ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

ЗОЛОТАР ЮРІЙ ВАСИЛЬОВИЧ

УДК 635.655:631.82:631.847.2

ПРОДУКТИВНІСТЬ СОЇ ЗАЛЕЖНО ВІД КОМПЛЕКСНОЇ ДІЇ МІНЕРАЛЬНИХ ТА БАКТЕРІАЛЬНИХ ДОБРИВ В УМОВАХ ПІВНІЧНОГО ЛІСОСТЕПУ

Спеціальність: 06.01.09 – рослинництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті землеробства Української академії

аграрних наук протягом 2001-2003 рр.

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

КАМІНСЬКИЙ Віктор Францевич,

Інститут землеробства УААН,

завідувач лабораторії інтенсивних технологій

зернобобових та круп’яних культур

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

ЗІНЧЕНКО Олександр Іванович,

Уманський державний аграрний університет,

завідувач кафедри рослинництва і кормовиробництва

кандидат сільськогосподарських наук,

ГРАБОВСЬКИЙ Олексій Олександрович,

Білоцерківський державний аграрний університет,

доцент кафедри рослинництва

Провідна установа: Інститут цукрових буряків, м. Київ

Захист відбудеться 24.05. 2005 року о 10 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Інституті землеробства УААН

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо направляти за адресою: Україна, 08162, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН.

Автореферат розісланий 20.04. 2005 року

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук Л.О. КРАВЧЕНКО

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

У сучасному світовому землеробстві серед зернобобових і олійних культур соя займає одне із важливих місць за вмістом білка та рослинної олії. До складу її насіння входить від 38 до 45% протеїну, від 20 до 27% олії та понад 20% вуглеводів, а також ферменти, різні вітаміни та мінеральні речовини, тому ця культура відіграє нині вирішальну роль у сільськогосподарському виробництві. Однак, існуючі технології вирощування сої є енергонасиченими і базуються на максимальному використанні мінеральних добрив та пестицидів, частка яких в енергетично-економічному балансі витрат на її вирощування складає понад 50-60%. Надійним шляхом одержання високоякісних, екологічно чистих продуктів харчування з насіння сої та зниження собівартості продукції є впровадження у виробництво таких технологій вирощування, які б передбачали високоінтенсивне функціонування симбіотичної системи, фіксацію атмосферного азоту, обмежене застосування пестицидів та мінеральних добрив.

Актуальність теми. Розробленню наукових основ підвищення врожайності насіння сої за рахунок удосконалення елементів технології вирощування присвячено багато досліджень вітчизняних науковців (А.К. Лещенко, 1962; А.О. Бабич, 1974; Ф.Ф. Адамень, 1984; В.Ф. Петриченко, 1989 та інші). Проте до останнього часу ще не повною мірою вирішене питання комплексної дії агротехнічних факторів, зокрема мінеральних та бактеріальних добрив на формування фотосинтетичного та симбіотичного апарату рослин сої, елементів структури врожаю та агроценозу в цілому, на зміну біохімічних показників насіння сої скоростиглих сортів, адаптованих до умов північного Лісостепу України. Практично не вивчений вплив комплексних бактеріальних препаратів, складовими яких є симбіотичні бульбочкові бактерії та фосформобілізівні мікроорганізми на азотфіксувальну здатність рослин сої за одночасної мобілізації важкодоступних ґрунтових фосфатів при різних рівнях мінерального удобрення. Це і визначило вибір теми дисертаційної роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами та темами. Робота є складовою частиною тематичного плану Інституту землеробства УААН згідно НТП “Зернові та олійні культури”, завдання “Розробити ресурсозберігаючі технології вирощування зернобобових, олійних і круп’яних культур в умовах Лісостепу й Полісся України” (№ державної реєстрації 0101U003827).

Мета і задачі досліджень. Метою наших досліджень є встановлення закономірностей процесу формування елементів продуктивності скоростиглого сорту сої залежно від мінеральних добрив і різних видів бактеріальних препаратів та удосконалення технології її вирощування.

У зв’язку з цим передбачалось вирішити наступні задачі:

- встановити особливості росту, розвитку рослин і формування врожаю

насіння сої та його якості залежно від мінерального удобрення та передпосівної інокуляції насіння бактеріальними препаратами;

- виявити дольову участь мінеральних та бактеріальних добрив у

формуванні врожаю насіння сої;

- встановити та обґрунтувати оптимальні варіанти мінерального удобрення для

ефективної діяльності симбіотичної системи рослин сої;

- визначити оптимальні параметри процесу формування та функціонування

симбіотичного апарату рослин сої залежно від виду бактеріального препарату та мінерального удобрення;

- встановити вплив посіву сої за різних варіантів удобрення на динаміку основних

поживних елементів (N, Р, К) у ґрунті;

- дати економічну та енергетичну оцінку ефективності елементів технології

вирощування сої сорту Київська 98;

Об’єкт дослідження – процес росту, розвитку та формування врожаю насіння сої, його якості залежно від технологічних прийомів.

Предмет досліджень – скоростиглий сорт сої Київська 98, мінеральні та бактеріальні добрива.

Методи дослідження. Польовий – визначення взаємодії об’єкта досліджень з природними та агротехнічними факторами; вимірювальний та ваговий - встановлення біометричних показників росту й розвитку рослин і врожаю насіння сої; лабораторний - проведення агрохімічного аналізу ґрунту та визначення якості насіння; розрахунково–порівняльний - оцінка економічної та енергетичної ефективності удосконаленої технології вирощування сої; статистично-математичний - проведення дисперсійного аналізу та статистичної обробки даних для встановлення достовірності отриманих результатів досліджень.

