НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

широконос Анатолій Миколайович

УДК 631.8:633.491:631.416.1 (477.51)

Вплив сірки, молібдену і мікробних препаратів

на азотне живлення, врожай і якість картоплі

на дерново-підзолистих ґрунтах Полісся України

06.01.04 – агрохімія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті агроекології та біотехнології Української академії аграрних наук

Науковий керівник – кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Цвей Ярослав Петрович,

Інститут цукрових буряків УААН, завідувач

лабораторії агротехнологій та агроекомоніторингу

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук,

професор Лісовал Анатолій Петрович,

Національний аграрний університет, професор кафедри

агрохімії і якості продукції рослинництва

кандидат сільськогосподарських наук, старший

науковий співробітник Корсун Світлана Георгіївна,

Інститут землеробства УААН, провідний науковий

співробітник лабораторії агроекології

і аналітичних досліджень

Провідна установа – Уманський державний аграрний університет,

кафедра агрохімії і ґрунтознавства, Міністерство аграрної політики України, м. Умань

Захист відбудеться “_17_”__грудня__2004 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65

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

Автореферат розісланий _16_”___листопада___2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Балабайко В.Ф.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Оптимізацією мінерального живлення картоплі на дерново-підзолистих ґрунтах Полісся України можна суттєво підвищити її врожай і якість. Ключовим елементом у системі живлення картоплі є азот – саме при застосуванні азотних добрив врожайність підвищується на 30–80 % і більше. Тому підвищення ефективності азотних добрив шляхом застосування їх у повній нормі з фосфорно-калійними і органічними добривами та поєднання з сіркою дає можливість регулювати азотний режим ґрунту і азотне живлення картоплі протягом вегетації.

В системі удобрення в основному перевага надається макроелементам – азоту, фосфору та калію і в той же час менше уваги отримують мікроелементи, які покращують ферментативні процеси в рослині. Тому застосування мікроелементів, таких як молібден, покращує використання основних елементів живлення з одночасним підвищенням продуктивності сільськогосподарських культур, особливо на бідних дерново-підзолистих ґрунтах.

Відповідно до цього вплив різних норм молібдену й сірки на дерново-підзолистих ґрунтах при мінеральній і органо-мінеральній системах удобрення на продуктивність і якість картоплі вивчено недостатньо і потребує уточнення для надання рекомендацій виробництву. Крім того, вивчення поживного режиму дерново-підзолистих ґрунтів при внесенні елементарної сірки під картоплю в умовах Полісся практично не проводилось.

Одним із способів покращення азотного режиму дерново-підзолистих ґрунтів і продуктивності картоплі є використання мікробних препаратів на основі азотфіксуючих мікроорганізмів. На даний час створюються нові препарати на основі високопродуктивних штамів, відповідно до чого постає необхідність у детальному вивченні їх впливу на поживний режим ґрунту, врожайність і якість картоплі.

Розробка оптимізованого поживного середовища для отримання мікробульб картоплі в умовах in vitro із фізіологічно обґрунтованою кількістю азоту і мікроелементів на сьогодні залишається актуальною, оскільки для отримання максимально можливого врожаю картоплі необхідно використовувати здоровий посадковий матеріал, що обумовлює підвищення ефективності азотних добрив і реалізацію біологічного потенціалу сорту.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у межах НТП УААН “Агроекологічний моніторинг і моделювання сталих ландшафтів та агроекосистем” (номер державної реєстрації 0101V003298).

Мета дослідження. Оптимізувати азотний режим дерново-підзолистого ґрунту й азотне живлення картоплі шляхом установлення оптимальних норм елементарної сірки і молібденовокислого амонію на фоні мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення, а також гранульованих мікробних препаратів, для одержання високого врожаю й поліпшення його якості, запобігання втрати родючості ґрунту та покращення використання азоту; крім того, вивчення зміни складу мінеральної основи поживного середовища для підвищення продуктивності картоплі в умовах in vitro при отриманні мікробульб.

Об'єкт дослідження – поживний режим дерново-підзолистого супіщаного ґрунту при внесенні елементарної сірки, продуктивність картоплі і вміст нітратів в бульбах залежно від застосування сірки і молібдену на фоні мінеральної і органо-мінеральної систем удобрення.

Предмет дослідження – динаміка вмісту мінеральних сполук азоту, рухомих фосфатів і обмінного калію в дерново-підзолистому ґрунті, рослини картоплі, поживне середовище.

Методи дослідження – польові короткострокові досліди, лабораторні дослідження ґрунту й рослин, визначення якості продукції, статистичні методи дисперсії, економічна і енергетична оцінка.

