. Біологічні фони також істотно не впливали на процеси "дихання" ґрунту, однак у середньому по орному шару, незалежно від способу обробітку ґрунту і добрив, відмічалась тенденція росту мікробіологічної активності на варіанті з редькою олійною на сидерат, особливо в поєднанні із соломою (інтенсивність виділення СО2 на варіантах Б1, Б2 і Б3 відповідно складала 312,9, 317,3 і 327,6 мг/м2 . г.).

Досліджувані заходи по-різному впливали на вміст і перерозподіл рухомих сполук фосфору та гумусу у ґрунті. Без добрив, як по оранці, так і по дискуванню, вміст фосфору і гумусу в орному шарі був близьким (коливання в 0-30 см шарі рухомих сполук Р2О5 склали 1,08-1,10 мг/100 г і вмісту гумусу 2,06-2,05 %), але Р2О5 більш рівномірно розподілявся по шару 0-20 см на фоні оранки, а по дискуванню 52 % фосфатів знаходилося у верхньому 0-10 см шарі ґрунту.

У порівнянні з неудобреним фоном, добрива підвищували вміст рухомих сполук фосфору в 1,9-2,1 рази, а проведення в сівозміні диференційованого хімічного контролю бур'янів, за рахунок зниження засміченості, забезпечувало подальший ріст вмісту як фосфатів, так і гумусу.

На варіантах з редькою олійною вміст Р2О5 і гумусу у шарі 0-30 см склав 2,08 і 2,41, а в поєднанні з соломою – 2,10 мг/100 г ґрунту і 2,41 %, проти 1,89 мг/100 г і 2,32 % на контролі відповідно.

Запаси рухомих сполук Р2О5 та гумусу в шарі 0-30 см при комбінованому та ресурсозберігаючому обробітках суттєво не відрізнялись і становили відповідно без добрив 1,08 і 1,11 мг/100 г або 40,6 і 41,3 кг/га та 2,06 і 2,05 % або 78,5 і 78,5 т/га, на фоні мінеральних добрив 2,03 і 2,06 мг/100 г або 75,7 і 76,2 кг/га та 2,32 і 2,34 % або 88,1 і 89,6 т/га, при органо-мінеральній системі живлення 2,29 і 2,31 мг/100 г або 85,7 і 85,3 кг/га та 2,53 і 2,57 % і 96,2 та 98,1 т/га.

Таким чином, внесення органо-мінеральних добрив, як у сівозміні, так і безпосередньо під озиму пшеницю, незалежно від способу і глибини їх заробки в ґрунт, сприяло створенню кращих умов для діяльності ґрунтової мікрофлори в орному шарі і забезпечувало ознаки розширеного відтворення родючості ґрунту.

5. забур'яненість посівів та засміченість грунту

Бур'янисті рослини нега-тивно впливають на продуктив-ність сільсько-господарських культур. У біомасі посіву еспа-рцету вагому частку, поряд з куль-

турними рослинами, скла-дали кучерявець Софії, біфора промениста, мак самосійка, осот рожевий, бері-зка польова та ін. Обробіток ґрунту і біологічні фони істотно не впливали на кі-лькісне спів-відношення цих груп рослин, але на варіантах добрив спостерігалось збіль-шення бур'янів і зниження кіль-кості рослин ес-парцету під впливом добре розвинутої біомаси ярого яч-меню (особ-ливо у 2002 р., у зв'язку з чим було проведено підсів вівсом).

На фоні органо-мінеральних добрив без гербіцидів (В3, рис. 1) відмічалося пригнічення еспарцету більш розвиненою, порівняно з неудобреним фоном (В1), біомасою бур'янів.

Хімічне прополювання в сівозміні в післядії (В4) знижувало засміченість посіву еспарцету, пригнічувало бур'яни, чим покращувало якість корму.