Наукова новизна. Відповідно до умов північного Лісостепу України встановлено основні закономірності формування морфометричної структури рослин сої в процесі їх індивідуального росту і розвитку; особливості формування врожайності та якості насіння залежно від досліджуваних агроекологічних факторів, що дозволило удосконалити технологію вирощування даної культури. Виявлені оптимальні параметри поєднання у технології вирощування сої мінеральних добрив та комплексних бактеріальних препаратів на сірих лісових ґрунтах. Визначений рівень накопичення симбіотичного азоту в ґрунті та динаміка у ньому фосфору і калію в посівах сої.

Практичне значення одержаних результатів полягає у розробленні рекомендацій з удосконалення елементів технології вирощування скоростиглого сорту сої Київська 98, які за рахунок максимальної реалізації потенціалу продуктивності культури забезпечують отримання додатково 7,0-8,0 ц/га насіння з високими якісними показниками.

Удосконалена технологія вирощування сої впроваджена протягом 2003-2004 років у виробничих умовах спільного підприємства “Інтерагро-Сквира” Сквирського району на площі 56 га і в ТОВ “Піщанське” Білоцерківського району Київської області на площі 44 га.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійним дослідженням здобувача. Автором проведений інформаційний пошук, аналіз і оцінка літературних джерел, визначено мету та задачі досліджень, проведені польові та лабораторні дослідження, сформовано основні положення дисертаційної роботи, здійснено інтерпретацію та узагальнення одержаних результатів, підготовлені друковані праці, звіти, забезпечено впровадження удосконаленої технології вирощування сої у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень оприлюднені на другій міжвузівській науково-практичній конференції аспірантів “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” (Вінниця, 2002), науково-практичній конференції молодих учених “Проблеми сучасного землекористування “ (Київ - Чабани, 2002), методичній комісії з питань землеробства і рослинництва Інституту землеробства УААН (2004 р.).

Публікації. За результатами досліджень за темою дисертації опубліковано 5 наукових праць, у тому числі 4 у фахових виданнях.

Структура й обсяг роботи. Матеріали дисертації викладено на 184 сторінках машинописного тексту. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків, практичних рекомендацій виробництву, списку використаних літературних джерел, який налічує 229 найменувань, у тому числі 13 - латиницею. Текст ілюстровано 28 таблицями, 9 рисунками. Додатки налічують 17 таблиць.

ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗДІЛ 1. ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ВРОЖАЮ НАСІННЯ СОЇ

(огляд літератури)

У розділі наведено короткий огляд результатів досліджень вітчизняних та закордонних науковців з питань впливу агротехнічних заходів і в цілому технологій вирощування на продуктивність сої. Встановлено ступінь реалізації біологічного потенціалу культури залежно від цих факторів та значення сої в народному господарстві. На основі аналізу літературних джерел встановлено рівень проведених досліджень з питань розробки технології вирощування сої та визначені основні напрямки її вдосконалення в умовах північного Лісостепу, а також розроблено програму дослідження за темою дисертації.

РОЗДІЛ 2. УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Експериментальна частина досліджень виконувалась протягом 2001-2003 рр. на дослідних полях лабораторії інтенсивних технологій зернобобових і круп’яних культур Інституту землеробства УААН у дослідному господарстві “Чабани”, яке розташоване в зоні північного Лісостепу. Ґрунт дослідної ділянки – сірий лісовий з такими агрохімічними характеристиками орного шару: вміст гумусу - 1,08-1,15% (за Тюріним), рНсольовий 5,4-5,6, легкогідролізованого азоту (за Корнфілдом) - 7,9-8,1 мг/100 г ґрунту, рухомого фосфору та обмінного калію (за Чириковим) – відповідно 11,4-12,6 і 8,0-9,0 мг на 100 г ґрунту.

Погодні умови за основними гідротермічними показниками (температурний режим та кількість опадів) різнились за роками проведення досліджень та мали суттєві відхилення від середніх багаторічних показників. Особливістю вегетаційних періодів 2001 та 2003 рр., коли був сформований максимальний рівень продуктивності сої у досліді, були сприятливі погодні умови у фази цвітіння, утворення та наливу бобів, дозрівання насіння. Другий рік досліджень, на відміну від першого та третього, характеризувався надмірною кількістю опадів (показник ГТК відповідно становив 1,8; 0,9 та 1,1) з істотною нерівномірністю їх випадання у часі та високими середньодобовими температурами повітря протягом вегетаційного періоду культури.

У досліді вивчали ефективність дії бактеріальних препаратів нітрагіну та фосфонітрагіну на фоні різних рівнів мінерального удобрення та без нього. Інокуляцію насіння сої бактеріальними препаратами на основі високоактивного штаму симбіотичних азотфіксувальних бактерій Bradyrhizobium japonicum 71T та різних видів фосформобілізівних мікроорганізмів селекції лабораторії ґрунтової мікробіології Інституту землеробства УААН проводили в день сівби згідно відповідних рекомендацій.

Мінеральні добрива вносили у вигляді аміачної селітри (34,4% д.р.), гранульованого суперфосфату (19,8% Р2О5) та калімагнезії (28,0% К2О) під передпосівну культивацію.

Сівбу проводили скоростиглим сортом сої Київська 98, внесеного до Реєстру сортів рослин України з 2001 року. Оригінатор сорту - Інститут землеробства УААН.