Наукова новизна одержаних результатів. В умовах дерново-підзолистих супіщаних ґрунтів Полісся надана комплексна оцінка використання елементарної сірки в поєднанні з мінеральною й органо-мінеральною системами удобрення як засобу регулювання азотного режиму ґрунту й підвищення ефективності застосування азотних добрив шляхом впливу на амоніфікаційні і нітрифікаційні процеси в ґрунті. Встановлені оптимальні дози сірки й молібдену для підвищення врожайності й поліпшення якості картоплі та суттєвого зменшення вмісту нітратів у бульбах картоплі. Вперше вивчено вплив гранульованих мікробних препаратів на основі азотфіксуючих і фосформобілізуючих бактерій на поживний режим дерново-підзолистого супіщаного ґрунту й врожайність картоплі. Розроблено нову оптимізовану мінеральну основу поживного середовища для отримання мікробульб в умовах in vitro.

Практичне значення. Використання аміачної селітри разом з елементарною сіркою підвищує ефективність азотних добрив. Розроблено способи використання сірки й молібдену як засобу для підвищення продуктивності картоплі й зменшення вмісту нітратів у продукції. Здійснено агроекологічне обґрунтування застосування гранульованих мікробних препаратів на основі фосформобілізуючих і азотфіксуючих штамів для підвищення врожайності картоплі. Розроблена мінеральна основа поживного середовища для вирощування мікробульб картоплі в умовах in vitro, яка дозволяє підвищити кількість і розмір мікробульб, що сприяє підвищенню продуктивності картоплі в польових умовах.

Особистий внесок здобувача. Розробка схеми досліду, проведення польових та лабораторних досліджень, аналіз отриманих наукових результатів та форму-вання висновків виконувались осо-бисто дисертантом.

Апробація роботи. Результати досліджень та основні положення дисер-таційної роботи доповідались автором на: третій міжвузівській науково-практичній конференції аспірантів (Вінницький державний аграрний університет, 17–19 березня 2003 р.), науково-практичній конференції „Біологічні науки і проблеми рослинництва” (Уманський державний аграрний університет, 23–26 червня 2003 р.), конференції науково-педагогічних працівників, наукових співробітників та аспірантів за підсумком науково-дослідних робіт 2003 року „Агроекологія та якість продукції рослинництва” (Національних аграрний університет, 2003 р.), міжвідомчій науково-технічній конференції „Агрономічні руди України” (Український державний геологорозвідувальний інститут, 16–20 лютого 2004 р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 4 наукових працях у фахових виданнях, отримано патент.

Структура й обсяг. Основний зміст дисертації викладено на 145 сторін-ках машинописного тексту (загальний обсяг роботи складає 194 сторінки), складається із вступу, 7 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел (439 найменувань, з яких 66 – іноземні); у роботі наведено 42 таблиці, 14 рисунків, 8 додат-ків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступній частині обґрунтовано актуальність проведених досліджень, висвітлено наукову новизну роботи, вказано завдання, які були поставлені при виконанні роботи, практичне значення отриманих результатів.

Підвищення ефективності застосування азоту для живлення картоплі. Проведено огляд літератури, у якому висвітлено стан вивчення азотного режиму дерново-підзолистих ґрунтів і його оптимізація в агроценозі, значення сірки та молібдену для підвищення ефективності використання азоту, вміст нітратів в картоплі в залежності від удобрення і умов вирощування, розглянуті фактори впливу і умови ефективної дії мікробних препаратів на продуктивність картоплі, а також питання оптимізації складу поживного середовища при культивуванні рослин картоплі в умовах in vitro.

Програма, об’єкти, методика та умови досліджень. Дослідження проводились в 2000–2002 роках в короткостроковому польовому досліді в Чернігівському інституті агропромислового виробництва УААН та у відділі агроекології Інституту агроекології та біотехнології УААН.

Ґрунт дослідного поля дерново-слабопідзолистий супіщаний, сформований на шаруватих водно-льодовикових відкладах з наступними фізико-хімічними і агрохімічними показниками орного шару (0–20 см): рНKCl – 5,0, гідролітична кислотність за Каппеном – 2,5 мг-екв на 100 г ґрунту, сума вбирних основ – 5,4 мг-екв на 100 г ґрунту, вміст гумусу за Тюріним – 1,1 %, азоту легкогідролізованих сполук за Тюріним і Кононовою – 98 мг/кг ґрунту, рухомих фосфатів за Кірсановим – 252 мг/кг ґрунту, рухомого калію за Кірсановим – 186 мг/кг ґрунту, рухомих сполук сірки – 1,5 мг/кг ґрунту, рухомих сполук молібдену в оксалатній витяжці – 0,08 мг/кг ґрунту.

Схема досліду по вивченню застосування сірки і молібдену: 1. Контроль (без добрив); 2. Р90К120; 3. N120Р90К120; 4. N120Р90К120 + S30; 5. N120Р90К120 + S60; 6. N120Р90К120 + молібден 2 кг/га; 7. N120Р90К120 + молібден 3 кг/га; 8. N120Р90К120 + 40 т/га гною; 9. N120Р90К120 + 40 т/га гною + S30; 10. N120Р90К120 + 40 т/га гною + S60; 11. N120Р90К120 + 40 т/га гною + молібден 2 кг/га; 12. N120Р90К120 + 40 т/га гною + молібден 3 кг/га. Площа посівної ділянки – 45 м2, облікової ділянки – 25 м2. Повторність – чотириразова.

