ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КУЦ ГАЛИНА МАРКІВНА

УДК 57.069:635.64:631.11:631.6(833)

Агроекологічне обгрунтування вирощування томатів у ланці зрошуваної
зерно – овочевої сівозміни

06.01.09 – рослинництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Херсон – 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті землеробства південного регіону Української академії аграрних наук.

Науковий керівник: | доктор сільськогосподарських наук, професор Гамаюнова Валентина Василівна, Херсонський державний аграрний університет завідувач кафедри грунтознавства та агрохімії

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор
Щербаков віктор якович, Одеський державний аграрний університет, завідувач кафедри рослинництва

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник

богданов володимир опанасович, Інститут південного овочівництва і баштанництва УААН, завідувач лабораторією технології овочевих культур

Провідна установа: | Кримський державний агротехнологічний університет, кафедра плодівництва і овочівництва, Міністерство аграрної політики України,
м. Сімферополь

Захист відбудеться “ 24 “ грудня 2004 р. о 10-й годині на засіданні спеціалізованої ради Д 67.830.01 у Херсонському державному аграрному університеті за адресою: 73006, м. Херсон,
вул. Р. Люксембург, 23.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці університету за адресою: 73006, м. Херсон, вул. Р. Люксембург, 23, ХДАУ.

Автореферат розісланий “23“ листопада 2004 р.

Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради доктор
сільськогосподарських наук, професор В.В. Базалій

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сприятливі кліматичні умови, наявність значних площ зрошуваних земель визначають південь України, як основну зону виробництва високоякісної овочевої продукції. Разом з тим за інтенсивних способів обробітку грунту та тривалого зрошення вирощування овочевих культур супроводжується поступовим зниженням їх урожаїв. В останні роки за існуючих систем землеробства спостерігається дегуміфікація і деградація грунтів, погіршуються їх агрофізичні та хімічні властивості. Це негативно впливає на продуктивність сільськогосподарських культур, їх якість, екологічний стан регіону в цілому і спонукає до розробки ефективних і більш здешев-лених елементів вирощування культур.

За оптимальних умов зволоження грунту серед основних факторів, що найбільшою мірою впливають на показники родючості грунту, рівні врожаїв та якість продукції, є оптимізація системи живлення рослин, яку регулюють застосуванням добрив.

Разом з тим як самі добрива, так і їх внесення, коштують дорого. Досить енерговитратним та трудомістким процесом у землеробстві є механічний обробіток грунту. На сучасному етапі господарювання ці елементи технології при вирощуванні сільськогосподарських культур, як правило, спрощують. Виникає необхідність в агроекологічному обгрунтуванні та поєднанні ресурсозберігаючих систем обробітку грунту, застосування органічних і мінеральних добрив для відтворення родючості зрошуваного грунту, отримання сталих урожаїв томатів з високими показниками якості. Вирішенню цих актуальних питань присвятили дослідження.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою частиною наукових досліджень лабораторії овочівництва Інституту землеробства південного регіону УААН з виконання державної науково-технічної програми "Продовольство" (реєстраційний номер 0197 V 15755).

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень - агроекологічно обгрунтувати вплив на продуктивність і якість томатів найбільш раціонального поєднання систем обробітку грунту, мінеральних та органо-мінеральних добрив, (сидератів і соломи) при вирощуванні їх у ланці зерно-овочевої зрошуваної сівозміни.

Основні задачі досліджень:

- вивчення поживного режиму темно-каштанового грунту при вирощуванні томатів залежно від досліджуваних факторів у ланці зерно-овочевої сівозміни;

- виявлення впливу поєднання систем основного обробітку та удобрення на гумусний стан та мікробіологічну активність тривало зро-шуваного грунту;

- приріст надземної маси, площа листкової поверхні, інтенсивність фотосинтезу та фотосинтетичний потенціал залежно від факторів вирощування;

- вміст елементів живлення у надземній масі та плодах томатів і їх винос урожаєм залежно від систем удобрення та обробітку грунту в ланці зерно-овочевої сівозміни;

- встановити вплив основних факторів вирощування томатів на продуктивність плодів;

- визначити якість товарних плодів томатів при вирощуванні їх на зрошенні – вміст в них сухої речовини, цукрів, аскорбінової кислоти, кислотності;

- встановити вміст важких металів і нітратів у плодах томатів залежно від факторів вирощування;

- дати економічне обгрунтування системам обробітку грунту в поєднанні з мінеральними добривами, соломою і сидератами;

- агроекологічно обгрунтувати і рекомендувати сільськогосподарському виробництву найбільш раціональний спосіб обробітку грунту та систему удобрення культур у ланці зерно-овочевої сівозміни, за яких формується сталий врожай високоякісної продукції і зберігається родючість грунту.

Об'єктом досліджень є процес формування продуктивності і якості плодів томата та показників родючості зрошуваного темно-каштанового грунту під впливом систем удобрення і обробітку грунту.

Предмет досліджень - процеси росту і розвитку томатів при вирощуванні їх на тривало зрошуваному темно-каштановому середньосуглинковому грунті в південній зоні України під впливом систем удобрення та обробітку грунту.

