ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Херсонський державний аграрний університет
БАБИЧ ВІКТОРІЯ ЛЕОНІДІВНА
УДК: 633.14:631.82:631.67:(477.7)
ПРОДУКТИВНІСТЬ І ЯКІСТЬ ОЗИМОГО ЖИТА
ЗАЛЕЖНО ВІД ФОНІВ ЖИВЛЕННЯ ТА ЗРОШЕННЯ
В УМОВАХ ПІВДНЯ УКРАЇНИ
06.01.09 – рослинництво
А в т о р е ф е р а т
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Херсон – 2006
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті землеробства південного регіону Української академії аграрних наук протягом 1999-2002 рр.
Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор ГАМАЮНОВА ВАЛЕНТИНА ВАСИЛІВНА, Херсонський державний аграрний університет,
Міністерство аграрної політики України, завідувач кафедри ґрунтознавства та агрохімії
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор
ОРЛЮК АНАТОЛІЙ ПАВЛОВИЧ,
Херсонський державний аграрний університет,
Міністерство аграрної політики України, професор кафедри рослинництва
кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник
ВИБЛОВА АЛЛА ВОЛОДИМИРІВНА,
Генічеська дослідна станція Інституту зернового господарства Української академії аграрних наук, провідний науковий співробітник
Провідна установа: Південний філіал “Кримський агротехнологіч-ний університет” Національного аграрного університету, кафедра ґрунтознавства, меліорації і екології, Кабінет міністрів України,
м. Сімферополь
Захист відбудеться "17" березня 2006 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої 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 Херсонського державного аграрного університету за адресою: 73006, м. Херсон,
вул. Р. Люксембург, 23.
Автореферат розіслано "14" лютого 2006 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,кандидат сільськогосподарських наук, доцент __________ М.В.Минкін
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Нині актуальною є проблема удосконалення окремих технологічних прийомів вирощування основних зернових культур, а тому більш широкого впровадження потребують менш вимогливі культури з розробкою для їх виробництва ресурсозберігаючих елементів, які б забезпечили отримання високої продуктивності та якості зерна. До числа таких культур відноситься і озиме жито. Воно є рентабельним навіть на збіднених ґрунтах, де інші культури формують низьку продуктивність. Академіки УААН В.В.Медведєв (2000) та Є.М.Лебідь (2001) зазначають, що озиме жито в Україні займає невиправдано малі площі. Можливості жита досить великі, це культура степового екотипу, вона економно витрачає вологу, а в умовах зрошення здатна формувати високі стабільні врожаї зерна. Проте досліджень на півдні України з вивчення різних доз добрив без зрошення і тим більше на фоні зрошення, не проводили. Для регіону відсутня відпрацьована система живлення – як головний фактор у впливі на процеси росту, розвитку рослин озимого жита, підвищення врожаю і якості зерна. Для досліджень ці питання є досить актуальними.
Зв’язок роботи з науковими програмами, проектами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою частиною наукових досліджень лабораторії агрохімії Інституту землеробства південного регіону УААН з виконання державної науково-технічної програми "Продовольство" проекту "Зерно" № Державної реєстрації 0197U015756.
Мета і завдання досліджень. Метою роботи є вивчення процесів росту, розвитку, формування рівня врожаю, якості зерна озимого жита залежно від різних доз і сполучень мінеральних добрив, а також їх вплив на показники родючості незрошуваного та зрошуваного темно-каштанового середньосуглинкового слабкосолонцюватого ґрунту .
Для досягнення мети на вивчення поставлені такі завдання:–
встановити вплив мінеральних добрив на поживний режим ґрунту;–
визначити приріст надземної маси, динаміку формування площі листкової поверхні та фотосинтетичного потенціалу; –
дослідити вміст елементів живлення в зерні та надземній масі озимого жита, їх загальне винесення та витрати на формування одиниці врожаю;–
визначити сумарне водоспоживання озимого жита та коефіцієнт водоспоживання залежно від фонів живлення та зрошення;–
встановити вплив досліджуваних факторів на врожай зерна; –
визначити вміст у зерні озимого жита білка, амінокислот, біологічну цінність білків;–
визначити вміст крохмалю, загальних цукрів та окремі технологічні показники якості зерна;–
визначити у зерні озимого жита вміст сирого жиру, сирої клітковини, сирої золи та кальцію;–
дати економічне обґрунтування досліджуваним факторам вирощування озимого жита.
Об’єкт досліджень: формування врожаю і якості зерна озимого жита при вирощуванні його на темно-каштановому середньосуглинковому слабкосолонцюватому ґрунті на зрошенні і без зрошення залежно від фонів мінерального живлення.
Предмет досліджень: процеси росту й розвитку озимого жита за умови вирощування його на темно-каштановому середньосуглинковому слабкосолонцюватому ґрунті в південній зоні України під впливом досліджуваних факторів.
Методи досліджень: польовий короткотривалий дослід – для визначення врожаю, біометричні обліки та виміри; лабораторний - вміст основних елементів живлення в грунті, аналіз структури врожаю та якості зерна; розрахунковий – оцінка економічної ефективності досліджуваних елементів технології; статистичний – проведення дисперсійного аналізу та статистичного обробітку результатів дослідів.