Ефективність гранульованих мікробних препаратів вивчалась у дрібноділянковому досліді за наступною схемою: 1. Контроль (без добрив і препаратів); 2. Bacillus subtilis 5; 3. Bacillus subtilis 5 + Azotobacter chroococcum 21; 4. Bacillus subtilis 5 + Azotobacter vinelandii 56; 5. N120P90K120; 6. N120P90K120 + Bacillus subtilis 5; 7. N120P90K120 + Bacillus subtilis 5 + Azotobacter chroococcum 21; 8. N120P90K120 + Bacillus subtilis 5 + Azotobacter vinelandii 56. Дослідні партії гранульованих мікробних препаратів виготовлені в Інституті мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного на основі фосформобілізуючих бактерій Bacillus subtilis 5 та азотфіксуючих бактерій Azotobacter chroococcum 21 і Azotobacter vinelandii 56. Норма витрати – 25 кг/га. Площа посівної ділянки – 17,5 м2, облікової ділянки – 6,3 м2. Повторність – чотириразова.

Під картоплю вносили мінеральні добрива – аміачну селітру, простий гранульований суперфосфат, калій хлористий, а також напівперепрілий гній. Попередник – озима пшениця. Сорт картоплі Невська, який за групою стиглості належить до середньоранніх.

Відбір змішаних ґрунтових зразків проводився з орного (0–20 см) і підорних (20–40, 40–60, 60–80, 80–100 см) шарів ґрунту за фазами росту та розвитку рослин: сходи, бутонізація, ріст бульб (через місяць після бутонізації), збирання. Паралельно в фазу бутонізації і при збиранні відбирались зразки рослин.

У ґрунтових зразках за загальноприйнятими методиками визначались показники: рНKCl потенціометрично; амонійний азот колориметрично з реактивом Неслера; нітратний азот колориметрично з дисульфофеноловою кислотою; рухомі фосфати і рухомий калій у витяжці за методом Кірсанова.

У зразках рослин після озолення за Гінзбург та ін. визначали: вміст азоту колориметрично з реактивом Неслера; вміст фосфору колориметрично з утворенням фосфорномолібденової гетерополікислоти; калій методом полум’яної фотометрії. Аналіз бульб на вміст нітратного азоту в бульбах – потенціометрично, вміст крохмалю, протеїну й вітаміну С – на інфрачервоному аналізаторі моделі 4500.

Дослід по вивченню складу мінеральної основи поживного середовища на продуктивність картоплі в умовах in vitro проводився в лабораторії клонального мікророзмноження Інституту картоплярства УААН. В досліді вивчали наступні варіанти мінеральної основи поживного середовища: 1) розроблену в Інституті картоплярства УААН – контроль (N:Р:К – 1:0,3:1,1); 2) за Мурасіге і Скугом – міжнародний стандарт (N:Р:К – 1:0,05:0,9); 3) із співвідношенням N:Р:К як 1:0,3:0,5; 4) із співвідношенням N:Р:К як 1:0,3:2; 5) Інституту картоплярства УААН із подвоєним вмістом заліза. Дослід проводили з оздоровленими від вірусів пробірковими лініями сортів картоплі Повінь і Світанок київський. Поживне середовище для вирощування рослин готувалось за методикою Інституту картоплярства і було рідким (без агару).

Статистична обробка результатів проводилась дисперсійним методом за Б.А. Доспеховим з використанням ПЕОМ.

Вплив добрив і мікробних препаратів на поживний режим ґрунту. Найбільший вміст азоту амонію при внесенні добрив під картоплю у дерново-підзолистому ґрунті відмічався з періоду сходів до фази бутонізації внаслідок високої інтенсивності процесу амоніфікації. Найменший вміст азоту амонію був при збиранні картоплі. Найбільший вміст азоту нітратів при цьому спостерігався в період сходів, найменший – під час активного росту бульб.

Зростання вмісту мінерального азоту в ґрунті, як видно з рис. 1, при внесенні сірки проходило, в основному, за рахунок азоту амонію, максимальний вміст якого спостерігався у фазу бутонізації. Посилення нітрифікації при цьому у варіантах з сіркою відбувалось, очевидно, внаслідок більш інтенсивного утворення амонійного азоту. В подальшому вміст мінерального азоту поступово знижувався, в результаті чого при збиранні картоплі його кількість як на фоні N120Р90К120, так і у варіантах із сіркою майже не відрізнялась.

Внесення сірки при органо-мінеральному удобренні підвищувало вміст мінерального азоту в меншій мірі, ніж на фоні одних мінеральних добрив, і сприяло зменшенню кількості азоту нітратів у фазу бутонізації.