Насіння бур'янів при дозріван-ні обсипається на повер-хню ґрунту і при його обробітку перемі-щу-ється в більш глибші шари, де збе-рігає схожість протя-гом тривалого періоду. Обробіток ґрунту під озиму пшеницю плу-гом на 18-20 см сприяв рі-вномірнішому роз-поділу насіння бу-р'янів у шарі ґрунту 0-30 см. На варіантах із проведенням диску-вання ґрунту на 10-12 см насіння більше накопи-чувалось в 0-10 см шарі, проте за-сміченість орного (0-30 см) шару грунту при обох системах обробі-тку була однаковою і складала від-повідно 508,6 та 510,4 млн. шт/га. При обох системах обробіт-ку гру-нту в фазу кущіння озимої пшениці забур'яненість перевищувала еко-номічний поріг шкодочинності (ЕПШ). На фоні ресурсозберігаю-чого обробіт-ку забур'яненість по-сіву озимої пшениці була дещо вища. Добрива, крім деякого зрос-тання кіль-кості бур'янів, сприяли збіль-шенню в 1,1-1,3 рази їх маси. Хімічне про-полювання гербіци-дами в сіво-зміні і застосування лін-туру (150 г/га) в посіві озимої пше-ниці на фоні органо-мінеральних добрив забезпечувало відчутне зниження забур'яненості (в серед-ньому на 47,1 %) і маси бур'янів при обох системах обробітку грунту.

6. врожайність культур та продуктивність

ланки сівозміни

Погодні умови, які склалися у період досліджень, суттєво відрізнялися від середньорічних, що і призвело до варіювання врожайності по роках.

Еспарцет забезпечував практично однакову врожайність зеленої маси та сіна при обох системах обробітку грунту. На фоні мінеральних і органо-мінеральних добрив його врожайність зростала більш ніж в 2 рази. Так, у порівнянні з неудобреним фоном, підвищення врожайності зеленої маси еспарцету на цих варіантах склало відповідно 45,9 і 45,8 ц/га або 101,8 і 101,6 %. Ефективність добрив при обох системах обробітку була практично однаковою. Подальшому зростанню врожайності та покращенню його якості сприяла післядія диференційованого застосування гербіцидів у сівозміні (на озимій пшениці, озимому ячмені та сорго на силос). За рахунок цього врожайність зростала в середньому на 5,6а вміст бур'янів в зеленій масі знижувався на 13,0 %.

За рахунок кращого зволоження літньо-осінньго періоду 1999 і 2001 років при обох системах обробітку створювалися нормальні умови для якісної сівби озимої пшениці. Як свідчать результати дисперсійного аналізу врожайність зерна в 2000 та 2002 роках при різних обробітках суттєво не відрізнялась (табл. 1). Завдяки цьому нами ділянки варіантів обробітку грунту використані як додаткові повторення. Це дало змогу збільшити повторність решти варіантів (добрива та біологічні фони) в 2 рази, що дозволило зменшити похибку експерименту та підвищити достовірність висновків про решту факторів.

Посушливий літньо-осінній період 2000 року негативно вплинув на якість підготовки грунту під озиму пшеницю, проте дискування, у порівнянні з оранкою, за рахунок створення дрібногрудочкуватого стану ґрунту (бриластість зменшувалася на 30 %), забезпечувало більш дружну й рівномірну появу сходів пшениці, кращий їх розвиток та вищу щільність колосоносного стеблестою. Завдяки цьому в 2001 році врожайність зерна на варіанті з дискуванням без добрив була вищою, ніж після оранки на 2,8 ц/га (16,6 %), на фоні мінеральних добрив на 3,6 ц/га (12,3 %) та органо-мінеральних добрив – на 3,2 ц/га (11,0 %).

