ПІВДЕННИЙ ФІЛІАЛ
“КРИМСЬКИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ”
НАЦІОНАЛЬНОГО АГРАРНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

ІЗОТОВ АНАТОЛІЙ МИХАЙЛОВИЧ

УДК 633.11:631.5 (477.75)

РОЗРОБКА АГРОБІОЛОГІЧНИХ ОСНОВ АДАПТУВАННЯ
ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ В
КРИМУ

06.01.09 рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора сільськогосподарських наук

Сімферополь – 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Південному філіалі “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету

Науковий консультант | доктор сільськогосподарських наук, професор Ніколаєв Євгеній Володимирович, Південний філіал “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету, заступник директора (першого проректора НАУ) по науковій роботі, завідуючий кафедрою технології виробництва, зберігання і переробки продукції рослинництва

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент УААН Бобро Михайло Архипович, Харківський національний аграрний університет імені В.В. Докучаєва, завідуючий кафедрою рослинництва;

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Гармашов Володимир Вікторович, Інженерно – технологічний інститут “Біотехніка” УААН, завідуючий відділом біологізації технологій;

доктор сільськогосподарських наук, доцент
Лихочвор Володимир Володимирович, Львівський державний аграрний університет, виконуючий обов’язки професора кафедри рослинництва та луківництва | Провідна установа | Інститут рослинництва ім. В.Я. Юрь?єва УААН, м. Харків

Захист відбудеться “ 8 ” червня 2006 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 52.805.02 при Південному філіалі “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ПФ “КАТУ” НАУ за адресою: 95492 м. Сімферополь, с.м.т. Аграрне, Південний філіал “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету.

Автореферат розісланий “ 6 ” травня 2006 року

Учений секретар
спеціалізованої вченої ради Ю.М. Дементьєв

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Найважливіша, актуальна проблема рослинництва Криму – збільшення виробництва високоякісного зерна сильної озимої пшениці.

Актуальність теми. В основі формування врожаю на всіх його етапах лежить здатність рослин пристосовуватися до постійно варіюючих факторів зовнішнього середовища. Звідси, технологія вирощування культури повинна бути адекватною цим змінам, тобто адаптивною. Її елементи слід диференціювати відповідно до конкретних метеорологічних, господарських і економічних умов, до стану агрофітоценозу, а не залишати фіксованими, орієнтованими на середні показники вірогідність яких в природі низька. Несприятливі тенденції в сучасному рослинництві – великі затрати енергії, порушення екологічної рівноваги в агроекосистемах, забруднення і руйнування природного середовища, зростання варіабельності величини і якості врожаю від нерегульованих факторів, водна і вітрова ерозія й інші вимагають розробки основ адаптування технологій вирощування сільськогосподарських культур, особливо пшениці, як дуже актуальної. Крім того, для Криму актуальність адаптування елементів технології підсилюється різноманіттям природних зон, де вирощується озима пшениця.

Адаптування технології вирощування пшениці до конкретних умов актуально для сучасного стану сільського господарства, оскільки дозволяє не тільки повніше задовольняти потреби рослин, але і більш раціонально витрачати ресурси, одержуючи стабільно високі за рівнем та якістю врожаї зерна і найбільший економічний ефект.

У зв'язку з необхідністю, для прийняття раціонального агрономічного рішення, обліку в адаптивних технологіях комплексної, взаємопов'язаної дії великої кількості некерованих і керованих факторів дуже актуальним стає застосування комп'ютерної техніки і розробки комп'ютерних експертних порадних систем.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася відповідно до плану наукових досліджень (державні реєстраційні номери 01.87.0001860; 0102U000128) Південного філіалу “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету, була складовою частиною державної програми “Продовольство – 95” і державного проекту України “Зерно”.