Попередник – озима пшениця. Норма висіву насіння – 700 тис. шт./га схожих насінин. Агротехніка в досліді – загальноприйнята для зони Лісостепу, за виключенням факторів, які вивчались (мінеральні добрива та бактеріальні препарати). Площа облікової ділянки – 25,0 м2, повторність досліду чотириразова.

Дослідження проводились згідно з методикою дослідної справи за Б.О. Доспєховим (1985).

Двофакторний дослід закладали за наступною схемою:

Фактор А - мінеральні добрива, кг/га д.р. | Фактор В - бактеріальні препарати

1) Без добрив (контроль) | 1) без передпосівної інокуляції насіння (контроль)

2) N30Р60К90 | 2) нітрагін, на основі штаму азотфіксувальних бактерій Bradyrhizobium japonicum 71T – фон

3) Р60К90 | 3) фосфонітрагін №1 (фон + Achromobacter album 1122) *

4) Р60 | 4) фосфонітрагін №2 (фон + Bacillus. sp. 4)

5) К90 | 5) фосфонітрагін №3 (фон + Bacillus. sp. KB)

6) N30Р60 | 6) фосфонітрагін №4 (фон + Bacillus. sp. 8)

7) N30К90 | 7) фосфонітрагін №5 (фон + B. mucilaginosus)

Для вирішення поставлених задач проводився комплекс досліджень, підрахунків і спостережень:

- фенологічні за основними фазами росту та розвитку рослин - згідно “Методики Держсортовипробовування сільськогосподарських культур” (1985 р.);

- облік густоти стояння рослин - у фазі повних сходів і перед збиранням урожаю на двох несуміжних повтореннях згідно “Методики Держсортовипробовування сільськогосподарських культур” (1985);

- висота рослин - на двох несуміжних повтореннях шляхом вимірювання у п’яти рівновіддалених місцях ділянки в основні фази росту та розвитку рослин;

- наростання вегетативної маси та накопичення сухої речовини в динаміці за основними фазами росту та розвитку рослин - шляхом відбору проб із двох несуміжних повторень, у яких визначали сиру масу рослин, вміст сухої речовини;

- площу листкової поверхні - методом “висічок”;

- азотфіксувальну здатність рослин - методом порівняння з небобовою культурою – ячменем ( сорт Рось) ( Трєпачов Є.П., 1981);

- аналіз елементів структури врожаю проводили за пробними снопами, відібраними з двох несуміжних повторень з ділянок розміром 1 м2 ;

- облік урожаю насіння проводили з кожної ділянки прямим комбайнуванням (комбайн “Сампо – 130”);

- оцінку якісних показників насіння (вміст сирого протеїну, жиру, клітковини, золи) визначали методом інфрачервоної спектрометрії на інфрачервоному аналізаторі NIP-4500 Scanner 4250 із комп’ютерним забезпеченням ADI DM 3114. Хімічний аналіз насіння та ґрунту виконано в лабораторії агроекології та аналітичних досліджень Інституту землеробства УААН;

- економічну та енергетичну ефективність проектів технології вирощування сої

розраховували згідно “Методичних вказівок по визначенню економічної та енергетичної ефективності вирощування сільськогосподарських культур” (1999);

- математичну обробку експериментальних даних проводили методом дисперсійного і

кореляційно-регресійного аналізу згідно “Методики польового досліду” (Доспєхов Б.О., 1985) на персональному комп’ютері Pentium-III із використанням спеціальних пакетів програм.

РОЗДІЛ 3. ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ СОЇ ЗАЛЕЖНО ВІД РІВНЯ МІНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕННЯ ТА ІНОКУЛЯЦІЇ НАСІННЯ

Вплив інокуляції насіння та мінеральних добрив на формування густоти стояння рослин у посівах сої. Встановлено, що густота рослин сої та її динаміка протягом вегетаційного періоду більшою мірою залежали від мінеральних добрив і в меншій - від передпосівної інокуляції насіння бактеріальними препаратами.

Внесення калійних добрив (90 кг/га д.р.) забезпечило густоту рослин у фазі повних сходів 64,1 шт./м2 та кількість рослин перед збиранням врожаю 59,0 шт/м2. Кількість збережених рослин на період збирання врожаю на цьому варіанті становила 92,0% по відношенню до фази повних сходів.

Аналіз впливу передпосівної інокуляції насіння на динаміку густоти посіву сої показав, що її ефективність мала диференційований характер залежно від виду бактеріального препарату. Вищий відсоток збереження рослин відмічався у варіанті досліду за передпосівної інокуляції насіння фосфонітрагіном №1 – 85,5% (кількість рослин у фазу повних сходів становила 55,0, а перед збиранням – 47,0 шт./м2).

У варіантах за внесення азотно-калійних (N30К90) та калійних (К90) добрив та сівбою насінням, інокульованим фосфонітрагіном №1, був найвищий показник збереження рослин на період збирання врожаю – 94,1 і 95,0%.

Динаміка формування вегетативної маси рослин сої. У процесі досліджень встановлено, що максимальне накопичення вегетативної маси та маси сухої речовини рослинами сої, незалежно від варіанту, відмічено в період утворення та наливу бобів. Щодо впливу факторів, які досліджувались як складові технології, то слід відмітити позитивну дію за їх сумісного використання, порівняно з роздільним.