Швидкість утворення азоту нітратів у верхніх шарах істотно залежала від кількості опадів, і по роках в один і той же строк відбору вміст N-NO3 мав різницю більш, ніж у 10 разів і це визначало кількість азоту, яка піддавалась міграції в нижчі шари ґрунту. Так, у варіанті без внесення добрив основна кількість азоту нітратів знаходилась в шарі 0–40 см на протязі всієї вегетації картоплі. Вимивання його мало місце до фази бутонізації картоплі і лише у вологому 2000 році відбувалось до періоду збирання.

При внесенні N120Р90К120 в період росту бульб у 2000 році при надлишку опадів відбувалося сильне промивання нітратів і в шарі 40–60 см їх вміст був більшим в 3,5 рази, ніж в орному шарі 0–20 см або в 2,3 рази, ніж в шарі 20–40 см. Але під час збирання спостерігалось вже поступове зменшення вмісту N-NO3 до нижчих шарів, хоча в підорному шарі їх було дещо більше за орний. Значно меншим перерозподіл N-NO3 був у 2001 році при нестачі опадів, коли незначне вимивання спостерігалось в першій половині вегетації картоплі, а в посушливий 2002 рік промивання азоту нітратів за межі шару 0–40 см практично не відбувалось на всіх варіантах мінеральної системи удобрення.

Варіанти із внесенням сірки елементарної на фоні N120Р90К120 зберігали характер розподілу азоту нітратів в метровому шарі ґрунту, схожий із варіантом одних мінеральних добрив, але інтенсивність процесу міграції була значно нижча. Особливо це відмічалось у 2000 році, коли у варіанті з внесенням S30 кількість N-NO3 в цей час в шарі 40–60 см була в 1,7 разів менша за варіант NPK і в 1,5 рази в шарі 60–100 см, з S60 – відповідно в 2,2 і 1,2 рази.

Органо-мінеральна система удобрення створювала тенденцію до зростання промивання азоту нітратів ґрунту в шар 40–100 см в період випадання опадів порівнюючи із мінеральною системою. Сірка, внесена в нормі 30 і 60 кг/га, при цьому зменшувала міграцію N-NO3 в нижчі горизонти: у 2000 році у варіантах із сіркою нітратного азоту у шарі 40–60 см містилося в 3,6–4,5 разів менше, ніж у відповідному шарі органо-мінерального фону. В 2001 році застосування сірки на фоні органо-мінеральної системи удобрення сприяло зменшенню вимивання N-NO3 в період від сходів до бутонізації і при збиранні.

Найменший вміст і відповідно запас мінерального азоту спостерігався у варіанті без внесення добрив на протязі всієї вегетації картоплі (табл. 1). Внесення азоту в кількості 120 кг/га на фоні Р90К120 сприяло збільшенню вмісту мінерального азоту на 16,0 мг/кг під час сходів і на 20,8 мг/кг в фазу бутонізації, а при сумісному внесенні N120Р90К120 + 40 т/га гною не спостерігалось подальше зростання його вмісту.

При внесенні 30 кг/га елементарної сірки в період сходів картоплі вміст мінерального азоту був фактично на рівні варіанту N120Р90К120, а в фазу бутонізації збільшувався на 25,5 мг/кг, при 60 кг/га сірки – підвищувався відповідно на 8,5 мг/кг і 47,5 мг/кг відносно фону. Подібне підвищення інтенсивності утворення мінерального азоту під впливом сірки відбувалось також на органо-мінеральному фоні добрив.

В кінці вегетації вміст мінерального азоту під картоплею зменшувався і по фону мінеральних добрив на 16,7 мг/кг був вище за контроль і на 5,1 мг/кг нижче, ніж при додаванні S60. На фоні N120Р90К120 + 40 т/га гною в цей час спостерігалась незначна тенденція до зменшення вмісту мінерального азоту в ґрунті при збільшенні норми сірки.

Таблиця 1 – Вплив добрив на вміст доступних форм елементів живлення

в ґрунті (2000–2002 рр.), мг/кг

№ п/п | Варіант | N-NH4 + N-NO3 | P2O5 | K2O

І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ

1 | Контроль | 32,7 | 26,3 | 20,5 | 241 | 268 | 250 | 173 | 175 | 168

24,8 | 26,7 | 23,4 | 203 | 197 | 195 | 137 | 135 | 156

2 | Р90К12040,1 | 38,4 | 28,8–––––– | 26,5 | 26,1 | 21,6–––––– | 3 | N120Р90К12054,1 | 58,0 | 38,6 | 266 | 276 | 266 | 193 | 200 | 207

30,0 | 30,2 | 29,1 | 198 | 195 | 202 | 167 | 156 | 174

4 | N120Р90К120 + S3049,3 | 80,0 | 35,4 | 250 | 294 | 292 | 211 | 217 | 212

28,3 | 33,0 | 25,2 | 172 | 187 | 210 | 167 | 164 | 160

5 | N120Р90К120 + S6063,3 | 102,7 | 42,7 | 283 | 302 | 307 | 215 | 226 | 212

26,6 | 31,9 | 23,5 | 211 | 207 | 216 | 174 | 164 | 174

8 | N120Р90К120 + 40 т/га гною | 48,7 | 51,9 | 37,8 | 314 | 310 | 320 | 256 | 268 | 254