Мета і задачі досліджень. Метою досліджень було розробити і науково обґрунтувати основи адаптування прийомів агротехніки, що входять до ланки технології вирощування високоякісної сильної озимої пшениці, до конкретних гідротермічних, господарських і економічних умов, стану агрофітоценозу, а також математико-статистичні моделі для створення комп'ютерної експертної системи прийняття оптимальних, раціональних технологічних рішень.

Для її досягнення необхідно було вирішити наступні задачі:

- вивчити варіабельність гідротермічних умов різних періодів вегетації, характер і ступінь їх комплексного впливу на врожайність і якість зерна рекомендованих для вирощування в Криму сортів сильної озимої пшениці;

- вивчити варіабельність продуктивності посівів озимої пшениці в залежності від погодних умов;

- встановити вплив водопоглинальної і синтезуючої діяльності коренів озимої пшениці на продуктивність рослин і якість зерна залежно від умов зростання;

- визначити характер і силу комплексного впливу елементів технології вирощування пшениці (попередника, способу обробітку ґрунту, строку сівби, норми висіву, азотних добрив, прийомів підвищення якості зерна) на врожайність і якість зерна в суходільних і зрошуваних умовах;

- розробити математико-статистичні моделі адаптування показників комплексу елементів технології вирощування озимої пшениці до конкретних умов зростання;

- розробити математико-статистичні моделі визначення доцільності застосування гербіцидів на основі діагностики стану посіву озимої пшениці і гідротермічних умов;

- розробити математико-статистичні моделі визначення доцільності застосування і раціональних показників спеціальних прийомів підвищення якості зерна (некореневе підживлення і сенікація) в конкретних умовах вегетації пшениці при різних параметрах агротехнічних прийомів;

- розробити комп'ютерну експертну систему адаптування параметрів комплексу агротехнічних прийомів і прийняття раціональних технологічних рішень;

- провести економічну та енергетичну оцінку адаптування елементів технології вирощування пшениці до конкретних умов.

Об'єкт досліджень – процес адаптування елементів технології до конкретних погодних, економічних і господарських умов вирощування озимої пшениці в Криму.

Предмет досліджень – озима пшениця, агробіологічні основи, закономірності і моделі формування максимально можливих за рівнем і якістю врожаїв її зерна в конкретних умовах при раціональному витрачанні матеріальних і енергетичних ресурсів.

Методи досліджень – використовувалися загальнонаукові методи (діалектичний, експериментальний, аналізу і синтезу, гіпотез, моделювання) і спеціальні: польовий – вивчення взаємодії предмету досліджень з агротехнічними і гідротермічними факторами; хімічний – визначення елементів живлення в ґрунті, вміст азоту в рослинах, білка в зерні, амінокислот в пасоці; обліково-ваговий – облік кількості рослин пшениці і бур'янів у посіві, їх біомаси, врожаю зерна; фізичний – оцінка показників якості зерна; розрахунково-порівняльний – оцінка економічної і енергетичної ефективності; методи математичної статистики – дисперсійний, кореляційний і регресійний аналізи.

Наукова новизна досліджень. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше для умов Криму розроблені і науково обґрунтовані основи адаптування елементів технології вирощування високоякісної озимої пшениці до конкретних умов її вегетації. На цій базі вперше, стосовно його природних умов, створена комп'ютерна експертна система підтримки прийняття технологічних рішень при вирощуванні пшениці з метою отримання стабільно високих урожаїв зерна підвищеної якості за умов раціонального витрачання ресурсів і мінімальної негативної дії на оточуюче середовище.

Вперше зроблено кількісний опис характеру і ступеня залежності продуктивності посіву та якості зерна пшениці від комплексної дії агротехнічних і метеорологічних факторів.

Вперше зроблено кількісний опис залежності масової частки клейковини в зерні озимої пшениці від вмісту азоту в рослинах, рівня азотного живлення протягом вегетації, стану посіву, дози некореневого підживлення, сенікації і гідротермічних умов зростання.