Методи досліджень - систематичний підхід при проведенні польових і лабораторних досліджень. Використовували загальноприйняті наукові атестовані методи та ДСТУ з наступною статистичною обробкою даних.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що вперше проведено польовий експеримент по систематичному дослідженні та агроекологічному обгрунтуванні впливу поєднання систем основного обробітку грунту, удобрення з елементами біологізації (сидератами і соломою) у ланці зерно-овочевої сівозміни на ріст, розвиток, продуктивність і якість томатів та на збереження основних показників родючості тривало зрошуваного темно-каштанового грунту. По матеріалах досліджень одержаний деклараційний патент на винахід від 24.ХІ.2003 року № 68963 А.

Практичне значення одержаних результатів. Виробництву рекомендовано та агроекологічно обгрунтовано раціональне поєднання системи застосування органічних і мінеральних добрив під томат з елементами ресурсозберігаючої системи обробітку грунту. Результати досліджень впроваджені в агрофірмі “Білозерський” Білозерського району та дослідному господарстві ІЗПР УААН Дніпровського району Херсонської області. Досягнута можливість одержання стабільної продуктивності томатів з високою якістю плодів при збереженні та відтворенні родючості тривало зрошуваного темно-каштанового грунту на основі добору ефективних систем його удобрення та обробітку в ланці зерно-овочевої сівозміни.

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

Особистий внесок здобувача: безпосередня участь автора у роз-робці програми досліджень, закладенні та проведенні польових і лабораторних досліджень, узагальненні одержаних даних і їх інтерпретації, підготовці до друку наукових робіт, рекомендацій, держпатенту на винахід, науковому забезпеченні впровадження результатів, роз-робці комп'ютерної програми дисперсійного аналізу результатів спостережень у багатофакторних експериментах. Доля автора в теоретичному обгрунтуванні та аналізі наукової інформації, розробці наукових положень та висновків з досліджень становить 70%.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались і обговорювались на республіканській науково-практичній конференції (м. Сімферополь, 1995), Міжнародній науковій конференції (Одеса,1996), науковій коференції “Проблеми агропромислового комплексу України: стан і перспективи” (Дубляни,1996), ХІІІ міжна-родній науковій конференції “Екологічні основи онтогенезу рослин” (Херсон,2001), Міжнародній науковій конференції “Екологічні та економічні проблеми аграрної науки Причорномор'я” (Миколаїв,2001), міжнародній науковій конференції “Проблеми та перспективи розвит-ку адаптивного землеробства в XXI столітті” (Херсон,2004).

Публікація результатів досліджень. За результатами досліджень опубліковано 12 наукових праць, із них 5 у фахових виданнях та отриманий деклараційний патент на винахід.

Структура дисертації. Робота складається із вступу, 6-ти розділів, висновків, списку використаних джерел (322 найменування, у т.ч. 42 іноземних авторів) та 3 додатків. Основний зміст дисертації викладено на 129 сторінках, текст містить 29 таблиць, 21 рисунок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури

Зміни ростових процесів, рівня врожаю та показників якості сільськогосподарських культур залежно від факторів їх вирощування в умовах зрошення.

У розділі проаналізовано дані наукових досліджень та досвід виробництва щодо впливу основних факторів вирощування рослин на зрошуваних землях на їх ріст і розвиток. Показана важливість та необхідність збереження й покращення родючості зрошуваних грунтів. Обгрунтовано, що за відчутного дефіциту матеріальних ресурсів перспективним а застосування деяких видів нетрадиційних органічних добрив у поєднанні з ресурсозберігаючими способами обробітку грунту. Відзначена відповідність умов південної зони України для вирощування овочевих культур. У зв’язку з цим виникає проблема в агроекологічному обгрунтуванні та удосконаленні окремих складових технологічних прийомів вирощування, що найбільшою мірою впливають на елементи родючості грунту, продуктивність і якість томатів.

Природні умови та методика досліджень

Розділ містить дані про грунтово-кліматичні умови зони проведення польових дослідів та методику проведення досліджень. Наведені експериментальні показники температури повітря, тривалість безморозного періоду, сонячного сяйва, а також умови зволоження грунту у роки досліджень.

Дослідження проводили протягом 1994 - 1996 рр. у дослідному господарстві Інституту землеробства південного регіону УААН, що розташоване в зоні Інгулецької зрошувальної системи. Пізніше – у 1998–2000 рр. отримані результати досліджень впроваджували у виробництві. Досліди проводили на темно-каштановому середньосуглинковому слабосолонцюватому грунті, в орному шарі якого в середньому містилося 2,0% гумусу, валових азоту, фосфору і калію відповідно 0,17; 0,18 та 2,7%, рухомих: 2,5, 6-7,38 мг/100 г, рН водної витяжки 7,2. Скипання грунту від соляної кислоти спостерігається на глибині 25 - 45 см.

Орний шар грунту дослідної ділянки мав такі фізичні та воднофізичні показники: щільність – 1,37г/см3, щільність твердої фази грунту – 2,64г/см3, сумарна порозність 55,7%, макс. Гігроскопічність – 9,54%, вологість в'янення (мертвий запас) – 12,86, найменша вологоємність – 20,5% від маси грунту.

