УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

білоножко ВОЛОДИМИР ЯКОВИЧ

УДК 633.15:631.52

АГРОБІОЛОГІЧНІ ТА ЕКОЛОГІЧНІ ОСНОВИ

ФОРМУВАННЯ ВРОЖАЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ НАСІННЯ ГРЕЧКИ

В ПРАВОБЕРЕЖНОМУ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.09 – рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Харків – 2004

Дисертацією

є рукопис

Робота виконана

в Уманському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України.

Науковий

консультант: | доктор сільськогосподарських наук, професор АЛЕКСЕЄВА Олена Семенівна,

Подільська державна аграрно-технічна академія,
завідувач кафедри генетики, селекції та насінництва.

Офіційні

опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор

ЇЖИК, Микола Костянтинович,

Харківський національний аграрний університет ім. В.В.Докучаєва, завідувач кафедри ботаніки і
фізіології рослин;

доктор сільськогосподарських наук, професор ЕРМАНТРАУТ Едуард Рудольфович,

Інститут цукрових буряків УААН, завідувач
лабораторії математичного моделювання та
інформаційних технологій; |

доктор сільськогосподарських наук, професор ЖЕМЕЛА Григорій Пимонович,

Полтавська державна аграрна академія, завідувач
кафедри селекції, насінництва і генетики.

Провідна установа: | Херсонський державний аграрний університет,
кафедра рослинництва, м. Херсон.

Захист дисертації відбудеться „21” вересня 2004 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д .366.01 при Інституті рослинництва ім. В.Я.Юр’єва УААН за адресою 61060, м. Харків, проспект Московський, 142,
тел. 92-23-78.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці  Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр’єва УААН, м. Харків, проспект Московський, 142.

Автореферат розісланий „ 2” серпня 2004 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради |

В.П. Петренкова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У сучасних економічних умовах одним із головних напрямів рослинництва є переосмислення проблеми застосування технологічних заходів одержання високоякісного насіння для підвищення врожайності всіх зернових культур, зокрема гречки як цінної круп’яної культури.

Процеси генеративного розвитку гречки дуже тривалі, тому на період збирання на рослині утворюються плоди, що різняться за лінійними розмірами, фазою стиглості та фізіологічним станом. Через неоднорідність таких плодів під час їхнього використання як насіннєвого матеріалу сходи гречки з’являються зрідженими. За недостатньої густоти посіву змінюється структура продуктивності рослин і знижується врожайність.

Неоднорідність насіннєвого матеріалу є одним із факторів, що зумовлює низьку схожість насіння гречки. Нині в насіннєзнавстві накопичено певний практичний матеріал щодо неоднорідності насіння, проте агротехнічні аспекти її з’ясовані ще не повно. Так недостатньо досліджена роль екологічних факторів на фенотип рослин гречки, немає методів поліпшення посівних і врожайних властивостей насіння під час його післязбиральної підготовки та зберігання. У зв’язку з цим актуальним завданням є розробити теоретичні основи формування та проростання насіння залежно від попередників, систем і рівнів удобрення, строків сівби, збирання та зберігання. Вони дозволять глибше зрозуміти причини зниження польової схожості, розробити методи прогнозування якості посівного матеріалу і підвищення насіннєвої продуктивності та врожайності гречки.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження, результати яких викладені в дисертації, виконували відповідно до тематичних планів Уманського державного аграрного університету (УДАУ) (номер державної реєстрації 0100U000461), де автор був безпосереднім виконавцем з 1993 року і керівником наукової теми протягом 1995-2003 років, та відповідно до Угоди про наукове співробітництво з насіннєзнавства гречки між УДАУ і Державним Центром сертифікації, ідентифікації та якості сортів рослин.

Мета і задачі дослідження. Мета досліджень – визначити оптимальні агроекологічні умови вирощування гречки в правобережному Лісостепу України, які забезпечують максимальну врожайність високоякісного насіння.

Дослідження проводили за такими напрямами:– 

визначити вплив метеорологічних факторів та географічної широти вирощування гречки на посівні якості і врожайні властивості насіння;– 

встановити вплив попередників гречки на урожайність насіння, його посівну якість та врожайні властивості;– 

визначити вплив фонів мінерального живлення на врожайні властивості насіння;– 

встановити оптимальні строки та способи сівби гречки, що забезпечують максимальну врожайність насіння з високою якістю;– 

визначити оптимальні строки збирання насіння гречки в правобережному Лісостепу;– 

виявити закономірності фотосинтетичної діяльності та водоспоживання материнських рослин і першого насіннєвого потомства залежно від елементів технології вирощування гречки;– 

визначити вплив генетичного потенціалу сортів, зовнішніх факторів середовища і терміну зберігання на життєздатність насіння гречки.

Кожний напрям досліджень включав такі етапи:– 

вирощування і відбір різноякісного насіння;– 

оцінка якості насіння за його фізичними та біологічними властивостями;– 

врожайні властивості різноякісного насіння;– 

якість насіннєвого потомства різноякісного насіння.

Об’єкт дослідження – формування посівних та врожайних властивостей насіння гречки.

Предмет дослідження – основні елементи технології вирощування високоякісного насіння гречки; умови та фактори, що впливають на посівні та врожайні властивості насіння.

Методи дослідження. Під час роботи використовували загальнонаукові та спеціальні методи досліджень.