Наукова новизна одержаних результатів. Уперше в умовах півдня України встановлені оптимальні норми добрив, які дозволяють одержувати максимальні врожаї зерна озимого жита на фоні зрошення і без зрошення з високими показниками якості. Визначено вплив досліджуваних факторів на вміст у зерні білка, амінокислот, біологічну цінність білків, крохмалю, загальних цукрів та інших показників якості. За матеріалами досліджень отримано деклараційний патент на винахід від 16.08.2004 р. (бюл. № ), №68535 А.
Практичне значення одержаних результатів. Виробництву рекомендовані норми мінеральних добрив для умов зрошення і без зрошення, які дозволяють на темно-каштанових середньосуглинкових слабкосолонцюватих ґрунтах вирощувати стабільні врожаї зерна озимого жита з високими показниками якості зерна й окупністю витрат на добрива за умови збереження родючості ґрунту. Основні положення дисертаційної роботи пройшли виробничу перевірку на полях ВАТ „Іскра" Цюрупинського району Херсонської області в 2002 році на площі - 20 га на зрошенні та 47 га - без зрошення.
Особистий внесок здобувача полягає у розробці програми досліджень, безпосередній участі у закладці польових дослідів, проведенні біометричних і фенологічних спостережень, виконанні лабораторних досліджень, узагальненні результатів досліджень, огляді літературних джерел, написанні та оформленні дисертації. Основні наукові положення і висновки, що наведені в дисертаційній роботі, одержані автором особисто. Частка здобувача у наукових працях, написаних сумісно, складає 75 %.
Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень доповідалися на Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні
(м. Дніпропетровськ, 2002 р.); VI з’їзді ґрунтознавців та агрохіміків України "Ґрунтознавство та агрохімія на шляху до сталого розвитку України"
(м. Умань, 2002 р.); Міжнародній науковій конференції молодих вчених "Актуальні проблеми землеробства на початку нового тисячоліття та шляхи їх вирішення" (м. Херсон, 2002 р.), на ІІ Міжнародній науково-практичній конференції "Актуальні питання розвитку земельної реформи в Україні"
(м. Херсон, 2004 р.); Професорсько-викладацькій і студентській науковій конференції, присвяченій 130-річчю учбового закладу Херсонського державного аграрного університету (м. Херсон, 2004 р.); засіданнях науково-методичної ради Інституту землеробства південного регіону Української академії аграрних наук (2000-2004 рр.).
Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 12 наукових праць, із них 7 - у фахових виданнях та отримано деклараційний патент на винахід.
Структура і обсяг роботи. Дисертація викладена на 172 сторінках машинописного тексту, містить 36 таблиць, 9 рисунків і 3 додатки. Складається зі вступу, 7 розділів, висновків, аналізу й узагальнення результатів досліджень. Список літературних джерел включає
323 найменування, у тому числі 53 іноземних авторів .
Основний зміст роботи
Стан вивченості питання
У розділі зроблено аналіз і узагальнення літературних джерел вітчизняних й зарубіжних учених із питань народногосподарського значення культури озимого жита, з якою проводили дослідження. Всебічно показано вплив факторів вирощування на процеси росту й розвитку, формування врожаю та якості зерна, елементи родючості ґрунту. Обґрунтована необхідність удосконалення окремих питань, що лягли в основу досліджень за темою дисертації.
Умови та методика проведення досліджень
Польові досліди проводили протягом 1999-2002 рр. у дослідному господарстві Інституту землеробства південного регіону УААН, що розташоване в зоні Інгулецької зрошувальної системи. Ґрунт дослідних ділянок темно-каштановий середньосуглинковий слабкосолонцюватий. В орному шарі (0 – 30 см) його міститься гумусу 2,0-2,2 %, загальних: азоту – 0,18, фосфору – 0,16, калію – 2,6%. Забезпеченість рухомими формами: азотом – низька, фосфором і калієм – середня. Щільність складення ґрунту
1,39-1,43 г/см3, загальна шпаруватість – 45,0%, найменша вологоємність
(0-100 см шару) – 20,5%, вологість в’янення – 9,1% від маси абсолютно сухого ґрунту.
Метеорологічні умови в роки проведення досліджень були типовими для південного регіону України з незначними коливаннями по роках досліджень. Середня температура повітря протягом вегетаційного періоду озимого жита була близькою до середньобагаторічної. Кількість опадів перевищувала середньобагаторічні показники особливо, в 1999-2000 рр., а їх розподіл протягом вегетації був нерівномірним.
Закладення та проведення дослідів, відбір ґрунтових і рослинних зразків, підготовку їх до аналізу проводили згідно з методичними вказівками, посібниками та ДСТУ. В досліді вивчалось озиме жито сорту
Харківське 85. Агротехніка вирощування – загальноприйнята для південної зони України.
Повторення досліду чотириразове, посівна площа ділянок 80,
облікова – 50 м2. Мінеральні добрива – аміачну селітру, гранульований суперфосфат, калійну сіль вносили врозкид під основний обробіток ґрунту, а також проводили підживлення азотом весною згідно зі схемою досліду.
Розрахункову норму добрива визначали для отримання врожайності зерна озимого жита без зрошення 25, а на фоні зрошення – 35 ц/га за методикою, розробленою в ІЗЗ УААН (Гамаюнова В.В., Філіп’єв І.Д., 1994). У середньому за роки досліджень під озиме жито вносили відповідно N74P10K0 та N106P18K0.
