ІНСТИТУТ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

КУШНІР ВІКТОР ВОЛОДИМИРОВИЧ

Індекс УДК 633:631.582

ВПЛИВ МЕТОДІВ ПРОГРАМУВАННЯ ВРОЖАЮ КУЛЬТУР ЗЕРНО-БУРЯКОВОЇ СІВОЗМІНИ НА ЇХ РІСТ, РОЗВИТОК ТА ПРОДУКТИВНІСТЬ

Спеціальність: 06.01.09 - рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ - 1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Подільській державній аграрно-технічній академії на протязі 1994-1997 років.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор

СЛОБОДЯН Степан Миколайович,

Кіровоградський інститут сільськогосподарського машинобудування, завідувач кафедри загального землеробства

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

ЕРМАНТРАУТ Едуард Рудольфович,

Інститут цукрових буряків УААН, завідувач лабораторії математичних методів досліджень.

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

АЛІМОВ Дмитро Миколайович,

Національний аграрний університет, завідувач кафедри рослинництва.

Провідна установа: Харківський державний аграрний університет Міністерства агропромислового комплексу України, кафедра рослинництва, м. Харків.

Захист відбудеться "24" грудня 1998 р. о 12 -й годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.360.01 при Інституті цукрових буряків УААН за адресою: 252650, ГСП, м. Київ, вул. Клінічна, 25.

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

Автореферат розісланий "22" листопада 1998 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Коломієць О.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Інтенсивні технології вирощування сільськогосподарських культур передбачають в кожній грунтово-кліматичній зоні внесення добрив на запланований врожай. Визначаються вони на основі даних польових дослідів або шляхом розрахунків за балансовим, комплексно-нормативним чи економіко-математичним методами з урахуванням місця культури в сівозміні. Якщо визначені норми оптимально - йде накопичення у грунті елементів мінерального живлення, а якщо незбалансовані - забруднення середовища та продукції рослинництва ксенобіотиками.

Найбільш поширеним методом розрахунку норм добрив є балансовий, який враховує наявність рухомих елементів живлення в грунті, ступінь засвоєння елементів живлення рослинами з грунту і добрив та винос їх запланованим урожаєм.

Ця методика більш доцільна для грунтів з низьким вмістом елементів живлення, що відповідають 3–4 агрохімічним групам. На грунтах, що відносяться до 5–6 агрохімічних груп потрібно застосовувати менші норми добрив, які підтримують їх родючість і забезпечують заплановану врожайність культур відповідної якості. Для таких грунтів кращим є метод розрахунку норм добрив на основі балансових коефіцієнтів, який розроблено на кафедрі агрохімії, грунтознавства і меліорації Подільської державної аграрно-технічної академії (С.М.Слободян, 1992).

Розраховані за цим методом норми добрив на запланований урожай сприяють істотній економії добрив.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Методика та основні результати досліджень є складовою частиною держбюджетної теми: "Розробити і запровадити у виробництво методику визначення екологічно безпечних норм добрив під культури сівозміни на чорноземах в умовах південно-західної частини Лісостепу України". Державна реєстрація № 0193021745.

Мета і завдання досліджень. Вивчити як впливають розрахункові норми добрив та застосовані системи удобрення, що визначені на певні рівні урожайності культур сівозміни на ріст рослин, їх продуктивність та якість продукції, рівень родючості чорнозему типового середньосуглинкового південно-західної частини Лісостепу України.

Для досягнення поставленої мети в роботі вирішувались такі завдання:

- у варіантах вирощування сільськогосподарських культур за інтенсивними технологіями із застосуванням розрахункових норм добрив для одержання різних рівнів урожайності встановити найбільш сприятливий для рослин фон живлення;

- вивчити залежність росту і розвитку рослин, урожайності культур сівозміни від застосування розрахункових норм добрив і систем удобрення;

- визначити хімічний склад рослин і якість продукції;

- встановити залежність насиченості сівозміни добривами на динаміку елементів живлення чорнозему типового;

- визначити ефективність норм добрив, що застосовуються в сівозміні для одержання різних рівнів врожайності сільськогосподарських культур.

Наукова новизна одержаних результатів. В умовах південно-західної частини Лісостепу України розроблені методи програмування найбільш високих рівнів врожайності та якості культур зерно бурякової сівозміни.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень можуть бути використані для програмування високої врожайності сільськогосподарських культур у господарствах чорноземної зони, поліпшення родючості грунту і одержання екологічно чистої продукції рослинництва.

Вони впровадженні в господарствах Дунаєвецького району Хмельницької області: в агрофірмі “Колос” на площі 500 га і селянській спілці “Перемога” на площі 400 га.

Особистий внесок здобувача. Автор особисто брав участь в розробці програми та методики досліджень, закладав досліди, проводив обліки і спостереження, аналізував одержані дані, складав наукові звіти та писав статті.