Дослідження проводили з томатом у спеціалізованій короткоротаційній сівозміні зі слідуючим чергуванням культур: кукурудза молочно-воскової стиглості, озима пшениця + післяжнивна вівсяно-горохова сумішка, томат. У досліді вивчали ефективність насичення грунту сівозміни ор-ганічними речовинами. Так, після збирання попередньої культури ози-мої пшениці в ряді варіантів згідно схеми досліду заорювали солому, а при вирощуванні післяжнивної культури - її зелену масу (табл.1). Вивчення продуктивності томатів під впливом досліджуваних технологічних прийомів проводили в трифакторному досліді за схемою, що наведена в таблиці 1.

Облікова площа ділянки 20 м2, повторність чотириразова.

Агротехніка проведення дослідів була загальноприйнятою для зони зрошення півдня України. Вирощували сорт томату Новичок. Органічні та мінеральні добрива (під томат N120P60K60) вносили згідно схеми досліду під основний обробіток грунту. Вегетаційні поливи проводили дощувальним агрега-том ДДА-100 МА. Вологість у шарі грунту 0-50 см підтримували на рівні 80% НВ. У середньому за період вегетації томатів проводили по 6-7 поливів зрошувальними нормами 450-500-600 м3/га.

Збирання врожаю томатів проводили вручну в декілька прийомів по мірі дозрівання плодів. Досліди закладали згідно методики, що розроблена в Інституті зрошуваного землеробства УААН для зрошуваних земель. При проведенні спостережень, відборі та підготовці до аналізу зразків грунту і рослин, проведенні аналітичних робіт, обліків, розрахунків ке-рувалися загальноприйнятими методичними вказівками та ДСТУ.

Таблиця 1

Схема досліду

Основний обробіток грунту під культури сівозміни (фактор А) | Використання соло-ми озимої пшениці
(фактор В) | Використання сиде-рату вівсяно–горох. сумішки (фактор С)

Кукурудза МВС | Озима пшениця | Томат

П-25-27 см | П-20-22 см | П-28-30 см | - | -

П-25-27 см | П-20-22 см | П-28-30 см | - | +

П-25-27 см | П-20-22 см | П-28-30 см | + | -

П-25-27 см | П-20-22 см | П-28-30 см | + | +

Б-25-27 см | Б-20-22 см | П-28-30 см | - | -

Б-25-27 см | Б-20-22 см | П-28-30 см | - | +

Б-25-27 см | Б-20-22 см | П-28-30 см | + | -

Б-25-27 см | Б-20-22 см | П-28-30 см | + | +

Б-25-27 см | Б-20-22 см | Б-28-30 см | - | -

Б-25-27 см | Б-20-22 см | Б-28-30 см | - | +

Б-25-27 см | Б-20-22 см | Б-28-30 см | + | -

Б-25-27 см | Б-20-22 см | Б-28-30 см | + | +

Примітки: 1)П – полицевий обробіток грунту; 3) - – без заробки в грунт;

2)Б – безполицевий обробіток грунту; 4) + – із заробкою в грунт.

У зразках грунту визначали: вміст гумусу за Тюріним, водорозчинного гумусу – за методом Кубеля-Тімана, вміст органічної речовини – ваговим методом після озолення грунту в муфелі; вміст нітратного азоту – за Грандваль-Ляжем; рухомого фосфору – за Мачигіним; обмінний калій – в 1 % вуглецевоамонійній витяжці на полуменевому фотометрі. Чисельність мікроорганізмів визначали за слідуючими прийнятими методиками: амоніфікуючі бактерії - на м’ясо-пептонному агарі; актиноміцети – на крохмало-аміачному агарі; целюлозоруйнівні – на середовищі Гетчинсона; нітрифікуючі – на вилугованому агарі з амонійно-магнієвою сіллю фосфорної кислоти.

У надземній масі та плодах томатів з однієї наважки після мок-рого озолення за Гінзбургом визначали: вміст загального азоту – за К’єльдалем, фосфору – варіант Мерфі-Рейлі з аскорбіновою кислотою; калій - на полуменевому фотометрі; вміст нітратів - потенціометрично іонселективним методом; цукрів - за Бертраном; вітаміну С (аскорбінової кислоти) - за Муррі; сухої речовини - ваговим мето-дом; кислотність - титруванням 0,1 N NaOH.

Вміст важких металів визначали на атомно-сорбційному фотометрі “Сатурн” в 1 н витяжці НСІ в лабораторії ННЦ “Інституту ґрунтознавства та агрохімії ім. О. Соколовського” УААН.

Масу післяжнивних кореневих решток визначали за М.З. Станковим;

площу листкової поверхні методом висічок, чисту продуктивність фотосинтезу за методикою, описаною А.А. Нечипоровичем, згідно формули Кідда-Веста-Брігса, фотосинтетичний потенціал посіву за А.А. Нечипоровичем, 1961.

Статистичний обробіток урожайних даних та результатів досліджень проводили методом дисперсійного аналізу (за Б.О. Доспєховим, 1979, 1985).