У середньому за весь період дослі-джень мінеральні та органо-мінеральні добрива істотно під-вищували вро-жайність озимої пшениці (відповідно на 11,7 і 13,5 ц/га або 60,0 і 69,2 %) і продуктивність ланки сівозміни "еспарцет-озима пшениця" (рис. 2). Їх ефективність була однаковою при обох системах обробітку ґрунту. Хімічний конт

Таблиця 1 – Врожайність озимої пшениці після еспарцету на корм при поєднанні

систем обробітку грунту, удобрення, сидератів і соломи

Системи

удобрення

(фактор В) | Біологічні

фони (Б) | 2000 р. | 2001 р. | 2002 р. | Середня за 3 роки

Системи обробітку грунту (фактор А) | Середня

для

фактору Б | Середня

для

фактору В

комбінована | ресурсозберігаюча | комбіно-вана | ресурсозберігаюча | комбінована | ресурсозберігаюча | комбіно-вана | ресурсозберігаюча

Без

добрив

(В1) | без соломи

і сидератів | 19,7 | 19,8 | 16,0 | 18,8 | 19,7 | 20,2 | 18,5 | 19,6 | 19,0 | 19,5

сидерат | 20,0 | 20,5 | 17,1 | 19,5 | 20,3 | 19,0 | 19,1 | 19,7 | 19,4

сидерат+

солома | 21,2 | 20,8 | 17,7 | 20,8 | 20,3 | 19,6 | 19,7 | 20,4 | 20,1

Мінеральна

(В2) | без соломи

і сидератів | 32,4 | 32,8 | 27,6 | 31,4 | 28,1 | 29,1 | 29,4 | 31,1 | 30,2 | 31,2

сидерат | 32,9 | 32,7 | 29,8 | 32,8 | 29,7 | 30,1 | 30,8 | 31,9 | 31,3

сидерат+

солома | 34,9 | 34,3 | 30,3 | 34,2 | 28,8 | 29,6 | 31,3 | 32,7 | 32,0

Органо-

мінеральна

(В3) | без соломи

і сидератів | 32,7 | 34,2 | 30,7 | 34,9 | 30,0 | 32,1 | 31,1 | 33,7 | 32,4 | 33,0

сидерат | 33,0 | 34,6 | 32,4 | 35,5 | 30,7 | 30,7 | 32,0 | 33,6 | 32,8

сидерат+

солома | 34,3 | 36,0 | 34,4 | 36,7 | 30,7 | 30,6 | 33,1 | 34,4 | 33,8

Органо-

мінеральна + гербіциди (В4) | без соломи

і сидератів | 35,3 | 37,6 | 35,4 | 39,0 | 31,9 | 33,8 | 34,2 | 36,8 | 35,5 | 36,3

сидерат | 35,5 | 37,5 | 36,3 | 39,6 | 32,8 | 33,4 | 34,9 | 36,8 | 35,9

сидерат+

солома | 37,8 | 39,3 | 38,2 | 41,9 | 33,3 | 34,0 | 36,4 | 38,4 | 37,4

Середня для фактору А: | 30,8 | 31,7 | 28,8 | 32,1 | 28,0 | 28,5 | 29,2 | 30,8

НІР05 (А) | F< F05 | 0,75 ц/га (2,5 %) | F< F05

НІР05 (Б) | 0,57 ц/га (1,8 %) | 0,92 ц/га (1,7 %) | F< F05

НІР05 (В) | 2,48 ц/га (7,9 %) | 1,09 ц/га (3,6 %) | 1,52 ц/га (5,4 %)

роль забур'яненості посіву озимої пшениці лінтуром у фазу весняного кущіння на фоні диференційованого застосування гербіцидів у сівозміні сприяв додатковому підвищенню врожайності зерна на 11 % і продуктивності ланки сівозміни на 9,6 %.

На варіантах з післяжнивною сівбою редьки олійної на зелене добриво протягом двох років відзначався істотний ріст врожайності озимої пшениці. Заробка в ґрунт соломи озимих колосових у поєднанні з сидератами також позитивно вплинула на врожайність зерна озимої пшениці.