Апробація результатів досліджень. Результати досліджень доповідались і одержали позитивну оцінку на щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу Подільської державної аграрно-технічної академії (1994, 1995, 1996, 1997 рр.), а також на Міжнародній науково-практичній конференції “Селекція, насінництво і технології вирощування польових культур” (м. Кам’янець–Подільський, 1995 р.), на Міжнародному симпозіумі “Агроекологічні і економічні проблеми хімізації АПК України” (м. Умань, 1997 р.), на Міждержавній науковій конференції "Современные проблемы охраны земель" (м. Київ, 10-12 вересня 1997 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації є шість публікацій: одна у науковому журналі, п'ять - у збірниках наукових праць.

Обсяг та структура дисертації. Робота викладена на 109 сторінках машинописного тексту, складається з семи розділів, висновків, рекомендацій виробництву, ілюстрована 36 таблицями, 8 рисунками та 17 додатками. Список літературних джерел включає 439 найменувань. Загальний обсяг дисертації 163 сторінки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У першому розділі - "Методи програмування врожаю" - розглядаються питання впливу факторів на процес формування врожаїв. Це є як малокеровані людиною - природні фактори (сонячна радіація, температура, опади, вологість повітря, руйнівна сила вітру та інші), так і керовані нею (сорти, агротехніка, система добрив, засоби захисту рослин від бур’янів, шкідників і хвороб, регулятори росту, система зрошення, збирання врожаю, тощо). Найбільшої продуктивності сільськогосподарські культури досягають лише в разі створення протягом вегетаційного періоду оптимальних життєво необхідних для них умов. Відхилення від оптимуму навіть одного фактора життя рослин, навіть на одному міжфазному відрізку вегетації, призводить до значних втрат урожаю.

Як показує світова і вітчизняна практика, надійним шляхом підвищення врожайності та валових зборів є впровадження у виробництво інтенсивних технологій вирощування, що базуються на ефективному використанні наявних у господарствах матеріально-технічних ресурсів і широкому застосуванні новітніх досягнень науки та передового досвіду.

При інтенсифікації сільськогосподарського виробництва важливо цілеспрямовано управляти родючістю грунту, отримувати продукцію високої якості, не допускати серйозних порушень щодо еколо-гічної системи. Крім того прагнути отримувати заплановану про-дуктивність культур але і досягати високої окуп-ності одиниці внесених добрив.

У другому розділі - " Умови та методика досліджень " - висвітлено грунтово-кліматичні умови місцевості, де проводились дослідження, методику їх проведення та погодні особливості, що склались в роки проведення дослідів.

Грунт дослідного поля Подільської державної аграрно-технічної академії, де закладалися польові досліди, чорнозем типовий малогумусний важкосуглинковий на лесі, з притаманними йому агрохімічними властивостями.

Клімат зони помірно континентальний, з м’якою зимою та теплим, вологим літом.

Роки проведення досліджень відрізнялись між собою за кількістю та характером опадів і температурою повітря, що відповідно вплинуло на ріст, розвиток рослин та величину врожайності культур сівозміни.

Виходячи з особливостей зони, з метою розв'язання поставлених завдань, стаціонарні польові досліди проведено відповідно до загальноприйнятої методики, за двофакторною схемою в триразовій повторності.

Польова чотирипільна зерно бурякова сівозміна (вико-вівсяна сумішка - озима пшениця - цукрові буряки - ярий ячмінь) була розміщена в трьох полях.

У сівозміні вирощували культури районованих сортів, а саме: вика яра - Білоцерківська 88, овес - Полонез, озима пшениця - Донський напівкарлик, цукрові буряки – Український ЧС 70, ярий ячмінь – Подільський 14.

Площа посівної ділянки 75 м. кв., облікової - 50 м. кв.

Для удобрення використовували аміачну селітру, простий суперфосфат, хлористий калій, калійну сіль. Гній вносили тільки під цукрові буряки.

Для вивчення ефективності різних систем удобрення, досліди закладено на місці стаціонару, що був закритий після двох ротацій 7-пільної сівозміни. У стаціонарі вносили різні норми добрив, а тому грунт різнився за рівнем забезпечення азотом, фосфором і калієм.

В полях сівозміни варіанти систем удобрення закладались за методом розщеплених ділянок.

Схема досліду: перший фактор мав градації: варіант А - контроль - без внесення добрив; варіант В - норми добрив, що розраховані на заплановану врожайність за балансовим методом; варіант С- норми добрив, що розраховані за методом балансових коефіцієнтів на ту ж врожайність, що і у варіанті В.

Другий фактор містить п’ять варіантів грунту різної забезпеченості елементами мінерального живлення, де норми добрив розраховували на два рівні врожайності: нижчий ( варіанти 1, 2, 4 ) та вищий (варіанти 3, 5 ) відповідно до забезпеченості грунту азотом, фосфором і калієм.