Максимальну вегетативну масу сформували рослини у варіанті за внесення N30К90 та сівби насінням, інокульованим фосфонітрагіном №1 – 52,1 г/рослину, тоді як маса рослин на абсолютному контролі не перевищувала 25,7 г /рослину.

Аналізуючи вплив бактеріальних препаратів на варіанті без внесення мінеральних добрив необхідно відмітити, що інокуляція насіння фосфонітрагіном №1 та №2 значно ефективніше впливала на формування надземної біомаси рослин, порівняно з варіантами, де сівба проводилась насінням, інокульованим лише Br.japonicum 71T , та абсолютним контролем. На цих варіантах інокуляції відмічено також вищі показники накопичення вегетативної маси - 45,3 і 43,9 г/рослину, що перевищувало варіант, де інокуляцію насіння проводили Br.japonicum 71T, на 4,2 і 1,2% та показник абсолютного контролю - на 43,3 і 41,5%, відповідно.

При визначенні ефективності впливу мінеральних добрив на величину надземної маси рослин слід відмітити вищий показник на варіанті за внесення Р60К90 - 38,3 г/рослину, що перевищувало контроль на 32,9%.

Динаміка накопичення сухої речовини рослинами сої. Накопичення органічної речовини в процесі вегетації рослин сої є основною похідною процесу фотосинтезу, яка характеризує продуктивність посівів. Щоб мати змогу об’єктивно оцінити потенціал продуктивності посівів сої залежно від факторів, які вивчались, аналізувались показники площі листкового апарату та накопичення сухої речовини рослинами сої.

Спостереження за динамікою накопичення сухої речовини рослинами сої протягом періоду вегетації показали, що найнижчий рівень цього показника був відмічений на абсолютному контролі – 9,0 г/рослину (табл. 1).

На варіантах досліду, де вносили калійні (К90) та азотно-калійні (N30К90) добрива, а сівбу проводили насінням, інокульованим фосфонітрагіном №1, цей показник зростав до максимального рівня в досліді - 14,8 і 15,4 г/рослину. На варіанті без добрив передпосівна інокуляція насіння сої фосфонітрагіном №1 забезпечила приріст маси сухої речовини у фазі наливу бобів 30,8%, порівняно з контрольним варіантом. Інокуляція насіння нітрагіном та фосфонітрагіном №2 забезпечила практично однаковий приріст маси сухої речовини - 27,5 і 28,0%.

Серед варіантів з добривами найефективнішим виявилось внесення калійних та фосфорно-калійних добрив у дозі К90 та Р60К90, що забезпечило збільшення маси сухої речовини відповідно до 10,0 і 11,4 г/рослину порівняно з контролем.

Таблиця 1

Накопичення маси сухої речовини сої залежно від мінеральних добрив та інокуляції насіння (середнє за 2001-2003 рр.), г/рослину

Бактеріальний

препарат |

Мінеральні добрива, кг/га д.р.

без

добрив | N30Р60К90 | Р60К90 | К90 | N30К90

1* | 2* | 3* | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3

Без інокуляції

(контроль) | 2,2 | 3,1 | 9,0 | 3,0 | 3,1 | 9,0 | 3,4 | 3,9 | 11,4 | 3,2 | 3,6 | 10,0 | 3,3 | 3,5 | 9,8

Нітрагін | 4,2 | 4,9 | 12,4 | 4,2 | 5,1 | 13,1 | 4,5 | 4,9 | 13,4 | 4,2 | 5,0 | 12,3 | 4,9 | 5,4 | 13,6

Фосфонітрагін №1 | 4,4 | 5,2 | 13,0 | 4,7 | 5,6 | 14,0 | 4,6 | 5,5 | 13,8 | 4,6 | 5,2 | 14,8 | 5,0 | 5,7 | 15,4

Фосфонітрагін №2 | 4,4 | 5,3 | 12,5 | 4,5 | 5,7 | 12,7 | 4,5 | 5,8 | 14 | 4,5 | 5,4 | 13,1 | 4,6 | 5,4 | 13,7

Фосфонітрагін №3 | 3,8 | 4,7 | 11,3 | 4,3 | 4,9 | 13,2 | 4,1 | 5,0 | 14,2 | 4,0 | 5,2 | 12,7 | 4,7 | 5,5 | 14,5

Фосфонітрагін №4 | 3,7 | 4,5 | 12,0 | 4,3 | 4,8 | 12,4 | 4,1 | 4,9 | 12,9 | 4,1 | 4,7 | 12,5 | 4,6 | 4,8 | 14,2

Фосфонітрагін №5 | 4,0 | 4,6 | 11,5 | 3,9 | 4,8 | 12,9 | 4,3 | 4,7 | 12,8 | 4,0 | 5,1 | 11,6 | 4,5 | 4,8 | 12,9

V, % | 13,9 | 14,1 | 11,9

Примітка. 1*- фаза бутонізації; 2* - фаза цвітіння; 3* - фаза наливу бобів.

Передпосівна інокуляція насіння фосфонітрагіном №1 та №2 сприяла накопиченню більшої кількості сухої речовини (739,1 та 735,1 г/м2), порівняно з показником контрольного варіанту (626,0 г/м2).

Встановлено вищу ефективність від внесення калійних та фосфорно-калійних мінеральних добрив у дозі К90 та Р60К90, де кількість сухої речовини відповідно становила 658,3 та 667,8 г/м2.

Максимальна кількість сухої речовини накопичувалась рослинами сої на варіантах досліду, де сівба проводилась насінням, обробленим фосфонітрагіном №1 і вносились калійні та азотно-калійні добрива – 888,1 і 889,1 г/м2, за показника на контролі 626,0 г/м2.