7. оцінка якості врожаю

Внесені в сівозміні добрива, що містять мінеральні форми нітратного азоту зда-тні мігрувати по ґрунтовому профілю і накопичуватися в сільськогосподар-ській продукції. В роки досліджень вміст нітратів у сіні еспарцету коливався в межах 215,0-637,6 мг/кг, що не перевищує регламе-нтовану держстандартом гранично допустиму кількість (ГДК) – 1000 мг/кг.

Системи обробітку ґрунту, як і біологічні фони, однаково впливали на накопи-чення нітратного азоту в рослинах еспарцету. Додаткове надходження азоту в ґрунт із добривами при мінеральній і органо-мінеральній системі живлення також не призводило до істотного збільшення його вмісту в сіні еспарцету.

За ботанічним складом найбільш якісний врожай зеленого корму за-безпе-чувало поєднання систем обробітку грунту з органо-мінеральними доб-ривами на фоні диференційованого хімічного контролю бур'янів у сівозміні – частка бур'янів в загальній масі врожаю складала лише 30,1 % проти 40,9 % на безгербі-цидному фоні.

Натура зерна на досліджуваних варіантах в середньому складала 778,4 г/л. Сис-теми обробітку ґрунту і біологічні фони впливали на цей показник в незначній мірі. Більш суттєві зміни його відмічалися на фоні доб-рив. При мінеральній й органо-мінеральній системі удобрення одер-жували зе-рно озимої пшениці з натурою – 783,2 і 791,6 г/л (без добрив – 746,2). Хімічний контроль бур'янів у сівозміні і обро-бка посіву пшениці лінтуром не впливали на натуру зерна.

Маса 1000 зерен озимої пшениці по досліджуваних варіантах обробі-тку суттєво відрізнялася в один рік з трьох і складала в середньому по досліду 46,8 г. Мінеральні й органо-мінеральні добрива сприяли збільшенню її відповідно до 47,1 і 47,2 г, проти 45,2 г на неудобреному фоні. Відмічалась позитивна після-дія сидерату, як у чистому виді, так і в поєднанні з соломою.

За вмістом сирої клейковини в зерні системи обробітку ґрунту, удобрення і біо-логічні фони проявили рівноцінний вплив - масова частка клейковини складала 26,8що відповідає III класу сильних сортів пшениці. При обох системах обробі-тку грунту на мінеральній і органо-мінеральній системах удобрення відмічалося де-яке зростання кількості склоподібних зерен і загальна скловидність.

8. Енергетична та еколого-економічна оцінка

поєднання систем обробітку грунту, удобрення, сидератів і соломи

Аналіз енергетичних показників досліджуваних систем обробітку ґрунту в поєднанні з добривами, сидератами і соломою показав, що мілкий обробіток дисковими знаряддями під озиму пшеницю, у порівнянні з оранкою, сприяє зниженню навантаження на машино-тракторний парк (МТП) на 4,3витрат паливно-мастильних матеріалів (ПММ) на 11 % і трудових ресурсів на 9 % при їх рівноцінному впливі на продуктивність культури (рис. 3).

Проміжний посів редьки олійної в поєднанні з соломою в сівозміні знижував енергетичне навантаження за рахунок зменшення витрат на транспор-тування та скиртування незернової частини врожаю.

Найбільші енергетичні витрати припадали на застосування добрив, що складало 50,2 % всіх енерговитрат на вирощування озимої пшениці.

Аналогічна залежність відмічається і за наслідками економічної оцінки (табл. ). Витрати на проведення основного обробітку ґрунту під озиму пшеницю плугом на 67,6 % перевершують дискування й у середньому за весь технологічний цикл робіт зростають на 10 % незалежно від добрив. При цьому по дискуванню на одноіменних варіантах біологічних фонів і систем удобрення відзначається зростання умовно чистого прибутку.