У ґрунті визначали вміст нітратного азоту (за Грандваль-Ляжем), рухомого фосфору – в 1% вуглецевоамонійній витяжці (за Мачигіним), обмінного калію – з цієї ж витяжки на полуменевому фотометрі. Вологість ґрунту визначали термостатно - ваговим методом.
Аналіз ґрунту на вміст у ньому мікроорганізмів проводили за загальноприйнятими методиками, амоніфікуючі бактерії визначали 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 рослин та зерні після їх мокрого озолення за Гінзбург з однієї наважки визначали вміст загальних: азоту – за К’єльдалем, фосфору – варіант Мерфі-Рейлі з застосуванням аскорбінової кислоти, калію – на полуменевому фотометрі.
Протягом вегетаційного періоду рослин проводили біометричні виміри: висоти рослин, площі листкової поверхні методом висічок, чистої продуктивності фотосинтезу (за Нічипоровичем, 1988 і за формулою Кидда-Веста-Бриггса), фотосинтетичного потенціалу посіву, наростання сирої та абсолютно сухої ваги надземної маси озимого жита.
Технологічний аналіз якості зерна проводили за загальноприйнятими методиками та ДСТами. Вміст білка та амінокислот (за методом Штейна, Мура на японському аналізаторі Hitachi-835) визначали в лабораторії якості зерна Селекційно-генетичного інституту УААН за амінокислотним складом, прирівнюючи до білка курячого яйця (метод Корпаці, Ліндера, Варга).
Вміст важких металів у зерні визначали на атомно-сорбційному фотометрі "Сатурн" в 1 н витяжці HCl в лабораторії ННЦ Інституту ґрунтознавства й агрохімії УААН. У зерні визначали вміст загальних цукрів – за Бертраном; сирої клітковини – ваговим методом, сирої золи – ваговим методом, сирого жиру – за методом знежиреного залишку на апараті ЕЖ ; кальцію – комплексонометрично, крохмалю – за методом Еверса.
Дані врожаю і результати досліджень, одержані в дослідах, обробляли, використовуючи сучасні методи статистики.
Для розрахунку економічної ефективності користувалися цінами на 01.10.2004 р.
Поживний режим ґрунту при вирощуванні озимого жита
Для формування сталих урожаїв з високими показниками якості для рослин необхідно створювати сприятливий режим живлення. Дослідження показали, що застосування мінеральних добрив істотно підвищувало вміст елементів живлення в ґрунті. Причому збільшення їх кількості знаходиться у прямій залежності від норми добрив. Так, в орному шарі незрошуваного ґрунту в період сходів за внесення на фоні Р30К30 азотного добрива N30 вміст нітратів порівняно з неудобреним контролем збільшувався на 45,0%, N60 – на 73,9, а N74 (розрахункової норми на фоні Р10К0) – на 82,9%, а в шарі
ґрунту 0-100 см відповідно на 35,6; 61,6 та 54,8%.
Аналогічно під впливом мінеральних добрив змінювалася і кількість рухомого фосфору та обмінного калію. За умови внесення однакових норм мінеральних добрив більше рухомих сполук азоту, фосфору і калію містилося у зрошуваному ґрунті.
У сезонній динаміці – протягом вегетації озимого жита – вміст усіх елементів живлення зменшувався і більшою мірою в зрошуваному ґрунті.
Саме зрошуваний ґрунт характеризувався дещо вищою мікробіологічною активністю порівняно з незрошуваним. За умови вирощування озимого жита на удобрених фонах кількість досліджуваних груп мікроорганізмів – бактерій, що мінералізують азот, та нітрифікуючих, азотбактеру, целюлозоруйнівних, амоніфікаторів і актиноміцетів була дещо більшою. Від сходів до фази колосіння чисельність їх груп зростала, а до повної стиглості зерна – зменшувалася.
Ріст і розвиток рослин озимого жита, вміст у них
поживних речовин залежно від досліджуваних факторів
Приріст надземної маси рослин озимого жита під впливом мінеральних добрив і зрошення істотно збільшувався (табл.1). Оскільки вони сприяли утворенню більшої кількості стебел – на фоні зрошення без добрив їх було 1513 шт./м2, а за внесення добрив – 1840-2043 шт./м2. Показник кущистості відповідно становив 6,1 та 6,3-6,7, приріст висоти рослин у фазу виходу у трубку був більшим на 7,5-13,0 см, а на початку колосіння – на 13,1-19,0 см порівняно з неудобреними рослинами. Добрива і зрошення позитивно впливали і на розміри колоса озимого жита.
Аналогічно під дією цих факторів змінювалася і площа листкової поверхні рослин. Максимальних розмірів цей показник досяг у період колосіння. У озимого жита при вирощуванні його на фоні зрошення площа асиміляційного апарату досягла 17,1 без добрив та 26,0-29,2 тис.м2/га - за їх внесення, а без зрошення - 15,3 та 24,1-26,0 тис. м2/га відповідно.
Між розміром листкової поверхні рослин і рівнем урожаю була встановлена пряма кореляційна залежність. У фазу кущіння у зрошуваного озимого жита коефіцієнт кореляції становив 0,89±0,05; виходу рослин у трубку – 0,91±0,06, колосіння – 0,91±0,05. За вирощування культури без поливу наведені показники виявилися такими: 0,86±0,05; 0,88±0,05 та 0,92±0,06.