Особливості формування площі листкової поверхні рослин сої залежно від мінеральних добрив та інокуляції насіння. Вивчення особливостей процесу формування листкового апарату рослинами сої у досліді показало, що його розмір в основні фази росту та розвитку, темпи початкового його росту і швидке наростання до максимального рівня значною мірою залежали від рівня мінерального удобрення та інокуляції насіння бактеріальними препаратами. Найінтенсивніше наростання листкового апарату (до максимального рівня) відмічалось у фазі наливу бобів.

Найменшу площу листкової поверхні рослини сої сформували на абсолютному контролі – 340,0 см2/рослину. Із варіантів удобрення більший вплив на формування листкового апарату мало поєднання фосфорних та калійних добрив (Р60К90), що забезпечило зростання площі листкової поверхні до 504,1 см2/рослину. На варіантах за передпосівної інокуляції насіння вищу ефективність забезпечила обробка насіння фосфонітрагіном №1 – 672,6 см2/рослину. Ефективна дія цього препарату ще більше проявилась за сумісного застосування з азотно-калійними добривами - 890,4 см2/рослину.

Залежно від дії факторів, які вивчалися в досліді, встановлено, що індекс листкової поверхні рослин сої на варіантах за передпосівної інокуляції насіння бактеріальними препаратами був вищий, ніж на контролі. На варіантах, посіяних насінням, інокульованим фосфонітрагіном №1, цей показник знаходився на рівні 5,4 м2/м2, а інокульованим штамом Br.japonicum 71T - зменшився до 5,2 м2/м2 (табл. 2).

На абсолютному контролі він складав 3,3 м2/м2, тоді як за внесення фосфорно-калійних добрив (Р60К90) зростав до 4,3 м2/м2.

Таблиця 2

Показник індексу листкової поверхні рослин сої залежно від мінеральних добрив та інокуляції насіння (середнє за 2001-2003 рр.), м2/м2

Бактеріальний препарат | Мінеральні добрива, кг/га д.р.

без

добрив | N30Р60К90 | Р60К90 | К90 | N30К90

1* | 2* | 3* | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3

Без інокуляції

(контроль) | 0,4 | 1,7 | 3,3 | 0,5 | 2,4 | 3,9 | 0,6 | 3,1 | 4,3 | 0,5 | 2,3 | 4,0 | 0,4 | 2,6 | 3,8

Нітрагін | 0,5 | 2,9 | 5,2 | 0,8 | 3,5 | 5,7 | 0,7 | 3,4 | 5,9 | 0,6 | 3,0 | 6,0 | 0,8 | 3,9 | 6,3

Фосфонітрагін №1 | 0,8 | 3,5 | 5,4 | 0,9 | 3,9 | 6,1 | 0,9 | 3,5 | 5,5 | 0,9 | 3,6 | 5,4 | 0,8 | 4,0 | 6,2

Фосфонітрагін №2 | 0,7 | 3,3 | 5,1 | 0,8 | 3,8 | 5,9 | 0,6 | 3,4 | 4,4 | 0,8 | 3,5 | 4,3 | 0,7 | 3,6 | 4,7

Фосфонітрагін №3 | 0,7 | 3,2 | 4,9 | 0,7 | 3,7 | 5,4 | 0,8 | 3,4 | 5,3 | 0,7 | 3,3 | 5,4 | 0,8 | 3,9 | 5,4

Фосфонітрагін №4 | 0,8 | 3 | 4,6 | 0,8 | 3,5 | 6,0 | 0,7 | 3,2 | 4,8 | 0,9 | 3,4 | 4,8 | 0,8 | 4,1 | 4,9

Фосфонітрагін №5 | 0,6 | 3,1 | 4,3 | 0,6 | 3,4 | 4,5 | 0,8 | 3,9 | 5,4 | 0,7 | 3,1 | 4,6 | 0,7 | 3,4 | 5,3

V,% | 19,2 | 15,2 | 14,7

Примітка. 1*- фаза бутонізації; 2* - фаза цвітіння; 3* - фаза наливу бобів.

Максимальний показник індексу листкової поверхні відмічався на варіантах, де вносили азотно-калійні добрива (N30К90), а сівбу проводили насінням, обробленим фосфонітрагіном №1 та нітрагіном – відповідно 6,2 і 6,3 м2/м2.

Фотосинтетичний потенціал посіву сої. Накопичення органічної речовини більшою мірою залежить не тільки від величини листкової поверхні рослин, але й від тривалості її функціонування. Важливим показником діяльності листкового апарату є фотосинтетичний потенціал посіву (ФПП). Максимальний фотосинтетичний потенціал за період вегетації рослин сої, на рівні 3,02 млн.м2 діб/га, сформувався на варіанті досліду, де вносили калійні добрива (К90), а сівбу проводили насінням, інокульованим фосфонітрагіном №1. На контрольному варіанті цей показник становив 1,31 млн.м2 діб/га. Протягом періоду вегетації сумарний показник фотосинтетичного потенціалу посіву рослин сої на варіанті без добрив з інокуляцією насіння фосфонітрагіном №1 складав 2,66 млн.м2 діб/га (рис.1).

Аналізуючи вплив мінеральних добрив на рівень фотосинтетичного потенціалу посіву, необхідно відмітити, що показник ФПП був вищий на варіанті за внесення калійних (К90) та фосфорно-калійних добрив (Р60К90) - відповідно 1,87 і 2,05 млн.м2 діб/га.