Серед загальнонаукових методів досліджень були такі:

1. Гіпотеза – під час вибору напрямів наукових досліджень. 2. Експеримент – для дослідження об’єкта та процесів, що відбуваються в ньому. 3. Спостереження – для виявлення кращих елементів технології, що сприяють збільшенню врожайності та поліпшенню якості насіння. 4. Аналіз – для розчленування досліджуваного об’єкта на складові частини з метою детальнішого вивчення. Синтез – для поєднання розчленованих та проаналізованих частин досліджуваного об’єкта в єдине ціле. 5. Індукції та дедукції – для аналізу окремих положень та узагальнення результатів досліджень. 6. Абстрагування – для поглибленого вивчення відокремленого явища і прогнозування подій.

Серед спеціальних агрономічних методів використовували такі:

1. Морфологічний аналіз – під час вивчення ознак рослин, що визначають їхню продуктивність та якість насіння. 2. Лабораторний – для аналізу взаємодії між рослиною та умовами навколишнього середовища, оцінки якості врожаю. 3. Польовий – для виявлення достовірних різниць між варіантами досліду, кількісної оцінки впливу агротехнічних та метеорологічних факторів на врожайність та якість насіння. 4. Статистичний аналіз – під час планування досліджень, аналізу отриманих результатів з метою визначення вірогідності даних на певному рівні значущості та залежностей між досліджуваними показниками.

Наукова новизна одержаних результатів. Теоретично обґрунтовано умови формування насіння гречки з високими посівними та врожайними властивостями шляхом підбору кращих попередників, системи застосування добрив, оптимальних строків і способів сівби, збирання та зберігання. За модифікаційною мінливістю насіння, що створюється відповідними умовами формування і терміном зберігання, встановлена господарська довговічність. На підставі узагальненого показника якості насіння створено моделі управління його посівними властивостями і прогнозування їхніх змін.

Встановлено кореляційні зв’язки між врожайністю і господарсько цінними ознаками, що визначають посівні якості й врожайні властивості насіння.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено рекомендації щодо удосконалення технології виробництва насіння гречки, які містять підбір кращих попередників, оптимальні параметри живлення, строки та способи сівби. За умовами плодоутворення визначено оптимальні строки збирання, які забезпечують одержання насіння з високою життєвістю та життєздатністю.

Результати досліджень увійшли до систем ведення галузі рослинництва у сільськогосподарських формуваннях Черкаської, Вінницької та Кіровоградської областей, а також використані в навчальному процесі під час викладання основ насіннєзнавства та технології вирощування гречки.

Особистий внесок здобувача полягає в розробці програми і методики досліджень, безпосередньому проведенні дослідів, опрацюванні й аналізі отриманих результатів, визначенні теоретичних положень та шляхів їхньої реалізації. За безпосередньою участю автора або під його керівництвом впроваджувалися результати досліджень у виробництво. Внесок автора у виконання праці становить понад 75%.

Апробація результатів дисертації. Основні результати та положення дисертації оприлюднені під час роботи Міжнародної науково-практичної конференції “Селекція, насінництво і технологія вирощування польових культур” (м. Кам’янець-Подільський, 1995), регіональної науково-практичної конференції “Проблеми селекції, насінництва і технології вирощування гречки” (м. Кам’янець-Подільський, 1997), Міжнародної конференції “Сучасні проблеми рослинництва та кормовиробництва” (м. Умань, 1998), Міжнародної конференції, присвяченої 30-річчю науково-дослідного Інституту круп’яних культур Подільської державної аграрно-технічної академії (м. Кам’янець-Подільський, 2002), науково-практичних конференцій професорсько-викладацького, аспірантського складу та науковців УДАУ в 1995-2003 рр.

Публікації. Результати дисертації опубліковано в 30 наукових працях, з яких 21 – у виданнях, що затверджені ВАК України як фахові.

Обсяг і структура роботи. Дисертацію викладено на 289 сторінках комп’ютерного набору. Вона містить 70 таблиць, 20 рисунків і складається з вступу, 7 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаної літератури з 446 джерел (з них 16 латиницею) і 7 додатків на 106 сторінках.

основний ЗМІСТ РОБОТИ

Сучасний стан, проблеми і перспективи розвитку насіннєзнавства гречки

(Огляд літератури)

Продуктивність гречки зумовлена генетичною властивістю й умовами вирощування рослин.

Розкриття потенціалу нових сортів забезпечується технологією вирощування, яка базується на біологічних властивостях та реакції культури на умови зовнішнього середовища. З цих проблем особливий інтерес набуває оптимізація елементів зональної технології вирощування біологічно повноцінного насіннєвого матеріалу і забезпечення високої якості насіння.

Узагальнення джерел літератури (Кулешов, 1961; Кизилова, 1974; Строна, 1978; Кіндрук, 1990 та ін.) і попередніх досліджень дозволило висунути ряд гіпотез щодо посилення життєвості і життєздатності насіння гречки, пошуків важливих чинників, що впливають на її врожайність.

Встановлення закономірностей кількісної дії певних елементів технології у їх сукупному чи в роздільному прояві дає можливість створити або суттєво удосконалити технологію вирощування високоякісного насіння гречки, серед яких у Лісостепу є попередники, удобрення, строки та способи сівби, норми висіву та строки збирання.

Пізнання закономірностей виникнення неоднорідності плодів дозволить розробити моделі управління формуванням високих врожайних властивостей насіння і визначити регіони оптимального насінництва гречки з прогнозуванням певних посівних та врожайних властивостей насіння.