Чиста продуктивність фотосинтезу максимуму досягла у міжфазний період виходу рослин у трубку-колосіння. Більшою вона була у рослин за вирощування на фоні зрошення. Тісний зв’язок встановлено між фотосинтетичним потенціалом посівів озимого жита та врожаєм зерна. Кореляційна залежність у озимого жита за вирощування на зрошуваних ділянках становила 0,88±0,10, а незрошуваних – 0,85±0,14.
Таблиця 1
Наростання вегетативної маси рослин озимого жита
залежно від факторів вирощування (середнє за 2000-2002 рр.), г/м2
Варіант досліду | Вихід у трубку | Колосіння | Повна стиглість зерна | маса снопа | у т.ч. маса листя | маса снопа | у т.ч. маса листя | маса снопа | у т.ч. маса листя | На фоні зрошення | Без добрив | 1288 | 282 | 2200 | 468 | 1014 | 209 | N30P30K30+N30 | 1537 | 339 | 2708 | 598 | 1283 | 231
N60P30K30 | 1838 | 438 | 2800 | 624 | 1306 | 237
N60P30K30+N30 | 1911 | 449 | 3245 | 730 | 1340 | 243 | Розрахункова норма добрив на 35 ц/га | 1904 | 433 | 3207 | 712 | 1321 | 239 | HIP05 | 77-84 | 34-39 | 90-97 | 40-46 | 31-36 | 14-18 | Без зрошення | Без добрив | 919 | 207 | 1736 | 382 | 920 | 166 | N30P30K30 | 1260 | 283 | 2397 | 527 | 1206 | 205
N60P30K30 | 1629 | 360 | 2734 | 601 | 1256 | 214
N30P30K30+N30 | 1516 | 354 | 2709 | 596 | 1240 | 211
N60P60K30 | 1652 | 357 | 2766 | 605 | 1265 | 215
N60P30K30+N30 | 1732 | 381 | 2956 | 653 | 1308 | 222 | Розрахункова норма добрив на 25 ц/га | 1715 | 378 | 2940 | 650 | 1296 | 218
HIP05 | 87-95 | 29-33 | 85-91 | 35-43 | 32-39 | 26-30
Досліджувані фактори істотно впливали на вміст елементів живлення в надземній масі, зерні та соломі озимого жита і на їх винесення урожаєм. За вирощування культури на однакових фонах удобрення, винесення загальних азоту, фосфору та калію зерном з відповідною кількістю соломи зрошуваним озимим житом був значно більшим, порівняно з незрошуваним, а витрати їх на формування одиниці врожаю різнилися менш суттєво. Наприклад, винесення азоту 1 т зерна з відповідною кількістю соломи на фоні зрошення без добрив становила 24,6, а за їх внесення – 25,9-27,8 кг. Без зрошення наведені показники відповідно складали: 24,6 та 25,4-28,6 кг/т.
Показники витрат NPK одиницею продукції збільшувались із підвищенням норм мінеральних добрив, і передусім - азотних. У середньому загальне винесення зрошуваним озимим житом становило по азоту
26,5, фосфору 14,4, калію 32,0, а незрошуваним відповідно
26,5; 13,5 та 33,2 кг/т.
У зерні зрошуваного озимого жита містилось дещо більше заліза й міді, порівняно з незрошуваним, а вміст цинку, навпаки, був дещо більшим у незрошуваному зерні. У кількості кадмію, марганцю та свинцю чіткої різниці не встановлено.
Водоспоживання озимого жита залежно
від фонів зрошення та живлення
У посушливих районах з недостатнім і нестійким зволоженням, одним із головних факторів інтенсифікації землеробства є зрошення. Різна кількість опадів і температурний режим повітря у роки досліджень зумовили неоднакову кількість поливів і зрошувальних норм.
Сумарне водоспоживання зрошуваного озимого жита на 13,9-15,2 % було більшим, ніж за вирощування його без зрошення. Внесення мінеральних добрив підвищувало величину сумарного водоспоживання. У балансі сумарного водоспоживання найбільша частка належала атмосферним опадам. У середньому за 2000-2002 рр. у балансі сумарного водоспоживання зрошуваного неудобреного озимого жита на опади припадало 69,2, поливну воду - 20,2, ґрунтову вологу - 10,6 %, а у 2001 році, коли за період весняно-літньої вегетації випало 200,8 мм опадів, наведені показники становили відповідно 76,3;
15,2 та 8,5 %.
Як на фоні зрошення, так і без нього внесення мінеральних добрив призводили до істотного зменшення коефіцієнта водоспоживання. Причому витрати води на формування тонни зерна зрошуваним озимим житом були меншими на 15,0-21,3 %.
Середній приріст урожайності від зрошення у варіанті без добрив становив 5,8 ц/га, на фоні N60P30K30+N30 – 9,9, а розрахункової норми – 12,9 ц/га. Окупність 1м3 поливної води зерном у наведених варіантах у середньому становила
1,37; 2,52 та 3,14 кг з коливаннями по роках досліджень у межах 0,86-1,93;
0,97-3,43 та 1,79-4,33 кг зерна/м3 води відповідно.