Економічну, біоенергетичну та еколого – економічну ефективність вирощування томатів у ланці зерно – овочевої короткоротаційної сівозміни розраховували за методиками (В.О. Ушкаренко, П.Н. Лазер та ін., 1997; І.Д. Філіп’єв, В.В. Гамаюнова та ін., 2001). Економічну ефективність розраховували згідно загальних виробничих норм та за обліком усіх витрат, прямих і накладних видатків за розцінками на 01.01.2003 р.

Показники родючості темно-каштанового грунту під томатами залежно від способу обробітку та системи удобрення в ланці сівозміни

Найважливішою властивістю грунту є його родючість, яка зміню-ється під впливом багатьох факторів. Тому цікаво було простежить ці зміни в овочевій сівозміні на тривало зрошуваному темно-каштановому грунті, бо проблема збереження і покращення родючості грунтів займає важливе місце серед інших. Особливо гостро воно постає для зрошуваних земель, показники родючості яких можуть додатково погіршуватись під впливом зрошення, відчуження значно більшої кількості елементів живлення врожаями сільськогосподарських культур.

Вміст органічної речовини, водорозчинного та загального гумусу в грунті суттєво залежав від кількості зароблених органічних речовин. Найбільшими ці показники буди на ділянці, де заорювали солому, а по її фону зелене добриво. Причому від посіву до збирання то-матів вміст їх не зменшувався, а, навпаки, дещо зростав, що свід-чить про інтенсивну мінералізацію свіжих рослинних решток, сприят-ливий вплив на ці процеси зрошення і достатньої кількості тепла незалежно від способу обробітку грунту.

Кількість рухомих сполук фосфору і калію в грунті в наших дослідженнях за сумісного внесення органічних і мінеральних добрив збільшувалася і особливо на фоні полицевого обробітку грунту, а вміст нітратів дещо знижувався. Протягом вегетації томатів їх кількість у грунті зменшувалася несуттєво, внаслідок вивільнення цих елементів живлення із органічних добрив.

Сумісне застосування органо-мінеральних добрив у ланці зерно-овочевої сівозміни сприяло активізації мікробіологічних процесів у грунті.

Ріст і розвиток рослин, вміст в них поживних речовин залежно від системи удобрення та обробітку грунту

У розділі наведені дані про вплив факторів вирощування томатів на прирости рослин у висоту, накопичення надземної маси, площу листкової поверхні, чисту продуктивність фотосинтезу, фотосинтетичний потенціал, вміст хлорофілу в листках, важких металів, елементів живлення в надземній масі та плодах томатів і їх винос урожаєм.

На фоні оптимального забезпечення рослин вологою на перше місце серед інших важливих факторів виходить їх поживний режим.

Встановлено, що вже на початку цвітіння на фоні полицевого обробітку грунту та мінеральної системи живлення маса однієї рослини становила 287,1 г, а за заробки ще соломи або сидератів збільшувалася відповідно до 327,1 і
349,9 г або на 13,9 та 21,9 %. Відповідно змінювалася і маса листя.

Максимальна кількість як сирої, так і сухої маси рослин, накопичується за сумісного внесення в ланці сівозміни соломи, сидерату та NРК. Найсуттєвіше при цьому збільшуються сумарні та середньодобові прирости в окремі міжфазні періоди (табл. 2).

Дія способу обробітку грунту на ці показники була менш істотною.

Так, на початку цвітіння на фоні полицевого обробітку грунту в ланці сівозміни накопичилося сухої речовини 222,3, диференційованого - 221,7, а безполицевого - 204,4 г/м2 тобто за останнього порівняно з полицевим II виявилося менше на 8,7 %. Ця залежність зберігається і навіть підсилюється до періоду повної стиглості плодів.

Аналогічно накопиченню сухої речовини змінювалася і площа листкової поверхні рослин томатів. Максимальних розмірів вона досягла в період масового плодоутворення. При вирощуванні рослин на фоні сумісного застосування соломи, сидерату та мінеральних добрив у середньому по фактору обробітку грунту площа листкової поверхні посіву в цей період вегетації становила 51,91 тис.м2/га, тоді як на фоні лише NРК без органічних добрив - 32,6 тис.м2/га або на 37,2 % була меншою.

Таблиця 2

Накопичення сухих речовин рослинами томатів
під впливом системи удобрення в ланці сівозміни, г/м2
(середнє по фактору за 1994 – 1996 рр.).

Варіант досліду
(на фоні NPK) | Вміст сухої речовини (листостеблової маси) | Приріст сухої речовини за міжфазний період “цвітіння – масове плодоутворення”

заробка в грунт соломи озимої пшениці | застосу
вання сидерату | початок цвітіння | масове плодоутворення | повна стиглість плодів | за весь період | у середньому за добу––

193,9 | 454,3 | 276,9 | 260,4 | 13,02–

+ | 221,9 | 596,3 | 281,4 | 374,4 | 18,72

+– | 210,7 | 548,3 | 297,0 | 337,6 | 16,88

+ | + | 221,7 | 741,8 | 340,9 | 520,1 | 26,01

Примітки: 1) + – з заробкою в грунт; 2) - – без заробки.

Між площею листкової поверхні та рівнем врожаю томатів встановлена пряма кореляційна залежність. У фазу цвітіння коефіцієнт кореляції становив 0,87 ± 0,06, а масового утворення плодів - 0,90 ± 0,05.