Умови та методика досліджень

Експериментальні дослідження виконано на дослідному полі Уманського державного аграрного університету, розміщеному в Маньківському природно-сільськогосподарському районі Середньо-Дніпровсько-Бузького округу правобережного Лісостепу з географічними координатами за Грінвічем 48°46? північної широти і 30°14? східної довготи. Висота над рівнем моря – 245 м.

Територія дослідного поля є рівне підвищене плато між двома невеликими річками з пологими (2-3°) схилами південно-східної та північно-західної експозиціями. Внаслідок того, що підземні води залягають на глибині 22-24 м, польові культури використовують лише вологу, яка поступає в ґрунт у вигляді атмосферних опадів. Саме вона є одним з основних факторів, що лімітує продуктивність сільськогосподарських культур. За даними метеостанції Умань, середньорічна сума опадів становить 633 мм, проте в окремі роки бувають значні відхилення. Регіон характеризується нестійким зволоженням і періодичними засухами (деколи 2-3, а в окремі періоди і 3-5 років за десятиріччя є посушливими).

За тепловим режимом клімат регіону є помірно-середньо-континентальний. Гідротермічний коефіцієнт Висоцького становить 1,1-1,2; сума активних температур коливається від 2400 на півночі до 3200°С на півдні. Період з такими температурами триває 140-160 днів.

Для гречки, яка відноситься до теплолюбних культур, активною є температура понад плюс 10°С. Сума активних температур понад плюс5°С становить для Уманського району 3005°С, понад плюс 10°С – 2500-2700°С і понад плюс 15°С – 2045°С. Вегетаційний період з температурою понад плюс 10°С триває 160-165 днів.

Погодні умови в роки проведення досліджень були сприятливими для росту і розвитку гречки, хоча окремі періоди і роки різнилися як за кількістю опадів, так і температурним режимом, що дало змогу краще встановити вплив факторів на ріст, розвиток і формування врожайності насіння.

Ґрунтовий покрив дослідного поля є чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі з вмістом гумусу 3,2_,5% у верхньому горизонті і порівняно різким його зменшенням з глибиною. Грунт характеризується середнім вмістом рухомих форм фосфору і калію та недостатнім – лужногідролізованого азоту. Ґрунт можна характеризувати як середньоокультурений, який для формування високої врожайності сільськогосподарських культур потребує внесення органічних і мінеральних добрив.

Властивості ґрунту і рельєф дослідного поля є типовими для помірно-континентальної східноєвропейської грунтово-кліматичної фації, у межах якої можуть бути впроваджені отримані в дослідах результати.

Експериментальну роботу складає ряд польових і лабораторних дослідів.

1. Посівні якості та врожайні властивості насіння гречки залежно від попередників, фонів удобрення попередника і гречки материнських рослин.

2. Посівні та врожайні властивості насіння гречки залежно від строків сівби та системи удобрення материнських рослин.

3. Посівні та врожайні властивості насіння гречки залежно від способів сівби та співвідношення мінеральних добрив материнських рослин.

4. Посівні та врожайні властивості насіння гречки залежно від строків збирання та фону живлення материнських рослин.

5. Посівні та врожайні властивості насіння гречки залежно від терміну його зберігання.

6. Вивчення модифікаційних змін, що відбуваються під впливом екологічних факторів і проявляються на врожайних властивостях насіння гречки.

Схеми дослідів і елементи методики наведені у відповідних розділах дисертації. Досліджували сорти гречки Любава, Вікторія, Аеліта, Зеленоквіткова-90, Кара-Даг. Площа облікових ділянок 50 м2, повторність чотириразова, метод розміщення ділянок в повторенні рендомізований, повторень – в дві смуги.

Технологія вирощування гречки у дослідах була загальноприйнятою для зони, крім елементів, що вивчали в дослідах.

Обліки, спостереження та аналізи в дослідах проводили за загальноприйнятими методиками і державними стандартами.

1. Вплив погодних умов на ріст і розвиток гречки аналізували за даними метеостанцій Умань, Кам’янець-Подільський, Хоростків, Сміла, Ульянівка.

2. Облік густоти посіву рослин проводили на закріплених площадках.

3. Фенологічні спостереження за настанням фаз росту й розвитку гречки – за методикою Ф.М. Куперман та за методикою проведення досліджень у сортовипробуванні.

4. Облік інтенсивності плодоутворення проводили шляхом взяття проб. Для цього на кожному варіанті фіксували дату початку цвітіння і через 30 діб подекадно відбирали проби з 30 рослин (з двох несуміжних повторень у двох місцях ділянки розміром 2 м?).

5. Площу листків і фотосинтетичний потенціал посівів визначали за методикою А.А. Ничипоровича.

6. Вологість ґрунту та сумарне водоспоживання рослин визначали перед сівбою та в основні фази росту і розвитку гречки через кожні 10 см в шарі 0-100 см за методикою А.А. Роде.

7. Облік врожайності проводили комбайном “Нива”.

8. Структурний аналіз рослин за елементами насіннєвої продуктивності проводили за пробними снопами з 30 рослин, які відбирали перед збиранням з двох несуміжних повторень у двох місцях ділянки за такими ознаками:

а) рослини: висота, см; число гілок першого порядку, шт.; число пазушних суцвіть на рослині, шт.; маса плодів з рослини, г;

б) головного пагона: довжина другого міжвузля, см; висота прикріплення першого суцвіття, см; довжина зони гілкування, см; число вузлів, шт.: у зоні гілкування та плодоношення; вузол першого гілкування, порядковий номер; вузол першого суцвіття, порядковий номер.