Доповнені та уточнені для умов Криму наукові положення про фізіолого-біохімічну діяльність коренів озимої пшениці, оптимальну структуру посіву сучасних її сортів в суходільних і зрошуваних умовах, виживаність рослин, про засміченість посіву і ступеня подавлення рослинами пшениці бур'янів, про характер і ступінь залежності врожайності, технологічних і хлібопекарських показників якості зерна від строку сівби, норми висіву, рівня азотного живлення, попередника, сорту, прийомів підвищення якості зерна.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що вони дозволяють встановлювати раціональні, для конкретних умов, значення параметрів основних агротехнічних прийомів технології вирощування озимої пшениці в Криму.

Рекомендації автора ввійшли до “Науково обґрунтованої системи землеробства Республіки Крим”, 1994 р, в “Наукове обґрунтування основних напрямів розвитку агропромислового комплексу Криму в умовах ринкового виробництва”, 2004 р, впроваджені в Автономній Республіці Крим на площі близько 200 тис. га., тобто практично у всіх сільськогосподарських підприємствах.

На підставі одержаних даних написані: сумісно з професором, доктором сільськогосподарських наук Ніколаєвим Є.В. монографія „Пшеница в Крыму”. – Симферополь: СОНАТ, 2001. - 288 с.; в співавторстві довідковий посібник „Выращивание высококачественного зерна озимой пшеницы в Крыму”. – Симферополь: Вперед, 2002. – 93 с. і книга „Твердая пшеница в Крыму”. – Симферополь: Фактор, 2004. – 136 с.

Матеріали, одержані при виконанні роботи, використовуються для навчання студентів, магістрантів і слухачів курсів підвищення кваліфікації фахівців сільськогосподарського виробництва. Вони ввійшли в основу нового курсу “Адаптивне рослинництво (з основами комп'ютерного управління за прийняттям технологічних рішень)” який розроблено і викладається автором дисертації за рішенням Ради Кримського державного агротехнологічного університету студентам агрономічного факультету з 2002 р.

Результати досліджень є джерелом поповнення учбового матеріалу по курсах “Рослинництво”, „Програмування урожаїв сільськогосподарських культур”, “Технологія зберігання і переробки сільськогосподарських продуктів” новими даними по впливу гідротермічних і агротехнічних факторів на врожайність і показники якості зерна пшениці, адаптації параметрів ланок елементів технології її вирощування до фактичних умов зростання. Вони використані здобувачем для написання рекомендацій виробництву, довідкових і учбових посібників.

Особистий внесок здобувача полягає у формулюванні проблеми, цілей і задач досліджень, розробці програм і методик польових експериментів, проведення обліків, спостережень і лабораторних аналізів, в організації і безпосередній участі в їх виконанні, в статистичному опрацюванні, узагальненні результатів, в обробці та інтерпретації даних аналізів, у вивченні даних літератури, в розробці математико-статистичних моделей виявлених закономірностей і залежностей, в написанні комп'ютерних програм, теоретичних висновків і практичних рекомендацій, в упровадженні їх в сільськогосподарське виробництво. В проведенні експериментальних робіт і написанні комп'ютерних програм брав участь колега по кафедрі доцент Тарасенко Б.О., який є співавтором ряду наукових публікацій і якому автор приносить глибоку вдячність. Певний внесок у виконання роботи внесли інші співробітники кафедри, студенти-дипломники, яким здобувач висловлює велику подяку. Особливо вдячливий автор своєму науковому консультанту, наставнику, під керівництвом якого почав працювати ще студентом другого курсу агрономічного факультету Кримського сільськогосподарського інституту, доктору с.-г. наук, професору, академіку КАН, Заслуженому діячу науки і техніки АРК Ніколаєву Є.В.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації докладалися та обговорювалися на щорічних наукових конференціях Кримського агротехнологічного університету, засіданнях вченої ради агрономічного факультету і вузу, республіканському семінарі “Програма охорони і поліпшення стану навколишнього природного середовища на території Криму на 1999-2001 роки” (Сімферополь, 26.03.1999 р.), українській науково-виробничій конференції “Адаптивне рослинництво – досягнення, проблеми, перспективи” (Сімферополь, 21–22.04. 2004 р.), щорічних республіканських і районних агрономічних нарадах, на засіданнях секції землеробства і рослинництва науково-технічної ради Міністерства аграрної політики України в 1996 – 2000 роках.