Урожай та якість зерна озимого жита
Встановлено позитивний вплив мінеральних добрив та зрошення на продуктивність рослин озимого жита (табл.2). Ефективність добрив зростала із застосуванням зрошення. Так, за внесення N60P30K30+N30 порівняно з неудобреним контролем урожайність зерна без зрошення збільшувалася на 9,9, на фоні зрошення – 14,1, а за сумісної дії факторів – на 19,8 ц/га, або на 102,6%.
Максимальну продуктивність і окупність одиниці добрива додатковим урожаєм за вирощування як на зрошуваних ділянках, так і без зрошення отримали за внесення розрахункових норм мінеральних добрив. До того ж на обох фонах урожай виявився вищим за розрахунковий, що пов’язано зі сприятливими погодними умовами та їх впливом на процеси мінералізації й мікробіологічну активність ґрунту.
Таблиця 2
Урожайність зерна озимого жита залежно від добрив
на фоні зрошення та без зрошення, ц/га
Варіанти | Роки досліджень | У середньому за 2000-2002 рр. | 2000 | 2001 | 2002 | урожай-ність
ц/га | прибавка | окупн.
1 кг д.р. добрива зерном, кг
ц/га | % | На фоні зрошення | Без добрив | 19,3 | 22,8 | 32,7 | 25,0 | - | - | - | N30P30K30+N30 | 29,8 | 32,3 | 37,0 | 33,0 | 8,0 | 32,0 | 6,67
N60P30K30 | 31,0 | 37,2 | 37,1 | 35,1 | 10,1 | 40,4 | 8,42
N60P30K30+N30 | 34,8 | 41,8 | 40,8 | 39,1 | 14,1 | 56,4 | 9,40 | Розрахункова норма добрив на 35 ц/га | 37,1 | 44,7 | 42,6 | 42,5 | 17,5 | 70,0 | 14,00 | НІР05 | 1,6 | 2,0 | 2,4 | Без зрошення | Без добрив | 13,5 | 17,6 | 26,7 | 19,3 | - | - | - | N30P30K30 | 20,4 | 23,8 | 30,9 | 25,0 | 5,7 | 29,5 | 6,33
N60P30K30 | 23,2 | 28,1 | 34,0 | 28,4 | 9,1 | 47,2 | 7,58
P30K30 | 14,6 | 18,7 | 28,1 | 20,5 | 1,2 | 6,2 | 2,00
N30K30 | 19,8 | 22,1 | 31,3 | 24,4 | 5,1 | 26,4 | 8,50
N30P30 | 20,2 | 23,8 | 32,8 | 25,6 | 6,3 | 32,6 | 10,5
N30P30K30+N30 | 22,7 | 27,9 | 32,2 | 27,6 | 8,3 | 43,0 | 6,92
N60P60K30 | 23,9 | 28,4 | 34,2 | 28,8 | 9,5 | 49,2 | 6,33
N60P30K30+N30 | 24,5 | 29,2 | 33,9 | 29,2 | 9,9 | 51,3 | 6,60 | Розрахункова норма добрив на 25 ц/га | 24,1 | 31,5 | 33,3 | 29,6 | 10,3 | 56,4 | 12,26 | НІР05 | 1,7 | 1,4 | 2,1 | Примітка: Розрахункова норма:
На фоні зрошення: 2000 р. – N86P0K0, 2001 р. – N135P0K0, 2002 р. – N98P56K0;
Без зрошення: 2000 р. – N67P0K0, 2001 р. – N104P0K0, 2002 р. – N50P30K0.
Мінеральні добрива позитивно впливали на вміст білка в зерні озимого жита, як на фоні зрошення, так і без нього. Кількість його зростала на 11,9-19,7 та 14,3-22,1 відносних відсотків відповідно. За вирощування на однакових фонах добрив дещо більше білка містилося в зерні незрошуваного озимого жита (табл.3). При цьому збір білка був більшим із зрошуваного гектара.
Між збором білка і врожаєм зерна озимого жита встановлена висока кореляційна залежність: на фоні зрошення r = 0,96 ± 0,07, а без зрошення
r = 0,89 ± 0,11.
Мінеральні добрива істотно збільшували вміст амінокислот у зерні. Їх сума за внесення N60P30K30 на зрошуваних ділянках порівняно з неудобреним контролем зросла на 10,2, а при проведенні да ще і підживлення N30 цей показник збільшувався на 19,1%. За вирощування озимого жита на таких же фонах живлення без зрошення вміст амінокислот зріс відповідно на 12,8 та 22,0%.
Таблиця 3
Вплив добрив на вміст білка в зерні озимого жита і його збір
Варіант | Вміст білка в зерні, % | Збір білка, ц/га
2000 р. | 2001р. | середнє за 2 роки | 2000 р. | 2001р. | середнє
за 2 роки | На фоні зрошення | Без добрив | 7,13 | 7,17 | 7,15 | 1,38 | 1,64 | 1,51 | N60 P30K30 | 7,79 | 8,21 | 8,00 | 2,49 | 3,05 | 2,77 | N60P30K30+N30 | 8,36 | 8,76 | 8,56 | 2,98 | 3,58 | 3,28 | Розрахункова норма добрив на 35ц/га | 8,34 | 8,80 | 8,57 | 3,09 | 3,93 | 3,15 | НІР05 | 0,05 | 0,04 | 0,03 | 0,11 | Без зрошення | Без добрив | 7,15 | 7,21 | 7,18 | 0,97 | 1,26 | 1,12
N60 P30K30 | 8,07 | 8,35 | 8,21 | 1,87 | 2,35 | 2,11
N30P30K30+N30 | 8,08 | 8,36 | 8,22 | 1,83 | 2,33 | 2,08
N60P30K30+N30 | 8,71 | 8,83 | 8,77 | 2,13 | 2,58 | 2,36
Розрахункова норма добрив на 25ц/га | 8,69 | 8,85 | 8,76 | 2,09 | 2,79 | 2,44
НІР05 | 0,01 | 0,02 | 0,04 | 0,05
Аналогічно у цих варіантах та на фоні розрахункової норми добрива найбільшою була кількість незамінних і лімітуючих амінокислот. Дещо більше амінокислот містилося у зерні озимого жита вирощеного без зрошення.