9. Оцінюючи якість насіння, визначали: масу 1000 зерен – за ДСТ 12041-80; схожість, енергію проростання – за ДСТ ; швидкість та дружність проростання – за методикою В.В. Гриценка та З.М. Калошиної; життєздатність – за ДСТ 12039-82; силу росту – за методом морфофізіологічної оцінки проростків, запропонованим І.Г. Строною; посівну якість насіння – за ДСТУ 2240-93.

10. Польову схожість та збереженість рослин визначали за методикою, яка викладена В.Ф. Мойсейченком та В.О. Єщенком.

11. Адаптивність сортів визначали за методикою Еберхарта і Рассела.

12. Гомеостатичність сортів і їхню селекційну цінність визначали за методикою В.В. Хангільдіна.

13. Статистичний аналіз результатів досліджень проводили дисперсійним, кореляційним та регресійним методами з використанням ЕОМ Pentium IIІ.

14. Економічну ефективність використання окремих елементів технології оцінювали за затратами засобів виробництва на 1 га, сумарним прибутком, собівартістю 1 ц насіння, рівнем рентабельності. Економічні розрахунки проводили за технологічними картами в цінах 2003 року з використанням „Методології наукових досліджень”, „Методичних вказівок з визначення економічної оцінки вирощування сільськогосподарських культур за інтенсивними технологіями”, „Методикой экономических исследований в сельском хозяйстве”. 

Екологічні причини різноякісності насіння гречки

Вплив метеорологічних факторів на врожайність та якість насіння. У зонах нестійкого та недостатнього зволоження навіть за умов високої технології вирощування, відповідному підборі сортів і оптимального запилення квіток вирішальний вплив на формування врожайності гречки мають метеорологічні фактори – температура повітря і опади.

Про це свідчить комплексний аналіз багаторічних метеорологічних умов, урожайності й якості насіння гречки, які одержані з наукових установ, розташованих на чорноземних ґрунтах Лісостепу від Тернопільської області (м. Хоростків) до Черкаської (м. Сміла), рис. 1.

У період формування квіток і початковий період цвітіння температура повітря в групах високої врожайності (21,0-28,0 ц/га), хоча й незначно, але нижча, ніж у цей же період у групах низької врожайності (нижче 7,0 ц/га). Найвища врожайність пов’язана з жаркою, сухою погодою у період сівби-сходів. Особливо це стосується районів м. Умань та м. Ульянівка. Швидка поява сходів тут зумовлена достатньою кількістю вологи в ґрунті і високою температурою повітря, що забезпечує швидке і дружне проростання насіння та проходження початкових етапів органогенезу і формування якісно однорідних квіток. В умовах м. Кам’янця-Подільського і м. Сміли висока врожайність пов’язана з сухою погодою і значно нижчими середньодобовими температурами у період сівба-сходи. Цей недолік компенсується сприятливішим співвідношенням суми температур, середньодобової температури та відносної вологості повітря в критичний період.

Найвища врожайність властива посівам, що формували насіння за найвищою сумою опадів (271,9 мм) і порівняно високій середній температурі повітря (16,8°С). Залежність між урожайністю та метеорологічними факторами найчіткіше спостерігається в критичний період розвитку гречки (табл. ).

Таблиця 1

Залежність між середньодобовою температурою повітря (t °С), сумою

опадів (?, мм), відносною вологістю повітря (ВВП, %) і врожайністю гречки (середнє за 1971-2002 рр.)

Показник | Сівба-сходи

(3.V-10.V) | Критичний період (1.VI-10.VII) | Урожайність, ц/гаt по-вітря, °СУ ?па-дів, ммВВП(*, %t по-вітря, °СУ ?па-дів, ммВВП, % | Сівба-сходи (3.V-10.V) | t повітря, °С | 1,00 | -0,25 | -0,25 | -0,02 | 0,12 | 0,03 | 0,02 | У ?падів, мм | -0,25 | 1,00 | 0,55 | -0,04 | 0,05 | 0,07 | -0,02 | ВВП, % | -0,25 | 0,55 | 1,00 | -0,05 | 0,14 | 0,64 | -0,16 | Критичний період (1.VI-10.VII) | t повітря, °С | -0,02 | -0,04 | -0,05 | 1,00 | -0,33 | -0,21 | -0,33 | У ?падів, мм | 0,12 | 0,05 | 0,14 | -0,33 | 1,00 | 0,36 | 0,06 | ВВП, % | 0,03 | 0,07 | 0,64 | -0,21 | 0,36 | 1,00 | -0,11 | Врожайність, ц/га | 0,02 | -0,02 | -0,16 | -0,33 | 0,06 | -0,11 | 1,00 | Жирний шрифт – коефіцієнти кореляції, що достовірні на 5% рівні значущості

Наприклад, якщо в період цвітіння-дозрівання температура повітря і опади в м. Хоростків і в м. Ульянівка були майже однакові (відповідно 20,0 і 19,6°С та 143 і 148 мм), а в критичний період ці показники різняться, то і врожайність буде різна. Якщо ж у критичний період температура повітря і сума опадів були майже однаковими, то й рівень врожайності спостерігається майже однаковий, хоча ці показники у період цвітіння-дозрівання або попередні періоди значно відрізнялися.