30,2 | 30,7 | 29,3 | 201 | 212 | 221 | 156 | 161 | 161

9 | N120Р90К120 +

40 т/га гною + S3054,2 | 60,0 | 37,1 | 303 | 335 | 331 | 274 | 284 | 263

29,0 | 34,1 | 21,9 | 202 | 229 | 234 | 169 | 166 | 161

10 | N120Р90К120 +

40 т/га гною + S6066,2 | 66,5 | 33,4 | 311 | 332 | 344 | 312 | 302 | 291

29,1 | 34,0 | 25,1 | 195 | 200 | 200 | 180 | 176 | 170

І – сходи, ІІ – бутонізація, ІІІ – збирання

При застосуванні мінеральних добрив N120Р90К120 вміст рухомих фосфатів на протязі вегетації картоплі підвищувався на 8–24 мг/кг порівняно з контролем без добрив. У фазу бутонізації картоплі вміст рухомих фосфатів в орному шарі був найвищим. В підорному шарі ґрунту вміст рухомих фосфатів протягом вегетації картоплі мало змінювався.

У варіанті N120Р90К120 + 40 т/га гною кількість рухомих фосфатів в ґрунті збільшувалась у період сходів на 48 мг/кг, в середині вегетації картоплі – на 34 мг/кг і в кінці вегетації – на 54 мг/кг порівняно із одними мінеральними добривами. При органо-мінеральній системі удобрення спостерігалось збільшення вмісту рухомих фосфатів у підорному шарі ґрунту.

У варіанті із застосуванням N120Р90К120 + S30 вміст рухомих фосфатів у період сходів картоплі був дещо меншим – на 16 мг/кг ґрунту, а в подальшому – більшим на 18–26 мг/кг порівнюючи з варіантом без сірки. Із збільшенням норми сірки у два рази вміст рухомих фосфатів у ґрунті під час сходів був більшим на 33 мг/кг за мінеральний фон, а в подальшому – на рівні дії одинарної норми сірки.

Вміст рухомих фосфатів у варіантах з 30 і 60 кг/га S на фоні N120Р90К120 + 40 т/га гною у фазу сходів фактично не змінювався, тоді як під час бутонізації і збирання зростав на 11–24 мг/кг порівняно з фоном.

Оскільки ґрунт дослідного поля має вміст необмінного калію 459 мг/кг в орному і 402 мг/кг в підорному шарі, що для дерново-підзолистих ґрунтів є високим показником, то в таких умовах застосування добрив не призводить до закріплення внесеного калію, а кількість необмінно поглинутого калію при цьому може навіть зменшуватись. Так, вміст рухомого калію в період сходів картоплі в орному шарі ґрунту при внесенні N120Р90К120 підвищувався на 20 мг/кг, на час бутонізації – на 25 мг/кг і збирання – на 39 мг/кг порівняно із неудобреним варіантом; при N120Р90К120 + 40 т/га гною – на 63 мг/кг в період сходів картоплі, на 68 мг/кг у фазу бутонізації і на 57 мг/кг при збиранні порівнюючи з внесенням одних мінеральних добрив.

Внесення сірки разом з мінеральними добривами сприяло додатковому вивільненню рухомої форми калію під час вегетації картоплі: у варіанті N120Р90К120 + S30 на 5–18 мг/кг, N120Р90К120 + S60 – на 5–26 мг/кг ґрунту. На органо-мінеральному фоні добрив внесення S30 забезпечило підвищення вмісту рухомого калію на 9–18 мг/кг ґрунту порівняно з фоном, S60 – на 34–56 мг/кг ґрунту.

При внесенні гранульованих мікробних препаратів вміст мінерального азоту у неудобрених варіантах при використанні комбінації фосформобілізуючих і азотфіксуючих бактерій B. subtilis 5 + A. chroococcum 21 був на 27–30 % вищим за контроль протягом всієї вегетації картоплі, B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 – на 39–42 %. При використанні одного штаму B. subtilis 5 підвищення вмісту мінерального азоту порівняно з контролем відбувалось поступово: від рівня контролю під час сходів до його перевищення на 15 % в бутонізацію і 18 % при збиранні.

Не спостерігалось суттєвої різниці між варіантами за вмістом мінерального азоту при внесенні мікробних препаратів на фоні N120P90K120 в момент сходів; під час бутонізації при застосуванні B. subtilis 5 вміст мінерального азоту в ґрунті становив 88 % від фону добрив, B. subtilis 5 + A. chroococcum 21 – 86 %, а B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 – 74 %. Ці зміни як у варіантах без добрив, так і при внесенні N120P90K120, відбувались в основному за рахунок амонійного азоту, що свідчить про те, що амонійний азот інтенсивніше залучається до мікробіологічних процесів ґрунту.

Мікробні препарати мало впливали на вміст рухомих фосфатів в орному шарі ґрунту протягом вегетації картоплі.