Розрахунок біологічної повноцінності білків показав, що ні зрошення, ні мінеральні добрива на цінність білка зерна озимого жита суттєво не вплинули.
Досліджувані нами фактори певною мірою позначалися на деяких інших показниках якості зерна озимого жита. Вміст у ньому сирого жиру за внесення N60P30K30+N30 становив 1,89 без зрошення та 1,72% на фоні зрошення, тоді як у неудобреному зерні 1,76 та 1,73% відповідно. Кількість сирої клітковини під впливом добрив дещо збільшувалася, а сирої золи та кальцію – практично не змінювалася.
Вміст загальних цукрів у зерні вирощеному без добрив на фоні зрошення, на 7,8 відносних відсотків перевищував цей показник без зрошення. Мінеральні добрива підвищували вміст загальних цукрів, і більшою мірою - за вирощування озимого жита на незрошуваних ділянках.
Досліджувані фактори чітко не впливали на вміст крохмалю в зерні озимого жита. За внесення мінеральних добрив простежувалася тенденція до збільшення таких показників, як скловидність, натура зерна, маса 1000 зерен, об’єм хліба, загальна його оцінка. Вони були дещо вищими у незрошуваному зерні, хоч різниця не була чіткою.
Економічна ефективність
Розрахунок економічних показників свідчить, що застосування мінеральних добрив і зрошення при вирощуванні озимого жита, істотно змінювали вихід валової продукції, чистий прибуток, рівень рентабельності, продуктивність праці, окупність додаткових витрат приростом урожаю, собівартість тощо.
Максимальною вартість зерна з урахуванням його якості виявилася за умови застосування розрахункової норми добрива. На фоні зрошення цей показник складав 1783,3, а без зрошення - 1243 грн./га, тоді як без добрив відповідно 963 та 676 грн./га. Саме у цих варіантах найвищим визначено рівень рентабельності: 101,1 та 94,8%, а в інших варіантах за зрошення він коливався у межах 43,1-69,4, без зрошення – 34,7-63,0%.
Показник собівартості за розрахункових норм добрива був найменшим – 20,8 грн./ц на зрошенні та 21,55 грн./ц без поливу, а чистий прибуток найвищим – 896,3 і 605,0 грн./га. За вирощування без добрив наведені показники становили відповідно: 26,9; 26,0 грн./ц та 290 і 174 грн./га.
Висновки
Всебічні дослідження процесів росту, розвитку й формування продуктивності озимого жита за вирощування його на темно-каштановому середньосуглинковому слабкосолонцюватому ґрунті на зрошенні та без зрошення дозволяє зробити такі висновки:
1. За середньої забезпеченості ґрунту рухомими елементами живлення при вирощуванні озимого жита сприятливий поживний режим створюють мінеральні добрива. За внесення однакових їх норм більше рухомих сполук азоту, фосфору і калію міститься у зрошуваному ґрунті.
Так, при застосуванні N60P30K30 у 30-50 см шарі зрошуваного ґрунту вміст нітратів був на 25,0%, а 0-100 см – на 24,2% більшим порівняно з незрошуваним.
Протягом вегетації озимого жита кількість нітратів, рухомого фосфору та обмінного калію зменшувалася, і більшою мірою - в зрошуваному ґрунті.
2. Культура озимого жита, і особливо за вирощування на удобрених фонах, сприятливо впливала на кількість досліджуваних груп мікроорганізмів – бактерій, що мінералізують азот, нітрифікуючих бактерій, азотобактеру, целюлозоруйнівних, амоніфікаторів та актиноміцетів. Від періоду “сівба-сходами” до “колосіння” чисельність більшості їх груп підвищувалася, а в подальшому – до повної стиглості зерна – зменшувалася.
Дещо вищою мікробіологічною активністю характеризувався зрошуваний ґрунт порівняно з незрошуваним. Так, загальна кількість мікроорганізмів, наприклад, за сівби озимого жита у зрошуваному неудобреному ґрунті складала 18,84, без зрошення – 14,10 млн./г, а за внесення N60P30K30 + N30 – 17,05 та 14,29 млн./г відповідно.
3. Фон мінерального живлення та зрошення істотно збільшували висоту рослин, довжину колоса, кількість рослин на одиниці площі, кількість стебел, показник кущистості, що в кінцевому результаті впливали на наростання надземної маси озимого жита. За вирощування його на фоні зрошення без добрив у період виходу рослин у трубку кількість її становила 1288, а без зрошення – 919 г/м2. За внесення N60P30K30 + N30 наведені показники відповідно складали 1911 та 1732, а максимальними вони виявлялися у фазу колосіння – 3245 і 2940 г/м2. Практично такими ж показники були і за внесення розрахункової норми добрива.