Симбіотичний апарат рослин сої. Відомо, що рослини сої, вступаючи у симбіоз із бульбочковими бактеріями, здатні фіксувати азот атмосфери. У проведених дослідженнях на азотфіксувальну здатність рослин сої впливав рівень мінерального удобрення культури та інокуляція насіння різними видами бактеріальних препаратів. Залежно від цих чинників змінювались кількість бульбочок на рослині, їхня маса та величина фіксованого азоту. Виявлено, що на корінні рослин сої на варіантах посіяних насінням, інокульованим бактеріальними препаратами, менша кількість бульбочок відмічена у фазі бутонізації, а максимальна – в період наливу бобів, яка в наступні фази зменшується.

На контрольному варіанті, де мала місце спонтанна інокуляція бактеріями роду Bradyrhizobium, які в достатній мірі розповсюджені в ґрунтах дослідного господарства “Чабани”, утворилось лише 26 шт. бульбочок на рослині масою 1,57 г, що забезпечило фіксацію 41,7 кг/га азоту, або 33,1% від його загальної кількості (рис.2). На варіанті досліду за внесення N30К90 та передпосівної інокуляції насіння фосфонітрагіном №1 кількість бульбочок зростала до 289 шт./рослині, маса - до 6,67 г/рослину, що забезпечило фіксацію азоту на рівні 99,5 кг/га (48,6%) .

Передпосівна інокуляція насіння сої фосфонітрагіном №1 на варіанті без внесення мінеральних добрив забезпечувала формування більшої кількості бульбочок - 226 шт./рослині, при масі 5,87 г, що обумовило фіксацію азоту до 80,7 кг/га ( частка від загальної кількості 48,7%).

Мінеральні добрива меншою мірою впливали на формування кількості та маси сирих бульбочок, порівняно бактеріальними препаратами та їх сумісним застосуванням. Серед варіантів з мінеральними добривами необхідно відмітити значний вплив фосфорно-калійних добрив (Р60К90) - кількість бульбочок на корінні рослин становила 104 шт./рослині, а маса - 2,63 г. За такого розвитку симбіотичного апарату фіксувалось 43,5 кг/га азоту ( абсолютний контроль - 41,7 кг/га).

Отже, внесення азотно-калійних добрив (N30К90) та передпосівна інокуляція насіння фосфонітрагіном №1 забезпечують високий рівень азотфіксації у рослин сої.

Динаміка поживного режиму ґрунту. Аналіз показників вмісту в ґрунті азоту, фосфору та калію перед сівбою та після збирання врожаю вказує на тенденцію до їх зниження. Так, наприклад, на абсолютному контролі вміст азоту в шарі ґрунту 0-10 см перед сівбою становив 74,2, тоді як перед збиранням – 69,5 мг/кг ґрунту. Кількість фосфору відповідно складала 26 і 19, а калію 26 і 17 мг/100 г ґрунту. У варіанті за внесення мінеральних добрив у дозі Р60К90 показники вмісту азоту, фосфору та калію відповідно становили: 76,1 і 69,1 мг/кг; 26,2 і 24,0 мг/100 г та 26,1 і 23,3 мг/100 г ґрунту.

РОЗДІЛ 4. УРОЖАЙНІСТЬ НАСІННЯ СОЇ ЗАЛЕЖНО ВІД МІНЕРАЛЬНИХ ТА БАКТЕРІАЛЬНИХ ДОБРИВ

Встановлено, що показники елементів структури врожаю змінювались залежно від умов року та істотно реагували на дію факторів, які досліджувались. Максимальну кількість бобів (18,8 і 18,8 шт.) та насіння на одній рослині (39,7 і 40,9 шт.) забезпечили внесення фосфорно-калійних (Р60К90) і калійних (К90) добрив та сівба насінням обробленим фосфонітрагіном №1. Максимальні показники індивідуальної продуктивності та маси 1000 насінин відмічались на варіанті за внесення фосфорних добрив (Р60) та сівбою насінням, інокульованим фосфонітрагіном №1 – 5,3 г/рослину та 155,7 г. На абсолютному контролі рослини сої сформували найменшу кількість бобів (12,2 шт/рослині) та насіння (23,1 шт/рослині), що забезпечило продуктивність рослин 3,5 г/рослині (рис.3).

За внесення фосфорно-калійних добрив у дозі Р60К90 на рослинах формувалась більша кількість бобів (17,2 шт/рослині) і насіння (30,9 шт/рослині), а продуктивність рослин зросла до 3,8 г. На неудобреному варіанті ефективною була передпосівна обробка насіння фосфонітрагіном №1, яка сприяла утворенню більшої кількості бобів (20,4 шт/рослині) та насіння (42,1 шт/рослині) і забезпечила вищу індивідуальну продуктивність рослин – 4,7 г.