Наукові розробки автора ввійшли до складу всіх рекомендацій по вирощуванню озимої пшениці в Криму, виданих в останні 15 років.

За цикл наукових робіт по озимій пшениці автору була присуджена Премія Автономної Республіки Крим (05.04. 2005 р. № 1252-4/05).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 68 роботах, з них в двох монографіях, 7 наукових журналах, 35 збірниках наукових праць, в 24 інших публікаціях, у тому числі в 2 авторських свідоцтвах.

Обсяг і структура роботи. Дисертація викладена на 375 сторінках машинописного тексту, складається з вступу, 7 розділів, висновків і пропозицій виробництву, містить 58 таблиць, 67 малюнків, 28 сторінок додатків. Список використаної літератури включає 558 джерел, у тому числі 21 іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

(Огляд літератури)

В огляді літератури узагальнені матеріали з сучасного стану традиційної технології вирощування озимої пшениці, відзначені необхідність її вдосконалення і перспективи переходу до адаптивної технології, реальне становище з адаптуванням показників агрозаходів, доцільність переходу до більш об'єктивних, автоматизованих систем прийняття агрономічних рішень, що базуються на математичному моделюванні та інформаційних технологіях, які дозволяють раціонально використовувати природні, матеріальні та енергетичні ресурси.

Аналіз наукових публікацій з проблем адаптування показників елементів технології вирощування пшениці до конкретних умов показав їх нечисленність, що свідчить про слабку вивченість цього напряму і про нагальну необхідність наукової його розробки, оскільки на сучасному етапі переходу до ринкової економіки це найраціональніший шлях підвищення ефективності рослинництва.

ПРОГРАМА, МЕТОДИКА І УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Агробіологічні основи адаптації елементів технології вирощування пшениці розроблялися з 1977 по 2002 роки в суходільних і зрошуваних умовах шляхом проведення восьми однофакторних, трьох двохфакторних, п'яти трьохфакторних і одного чотирьохфакторного польових дослідів. Експерименти закладалися в 3х – 4х – кратній повторності з рендомізованим розташуванням ділянок і застосуванням методу блоків. Розміщення блоків усередині повторень і варіантів усередині них – рендомізоване. Площа ділянок останнього порядку на суходолі 50...150, на зрошенні – 100...250 м2, збиральна – відповідно 41...100 і 48...100 м2.

Агротехніка в дослідах, окрім прийомів, що вивчалися, була загальноприйнятою для Криму. Калієві добрива не вносилися у зв'язку з високою забезпеченістю ґрунтів обмінним калієм. Фосфорні добрива вносилися за результатами ґрунтової діагностики на вміст рухомих фосфатів.

Зразки ґрунту для визначення вмісту азоту нітратів і вологи відбирали пошарово, через 20 см до глибини 1 м, на двох повтореннях: восени – за 5 – 6 днів до сівби; рано навесні – перед відновленням вегетації пшениці. Для характеристики кожного повторення формували шість змішаних зразків ґрунту об'єднанням і гомогенізацією трьох точкових проб, відібраних з однойменного горизонту. Вміст нітратів визначали по методу Грандваль-Ляжу, вологість ґрунту – ваговим методом. В період вегетації проводилися спостереження за зростанням і розвитком рослин пшениці, функціональною діяльністю кореневих систем.

Засміченість посівів враховували підрахунком кількості бур'янів і встановлення їх маси на майданчиках 0,25 м2 в 5...10 місцях ділянки.