4. Під впливом мінеральних добрив і проведення поливів істотно зростала площа листкової поверхні в усі періоди визначення. У озимого жита при вирощуванні без добрив за зрошення в період колосіння цей показник складав 17,1 та 26,0-29,2 тис. м2/га на фоні удобрення. Без зрошення площа асиміляційної поверхні відповідно становила 15,3 і 24,1-26,0 тис. м2/га.
Індекс листкової поверхні у фазу колосіння у зрошуваного озимого жита в середньому за роки досліджень знаходився в межах 1,71-2,92, а за вирощування його без зрошення – 1,53-2,73. Максимальними площа листкової поверхні та її індекс виявилися на фоні внесення N60P30K30 + N30.
Між розміром листкової поверхні рослин і врожаєм зерна встановлена висока пряма кореляційна залежність. У фазу кущіння у зрошуваного озимого жита коефіцієнт кореляції становив 0,89±0,05, виходу рослин у трубку – 0,91±0,06, колосіння – 0,91±0,05. При вирощуванні культури без поливу наведені показники виявилися такими: 0,86±0,05; 0,88±0,05 та 0,92±0,06.
5. Досліджувані фактори впливали на чисту продуктивність фотосинтезу. Максимуму цей показник досягав у міжфазний період “вихід у трубку-колосіння”. Більшим він був у рослин, вирощених на фоні зрошення. Добрива не чинили на нього чіткого впливу.
Встановлене тісне кореляційне відношення між фотосинтетичним потенціалом і врожаєм зерна: у озимого жита, що вирощували на зрошуваних ділянках, воно в середньому становить 0,88±0,10, а без зрошення – 0,85±0,14.
6. Загальне винесення елементів живлення озимим житом тим був більшим, чим вищою була норма азоту у складі повного мінерального добрива. На формування однієї тонни врожаю неудобрене незрошуване озиме жито витрачало азоту 24,6, фосфору – 12,1, калію – 32,0, а удобрене – в
межах 25,4-28,6; 11,8-16,8 і 32,1-34,6 кг. За зрошення наведені показники становили відповідно: 24,6; 13,5; 28,1 та 25,9-27,8; 14,1-15,1; 31,7-34,4 кг.
7. Сумарне водоспоживання зрошуваного озимого жита виявилося більшим, ніж у незрошуваного, на 13,9-15,2 %. Внесення мінеральних добрив підвищувало сумарне водоспоживання.
Найбільша частка у сумарному водоспоживанні припадала на атмосферні опади: за вирощування озимого жита без зрошення у межах
74,1-79,7 %, а на зрошенні – до 70 %. Частка поливної води становила
лише 10,0-14,3 %.
Коефіцієнт водоспоживання в удобрених рослин істотно зменшувався як на фоні зрошення, так і без нього. Показники витрат води на формування тонни зерна у середньому за роки досліджень зменшилися на 34,7-41,3 та
33,4-36,6 % відповідно.
Під впливом добрив окупність 1 м3 зрошувальної води додатково отриманим урожаєм зерна суттєво збільшувалася. У середньому за роки досліджень при вирощуванні озимого жита без добрив цей показник становив 1,37, за внесення N60P30K30 + N30 – 2,52, а розрахункової норми
добрива – 3,14 кг/м3.
8. Урожайність зерна озимого жита під впливом мінеральних добрив суттєво зростала. У середньому за роки досліджень на фоні зрошення приріст зерна був у межах 8,0-17,5 ц/га, а без зрошення – 5,7-10,3 ц/га, або відповідно 32,0-70,0 та 29,6-56,4%.
Прирости врожайності зерна від зрошення за вирощування озимого жита без добрив у роки досліджень становили 5,3-6,0, а за їх внесення –
від 6,8 до 13,2 ц/га.
За низького вмісту в ґрунті рухомого азоту, середнього - фосфору та калію першочергове значення у підвищенні врожаю зерна озимого жита належить азоту. Максимальна врожайність у середньому за роки досліджень була сформована на фоні внесення розрахункової норми добрив. За вирощування озимого жита на зрошенні вона становила 42,5, а без зрошення – 29,6 ц/га, тоді як без добрив зібрано 25,0 і 19,3 ц/га відповідно.
Найвищими за розрахункової норми добрива виявилися і показники окупності одиниці добрива, які складали на зрошенні 14,00, а без зрошення –
12,26 кг зерна/кг д.р. добрива.
9. Найбільш сприятливо на вміст білка в зерні впливало застосування розрахункової або повної норми мінерального добрива (N60P30K30 + N30). Так, у зерні озимого жита, що вирощене на фоні зрошення, у відповідних варіантах білка містилося 8,57 і 8,56, а без добрив – 7,15%, без зрошення - 8,85; 8,83 та 7,21%. Збір білка у вищенаведених варіантах досліду становив відповідно 3,51; 3,28; 1,51 та 2,44; 2,36; 1,12 ц/га.