Ефективність роботи асиміляційного апарату можна оцінити за показником чистої продуктивності фотосинтезу, яка також більшою мі-рою залежить від фону живлення рослин (рис.1).

Протягом вегетації томатів чиста продуктивність фотосинтезу найбільшою була за диференційованого обробітку грунту, а найменшою - за безполицевого. Відповідно змінювався і фотосинтетичний потенціал, Математичний аналіз одержаних нами даних показав, що між цим показником і рівнем урожаю плодів томатів існує тісна залежність (r 0,86 ± 0,11).

Вміст хлорофілу в листках томатів в окремі періоди визначення за сумісного застосування мінеральних добрив, соломи і сидератів. Що стосується систем обробітку грунту, то найбільшим цей показник був на фоні полицевого, а найменшим – безполицевого способу. Максимальна кількість хлорофілу в листках визначена у період масового утворення плодів, у подальшому вміст його істотно зменшується.

Встановлено вплив досліджуваних факторів на вміст азоту, фосфору і калію в органах рослин, томатів. Максимальна кількість усіх елементів живлення містилася при вирощуванні рослин на фоні сумісного застосування органо-мінеральних добрив та полицевого обробітку грунту. З окремих органів рослин загального азоту більше містилося у листках, потім плодах і стеблах, фосфору – в плодах, листках, стеблах; а калію –у стеблах, листках і найменше – у плодах.

Вміст елементів живлення в органах томатів вплинув на загаль-ний винос їх урожаєм. Максимальним він виявився за сумісного застосування соломи сидератів і мінеральних добрив. Від фактору системи обробітку грунту винос NРК залежав несуттєво. Аналогічно загальному виносу елементів живлення змінювалися і втрати їх на формування одиниці продукції.

Враховуючи, що дослідження проводили на тривало зрошуваному грунті з використанням органічних і мінеральних добрив та з овочевою культурою, яка повинна бути екологічно чистою, ми визначали вміст важких металів у грунті та плодах. Встановлено, що застосування органічних добрив приводило до зменшення вмісту рухомого свинцю та підвищення рухомої міді в орному шарі грунту. Жоден із важких металів, що визначали в зразках грунту, не тільки не перевищував їх гранично допустиму концентрацію, а й не наближався до неї.

Вплив систем удобрення та обробітку грунту на урожай плодів томатів і їх якість

Досліджувані фактори впливали на продуктивність і якість томатів. Встановлено, що за сумісного внесення NРК, соломи і сидерату кількість плодів на одній рослині збільшилася в середньому на 7,6, а маса плода – на 8,2% порівняно з мінеральною системою удобрення. Із досліджуваних способів обробітку грунту за безполицевого наведені показники були найменшими.

Дослідження показали, що на врожай плодів томатів більш суттєво впливали добрива, ніж способи обробітку грунту (табл. 3).

За полицевої системи обробітку порівняно з безполицевою в середньому за роки досліджень отримано урожаю достовірний приріст. Близькою до полицевої за спроможністю формування врожаю томатів була диференційована система обробітку грунту в ланці сівозміни, різниця між ними була недостовірною.

Важливо отримувати не тільки стабільну продуктивність плодів, а й високу їх якість, не допустити вмісту в продукції шкідливих інгредієнтів.

На вміст сухих речовин в плодах томатів обробіток грунту чіткого впливу не чинив. Добрива ж позитивно позначилися на цьому показникові. Так, на фоні мінеральних добрив кількість сухої речовини становила 6,72%, при заробці на цьому фоні окремо соломи чи зеленого добрива – по 6,85, а цих добрив сумісно – 6,91%. На вміст загальних цукрів та кислотність плодів внесені добрива практично не впливали: ці показники змінювалися в межах 3,45 – 3,51% та 0,66 – 0,68 відповідно. Разом з тим загальна кислотність залежала від способу обробітку грунту. Найменшою – 0,62% вона виявилася за безполицевого способу обробітку, а 0,72% - полицевого. Вміст аскорбінової кислоти (вітаміну С) в плодах, навпаки, більшим був на фоні безполицевої системи обробітку грунту – 13,42 мг%, тоді як полицевої – 12,0 мг %.

Встановлено, що в жодному із років досліджень вміст нітратів у плодах томатів не перевищував гранично допустимої їх концентрації. Цей показник не змінювався ні від фону живлення, ні обробітку грунту, а залежав від погодних умов року. Відповідно в роки досліджень у середньому по досліду вміст нітратів становив 16,7; 25,9 та 61,6 мг/кг сирої речовини.

Таблиця 3

Урожайність товарних плодів томатів залежно від
системи удобрення та обробітку грунту в ланці сівозміни, ц/га.

Варіант | Роки досліджень | Середнє за
1994 – 1996 рр.