Під час сходів картоплі у неудобрених варіантах із застосуванням B. subtilis 5 + A. chroococcum 21 вміст обмінного калію досягав 174 мг/кг, B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 – 170 мг/кг ґрунту, що було на 12 і 8 мг/кг більше від контролю; в бутонізацію його вміст був більшим відповідно на 14 і 11 мг/кг. Під час збирання картоплі вміст обмінного калію при застосуванні препаратів на ділянках без удобрення складав 176–183 мг/кг ґрунту, що було на 10–17 мг/кг більше за контроль.

Вплив добрив і мікробних препаратів на засвоєння елементів живлення картоплею. При фосфорно-калійному удобренні винос азоту і фосфору зростав в незначній мірі порівняно з контролем без добрив. Внесення сірки 30 і 60 кг/га збільшувало винос елементів: азоту – на 9,7 і 15,2 кг/га, фосфору – на 3,7 і 3,9 кг/га, калію – на 26,1 і 20,3 кг/га порівняно з одними мінеральними добривами. Сірка на органо-мінеральному фоні в меншій мірі сприяла зростанню виносу поживних елементів, ніж на мінеральному: азоту – на 6,8 і 0,8 кг/га, фосфору – на 3,1 і 2,9 кг/га, калію – на 23,2 і 10,6 кг/га.

Застосування бінарних мікробних препаратів B. subtilis 5 + A. chroococcum 21 і B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 збільшувало винос азоту, фосфору і калію у варіантах без добрив. При застосуванні мікробних препаратів на фоні добрив N120Р90К120 винос основних елементів живлення змінювався в незначній мірі і найбільший вплив на нього мав препарат B. subtilis 5 + A. vinelandii 56.

Таблиця 2 – Винос елементів живлення картоплею залежно від удобрення

№ п/п | Варіант | Винос, кг/га | Винос 1 т основної

продукції, кг | N | Р2О5К2О | NР2О5К2О | 1 | Контроль | 49,7 | 14,9 | 108,4 | 26,0 | 7,8 | 57,0 | 2 | Р90К12054,9 | 17,6 | 126,1 | 26,3 | 8,4 | 60,3 | 3 | N120Р90К12074,2 | 23,5 | 175,7 | 30,4 | 9,5 | 72,4 | 4 | N120Р90К120 + S3089,4 | 27,2 | 201,8 | 31,8 | 9,6 | 71,7 | 5 | N120Р90К120 + S6083,9 | 27,4 | 196,0 | 31,0 | 9,9 | 72,7 | 8 | N120Р90К120 +

40 т/га гною | 88,4 | 27,0 | 205,2 | 30,0 | 9,0 | 69,0 | 9 | N120Р90К120 +

40 т/га гною + S3095,2 | 30,1 | 226,6 | 30,4 | 9,5 | 72,7 | 10 | N120Р90К120 +

40 т/га гною + S6089,2 | 29,9 | 214,0 | 28,8 | 9,5 | 69,4 |

Врожайність і якість бульб картоплі при застосуванні добрив і мікробних препаратів. При застосуванні мінеральних добрив N120P90K120 врожай картоплі досягав 247 ц/га, що було на 55 ц/га більше від неудобреного варіанту і на 37 ц/га від варіанту P90K120 (табл. 3). При застосуванні N120Р90К120 + 40 т/га гною врожайність картоплі становила 296 ц/га, що було на 104 ц/га більше порівняно із неудобреним варіантом або на 49 ц/га із мінеральною системою удобрення.

При застосуванні 90 кг/га фосфору у вигляді суперфосфату вноситься близько 50 кг/га сірки, яка бере участь в живленні рослин. Звідси загальна її кількість складала 80 кг/га при внесенні елементарної сірки 30 кг/а і 110 кг/га – при 60 кг/га. Внесення елементарної сірки S30 + N120Р90К120 підвищувало врожайність картоплі на 35 ц/га від норми одних мінеральних добрив, S60 + N120Р90К120 – на 26 ц/га. Необхідно відмітити, що надходження сірки разом з річними опадами в умовах проведення досліду навіть не компенсує її втрат через вимивання.

Таблиця 3 – Вплив добрив на врожайність картоплі по роках, ц/га

№ п/п | Варіант | Рік досліджень | Середнє | Приріст | 2000 | 2001 | 2002 | 1 | Контроль | 206 | 174 | 195 | 192– | 2 | Р90К120224 | 198 | 207 | 210 | 18 | 3 | N120Р90К120277 | 209 | 254 | 247 | 55 | 4 | N120Р90К120 + S30311 | 257 | 278 | 282 | 90 | 5 | N90Р90К120 + S60320 | 229 | 269 | 273 | 81 | 6 | N90Р90К120 + молібден 2 кг/га | 305 | 262 | 290 | 286 | 94