За коефіцієнтом множинної кореляції в зоні Лісостепу врожайність гречки має зворотну залежність від температури критичного періоду (r = –0,33). Остання найбільше залежить від температури періоду цвітіння-дозрівання (r = 0,86) та періоду сходи-цвітіння (r = 0,27). Відносна вологість повітря цього періоду має тісну позитивну залежність від вологості періодів цвітіння-дозрівання (r = 0,96) та сходи-цвітіння (r = 0,89) і має позитивний вплив на масу 1000 насінин (r = 0,32-0,49).

В районі м. Ульянівки зростання врожайності насіння супроводжується певним покращенням посівних якостей. Коефіцієнти множинної кореляції для м. Умані та м. Сміли свідчать про те, що в цих регіонах метеорологічні фактори не обмежують врожайності гречки. Очевидно, на формування врожайності тут крім опадів, температури повітря і його відносної вологості певна роль належить родючості ґрунту, інтенсивності освітлення, окремим елементам технології тощо.

Отже, в умовах західного та центрального Лісостепу за сівби гречки в першій декаді травня в переважній більшості років (від 66% випадків у районі м. Ульянівка і до 82% у районі м. Кам’янець-Подільський) отримують врожайність гречки на рівні 14,0 ц/га. Основною причиною зниження врожайності є відхилення від оптимуму температури повітря і опадів у критичний період розвитку гречки. Так в районі м. Кам’янець-Подільський врожайність гречки обмежують сума температур вище 713°С і сума опадів – 134 мм; в районі м. Ульянівка – відповідно 739°С і 107 мм опадів. У той же час урожайність в межах 21,0-27,9 ц/га і більше формується в районі м. Кам’янець-Подільський за умов суми середньодобових температур 637°С і 73 мм опадів; в районі м. Ульянівка – відповідно 723°С і 140 мм опадів. Аналогічне явище спостерігається і в районах м. Хоросткова, м. Умань та м. Сміла.

Щоб запобігти негативному впливу температури повітря і опадів у критичний період розвитку гречки, в умовах західного та центрального Лісостепу доцільно приступати до сівби культури у третю декаду квітня, але враховувати довгострокові прогнози щодо запобігання заморозків (при температурі повітря мінус 2-3°С посіви пошкоджуються, а при мінус 4°С гинуть повністю). Це дозволить наблизити погодні умови критичного періоду районів західного Лісостепу, м. Умань та м. Сміла до умов групи років з урожайністю 14,0-20,9 ц/га. Враховуючи, що в умовах району м. Ульянівка в 10% випадків у період сівба-сходи сума середньодобових температур сягає 100°С і більше, то перенесення строків сівби сприятиме отриманню врожайності гречки на рівні 21,0-27,9 ц/га (рис. 1).

Адаптивність сортів гречки до місця вирощування. За результатами державного сортовипробування в 1997-2002 роках найвища середня врожайність була у сорту Антарія – 22,5 ц/га (табл. ).

Таблиця 2

Урожайність сортів гречки, ц/га

(Державне сортовипробування, середнє за 1997-2002 рр.)

Зона | Державна сортовипробувальна станція, науково-дослідний центр | Сорт | Ані-сія | Ан-тарія | Аст-ра | Кру-пин-ка | Лі-лея | Сере-днє, xcj | Різниця, Ij | Степ | Слав'яносербська | 16,5 | 18,3 | 15,3 | 13,3 | 15,4 | 15,8 | -5,3