солома сидерат | 1994 | 1995 | 1996––

413 | 421 | 436 | 423–

+ | 429 | 439 | 452 | 440

+– | 425 | 434 | 451 | 437

+ | + | 446 | 455 | 462 | 457––

407 | 418 | 432 | 419–

+ | 419 | 431 | 440 | 433

+– | 416 | 428 | 447 | 430

+ | + | 437 | 454 | 462 | 451––

393 | 412 | 409 | 404–

+ | 406 | 428 | 441 | 425

+– | 402 | 425 | 437 | 421

+ | + | 427 | 444 | 450 | 440

НІР05 головних ефектів по фактору А | 14,8 | 12,8 | 15,2–

НІР05 головних ефектів по фактору В | 12,4 | 14,2 | 14,4–

НІР05 головних ефектів по фактору С | 12,1 | 13,4 | 12,4–

НІР05 часткових відмін по фактору АВС | 15,9 | 17,3 | 16,8–

Примітки: 1) + – з заробкою в грунт; 2) - – без заробки

Економічна та біоенергетична ефективність поєднання систем обробітку грунту, мінеральних добрив, сидератів і соломи при вирощуванні томатів

Аналіз енергетичних показників досліджуваних систем обробітку грунту показав, що безполицевий обробіток порівняно з оранкою сприяє зниженню навантаження на машино – тракторний парк і витрат паливно – мастильних матеріалів при практично рівноцінному впливі на продуктивність томатів. Проте чистий прибуток дещо вищим – 13,5 тис. грн. виявився на фоні полицевої, 13,3 – диференційованої та 12,9 тис. грн. – безполицевої системи обробітку грунту. Рівень рентабельності відповідно становив: 216,8; 214,8 та 213,2% (у середньому по фактору 214,9%).

Залежно від добрив чистий прибуток розподілився так: при внесенні лише NРК – 12,7; при застосуванні на його фоні сидерату – 13,1; соломи – 13,3, а соломи і сидератів – 13,8 тис. грн./га. Собівартість 1 ц томатів на фоні заробки NРК і соломи становила 13,94 (найменша), а NРК та сидерат – 14,66 грн./ц (найвища). Проте додаткові витрати, пов’язані з вирощуванням та внесенням в грунт соломи та сидератів, становлять 6,9 – 7,9% від загальних витрат, а приріст урожайності – 10,2 – 10,9%, що засвідчує їх окупність додатковою продукцією.

За еколого – економічною оцінкою і впливом на основні показники родючості грунту солома та сидерати не поступаються гноєві, а отже їх доцільно впроваджувати у виробництво. До того ж використання соломи як добрива скорочує енерговитрати на її транспортування та скирдування і підвищує коефіцієнт енергетичної ефективності, що свідчить про зниження енергоємності відтворення родючості грунту.

висновки

У дисертації наведені теоретичні викладки і агрекологічне обгрунтування вирощування томатів у зоні зрошення півдня України. Результати одержаних експериментальних даних дозволяють сформулювати наступні основні наукові узагальнення і висновки:

1. Застосування органічних добрив у ланці сівозміни (соломи озимої пшениці та сидератів) більшою мірою підвищує вміст органічної речовини, водорозчинного та загального гумусу в тривало зрошуваному грунті, ніж спосіб обробітку грунту. Найвищими ці показники виявилися на фоні диференційованої системи обробітку грунту, а найменшими – безполицевої. Найбільшою кількість усіх органічних компонентів як в орному, так і підорному шарах грунту, виявилася за сумісного застосування соломи озимої пшениці, сидерату та оптимальної норми мінеральних добрив.

2. Необхідною умовою гумусоутворення є систематичне надходження в грунт органічних речовин та їх мікробіологічна трансформація. У середньому за роки досліджень за фактором системи удобрення на період збирання томатів кількість целюлозоруйнівних мікроорганізмів була наступною: за фоном лише мінеральної системи удобрення (NPK) 2,24; NPK + сидерат – 2,44; NPK + солома – 2,51, NPK + сидерат + солома – 2,83 тис / г сухого грунту, або за сумісного застосування добрив вона збільшилася порівняно з фоном NPK на 26,3%. Більшою при цьому виявилася чисельність актиноміцетів, амоніфікуючих та нітрифікуючих бактерій. Дещо більшою загальна кількість була за безполицевого, а нітрифікаторів – за полицевого обробітку грунту.

3. Внесення добрив у ланці сівозміни суттєвіше ніж спосіб обробітку грунту впливало на вміст рухомих елементів живлення в грунті протягом вегетації томатів. Кількість нітратів у орному та підорному шарах грунту більшою була у варіанті мінеральної системи удобрення, а при внесенні органічних – дещо зменшувалася внаслідок іммобілізації сполук азоту. Так, у шарах грунту 0 – 50 см у період сходів томатів по фону застосування NPK вміст NO3- становив 1,84; NPK + сидерат – 1,66; NPK + солома – 1,43, NPK + сидерат + солома – 1,21, а на час повної стиглості плодів їх кількість відповідно склала: 0,94; 0,77; 0,68 та 0,61 мг/100 г грунту.

4. Вміст рухомих форм фосфору і калію під впливом внесення в грунт органічних речовин збільшувався, внаслідок підсилення мікробіологічної активності, синтезу та розкладу органічних і мінеральних сполук. Так, у середньому по всіх фонах обробітку грунту в орному шарі на час посіву томатів за мінеральної системи удобрення містилося Р2О5 – 6,97, а при внесенні ще соломи та сидератів – 7,91 мг/100 г грунту. На період повної стиглості томатів наведені показники відповідно становили 6,48 та 6,84 мг/100 г.