Використання редьки олійної на зелене добриво із залишенням соломи в сівозміні істотно не збільшувало економічні витрати, а за рахунок підвищення врожаю в окремі роки, було більш доцільним, ніж збирання зернових у сівозміні з транспортуванням соломи та її скиртуванням.

Висока вартість добрив і витрати на їх внесення знижували рентабельність вирощування пшениці, проте умовно чистий прибуток зростав. За рахунок зменшення витрат на дискування вища ефективність добрив досягалась у поєднанні з ресурсозберігаючим обробітком грунту.

Таким чином, застосування дискових знарядь при вирощуванні озимої пшениці на фоні ресурсозберігаючої системи обробітку в сівозміні знижувало виробничі витрати, у тому числі на паливо, при однаковій ефективності заробки добрив у ґрунт. Посів редьки олійної на зелене добриво в сівозміні не збільшує собівартість 1 ц зерна, а в поєднанні із соломою, навпаки, знижує цей показник. Застосування мінеральних і органо-мінеральних добрив підвищувало економічні витрати, але прибуток від збільшення врожаю перекривав їх відповідно на 23,3 і 32,1 %.

Хімічне прополювання лінтуром на фоні органо-мінеральних добрив сприяло збільшенню прибутку на 7,4

Таблиця 2 – Економічна ефективність вирощування озимої пшениці після

еспарцету при тривалому поєднанні систем обробітку грунту і

удобрення в сівозміні. х)

Система

обробітку

грунту

(фактор А) | Система

удобрення

(фактор В) | Показники

Вартість

валової

продукції,

грн/га | Виробничі витрати, грн/га | Умовно

чистий

прибуток, грн/га | Рівень

рентабельності, %

Комбінована | Без добрив | 837,65 | 377,37 | 460,28 | 122,0

Мінеральна | 1337,61 | 768,57 | 569,03 | 74,0

Органо-мінеральна | 1406,31 | 799,75 | 606,57 | 75,8

Органо-мінеральна + гербіциди | 1542,27 | 891,29 | 650,98 | 73,0

Ресурсозберігаюча | Без добрив | 872,73 | 301,56 | 571,17 | 189,4

Мінеральна | 1399,01 | 696,66 | 702,35 | 100,8

Органо-мінеральний фон | 1486,72 | 730,72 | 756,00 | 103,5

Органо-мінеральна + гербіциди | 1637,29 | 824,46 | 812,83 | 98,6

х) В цінах 2002 року.

Висновки

Результати довготривалих досліджень в передгірсько-сте-повій зоні Криму на чорноземі південному з середнім вмістом рухомих сполук Р2О5 та середньою і високою забезпеченістю обмінним К2О в семипільній сівозміні з урахуванням дії та післядії факторів, що вивчалися в ланці "еспарцет-озима пшениця" (друга ротація) дають можливість зробити наступні висновки:

1. Тривале застосування в польовій сівозміні комбінованого обробітку з проведенням оранки на 18-20 см під озиму пшеницю після зайнятого буркуном або еспарцетом на з/корм пару і на 25-27 см під сорго на силос та безвідвального ресурсозберігаючого обробітку на ту ж глибину створювало практично однакові умови впливу на будову орного шару грунту та вміст вологи в метровому шарі під еспарцетом та озимою пшеницею.

2. При обох системах обробітку в ґрунті створюються близькі умови для біологічної активності. Дещо інтенсивніший розпад лляних полотен під озимою пшеницею в шарі грунту 0-20 см спостерігався на ділянках з оранкою, порівняно з дискуванням. Така ж залежність спостерігалася і по інтенсивності продукування СО2. Застосування органо-мінеральних добрив підвищує біологічну активність грунту при обох системах обробітку.