Нікопольська | 15,3 | 16,3 | 16,1 | 17,7 | 17,3 | 16,5 | -4,5

Донецький центр | 15,6 | 18,3 | 14,0 | 15,9 | 15,5 | 15,9 | -5,2

Запорізький центр | 8,7 | 11,9 | 10,9 | 10,0 | 11,9 | 10,7 | -10,4

НДЦ "Південний" | 37,5 | 41,3 | 40,5 | 39,3 | 39,7 | 39,7 | 18,6

Березівська | 25,7 | 30,2 | 29,3 | 26,0 | 22,4 | 26,7 | 5,6

Лісостеп | Вінницький центр | 31,8 | 29,2 | 29,3 | 27,5 | 30,8 | 29,7 | 8,6

НДЦ "Сорт" | 19,9 | 24,8 | 19,5 | 13,2 | 20,8 | 19,6 | -1,4

Миргородська | 18,4 | 20,1 | 14,7 | 15,6 | 14,3 | 16,6 | -4,5

Сумська | 14,3 | 15,6 | 16,7 | 14,7 | 17,1 | 15,7 | -5,4

Тернопільський центр | 13,8 | 17,9 | 15,4 | 15,2 | 16,2 | 15,7 | -5,4

Валківська | 14,8 | 17,1 | 15,5 | 19,1 | 12,9 | 15,9 | -5,2

Новоушицька | 17,0 | 22,5 | 17,8 | 14,0 | 18,9 | 18,0 | -3,0

Маньківська | 27,9 | 29,1 | 25,0 | 28,1 | 28,3 | 27,7 | 6,6

Полісся | Ковельська | 15,0 | 15,3 | 15,0 | 15,7 | 17,7 | 15,7 | -5,3

Андрушівська | 30,0 | 34,9 | 32,2 | 29,1 | 32,1 | 31,7 | 10,6

Закарпатський центр | 27,1 | 32,2 | 29,5 | 38,3 | 30,6 | 31,5 | 10,5

Львівський центр | 17,1 | 19,8 | 21,0 | 20,0 | 19,1 | 19,4 | -1,7

Середнє | 20,3 | 22,5 | 21,0 | 20,4 | 21,2 | 21,1

s – стандартне відхилення | 7,5 | 8,1 | 7,7 | 8,4 | 7,5

Max – максимум | 37,5 | 41,3 | 40,5 | 39,3 | 39,7

Min – мінімум | 8,7 | 10,9 | 10,9 | 10,0 | 11,9

Opt – оптимум | 27,8 | 30,6 | 28,7 | 28,8 | 28,8

bi – пластичність сорту | 0,97 | 1,03 | 1,00 | 1,04 | 0,96

s2 – дисперсія | 806 | 1612 | 2322 | 3035 | 3742

Hom – гомеостатичність | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 1,1 | 1,3

sc – селекційна цінність сорту | 6,3 | 8,0 | 8,0 | 7,1 | 8,8

V,% – коефіцієнт варіації | 37 | 36 | 37 | 41 | 35

Пластичними (b1,0) можна вважати всі досліджувані сорти гречки. Проте сорти Анісія і Лілія були краще адаптовані до середніх і гірших умов (bі<1). Краще реагували на поліпшення умов середовища сорти Антарія і Крупинка; перший мав максимальну врожайність 41,3 ц/га; коефіцієнт регресії bі у сорту Антарія становив 1,03, а у Крупинки – 1,04, тобто Крупинка дещо краще, ніж Антарія реагує на покращення умов середовища для їх вирощування.

Гомеостатичність у випробовуваних сортів була практично однаковою (в межах 1,1-1,3), але тенденція до вищої була у Лілеї – 1,3. Саме цьому сорту властивий вищий показник селекційної цінності (sc 8,8) і нижчий коефіцієнт варіації (V %). Більшість сортів є перспективними для подальшої селекційної роботи.

У регіонах випробування найменші зміни врожайності були у сортів Анісія і Антарія. В зоні Степу найвища врожайність гречки була на НДЦ “Південний” і Березівській ДСС – відповідно 39,7 і 26,7 ц/га; в Лісостепу – на Маньківській ДСС – 27,7 ц/га і на Поліссі – в Закарпатській і Андрушівській ДСС (відповідно 31,5 і 31,7 ц/га).

Вплив елементів технології вирощування на різноякісність насіння

За даними окремих вчених (Кузик, 1982; Савицький, 1985), високоврожайні посіви формують насіння, яке забезпечує високу наступну врожайність, однак це не завжди і не скрізь відповідає дійсності. Аналіз урожайності рослин гречки першого насіннєвого потомства, навпаки, свідчить про значну її залежність як від погодних умов років досліджень, так і від елементів технології.

Попередники. Трифакторний польовий дослід про вплив попередника, післядії фону удобрення культури, що була попередником, та фону удобрення безпосередньо гречки на посівні і врожайні властивості насіння проводили за схемою, наведеною у табл. 3.

Серед досліджуваних факторів найбільший вплив на врожайність насіння материнських рослин за роки досліджень мало удобрення попередників (39,6%) та удобрення гречки (38,0%), а також самі попередники (12,9%). Значно меншим був вплив взаємодії факторів.

Для порівняння показників життєвості та життєздатності запропоновано узагальнений показник якості насіння, яким є середній відсоток між певною групою показників. За цим показником найбільш цінне насіння формується після удобрених гороху і соняшнику, після яких висівали гречку на фоні без добрив (рис. ).

Визначальний вплив на якість посівного матеріалу з материнських рослин мають погодні умови.

Порівняно з попередником озима пшениця достовірний приріст врожайності насіння першого насіннєвого потомства був після соняшнику, ярого ячменю та гороху (відповідно 3,0, 2,6 та 2,0 ц/га). На їхньому фоні без добрив удобрення гречки сприяло зростанню врожайності після соняшнику – до 17,3 ц/га, ярого ячменю – до 16,4 ц/га, цукрових буряків – до 16,1 ц/га, гороху – до 15,7 ц/га. У цих варіантах коефіцієнти розмноження насіння становили 51,8-55,2. На фоні удобрених попередників додаткове удобрення гречки призводило до істотного зниження врожайності насіння (після гречки вона була на рівні 13,1 ц/га, соняшнику – 12,7, цукрових буряків – 12,9 і озимої пшениці – 10,4 ц/га), що є наслідком негативного впливу рослинних виділень попередників на біологічні властивості ґрунту, а через них – на наступні культури (Гродзинський, 1974; Єщенко, 1982 та ін.).

Формування високої врожайності у цих варіантах відбувалося як за рахунок високої густоти рослин, так і підвищеної продуктивності однієї рослини. Висока маса 1000 насінин була у варіантах з неудобреними попередниками.

Таблиця 3

Урожайність першого насіннєвого потомства гречки

залежно від попередників та удобрення материнських рослин, ц/га

(середнє за 1997-2000 рр.)