Аналогічно за сумісного застосування обох видів органічних добрив по фону мінеральних у грунті найбільшим був і вміст обмінного калію. Способи обробітку грунту на кількість рухомих елементів живлення в грунті суттєво не впливали. Протягом вегетації томатів вміст нітратів, рухомого фосфору та обмінного калію в грунті зменшувався, але неістотно, внаслідок вивільнення елементів живлення із органічних сполук.

5. Найбільші прирости рослин, площа листкової поверхні, чиста продуктивність фотосинтезу формуються за сумісного застосування органо – мінеральних добрив. На фоні полицевого обробітку грунту на початку цвітіння маса 1 рослини при застосуванні соломи, сидерату та NPK була на 13,9 – 21,9% більшою, ніж тільки мінерального добрива. Відповідно змінювалася маса листків, площа листкової поверхні та накопичення сухих речовин.

Інтенсивність фотосинтезу протягом вегетації томатів максимальною була при внесенні соломи, сидерату та мінерального добрива і перевищувала фон NPK у період початок цвітіння – масове плодоутворення на 38,2, а масове плодоутворення – масове збирання плодів – на 46,2%. Вплив способів обробітку грунту на наведені показники виявився неістотним, дещо меншими вони були за безполицевого, а більшими – за комбінованого способу.

Встановлена тісна залежність між фотосинтетичним потенціалом і рівнем урожаю плодів томатів, яка описується кореляційним відношенням 0,86 ± 0,11.

6. Вміст елементів живлення в органах рослин томатів та їх винос урожаєм більшою мірою залежав від фону живлення, ніж від способу обробітку грунту в ланці сівозміни. Кількість азоту, фосфору і калію в листках, стеблах і плодах томатів, як і загальний їх винос урожаєм, максимальними були за сумісного застосування соломи, сидерату і NPK. Так, винос азоту при цьому порівняно з фоном NPK у середньому за роки досліджень збільшився на 19,4, фосфору – на 16,4, а калію – на 31,6%. Відповідно на 10,2; 7,4 та 21,7% збільшилися і витрати поживних речовин на формування одиниці врожаю при застосуванні органо – мінеральної системи удобрення в ланці сівозміни.

7. Добрива і системи обробітку грунту суттєво не впливали на вміст важких металів у плодах томатів. За сумісного застосування соломи, сидерату і мінеральних добрив дещо зменшувалася в них кількість шкідливих і токсичних елементів таких як кадмій, нікель, кобальт, свинець, хром та збільшувався вміст цинку з 16,5 до 18,1 – 20,3 і міді – з 5,3 до 5,6 – 5,8 мг/кг сухої речовини.

8. Системи удобрення та обробітку грунту впливали на висоту рослин і кількість плодів на рослині, середню масу плода. Так, на період повної стиглості плодів за безполицевого обробітку грунту середня кількість плодів на одній рослині була меншою на 9,7, а маса одного плода – на 4,4% порівняно з полицевим. За сумісного внесення соломи, сидерату і NPK кількість плодів на одній рослині збільшилася на 7,6, а середня маса одного плода – на 8,2% порівняно з мінеральною системою. Висота рослин відповідно становила 61,3 та 59,4 см, або була більшою на 3,2%. З органічних добрив, на наведені показники краще впливав сидерат, дія соломи була дещо меншою.

9. Урожай товарних плодів томатів був більшим за сумісного внесення соломи, сидерату і NPK, порівняно з фоном мінерального живлення 8,2%. За полицевого способу обробітку грунту врожайність товарних плодів томатів збільшилася на 4,0% порівняно з безполицевим.

10. Системи удобрення та обробітку грунту певною мірою впливали на показники якості плодів томатів. Так, за безполицевого обробітку грунту зменшувався вміст загальних цукрів і загальна кислотність, а кількість аскорбінової кислоти та сухих речовин – збільшувалась. Під впливом органо – мінеральної системи удобрення в ланці сівозміни вміст сухих речовин у плодах підвищувався, а загальних цукрів, аскорбінової кислоти і загальної кислотності – практично не змінювалися.

Створення оптимальних умов живлення при вирощуванні томатів сприяє отриманню плодів з низьким вмістом у них нітратів. На їх кількість суттєво впливають погодні умови року, а саме за несприятливих умов вміст нітратів у плодах накопичується значно більше порівняно із сприятливими роками, хоча їх кількість не перевищує ГДК.

11. Еколого–економічна та біоенергетична оцінка систем обробітку грунту в поєднанні з мінеральними добривами, соломою і сидератами свідчить про перевагу застосування органо – мінеральної системи удобрення. Затрати на внесення органічних добрив окуповуються додатково одержаною продукцією. Дещо вищим рівень рентабельності виробництва томатів виявився на фоні внесення соломи, сидерату і NPK та диференційованого обробітку грунту.

12. Для одержання сталого врожаю томатів з хорошими показниками якості, необхідно після збирання озимої пшениці заробити солому та зелену масу послідуючої травосумішки (сидерат) як органічне добриво. При цьому, під (N120Р60К60) культури сівозміни слід вносити мінеральне добриво в оптимальних нормах. У ланці зерно – овочевої короткопільної сівозміни найбільш доцільно застосовувати комбіновану (ресурсозберігаючу) систему обробітку грунту. При такому поєднанні ефективно використовується дія та післядія органічних та мінеральних добрив, забезпечується ріст основних показників родючості грунту з ознаками розширеного відтворення.