Схема досліду розроблена так, що дає можливість оцінити урожайність вирощуваних культур та якість їх продукції при різних системах удобрення та при різних методах розрахунку норм добрив, як з економічної так і з екологічної точок зору.

Основні обліки, спостереження та аналізи в польовому досліді проводили за загальноприйнятими методами.

Математична обробка одержаних результатів у дослідах проведена за методом дисперсійного, кореляційного та регресійного аналізів на персональному комп’ютері п’ятого покоління, які дають можливість оцінити достовірність одержаних даних та визначити залежність між показниками, що визначаються.

Економічну та біоенергетичну оцінку дослідним варіантам давали згідно методичних рекомендацій “Энергетическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур“ та “Инструкции и нормативы по определению экономической и энергетической эффективности применения удобрений“.

У третьому розділі - “ Ріст та формування врожайності культур сівозміни залежно від застосування розрахункових норм добрив ” - на основі матеріалів досліджень розкривається вплив на життєвий цикл рослин сівозміни розрахункових норм добрив.

Одержані нами результати досліджень свідчать про те, що умови грунтового живлення впливають на динаміку густоти рослин озимої пшениці. Використання добрив сприяє проростанню більшої кількості насінин, а також кращому виживанню рослин у осіннє-зимовий період.

Так, в середньому за три роки, на період припинення вегетації кількість рослин в контрольному варіанті склала 372 шт/ м2, що на 16 шт/ м2 менше ніж у варіантах з внесенням добрив, розрахованих за балансовим методом і на 14 шт/ м2 – ніж у варіантах за методом балансових коефіцієнтів.

Кореляційна залежність між кількістю рослин озимої пшениці після перезимівлі і дозою добрив, що визначена за балансовим методом і за балансовими коефіцієнтами була сильна (відповідно r=0,83 і r=0,97).

Якщо в грунтi є надлишок елементiв мінерального живлення, рослини сильно кущаться, а посіви більш схильні до вилягання. Рослини озимої пшеницi у контрольних варiантах дослідів протягом всіх років спостережень виділялись стійкістю до вилягання. Середній бал вилягання за ротацiю сівозміни дорівнює 5, у той час як за норм добрив, що визначені за балансовим методом він становить 3,2, а за балансових коефіцієнтів - 4,00.

На лiнiйні розмiри рослин найбільше впливають азотні добрива. Так, у фазу колосіння, коли майже припинився ріст рослин, середня їх висота на контрольних варіантах була 68,3 см, на варіантах, де норми добрив розраховані за балансовим методом – 80,2 см, а балансових коефіцієнтів – 76,3 см.

У фазу колосіння озимої пшениці середня площа листкової поверхні на контролі склала 2,04 м2/ м2, що на 2,34 м2/ м2. менше, ніж при внесенні добрив, що розраховані за балансовим методом, та на 2,67 м2/ м2 – за методом балансових коефіцієнтів. Дози добрив вищого рівня врожайності за обох методів розрахунку норм добрив забезпечують утворення дещо більшої площі листкової поверхні. Органо-мінеральна система удобрення за обох рівнів запланованої врожайності теж сприяла більшому розвитку листкової поверхні.

У фазу колосіння рослин озимої пшениці коефіцієнт кореляції між площею листкової поверхні і нормою внесення азоту, що розраховано за балансовим методом, дорівнював 0,82, а за методом балансових коефіцієнтів – 0,99.

Ріст рослин і формування площі листків у посівах цукрових буряків знаходяться в прямій залежності і взаємозв’язку з такими факторами як рівень живлення, забезпеченість вологою, агротехніка, густота розміщення рослин, тощо.

У наших дослідах найбільш інтенсивне наростання листкової поверхні відмічено у липні – серпні місяці. Якщо щодобовий приріст площі листків однієї рослини у варіантах з мінеральною системою удобрення при використанні добрив, розрахованих методом балансових коефіцієнтів становив 0,967 дм2, що на 8 % більше, як на відповідних варіантах, що визначені за балансовим методом, то з органо-мінеральною відповідно 1,1 дм2 та 1,07 дм2 .

За період серпень – вересень відбулось зменшення площі листків рослин як на удобрених ділянках, так і на ділянках без добрив. В середньому площа листків однієї рослини на контрольному варіанті склала 35,7 дм2., у варіантах із застосуванням норм добрив, розрахованих балансовим методом при мінеральній системі удобрення 52,2 дм2 при органо-мінеральній – 53,9 дм2 ; у варіантах із застосуванням норм добрив, розрахованих методом балансових коефіцієнтів відповідно 52,2 дм2 та 53,7 дм2.