7 | N90Р90К120 + молібден 3 кг/га | 317 | 270 | 276 | 288 | 96

8 | N120Р90К120 + 40 т/га гною | 314 | 280 | 294 | 296 | 104

9 | N120Р90К120 + 40 т/га гною + S30 | 331 | 294 | 315 | 313 | 121

10 | N120Р90К120 + 40 т/га гною + S60 | 325 | 292 | 312 | 310 | 118

11 | N120Р90К120 + 40 т/га гною +

молібден 2 кг/га | 348 | 289 | 320 | 319 | 127

12 | N120Р90К120 + 40 т/га гною +

молібден 3 кг/га | 308 | 285 | 315 | 316 | 124

S, % | 2,93 | 3,62 | 2,77–

НІР05 | 26 | 19 | 22–

Внесення молібдену 2 кг/га на фоні N120P90K120 підвищувало врожайність картоплі на 39 ц/га або на 16 % порівняно з фоном. На органо-мінеральному фоні варіант із внесенням 2 кг/га молібдену мав середній приріст 23 ц/га до фону. Підвищення норми молібдену до 3 кг/га мало незначний ефект порівняно з 2 кг/га.

Найбільші прирости врожаю картоплі отримано при застосуванні мінеральних добрив в найбільш сприятливому 2000 році, який характеризувався теплим літом із достатньою кількістю опадів. В 2001 році різкий перехід від прохолодної, із достатнім зволоженням, погоди до жарких посушливих умов, поряд із посиленим розвитком хвороб і наступною посухою, призвів до низької ефективності мінерального удобрення і суттєвого зниження врожайності. Вегетаційний період картоплі в 2002 році характеризувався найменшою кількістю опадів, але картопля продуктивно використовувала раніше створені запаси вологи, а низька вологість повітря стримала появу хвороб – тому в цей рік ефективність добрив була вища за 2001 з більшою кількістю опадів.

При внесенні S60 найбільший приріст було отримано в сприятливому 2000 році, а в 2001 році із нестачею опадів внесення 30 кг/га сірки мало перевагу перед подвійною нормою. При найбільш посушливих умовах 2002 року отримали найменші прирости від внесення сірки.

Внесення мінеральних добрив N120Р90К120 не знижувало вміст крохмалю порівняно з контролем без добрив (табл. 4). Внесення сірки в нормі 30 кг/га і 60 кг/га по впливу на крохмалистість було рівноцінним і підвищувало вміст крохмалю на 0,4 % порівняно з фоном мінеральних добрив. Внесення молібдену 2 кг/га також сприяло підвищенню вмісту крохмалю в бульбах картоплі до 11,5 %, що було на 0,4 % вище за фон. При органо-мінеральній системі удобрення сірка і молібден фактично не проявили позитивного впливу на вміст крохмалю.

Мінеральні добрива N120Р90К120 знижували вміст крохмалю в 2000 році з достатньою кількістю опадів на 0,3 %, а в 2001–2002 роки з нестачею вологи добрива не лише не погіршували, а навіть сприяли його зростанню на 0,2–0,4 % порівняно з контролем. Застосування 40 т/га гною разом з N120Р90К120 знижувало кількість крохмалю в бульбах картоплі порівняно з одними мінеральними добривами в усі роки досліджень незалежно від погодних умов на 0,5–0,8 %.

Елементарна сірка в нормі 30 кг/га на мінеральному фоні сприяла росту вмісту протеїну, який досягав 2,51 %, в той час норма 60 кг/га не впливала на цей показник порівняно із фоном удобрення. Внесення гною 40 т/га + N120Р90К120 дещо зменшувало накопичення сирого протеїну до 2,29 % або на 0,1 % порівняно з одними мінеральними добривами. При цьому внесення сірки 30 кг/га не впливало на його вміст, а 60 кг/га зменшувало на 0,15 %.

В середньому за три роки найменший вміст нітратів в бульбах картоплі був у варіанті без внесення добрив, внесення Р90К120 збільшувало їх вміст на 15 %. Практично на одному рівні вміст нітратів спостерігався при мінеральній і органо-мінеральній системах удобрення – 226 і 221 мг/кг.

Посушливі погодні умови в 2001–2002 роках сприяли підвищенню акумуляції нітратів в картоплі. Особливо це стосується 2001 року, коли різкий перехід до високої температури сприяв зростанню кількості нітратів – до 250 мг/кг у варіанті N120P90K120 порівняно із контролем – 190 мг/кг. У 2002 році у варіанті без добрив вміст нітратного азоту складав 200 мг/кг, що було всього на 20 мг/кг нижче за варіант N120P90K120.