Попередник (фактор А)Фон удобрення | Відхилення від контролю | Середнє фактору А | попередника

(фактор В) | гречки

(фактор С) | Без добрив | N45

P45

K45Гречка | Без добрив | 14,8 | 15,0 | 0,2  | N45P45K4515,5 | 13,1 | -2,4 | 14,6 | Соняшник | Без добрив | 16,7 | 17,3 | 0,6  | N50P50K5016,9 | 12,7 | -4,2 | 15,9 | Ячмінь | Без добрив | 14,8 | 16,4 | 1,6  | N50P50K5016,2 | 14,4 | -1,8 | 15,5 | Цукрові буряки | Без добрив | 14,8 | 16,1 | 1,3  | N150P150K15014,5 | 12,9 | -1,6 | 14,6 | Горох | Без добрив | 13,8 | 15,7 | 1,9  | N50P50K5015,7 | 14,3 | -1,4 | 14,9 | Озима пшениця | Без добрив | 13,1 | 14,0 | 0,9  | N50P50K5014,1 | 10,4 | -3,7 | 12,9 | Середнє фактору С | 15,1 | 14,3 | -0,8 | Середня по досліду = ,7 | НІР05 – загальна ,3, фактору А 1,2; факторів В і С ,7 |

Зниження врожайності насіння після удобрених попередників і з внесенням добрив безпосередньо під гречку можна пояснити тим, що в цих варіантах формувалася нижча густота материнських рослин, ніж в інших варіантах, що сприяло утворенню значної кількості гілок другого та третього порядків. Графічне зображення залежності між густотою рослин і рівнем врожайності має форму плоско-вершинної параболи, яка показує, що нижча густота посіву сприяє зростанню продуктивності материнських рослин (рис. ). За даними І.Г. Строни (1966), М.К. Їжика (1976), таке явище призводить до формування насіння з гіршими посівними якостями та врожайними властивостями, тому густота рослин повинна розглядатися як один із важелів, який у поєднанні з іншими факторами може позитивно впливати на якість урожаю, її треба пов’язувати з грунтово-кліматичними умовами, рівнем родючості ґрунту, попередниками і добривами, сортами, призначенням посіву тощо.

У формуванні врожайності насіння гречки частка впливу досліджуваних факторів була такою: попередника (фактор А) – 36,2%, взаємодії факторів післядії добрив попередника і фону добрив гречки (фактор ВС) – 33,1%, післядії удобрення попередника (фактор В) – 10,4%. Незначним був вплив удобрення гречки (фактор С) – 5,3%, взаємодії попередника і його удобрення (фактор АВ) – 7,4%, попередника і удобрення гречки (фактор АС) – 5,9% та попередника, його удобрення і фону добрив гречки (фактор АВС) – 1,7%.

Умовні позначення:

Попередники (фактор А): 1. – Гречка; 2. – Соняшник; 3. – Ярий ячмінь; 4. – Цукрові буряки; 5. – Горох; 6. – Озима пшениця.

Удобрення попередника (фактор В): Р1 – без добрив; Р2 – з внесенням добрив.

Удобрення гречки (фактор С): а – без добрив; б – з внесенням добрив.

Рис. .  Узагальнений показник якості насіння гречки залежно від попередника та удобрення, % (середнє за 1996-1999 рр.).

Строки сівби і удобрення. Дослідження проводили протягом 1996-2000 рр. в умовах тривалого стаціонарного досліду, закладеного в 1964 році І.М. Карасюком. Десятипільна сівозміна була розгорнута у просторі й часі, має 10 фонів: без внесення добрив та з органічною, мінеральною і органо-мінеральною системами удобрення, з трьома градаціями норм добрив. Розміщення полів і варіантів систематичне. Схема досліду розроблена так, що дає змогу оцінити високі норми добрив з точки зору екологічності, низькі – з точки зору економічної ефективності, а поєднання різних норм і видів добрив дає можливість оцінити потенційні можливості вирощуваних культур.

Гречку висівали в два строки: весняний, оптимально ранній (25 квітня – 5 травня) і літній, що відповідає строку післяукісної сівби гречки (1 червня – 5 червня). Попередник – озима пшениця після гороху. Добрива вносили під основний обробіток ґрунту (табл. ).

Таблиця 

Урожайність першого насіннєвого потомства залежно від доз добрив,

системи удобрення в сівозміні та строку сівби материнських рослин, ц/га

(середнє за 1997-2002 рр.)

Фон удобрення

(на 1 га площі сівозміни)

(фактор В) | Строк сівби (фактор А) | Середня по фактору В | весняний | літній | різниця між весняним і літнім | Без добрив (контроль) | 14,0 | 14,6 | -0,6 | 14,3 | Гній, 9 т | 15,2 | 15,3 | -0,1 | 15,2 | Гній, 13,5 т | 15,1 | 16,1 | -1,0 | 15,6 | Гній, 18 т | 16,8 | 18,0 | -1,2 | 17,4 | N45P45K4516,6 | 16,5 | 0,1 | 16,5 | N90P90K9015,6 | 17,1 | -1,5 | 16,3 | N135P135K13514,6 | 15,7 | -1,1 | 15,2 | Гній, 4,5 т/га22,5P34K1816,1 | 16,7 | -0,6 | 16,4 | Гній, 9 т/га45P67K3614,4 | 16,9 | -2,5 | 15,6 | Гній, 13,5 т/га67P101K5414,6 | 15,4 | -0,8 | 15,0 | Середня по фактору А | 15,3 | 16,2 | -0,9 | Середня по досліду 15,8 | НІР05 загальна =1,3 фактору А ,4; фактору В ,9 |

Найвища густота та виживання материнських рослин гречки при весняній сівбі були у варіанті 18 т/га гною, а при літній сівбі – у варіантах 13,5 т/га гною та N90P90K90. Підвищення доз добрив за мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення суттєво знижувало густоту і виживання рослин.