Аналіз динаміки наростання маси коренеплодів показує, що добрива стимулюють ріст рослин протягом всього періоду вегетації. Так, у червні-липні середній щодобовий приріст маси коренеплоду у варіантах з добривами, що розраховані за балансовим методом, був більшим як на контролі в 1,6 рази, у варіантах, норм добрив, що розраховані за методом балансових коефіцієнтів – в 1,67 рази, у липні – серпні, відповідно, в 1,58 та 2,11 рази, у серпні – вересні – в 1,79 – 2,05 рази. Більш інтенсивному наростанню коренеплодів протягом всієї вегетації сприяла органо-мінеральна система удобрення при обох методах розрахунку норми добрив.

Із збільшенням площі листків при оптимальній густоті рослин зростає урожайність, збільшується накопичення цукру в коренеплодах. Із збільшенням або зменшенням першого показника відповідно збільшується або зменшується другий. Ця залежність спостерігається протягом всього вегетаційного періоду: для балансового методу визначення норм добрив і для методу балансових коефіцієнтів, коефіцієнт кореляції був r=0,95-0,98.

Ячмінь дуже добре реагує на застосування добрив. Однак високі їх норми сприяють збільшенню вегетативної маси рослин, що надалі може привести до вилягання посівів і втрат урожаю.

У фазу колосіння середня площа листкової поверхні рослин на варіантах, де добрива розраховувались за балансовим методом, склала 4,25 м2/ м2., що перевищує контроль на 18 %. У фазі колосіння, як і у фазі виходу в трубку, краще розвинуту листкову поверхню мають рослини на варіантах з органо-мінеральною системою удобрення (вар. 3).

Величина приросту рослин у висоту – це один з показників інтенсивності ростових процесів, який перш за все залежить від активності фотосинтетичної діяльності рослин у посівах і від забезпеченості елементами живлення.

У фазу кущення та виходу в трубку висота удобрених рослин ячменю досліджуваних методів була майже однаковою. У фазу колосіння у варіантах, де норми добрив розраховували за балансовим методом, серед інших виділяються рослини третього та п’ятого варіантів, висота їх перевищує середню на 1,6 - 2,8 см. У аналогічних варіантах, де норми добрив розраховували за методом балансових коефіцієнтів, рослини були вищі на 2,1 - 2,6 см.

Якщо ж порівнювати при колосінні висоту рослин з варіантів на неудобреному фоні із рослинами удобрених варіантів, то можна відмітити, що за норм добрив, розрахованих балансовим методом рослини мають найбільшу висоту 74,6 см. Вона перевищує контрольну на 11,2 см, а висоту рослин з варіантів, де норми добрив розраховували за допомогою балансових коефіцієнтів - на 3,3 см.

Отже, і тут спостерігається позитивна тісна кореляційна залежність між середньою нормою добрив в сумі NPK та висотою рослин: коефіцієнт кореляції у варіантах балансового методу дорівнює 0,97 і балансових коефіцієнтів - 0,90. Між нормою азотних добрив і висотою рослин існує ще більш тісний зв'язок: коефіцієнт кореляції у першому випадку становить 0,99, у другому - 0,98.

Погодні умови, як і добрива, мають істотний вплив на вилягання рослин ячменю. Якщо у варіантах без добрив протягом всіх років досліджень середній бал вилягання дорівнює 5, то у варіантах, де вносили добрива, що розраховані за балансовим методом, він дорівнює 3,40, а за методом балансових коефіцієнтів - 4,14. При цьому органо-мінеральна система удобрення призводила до сильнішого вилягання, особливо при використанні балансового методу визначення норм добрив.

Розглядаючи наростання маси рослин вики і вівса перед збиранням, в контролі середня маса рослин вики становила 317 г/ м2 а вівса – 2737 г/ м2 У варіантах балансового методу маса рослин вики була більшою в 2,4 рази, а рослин вівса – в 1,3 рази, а за методу балансових коефіцієнтів відповідно – в 2,5 та 1,3 рази.

На момент збирання, в удобрених варіантах за обох методів, рослини мають майже однакову середню висоту. Але порівняно з контролем вони були вищі відповідно на 25 та 6 %.

У четвертому розділі - "Вплив умов живлення на врожайність культур сівозміни" - розглянуто вплив на урожайність культур сівозміни норм добрив та системи удобрення.

Результатами наших дослiджень встановлено, що при вирощуванні озимої пшениці після вико-вівсяної сумішки без застосування добрив, середня врожайнiсть склала 2,71 т/ га з незначним коливанням по роках.