список опублікованих праць за темою дисертації

1. Гамаюнова В.В., Куц Г.М. Содержание тяжелых металов в темно – каштановой почве при длительном орошении. // Таврійський науковий вісник. – Херсон, 1997. – Випуск 1. – Ч.4. – С. 598 – 600.

2. Гамаюнова В.В., Підручна О.В., Куц Г.М. Важкі метали в тривало зрошуваному темно – каштановому грунті та рослинах. // Таврійський науковий вісник.– Херсон, 2000. – Випуск 16. – С. 29 – 36.

3. Гамаюнова В.В., Куц Г.М., Каращук Г.В., Назарчук С.А. Вимоги до регулювання поживного режиму зрошуваних грунтів за умови збереження їх родючості та екологічного стану // Вісник аграрної науки Причорномор’я. Спец. випуск 3 (12) Том 2 – Миколаїв, 2001. – С. 409 – 415 (обробка і узагальнення даних).

4. Гамаюнова В.В., Куц Г.М. Приріст надземної маси томатів та фонтосинтетичний потенціал залежно від умов вирощування. // Таврійський науковий вісник. – Херсон, 2004. – Вип. 32. – С. 48 – 54.

5. Куц Г.М. Вміст елементів живлення та їх винос урожаєм томатів залежно від умов вирощування. // Таврійський науковий вісник. – Херсон, 2004. – Вип. 34. – С. 201 – 205.

6. Гамаюнова В.В., Куц Г.М. Еколого–економічна система удобрення томата у ланці зрошуваної зерно – овочевої сівозміни в умовах півдня України.// Каталог наукових розробок (методичні рекомендації).–Херсон, 2004.–С.33–34.

7. Спосіб вирощування посівного томата і покращення родючості темно – каштанового грунту в зрошуваній зерно – овочевій сівозміні. Пат 68963 А ИА, МПК А 01 В 79/00. Куц Г.М., Гамаюнова В.В., Ківер Г.Ф. (ИА) - № 20031110547; Бюл. №8. – 2004.

8. Куц Г.М. Влияние системы удобрений и способа основной обработки почвы на показатели ее плодородия и урожай томата. Вклад ученых аграрников в увеличение производства продукции сельского хозяйства в период перехода к рынку. // Материалы республиканской научно – практичной конференции. – Симферополь, 1995. – С. 38 – 39.

9. Тимошина Л.С., Куц Г.М. Влияние удобрений на качество овощной продукции, возделываемой на орошаемых землях юга Украины. // Матеріали міжнародної наукової конференції – Одеса, 1996. – Том 1 – Землеробство. – С. 161 – 162.

10. Гамаюнов В.Є., Драчова Н.І., Тимошина Л.С., Куц Г.М. Проблема одержання екологічно безпечної продукції рослинництва у зрошуваному землеробстві. // Проблеми агропромислового комплексу України: стан і перспективи. / Тези наукової конференції. – Дубляни, 1996. – С. 69 – 70.

11. Куц Г.М. Одержання якісної продукції томата в умовах зрошення півдня України. Актуальні проблеми ефективного використання зрошуваних земель. // Збірник наукових статей. – Херсон, 1997. – С. 139 – 142.

12. Куц Г.М. Вплив добрив і обробітку грунту на його поживний режим, урожай та якість томатів при вирощуванні їх в умовах зрошення півдня України. // Материалы ХІІІ международной научной конференции Экологические основы онтогенеза природных и культурных сообществ в дендропарках Евразии.. – Херсон, 2001. – С. 102 – 104.

Анотація

Куц Г.М. Агроекологічне обгрунтування вирощування томатів у ланці зрошуваної зерно – овочевої сівозміни – Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.09 – рослинництво – Херсонський державний аграрний університет. Херсон, 2004.

Дисертація присвячена агроекологічному обгрунтуванню впливу систем обробітку грунту в поєднанні з мінеральними та органомінеральними добривами, соломою і сидератами на процеси росту і розвитку томатів, їх продуктивність, показники якості, елементи родючості зрошуваного темно – каштанового грунту, економічну та енергетичну ефективність.

Дослідженнями встановлено, що заробка у грунт соломи та сидератів на фоні використання оптимальних норм мінеральних добрив під культури у ланці зерно-овочевої сівозміни (кукурудза МВС, озима пшениця + пожнивно-вівсяно-горохова суміш, томат) позитивно впливала на розвиток рослин у продовж усього періода вегетації. При цьому більш інтенсивно відбувалося наростання надземної маси, більше накопичувалося сухої речовини. При вирощування томатів на фоні органо-мінеральної системи живлення площа листкової поверхні на початку масового плодоутворення на 37,2% перевищувало цей показник у порівнянні з внесенням тільки NPK. Між площею листкової поверхні та рівнем врожаю томатів встановлена пряма корелятивна залежність – у фазу цвітіння коефіцієнт кореляції становив 0,87