Достовірний приріст врожайності насіння материнських рослин гречки (2,6 ц/га) за обох строків сівби був за органічної системи удобрення (гній 13,5 т/га); у варіанті внесення 18 т/га гною і весняній сівбі приріст врожайності становив 3,1 ц/га (коефіцієнт розмноження насіння 14,8).

За мінеральної системи удобрення (N90P90K90) за обох строків сівби приріст врожайності становив 4,1 ц/га (коефіцієнт розмноження насіння 15,3); за органо-мінеральної системи (13,5 т/га гною + N67P101K54) за обох строків сівби приріст становив відповідно 4,8 та 4,2 ц/га (коефіцієнт розмноження насіння 15,5).

За весняної сівби врожайність насіння материнських рослин у порівнянні з літньою була на 2,1 ц/га вищою (відповідно 13,1 і 11,0 ц/га).

Частка впливу досліджуваних факторів у формуванні врожайності була: строку сівби (фактор А) – 38%, фону удобрення (фактор В) – 57%; взаємодія досліджуваних факторів була незначною.

Посівна якість насіння материнських рослин під впливом системи удобрення суттєво не знижувалася. Якісніше насіння формувалося частіше за літньої сівби гречки (рис. ).

Умовні позначення:

Строк сівби (фактор А): Р1 – весняний, Р2 – літній. Фон удобрення (фактор В): 1. – Без добрив (контроль); 2. – Гній, 9 т/га; 3. – Гній, 13,5 т/га; 4. –Гній, 18 т/га; 5.– N45P45K45 ; 6.– N90P90K90; 7. – N135P135K135; 8. – Гній, 4,5 т + N22,5P34K18; 9. – Гній, 9 т/га + N45P67K36; 10. – Гній, 13,5 т + N67P101K54

Рис. .  Узагальнений показник якості насіння гречки після озимої пшениці залежно від доз добрив, системи удобрення в сівозміні та строку сівби, % (середнє за 1996-2001 рр.)

Врожайність насіння гречки першого насіннєвого потомства також залежала від норми і системи застосування добрив та строків сівби. На неудобрених ділянках врожайність насіння гречки становила 14,3 ц/га, тоді як за третього рівня органічної системи удобрення вона підвищувалася на 3,1 ц/га або на 21,7%, першого рівня мінеральної – на 2,2 ц/га або на 11,5%, першого рівня органо-мінеральної системи – на 2,1 ц/га або на 11,4%. За інших рівнів удобрення всіх систем урожайність знижувалася, що пов’язано з нижчою продуктивністю рослин.

Способи сівби і особливості мінерального живлення. Дія добрив проявляється не тільки безпосередньо на врожайність гречки, але й через насіння в потомстві через модифікаційний ефект. Як було встановлено, частіше це відбувається на низькому фоні мінерального живлення (N45P45K45). Вплив рядкового і широкорядного способів сівби і окремих елементів живлення на формування високоякісного насіння гречки досліджувався в двофакторному польовому досліді за схемою, що наведена в таблиці 5.

Таблиця 

Урожайність гречки першого насіннєвого покоління залежно

від фону удобрення та способу сівби материнських рослин, ц/га

(середнє за 2000-2002 рр.)

Фон удобрення

(фактор А) | Спосіб сівби (фактор В) | Середня по фактору В | звичайний рядковий | широкорядний | Різниця між звичайним і широкорядним | Без добрив(контроль) | 11,5 | 10,9 | 0,6 | 11,2 | N4511,9 | 11,4 | 0,5 | 11,7 | P4514,2 | 11,4 | 2,8 | 12,8 | K4512,0 | 12,0 | 0,0 | 12,0 | N45 P4512,7 | 11,2 | 1,5 | 11,9 | N45 K4513,6 | 13,1 | 0,5 | 13,3 | P45 K4512,3 | 13,3 | -1,0 | 12,8 | N45 P45 K4511,7 | 13,0 | -1,3 | 12,4 | Середня по фактору А | 12,5 | 12,0 | 0,5 | Середня по досліду 12,3 | НІР05 – загальна ,4; фактору А ,5; фактору В ,0 |

Спосіб сівби і фон живлення впливають на врожайність гречки через:

- густоту рослин за звичайного рядкового способу сівби від внесення повної дози мінеральних добрив вона знизилася з 229 до 214 шт./м2 або на 6,8%; на широкорядних посівах – з внесенням фосфорних і калійних добрив (відповідно на 3,4 і ,7%); це є наслідком негативної дії підвищеної концентрацій ґрунтового розчину;

- чисту продуктивність фотосинтезу і накопичення сухої речовини у листках гречки, які активніше відбувалися на широкорядних посівах;

- витрачання вологи протягом вегетаційного періоду, яка інтенсивніше витрачалася за звичайного рядкового способу сівби – 3488 м3/га (за широкорядного – 3225 м3/га); у варіанті з внесенням повних мінеральних добрив на звичайних посівах водоспоживання знижувалося до 3371 м3/га (на контролі 3387 м3/га); Якщо на звичайних посівах від 52,5 до 62,7% вологи використовувалося у вегетативний, то на широкорядних - у генеративний період розвитку рослин (60,1-79,2%);

- більш раціональне використання вологи на утворення одиниці врожаю на удобрених варіантах. На звичайних рядкових посівах цьому сприяли фосфорні й азотно-калійні добрива (порівняно з