Різні рівні мiнерального живлення, які створюються при внесенні норм добрив, що розраховані за балансовим методом на заплановану врожайнiсть 4,7 т/ га (варiанти 1, 2, 4), в середньому за роки досліджень не забезпечили її одержання. Недобір урожайності при застосуванні мінеральної системи удобрення склав 0,6 т/ га, або 12,8 %, а при застосуванні органо-мінеральної - відповідно 0,4 т/ га та 8,9 %. В середньому окупність 1 кг NPK за таких умов у цих варіантах складає вiдповiдно 5,32 кг/ кг та 6,09 кг/ кг. Для одержання запланованої урожайностi 5,9 т/ га необхідні дози добрив були внесені у варіантах 3, 5, але отримати відзначеного рівня теж не вдалося: середній недобір урожайності у варіантах з мінеральною системою удобрення склав 1,72 т/ га (29,2 %), а у варіантах з органо-мiнеральною - 1,57 т/ га (26,6 %). За таких умов середня окупнiсть 1 кг NPK склала вiдповiдно 3.34 кг/ кг та 3,29 кг/ кг.

Врожайність зерна озимої пшениці у варiантах мiнеральної системи удобрення, де норми добрив були розраховані за методом балансових коефіцієнтів на менший рівень запланованої врожайності, склала 4,14 т/ га, що відповідає 88 % до плану, а при органо-мінеральній системі удобрення - 4,34 т/ га, або 92%. Окупність 1 кг NPK складає 8,06 кг/ кг та 12,24 кг/ кг. Норми добрив, що розраховані за методом балансових коефіцієнтів на вищий рiвень врожайності при мінеральній системi удобрення, забезпечили її на рівні 4,49 т/ га, що менше від плану на 24 %, а при органо-мiнеральнiй системi - 4,60 т/ га, що менше на 22 %. 1 кг NPK за таких умов збільшує урожайність на 6,22 кг/ кг та 8,67 кг/ кг.

Все це стверджує, що норми добрив, що розраховані різними методами під озиму пшеницю, забезпечують вищу окупнiсть їх в органо-мiнеральнiй системi, але тільки у варiантах, де розрахунок проведено на нижчий рiвень урожайностi. Норм добрив, що розраховані за методом балансових коефiцiєнтiв, забезпечують вищу окупність, ніж за балансовим методом.

Застосування розрахункових норм добрив позитивно впливає на густоту продуктивного травостою, масу 1000 зерен та масу зерна колоса

Збільшити ефективність мінеральних добрив на посівах цукрових буряків можна, якщо при їх внесенні враховувати грунтово-кліматичні умови місцевості, насичення грунту елементами живлення тощо.

Дослідження показують, що на чорноземі типовому важко суглинковому без застосування добрив, цукрові буряки можуть мати урожайність близько 23,4 т/ га (рис. 4.1). В середньому за ротацію сівозміни у варіанті норм добрив, що розраховані за балансовим методом, врожайність їх підвищилась порівняно з контролем на 36 %, за балансових коефіцієнтів - на 44 %. Між урожайністю цукрових буряків і середньою нормою добрив за сумою NPK встановлено сильну і середню кореляційну залежність: відповідно для балансового методу r=0,78 і балансових коефіцієнтів - r=0,64.

Добрива мають суттєвий вплив на продуктивність ячменю. Результати наших досліджень показують, що в середньому за три роки у варіантах без добрив урожайність склала 3,21 т/ га, у варіантах з добривами, що розраховані за балансовим методом – 4,41 т/ га, а за методом балансових коефіцієнтів – 4,53 т/ га.

У варіантах, де норми добрив розраховували за балансовим методом на величину врожайності 4,7 т/ га при мінеральній системі удобрення середня врожайність становила 4,34 т/ га, а органо-мінеральній – 4,28 т/ га. У першому випадку 1 кг NPK збільшує врожайність на 5,82 кг/ кг, у другому – на 4,58 кг/ кг. В цих же варіантах систем удобрення за методом балансових коефіцієнтів величина врожайності склав 4,51 т/ га та 4,33 т/ га, окупність 1кг NPK у першому випадку становила 9,5 кг/ кг, у другому – 12,26 кг/ кг.

Урожайність соломи ячменю в середньому за три роки з варіантів контролю була нижча за урожайність зерна на 6 %, а у варіантах норми добрив, що розраховували за балансовим методом та балансових коефіцієнтів - на 8 %.

1кг NPK добрив, що розраховані за балансовим методом на рівень врожайності 5,9 т/ га з мінеральною системою удобрення збільшує врожайність на 3,04 кг/ кг, а з органо-мінеральною – на 2,23 кг/ кг. На відповідних варіантах за методом балансових коефіцієнтів врожайність склала 5,91 кг/ кг та 7,38 кг/ кг.

Середня окупність 1 кг NPK добрив за балансовим методом дорівнює 4,11 кг/ кг, а балансових коефіцієнтів – 8,43 кг/ кг.

Рисунок 4.1

Урожайність коренеплодів цукрових буряків залежно від норм добрив розрахованих різними методами оптимізації, т/ га

НІР05 фактору вміст у грунті елементів живлення 1,39 т/ га

фактору норми добрив 1,80 т/ га

взаємодія факторів 3,11 т/ га

Отже, можна вважати, що норми добрив, під ячмінь, що розраховані за методом балансових коефіцієнтів є більш ефективними і економічно доцільним.