Показником, який в кінцевому результаті відображає ефективність того чи іншого агрозаходу, є рівень врожайності насіння. Отримані результати підтвердили закономірність залежності рівня даної величини від метеорологічних умов, що складалися протягом періоду росту, розвитку та формування врожаю, рівня мінерального удобрення та видів бактеріальних препаратів. Виявлено, що сприятливішими за метеорологічними умовами були періоди вегетації 2001 та 2003 років, коли формувалась урожайність насіння сої в межах 29,0 і 30,0 ц/га, що в середньому на 2,0 і 3,0 ц/га вище від її рівня в 2002 році. На окремих варіантах досліду врожайність насіння в перший рік досліджень сягала – 29,6 ц/га, у другий – 26,8 ц/га і в третій – 30,1 ц/га. Першого та третього років досліджень кращими були варіанти, що передбачали внесення Р60К90 (2001 р.) і N30К90 (2003 р.) та передпосівну інокуляцію насіння фосфонітрагіном №1, другого року досліджень – варіант, який передбачав внесення азотно-калійних добрив (N30К90) та передпосівну обробку насіння фосфонітрагіном №3. Сумісне застосування мінеральних і бактеріальних добрив на зазначених варіантах досліду забезпечило прирости врожайності насіння, порівняно з абсолютним контролем, відповідно 8,0 ц/га (2001 р.), 12,8 ц/га (2002 р.) та 12,1 ц/га (2003 р.). Інші варіанти досліду, де вивчали як окрему, так і комплексну дію мінеральних і бактеріальних добрив, за рівнем врожайності насіння значно поступалися вищезгаданим (табл. 3).

Серед варіантів зі внесенням мінеральних добрив, слід відзначити ті, де вносили фосфорно-калійні (Р60К90) та калійні добрива (К90), які забезпечили врожайність насіння на рівні 26,4 – у 2001 та 22,0 ц/га – у 2003 році. Найнижчий рівень урожайності насіння отримано в 2002 році на варіанті за внесення азотно-калійних добрив (N30К90) – 15,2 ц/га.

Поміж варіантів досліду, які передбачали лише передпосівну інокуляцію насіння, слід відмітити вищу ефективність фосфонітрагіну №1, який у 2001 та 2002 роках забезпечив найвищу врожайність насіння сої - 25,4 та 17,5 ц/га, відповідно. У 2003 році ефективнішою виявилась передпосівна обробка насіння фосфонітрагіном №2, забезпечивши урожайність насіння на рівні 25,2 ц/га.

У середньому за роки досліджень встановлено, що серед варіантів, які передбачали комплексне застосування мінеральних та бактеріальних добрив, найвища урожайність насіння (на рівні 25,9 і 26,0 ц/га), сформувалась на варіантах зі внесенням азотно-калійних та калійних добрив за передпосівної інокуляції насіння фосфонітрагіном №1. На варіантах зі внесенням мінеральних добрив без інокуляції насіння максимальна врожайність відмічалась при внесенні фосфорно-калійних (Р60К90) та калійних (К90) добрив – 19,6 і 19,6 ц/га (при врожайності на абсолютному контролі 17,8 ц/га). На варіантах досліду, де застосували лише бактеріальні препарати вищу урожайність забезпечила обробка насіння фосфонітрагіном №1 - 22,1 ц/га, що перевищило контроль на 4,3 ц/га. Оцінка кореляційних зв’язків залежності врожайності насіння сої від показників елементів структури врожаю показала, що вона значною мірою залежала від індивідуальної продуктивності рослин (r=0,82). Встановлено тісну зворотну кореляційну залежність між густотою рослин та їх індивідуальною продуктивністю (r= - 0,80).

Таблиця 3

Урожайність насіння сої сорту Київська 98 залежно від мінеральних добрив та інокуляції насіння, ц/га

Бактеріальний

препарат | Мінеральні добрива, кг/га д.р.

без

добрив | N30Р60К90 | Р60К90 | К90 | N30К90

2001р. | 2002р. | 2003р. | середнє | 2001р. | 2002р. | 2003р. | середнє | 2001р. | 2002р. | 2003р. | середнє | 2001р. | 2002р. | 2003р. | середнє | 2001р. | 2002р. | 2003р. | середнє

Без інокуляції

(контроль) | 21,6 | 14,0 | 18,0 | 17,8 | 21,8 | 12,6 | 18,8 | 17,7 | 26,4 | 12,8 | 19,8 | 19,6 | 22,1 | 14,9 | 22,0 | 19,6 | 22,1 | 15,2 | 18,1 | 18,4

Нітрагін | 22,5 | 16,3 | 19,5 | 19,4 | 22,0 | 18,1 | 28,3 | 22,8 | 27,5 | 17,5 | 22,6 | 22,5 | 23,3 | 16,5 | 24,1 | 21,3 | 22,7 | 17,0 | 25,8 | 21,8

Фосфонітрагін №1 | 25,4 | 17,5 | 23,5 | 22,1 | 25,0 | 19,1 | 29,5 | 24,5 | 29,6 | 18,5 | 21,6 | 23,2 | 28,2 | 23,1 | 26,9 | 26,0 | 24,2 | 23,6 | 30,1 | 25,9

Фосфонітрагін №2 | 25,1 | 15,6 | 25,2 | 21,9 | 29,2 | 13,0 | 22,7 | 21,6 | 28,6 | 13,7 | 28,1 | 23,4 | 27,0 | 20,4 | 27,0 | 24,8 | 26,6 | 21,9 | 24,8 | 24,4

Фосфонітрагін №3 | 22,6 | 15,4 | 21,9 | 19,9 | 24,1 | 13,7 | 21,6 | 19,8 | 25,0 | 13,0 | 23,6 | 20,5 | 23,8 | 22,1 | 26,7 | 24,2 | 23,2 | 26,8 | 24,4 | 24,8

Фосфонітрагін №4 | 23,9 | 14,1 | 22,5 | 20,1 | 25,2 | 13,4 | 23,4 | 20,6 | 27,0 | 12,2 | 21,8 | 20,3 | 23,9 | 20,6 | 22,9 | 22,4 | 23,9 | 24,1 | 23,2 | 23,7