10. У зерні озимого жита, що вирощене за зрошення, дещо меншою була і сума амінокислот: без добрив - 6,86, за внесення N60P30K30 – 7,56, N60P30K30+N30 – 8,17, розрахункової норми – 8,22 мг/100 г абсолютно сухої речовини, в т.ч. незамінних: 2,12; 2,46; 2,63 і 2,59 мг/100 г. У незрошуваному зерні наведені показники відповідно становили: 6,92; 7,80; 8,44; 8,41 та 2,19; 2,49; 2,58; 2,61 мг/100 г.
На біологічну цінність білків зерна озимого жита як мінеральні добрива, так і зрошення, практично не вплинули.
11. Досліджувані фактори не мали чіткого впливу на вміст в зерні озимого жита загальних цукрів, крохмалю, сирого жиру, сирої клітковини, сирої золи та кальцію.
Склоподібність зерна, його натура, маса 1000 зерен, об’єм хліба та загальна його оцінка мали тенденцію до збільшення за внесення мінеральних добрив. Ці показники виявилися дещо вищими у зерні, що вирощене без зрошення, хоч чіткої залежності не простежувалося.
12. У зерні озимого жита, що вирощене без добрив на фоні зрошення, дещо більше містилося цинку, заліза та міді. Під дією мінеральних добрив вміст цинку в зерні зменшувався, а без поливу, навпаки, збільшувався. У кількості кадмію, марганцю та свинцю чіткої різниці не спостерігали. Зерно озимого жита, як за вирощування на зрошенні, так і без нього, хрому не містило.
13. Озиме жито за вирощування його на півдні України є культурою високоприбутковою. Максимальний рівень рентабельності досягався за внесення розрахункової норми добрив і становить 94,8% без зрошення та 101,1% на його фоні. Без застосування добрив цей показник відповідно становив 34,3 і 43,1, а за внесення повної норми NPK знаходився у межах 42,0-63,0 та 52,5-69,4%.
Зменшення норми азоту або виключення його зі складу повного мінерального добрива збільшувало собівартість зерна озимого жита та знижувало рівень рентабельності.
14. В умовах півдня України на темно-каштановому середньосуглинковому слабосолонцюватому ґрунті з низькою забезпеченістю його рухомим азотом, середньою рухомим фосфором і обмінним калієм за вирощування озимого жита без зрошення для одержання врожаю зерна на рівні 25, а на зрошенні 35 ц/га і більше з хорошими показниками якості рекомендується вносити розрахункову норму добрив, яка залежить від рівня запланованого врожаю і фактичного вмісту елементів живлення в ґрунті. За цих умов забезпечується найвища рентабельність та окупність одиниці добрива додатковим урожаєм. Якщо ж такої можливості немає, то без зрошення слід застосовувати N60P30K30, а на фоні зрошення - N60P30K30 + N30.
Список наукових праць, опублікованих
за темою дисертації
1. Гамаюнова В.В., Каращук Г.В., Бабич В.Л. Ефективність розрахункової дози мінеральних добрив під сільськогосподарські культури // Агрохімія і ґрунтознавство. –Спец. випуск до VI з’їзду УТГА "Ґрунтознавство та агрохімія на шляху до сталого розвитку України". –Книга 3. –Харків, 2002. – С. 185-187. (Узагальнення наукового матеріалу, підготовка до друку. Частка авторства 60%).
2. Бабич В.Л. Економічна ефективність вирощування озимого жита залежно від фону живлення і зрошення // Таврійський науковий вісник: Зб. наук. пр. –Херсон: Айлант, 2003. –Вип. . – С. 134-137.
3. Бабич В.Л. Поживний режим зрошуваного і незрошуваного темно-каштанового ґрунту при вирощуванні озимого жита // Таврійський науковий вісник: Зб. наук. пр. – Херсон: Айлант, 2003. – Вип. . –
С. 105-110.
4. Гамаюнова В.В., Бабич В.Л. Вплив добрив і фону зрошення на мікробіологічну активність ґрунту при вирощуванні озимого жита
// Таврійський науковий вісник: Зб. наук. пр. –Херсон: Айлант, 2004. –Вип. . – С. 181-185. (Проведення досліджень, підготовка експериментальних даних, написання статті 70% авторства).
5. Бабич В.Л. Вплив мінеральних добрив на деякі показники якості зерна озимого жита // Таврійський науковий вісник: Зб. наук. пр. – Херсон: Айлант, 2004. – Вип. . – С. 66-69.
6. Бабич В.Л. Вплив мінеральних добрив на площу листкової поверхні, продуктивність фотосинтезу та фотосинтетичний потенціал озимого жита // Таврійський науковий вісник: Зб. наук. пр. – Херсон: Айлант, 2005. – Вип. . – С.72-77.
7. Спосіб вирощування озимого жита на темно-каштановому ґрунті. Пат.68535АМПК А В /00. Гамаюнова В.В., Бабич В.Л. –№2003076347; Бюл.№8. –2004 (Узагальнення експериментальних матеріалів та їх оформлення. Частка авторства – 80%).
8. Бабич В.Л. Продуктивність і якість озимого жита залежно від добрив
// Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні. –Дніпропетровськ, 2002. – 5-6 березня. – С. 38-39.
9. Бабич В.Л. Содержание аминокислот и биологическая полноценность белка зерна озимой ржи в зависимости от удобрений и орошения // Зб. наук. пр. ІЗПР УААН. “Актуальні проблеми ефективного використання земель”. – Херсон, 2002. – №3. – С.47-51.
10. Гамаюнова