Урожайність соломи ячменю в середньому за три роки з варіантів контролю була нижча за урожайність зерна на 6 %, а у варіантах норми добрив, що за розраховували балансовим методом та балансових коефіцієнтів - на 8 %.

Вирощування вико-вівсяної сумішки в сівозміні дає можливість створити необхідний агрофон для посіву озимої пшениці і разом з тим поповнити зелений конвеєр.

Ефективна родючість грунту контролю забезпечила в середньому за три роки урожайність вико-вівсяної сумішки 30,7 т/ га (рис. 4.2); по роках суттєвого коливання врожайності не спостерігалося. Це вказує на те, що погодні умови були сприятливими для розвитку рослин.

Рисунок 4.2

Урожайність зеленої маси вико-вівсяної сумішки

НІР05 фактору вміст у грунті елементів живлення 0,70 т/ га

фактору норми добрив 0,91 т/ га

взаємодія факторів 1,57 т/ га

Застосування добрив підвищує урожайність однорічних трав. В середньому за ротацію сівозміни прибавка урожайності зеленої маси при внесенні норм добрив, розрахованих балансовим методом, склала 12,3 т/ га, а балансових коефіцієнтів – 13,1 т/ га. Найбільший приріст урожайності у першому випадку одержано у варіантах з мінеральною системою удобрення – 13,5 т/ га, а у другому – з органо-мінеральною – 15,5 т/ га.

За норми добрив, що розраховані за балансовим методом, у варіантах з органо-мінеральною системою удобрення на 1 кг NPK одержано 31,2 кг зеленої маси, що на 1,5 кг або 4,8 % більше, ніж у варіантах з мінеральною системою удобрення, а за норм добрив, розрахованих за методом балансових коефіцієнтів – 65,7 кг, що більше на 46 %.

Отже, норми добрив, розраховані методом балансових коефіцієнтів, сприяють одержанню кращої урожайності зеленої маси вико-вівсяної сумішки.

У п'ятому розділі - "Якість врожаю та хімічний склад культур сівозміни, залежно від умов живлення " - вказано на те, що хімічний склад рослин сівозміни залежить від культури, фази вегетації, грунтових і кліматичних умов, агротехнічних заходів та інших факторів. Найбільш істотно на хімічний склад впливає фаза вегетації. Молоді рослини містять більше води і менше сухих речовин, протеїну найбільше на ранній стадії розвитку, з часом кількість протеїну (в перерахунку на суху речовину) зменшується, а вміст сухої речовини, сирої клітковини - збільшується. Загальний вміст перетравного протеїну та мінеральних речовин також зменшується. Хімічний склад рослин мало залежить від методу визначення норм добрив.

Харчову цінність зерна озимої пшениці характеризує вміст білка. Вміст сирого протеїну в зерні на контрольних варіантах знаходиться в межах 7,6 – 8,1 %. У варіантах балансового методу розрахунків, середній вміст протеїну становить 10,1 %, балансових коефіцієнтів - 10,4 %. За мінеральної системи удобрення цей показник менший від середнього на 2 % (табл. 5.1).

Таблиця 5.1

Якість зерна озимої пшениці

Середнє за 1995-1997 рр.

№ варіанту | Сирий протеїн, % | Сира клейковина, %

А | В | С | А | В | С

1 | 7,8 | 9,20 | 10,2 | 25,8 | 27,6 | 28,2

2 | 7,6 | 10,6 | 10,5 | 26,1 | 28,9 | 28,6

3 | 8,1 | 10,9 | 10,8 | 25,7 | 29,1 | 29,3

4 | 7,6 | 9,5 | 10,2 | 25,9 | 28,4 | 28,1

5 | 7,8 | 10,1 | 10,3 | 26,2 | 28,7 | 28,4

Середнє | 7,8 | 10,1 | 10,4 | 25,9 | 28,5 | 28,5

Примітки:

1. А – контроль (без добрив).

2. В – варіанти застосування норм добрив, розрахованих балансовим методом.

3. С – варіанти застосування норм добрив, розрахованих методом балансових коефіцієнтів.

Встановлена сильна кореляційна залежність між нормою добрив і вмістом сирого протеїну в зерні озимої пшениці: на варіанті, де норми добрив розраховані балансовим методом, коефіцієнт кореляції склав r=0,98 і балансових коефіцієнтів - r=0,89.

Сира клейковина визначає технологічну якість зерна озимої пшениці, тобто забезпечує високі хлібопекарські властивості борошна. Якщо у варіантах без добрив вміст сирої клейковини в середньому складав 25,9 %, то при нормі добрив, що розраховано за балансовим методом, при мінеральній системі удобрення - 28,2 % і органо-мінеральній – 29,0 %. Аналогічні дані отримано і у варіанті методу балансових коефіцієнтів.