Фосфонітрагін №5 | 25,4 | 14,4 | 23,0 | 20,9 | 26,0 | 12,5 | 28,7 | 22,4 | 28,6 | 13,5 | 25,6 | 22,5 | 25,1 | 15,0 | 24,3 | 21,4 | 24,9 | 16,2 | 23,9 | 21,6

НІР05 | добрива | 1,3 | 0,8 | 0,6 | 0,4

інокуляція | 1,4 | 1,1 | 0,7 | 0,3

Висота прикріплення бобів нижнього ярусу. На варіантах досліду, де сівба проводилась насінням, інокульованим фосфонітрагіном №1, висота прикріплення бобів нижнього ярусу за рахунок зростання висоти рослин становила 6,6 см (на контролі – 3,5 см). Серед варіантів з мінеральними добривами вище були прикріплені боби нижнього ярусу на рослинах сої за внесення N30Р60К90 – 4,6 см.

Максимальна висота прикріплення бобів нижнього ярусу відмічалась на варіанті досліду при внесенні азотно-калійних (N30К90) та калійних (К90) добрив за передпосівної обробки насіння фосфонітрагіном №1. Вона становила 8,1 і 8,5 см, що перевищувало контроль у середньому на 5,0 см.

РОЗДІЛ 5. ЯКІСТЬ НАСІННЯ СОЇ

Встановлено позитивний вплив інокуляції насіння на ряд показників, який більшою мірою проявлявся за внесення мінеральних добрив: вміст сирого протеїну в насінні сої збільшувався на 1,2% при застосуванні фосфонітрагіну №2 та внесенні Р60К90 при показнику на контролі 42,0%; золи – на 0,7% на варіанті досліду за передпосівної обробки насіння фосфонітрагіном №3 та внесення К90 при рівні на контролі 5,4% (табл.4).

Таблиця 4

Вміст сирого протеїну в насінні сої та його збір залежно від мінеральних добрив та інокуляції насіння (середнє за 2001-2003 рр.)

Бактеріальний препарат | Мінеральні добрива, кг/га д.р.

без добрив | N30Р60К90 | Р60К90 | К90 | N30К90

1* | 2* | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2

Без інокуляції

(контроль) | 42,0 | 7,5 | 42,0 | 7,4 | 42,2 | 8,2 | 41,9 | 8,2 | 42,4 | 7,8

Нітрагін | 42,3 | 8,1 | 42,1 | 9,5 | 41,8 | 9,3 | 41,9 | 8,9 | 42,1 | 9,2

Фосфонітрагін №1 | 42,2 | 9,3 | 42,1 | 10,3 | 42,6 | 9,8 | 42,7 | 11,1 | 41,5 | 10,8

Фосфонітрагін №2 | 42,0 | 9,2 | 42,8 | 9,1 | 43,2 | 10,1 | 42,6 | 10,5 | 42,8 | 10,4

Фосфонітрагін №3 | 42,6 | 8,5 | 42,6 | 8,4 | 42,1 | 8,6 | 42,1 | 10,2 | 41,9 | 10,4

Фосфонітрагін №4 | 42,8 | 8,6 | 42,5 | 8,8 | 42,9 | 8,7 | 42,0 | 9,4 | 42,1 | 10,0

Фосфонітрагін №5 | 42,6 | 8,8 | 41,2 | 9,2 | 42,0 | 9,4 | 42,0 | 9,0 | 42,3 | 9,10

Примітка: 1*- вміст сирого протеїну, %; 2*- збір сирого протеїну, ц/га

Передпосівна обробка насіння на неудобреному варіанті забезпечила збільшення вмісту сирого протеїну та золи незалежно від бактеріального препарату, тоді як вміст жиру зменшувався, а вміст клітковини в насінні зростав лише на окремих варіантах. Найбільш чітко спостерігалась залежність між вмістом протеїну та жиру на варіанті без внесення мінеральних добрив і за передпосівної інокуляції насіння фосфонітрагіном №4. У цьому варіанті вміст протеїну був найвищий (42,8%) за мінімального вмісту жиру - 21,7% (на контролі – 22,3%). Найвищий вміст золи (5,9%) відмічено за передпосівної інокуляції насіння нітрагіном (на контролі 5,4%).

Серед варіантів з мінеральними добривами слід відмітити значний вплив азотно-калійних добрив (N30К90), які забезпечили збільшення вмісту протеїну на 0,4% (на контролі – 42,0%), тоді як вміст жиру досяг максимального рівня за внесення N30Р60К90 – 22,8%. Внесення калійних добрив (К90) сприяло збільшенню вмісту клітковини в насінні сої до 8,3% (на контролі 7,5%), а вміст золи в насінні знаходився в межах показника контрольного варіанта (5,4%).

Максимальні показники збору сирого протеїну (10,8 і 11,1 ц/га) забезпечували варіанти досліду, що передбачали внесення азотно-калійних та калійних добрив у дозі N30К90 та К90 і передпосівну інокуляцію насіння фосфонітрагіном №1.

Передпосівна обробка насіння бактеріальними препаратами, незалежно від їх композиції, забезпечила значні переваги в зборі сирого протеїну, порівняно як з контрольним, так і з варіантами мінерального удобрення. Внесення фосфорно-калійних (Р60К90) та калійних (К90) добрив забезпечило більший збір сирого протеїну - на рівні 8,2 і 8,2 ц/га, тоді як за передпосівної обробки