3. При тривалій ресурсозберігаючій системі обробітку спостерігається більш чітко виражена диференціація орного шару грунту за родючістю, порівняно з комбінованою. Так, вміст рухомої Р2О5 та гумусу як без добрив, так і на фоні застосування мінеральних або органо-мінеральних при комбінованому обробітку з глибиною знижувався більш рівномірно, ніж при ресурсозберігаючій системі обробітку. Загальна кількість рухомого Р2О5 та гумусу в 0-30 см шарі суттєво не відрізнялась при обох системах обробітку.

4. Тривале застосування ресурсозберігаючої системи обробітку грунту, порівняно з комбінованою, не підвищує засміченість орного (0-30 см) шару грунту та забур'яненість посівів еспарцету і озимої пшениці. При обох системах обробітку грунту фактична чисельність бур'янів перевищувала економічний поріг шкодочинності, що вимагало застосування хімічного контролю бур'янів в посіві озимої пшениці.

5. Врожайність зеленої маси та сіна еспарцету була однаковою при обох системах обробітку грунту. Застосування мінеральних та органо-мінеральних добрив суттєво підвищує врожайність еспарцету. Ефективність добрив при обох системах обробітку була однаковою.

6. Диференційоване застосування гербіцидів в сівозміні (на озимій пшениці, озимому ячмені та сорго на силос) в поєднанні з органо-мінеральними добривами зменшує забур'яненість еспарцету і в середньому за чотири роки сприяло зростанню його продуктивності на 5,6 % та покращувало якість врожаю.

7. На всіх агрофонах, що вивчалися, вміст нітратного азоту в урожаї еспарцету був нижчим регламентованої кількості (ГДК=1000 мг/кг), тобто в дослідах досягалось отримання екологічно безпечного для тварин корму.

8. Розміщувана після еспарцету озима пшениця в один рік з трьох забезпечувала більш високу продуктивність при ресурсозберігаючій системі обробітку (безпосередньо під пшеницю – дискуванні на 10-12 см). В екстремальному за умовами зволоження в літньо-осінній період 2000 році (за липень-грудень сума опадів була в 3,8 рази меншою порівняно з середньобагаторічними значеннями) дискування за рахунок створення дрібногрудочкуватого складу грунту, порівняно з оранкою, забезпечувало більш дружне з'явлення сходів, вищу щільність колосоносного стеблестою та підвищення врожайності зерна на 2,8-3,6 ц/га (11,0-16,5 %).

9. Мінеральні (N74P36 кг/га сівозмінної площі, в тому числі під озиму пшеницю N85P45) та органо-мінеральні (10 т/га гною + N51P23 кг/га сівозмінної площі, в тому числі під озиму пшеницю 30 т/га гною + N60P10) добрива достовірно підвищують врожайність озимої пшениці (відповідно на 11,7 і 13,5 ц/га або 60,0 і 69,2 %). При цьому ефективність добрив однакова при обох системах обробітку грунту.

10. Хімічний контроль засміченості посіву озимої пшениці лінтуром (150 г/га) у фазу весняного кущіння на фоні диференційованого застосування гербіцидів у сівозміні знижував забур'яненість на 47,1 % та сприяв підвищенню врожайності зерна на 11 %.

11. Післяжнивне вирощування редьки олійної на сидерат під ярі культури (соняшник та ярий ячмінь) в сівозміні виявило позитивну післядію на врожайність озимої пшениці в 2 роки з трьох. Поєднання сидерату із залишенням соломи озимого ячменю та другої озимої пшениці підсилювало позитивний вплив додаткового внесення органічних добрив на врожайність озимої пшениці та забезпечувало розширене відтворення родючості грунту.

12. Еколого-економічна та енергетична оцінка систем обробітку грунту в поєднанні з добривами, сидератами та соломою свідчить про перевагу безвідвальної ресурсозберігаючої перед комбінованою. При її застосуванні отримували однакову, а озимої пшениці в роки з посушливим літньо-осіннім періодом – вищу врожайність, досягалась вища протиерозійна стійкість агрофонів і економія паливно-мастильних