Для цукрових буряків головним показником, що визначає їх якість є цукристість. Якщо на контролі без добрив в середньому за три роки цукристість була 16,1 %, то у варіанті норм, що визначені за балансовим методом – 15,1 % і балансових коефіцієнтів – 14,9 %. За мінеральної системи удобрення, з різними рівнями планової урожайності, отримано майже однакову цукристість буряків. Так, за норм добрив, що розраховані за балансовим методом на рівні 40 т/ га, цукристість склала 14,8 %, 50 т/ га – 14,5 %; балансових коефіцієнтів відповідно – 14,4 % та 15,1 % (табл. 5.2).

Таблиця 5.2

Продуктивність цукрових буряків, %.

Середнє за 1994-1997 рр.

№ варіанту | Урожайність, т/ га | Цукристість, % | Умовний збір цукру, т/ га

А | В | С | А | В | С | А | В | С

1 | 21,2 | 33,3 | 37,1 | 15,8 | 14,7 | 14,5 | 3,35 | 4,90 | 5,38

2 | 22,5 | 37,1 | 41,9 | 16,6 | 15,8 | 15,6 | 3,74 | 5,86 | 6,54

3 | 25,1 | 39,5 | 45,3 | 16,8 | 15,8 | 15,2 | 4,22 | 6,00 | 6,89

4 | 24,0 | 37,0 | 41,6 | 15,6 | 14,9 | 14,3 | 3,74 | 5,51 | 5,95

5 | 24,3 | 37,5 | 43,5 | 15,8 | 14,5 | 15,1 | 3,84 | 5,44 | 6,57

Середнє | 23,4 | 36,9 | 41,9 | 16,1 | 15,1 | 14,9 | 3,78 | 5,54 | 6,27

Примітки:

1. А – контроль (без добрив).

2. В – варіанти застосування норм добрив, розрахованих балансовим методом.

3. С – варіанти застосування норм добрив, розрахованих методом балансових коефіцієнтів.

Між рівнем цукристості коренеплодів та середньою нормою добрив (за сумою NPK) існує тісний кореляційний зв’язок, який для варіантів балансового методу складає r=0,99, а балансових коефіцієнтів - r=0,98. За рахунок вищої урожайності більший збір цукру був при визначенні норм добрив за методом балансових коефіцієнтів (різниця була більше проти варіанта балансового методу на 15 %, а контролю - 45 %).

Протеїн – головний показник кормової цінності зерна ячменю. У наших дослідженнях зерно ячменю, що одержано з контролю в середньому за три роки мало вміст сирого білку 10,1 %, а з варіантів, де норми добрив розраховували балансовим методом – 14,5 %, і методом балансових коефіцієнтів – 13,5 %. Спостерігається чітка залежність між вмістом білку в зерні ячменю та середніми нормами азотних добрив: (r = 0,99 і r = 0,93).

Відносно якості зеленої маси вико-вівсяної сумішки, наші дослідження свідчать про те, що вміст білка в рослинах з неудобрених варіантів в середньому склав 3,53 %, при застосуванні норм добрив, що розраховані за балансовим методом і балансових коефіцієнтів – 3,84 %. Що стосується систем удобрення, то помітної різниці між варіантами мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення за обох методів розрахунку норм добрив не відмічено. Кореляційний зв'язок між вмістом білка в зеленій масі вико-вівсяної сумішки і середньою нормою добрив за сумою NPK у варіанті, де норми добрив розраховували за балансовим методом, сильна r=0,84, а балансових коефіцієнтів - середня r=0,68.

У шостому розділі - ''Вплив розрахункових норм добрив та систем удобрення на агрохімічні показники родючості грунту" - дано аналіз впливу рослин сівозміни та добрив на родючість грунту, тобто на здатність грунту забезпечувати культури факторами життєдіяльності, які обумовлюють утворення врожаю.

За ротацію сівозміни в грунті, що не удобрювався, вміст гумусу в орному шарі склав 4,53–4,66 %. Норм добрив, що розраховано балансовим методом, при мінеральній системі удобрення сприяло накопиченню 4,64 % гумусу, при органо-мінеральній – 4,71 %; метод балансових коефіцієнтів при мінеральній системі удобрення забезпечує стабілізацію гумусового рівня в межах 4,62 %, а органо-мінеральна – 4,74 %. За роки досліджень вміст гумусу в грунті був не постійним і змінювався залежно від вирощуваної культури.

Разом з цим застосування норм добрив, розрахованих методом балансових коефіцієнтів у органо-мінеральній системі удобрення на типовому чорноземі південно-західної частини Лісостепу краще сприяє підвищенню вмісту гумусу, порівняно з нормами добрив, розрахованих балансовим методом.