Таблиця 4 – Вплив добрив на біохімічні показники якості бульб картоплі

№ п/п | Варіант | Крохмаль, % | Протеїн,

% | NO3,

мг/кг*1 | Контроль | 11,0 | 2,16 | 164 | 2 | Р90К12011,1 | 2,23 | 189 | 3 | N120Р90К12011,1 | 2,39 | 226 | 4 | N120Р90К120 + S3011,5 | 2,51 | 172 | 5 | N120Р90К120 + S6011,5 | 2,42 | 162 | 6 | N120Р90К120 + Мо211,5 | 2,41 | 161 | 7 | N120Р90К120 + Мо311,1 | 2,30 | 139 | 8 | N120Р90К120 + 40 т/га гною | 10,5 | 2,29 | 221 | 9 | N120Р90К120 + 40 т/га гною + S3010,6 | 2,25 | 196 | 10 | N120Р90К120 + 40 т/га гною + S6010,4 | 2,12 | 219 | 11 | N120Р90К120 + 40 т/га гною + Мо210,6 | 2,29 | 198 | 12 | N120Р90К120 + 40 т/га гною + Мо310,1 | 2,23 | 225 | * ГДК становить 250 мг/кг

Застосування елементарної сірки в нормі 30 і 60 кг/га по мінеральному фону удобрення N120Р90К120 зменшувало накопичення нітратів в картоплі на 54 і 64 мг/кг або на 24 і 28 % порівняно з фоном. При органо-мінеральному удобренні зниження відбувалось лише при внесенні S30 і склало 25 мг/кг або 11 %.

Молібден в нормі 2 і 3 кг/га знижував кількість нітратів в бульбах картоплі на 65 і 87 мг/кг або на 29 і 38 % від фону N120Р90К120. На фоні органо-мінеральної системи удобрення він також знижував кількість нітратів в картоплі, причому доза 2 кг/га була більш ефективною і знижувала вміст NO3 на 23 мг/кг. Позитивний вплив молібдену зростав при несприятливих погодних умовах.

При внесенні гранульованих мікробних препаратів у варіантах без внесення добрив по впливу на врожайність картоплі найкращим виявився препарат B. subtilis 5 + A. chroococcum 21, який кожен рік мав достовірний приріст і в середньому за три роки це складало 28 ц/га або 15 % при врожайності у контролі 185 ц/га. Препарат B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 дав дещо менший приріст – 21 ц/га або 11 %. Штам B. subtilis 5 істотно підвищував врожайність лише в сприятливому 2000 році на 24 ц/га, в той час як в середньому за три роки приріст був незначний.

По фону мінеральних добрив N120P90K120 значний приріст одержували лише від препарату B. subtilis 5 + A. vinelandii 56, який в середньому за три роки складав 33 ц/га або 14 %.

Найбільші прирости при застосуванні мікробіологічних препаратів отримали в 2000 році з достатньою кількістю опадів – 7–18 % без удобрення і 10–21 % при внесенні добрив.

У варіанті із застосуванням штаму B. subtilis 5 вміст крохмалю був на 0,2 % вище контролю, його комбінації з A. chroococcum 21 – на 0,7 %, комбінації з A. vinelandii 56 – на 0,5 %. На фоні мінеральних добрив N120P90K120 виявились ефективними по впливу на крохмалистість бульб препарати на основі B. subtilis 5 та B. subtilis 5 + A. vinelandii 56, приріст крохмалю від яких досягав 0,4 %.

При застосуванні мікробного препарату фосформобілізуючих бактерій B. subtilis 5 і їх поєднання з азотфіксуючими A. chroococcum 21 спостерігалось зростання вмісту протеїну у неудобрених варіантах.

Оптимізація мінерального складу поживного середовища для отримання мікробульб картоплі в умовах in vitro. В досліді не спостерігалось впливу співвідношення макроелементів в поживному середовищі на кількість рослин, що утворювали бульби, яка коливалась в межах 53–61 шт. на 100 пробірок у обох сортів. З підвищенням концентрації заліза відбувалось підвищення інтенсивності бульбоутворення: у сорту Світанок київський кількість рослин з бульбами досягала 74 шт. на 100 пробірок, у сорту Повінь – 80 шт. на 100 пробірок.

Не виявлено впливу мінерального складу середовища на кількість бульб, утворених однією рослиною, яка у сорту Світанок київський була від 1,05 до 1,10 бульб на рослину, сорту Повінь – від 1,05 до 1,11 бульб на рослину.

При зміщенні співвідношення азот:калій в сторону збільшення азоту, середній діаметр однієї мікробульби збільшувався у сорту Світанок київський на 12 %, Повінь – на 7 %. В той же час зменшення вмісту азоту і підвищення калію хоча і зменшувало розмір бульб, але неістотно (на 1–3 %). Збільшення кількості заліза в поживному середовищі сприяло зростанню розміру мікробульб у сорту Світанок київський на 8 %, у соту Повінь – на 11 %. Середовище, збагачене на азот, збільшувало середню масу мікробульби сорту Світанок київський на 26 %, Повінь – на 16 %, збагачене на залізо – відповідно на 15 і 24 %.

Склад мінеральної основи середовища значно сильніше відображався на хімічному складі пагону в порівнянні з мікробульбами. Спостерігалась чітка залежність між вмістом азоту, фосфору і калію в пагонах і їх кількістю в поживному середовищі. В мікробульбах пробіркових рослин картоплі різниця вмісту азоту, фосфору і калію між різними варіантами мінеральної основи поживного середовища була значно меншою в порівнянні