Кількісний вміст азоту в грунті залежить від наявності в ньому гумусу та негуміфікованих органічних решток. Результатами наших досліджень встановлено, що після завершення ротації сівозміни у варіантах контролю в шарі 0-30 см містилося 90-101 мг/ кг лужногідролізованого азоту, у варіантах де норми добрив розраховували за балансовим методом – 130-137 мг/ кг і балансових коефіцієнтів – 128-136 мг/ кг. Порівняно з вихідним вмістом цієї форми азоту, в грунті на контролі спостерігається зменшення його на 17-20 мг/ кг, а на досліджуваних з добривами – збільшення на 16–21 мг/ кг. Кореляційна залежність між вмістом азоту в грунті і нормою добрив, що розраховувались за балансовим методом і балансових коефіцієнтів, була сильна (r=0,76, і r=0,99). Вміст лужногідролізо--ваного азоту в межах 101–150 мг/ кг вважається низьким, тому коливання по варіантах були в межах однієї агрохімічної групи.

В наших дослідах розрахункові норми добрив сприяли збільшенню вмісту рухомого фосфору в грунті. Однак під різними культурами його вміст був різний. В середньому ж по полях сівозміни вміст фосфору на контролі склав 94 мг/ кг, що на 42 мг/ кг менше, ніж на момент закладення досліду; у варіантах визначення норм добрив за балансовим методом – 157 мг/ кг, що більше за вихідний вміст на 21 мг/ кг, і балансових коефіцієнтів – 151 мг/ кг, що більше – на 15 мг/ кг.

Вміст рухомого калію в орному шарі грунту становив 212–229 мг/ кг. Розрахункові норми добрив сприяли накопиченню калію. Якщо, за ротацію сівозміни у варіантах балансового методу їх визначення, вміст рухомого калію збільшився до 240–248 мг/ кг, то балансових коефіцієнтів – до 236–257 мг/ кг. В той же час на контролі його стало менше на 58 %.

Розрахункові норми добрив (як у варіантах з мінеральною так і з органо-мінеральною системами удобрення) сприяло накопиченню в грунті елементів живлення, які можуть надалі використовуватись рослинами. Норми добрив, що розраховані за методом балансових коефіцієнтів забезпечують стабілізацію грунтової родючості. Це дає можливість зберігати грунти п’ятої та шостої агрохімічних груп за вмістом фосфору і калію.

У сьомому розділі - " Економічна та енергетична оцінка оптимізації живлення культур сівозміни " - дано аналіз ефективності застосування розрахункових норм добрив під культури сівозміни. Зазначено, що різні розрахункові норми добрив по-різному впливають на показники продуктивності.

Так, норми добрив методу балансових коефіцієнтів для всіх культур сівозміни є більш оптимальними, оскільки вони забезпечують вищу прибавку урожайності і вищу окупність добрив. Енергетичний коефіцієнт корисної дії (відношення загальної енергії в основній продукції до затраченої енергії у внесених добривах) у варіантах визначення норм добрив за методом балансових коефіцієнтів був більший ніж у варіантах балансового методу у дослідах з озимою пшеницею та з цукровими буряками – на 43 %, з ячменем – на 60 %, з вико-вівсяною сумішкою – на 1 %.

Розрахунок доз добрив за методом балансових коефіцієнтів забезпечує більшу вартість приросту основної продукції для всіх культур сівозміни, порівняно з балансовим методом.

Продуктивність гектара сівозміни за збором кормових одиниць при визначенні норм добрив методом балансових коефіцієнтів склала 10,8 т/ га, що перевищує даний показник варіантів балансового методу на 0,7 т/ га і контролю без добрив на 4,4 т/ га. Більший збір кормових одиниць з гектара одержано у варіантах органо-мінеральної системи удобрення, де норми добрив розраховували на вищий рівень запланованої врожайності.

Висновки

1.

Густота рослин озимої пшениці у варіантах норм добрив, що розраховані за балансовим методом, на час збирання склала 367 шт/ м2, а балансових коефіцієнтів - 365 шт/ м2, стійкість до вилягання склала відповідно 3,2 та 4 бала, висота рослин у фазу колосіння 80,2 см та 76,6 см; площа листкової поверхні рослин у фазу колосіння - 4,38 м2/ м2 і 4,71м2/ м2.

Індекс листкової поверхні ярого ячменю в цих варіантах у фазу колосіння склав 4,25 і 4,21, висота рослин - 74,6 см та 71,3 см, стійкість до вилягання 3,4 та 4,14 бала.

У цукрових буряків площа листків однієї рослини на період максимального розвитку за норм добрив, розрахованих балансовим методом, склала 55,0 дм2 на рослину проти 57,1 дм2 за методом балансових коефіцієнтів; маса одного коренеплоду склала відповідно 470 г та 534 г.

У вико-вівсяної сумішки середня маса рослин в цих варіантах була в межах 4300 і 4416 г/ м2.

За обох методів визначення норм добрив кращою була органо-мінеральна система удобрення.

1.

1.

1.

1.

1.