Біологічну врожайність, показники структури врожаю, стану посіву і ін. оцінювали за загальноприйнятими методиками Держкомісії по сортовипробуванню сільськогосподарських культур і Н.А. Майсуряна. Урожай враховували поділянково, прямим комбайнуванням. Первинні дані по врожайності зерна наводилися до базисної вологи і 100 % чистоти.

Якість зерна, вирощеного на варіантах дослідів, визначали по методиках стандартів групи С – 19 (технологічні показники), Наукової ради за якістю зерна ВАСХНІЛ (мукомельні показники) і Державної комісії по сортовипробуванню (хлібопекарські показники).

Результати досліджень аналізувалися з використанням дисперсійного, кореляційного, регресійного методів і латитуд.

Розрахунки, обчислення, математичне моделювання проводилися на PC IBM за допомогою пакетів стандартних програм, а також адаптованих програм декількох чисельних методів і спеціально розроблених нами програм, що ґрунтуються на алгоритмах керівництв по аналізу експериментальних даних.

Польові експерименти проводилися на дослідному полі ПФ КАТУ НАУ, розташованому на чорноземі звичайному міцелярно-карбонатному передгірному і в колгоспі “Перемога” (нині ЗАТ “Нова Перемога”) Радянського району на чорноземах південних міцелярно-карбонатних слабогумусних. Загальна площа цих ґрунтів в Криму складає близько 560 тис. га (58 % рілля). На них розташовується основна частина посівів озимої пшениці, що дає підставу вважати, що результати наших польових експериментів одержані в типових ґрунтових умовах.

Вміст гумусу у верхніх горизонтах коливається від 3,5 до 4,58 %. Верхня частина гумусного шару містить 0,245...0,274 % валового азоту, нижня – близько 0,085...0,097 %. Запаси загального азоту в шарі 0 – 100 см понад 22 т/га. Гідролізуємого азоту в орному шарі близько 11 мг/100 г сухого ґрунту. Валового фосфору в орному і підорному горизонтах міститься 0,076...0,098 %, рухомого фосфору (Р2О5 по Мачигину) – 1,15 мг/100 г сухого ґрунту. Запаси валового і рухомого калію відповідно 1,14...1,46 % і 25,3...42,2 мг/100 г ґрунту. Реакція ґрунтового розчину слабо лужна, рН 7,2. Гранулометричний склад ґрунту легкоглинистий пилевато-мулистий. Водно-повітряні і фізичні властивості досить сприятливі. В польовій обстановці рівноважна щільність ґрунту не виходить за допустимі межі, що дозволяє без втрат урожаю зменшувати інтенсивність і глибину обробітку ґрунту.

Клімат рівнинного Криму степовий атлантико-континентальний, з недостатнім і нестійким зволоженням, з середньою температурою найтеплішого місяця 22 0С, з короткою теплою зимою з нетривалими похолоданнями і непостійним сніговим покривом.

Вегетаційний період озимої пшениці характеризується великою кількістю тепла і посушливістю (ГТК – 0,51...0,89). Ефективність літніх опадів низька. Найбільший вплив на урожай мають пізньоосінні, зимові і ранньовесняні опади, які визначають запас продуктивної вологи в ґрунті. Вологозабезпеченість рослин є основним фактором, лімітуючим врожайність.

Період проведення наших польових експериментів охопив вельми різноманітні і контрастні за погодних умов роки. Зі всіх років досліджень найбільш зволоженими були вегетаційні періоди пшениці в 1991-1992, 1996-1997, 1997-1998 роки, коли опадів випало за вегетаційний період в 1,2...1,5 рази більше середньої багаторічної норми, а гідротермічний коефіцієнт перевищував одиницю. Дуже посушливими для вегетації пшениці були 1983-1984, 1992-1993, 1993-1994 роки, коли опадів випало 59...72 % норми, а гідротермічний коефіцієнт був 0,45...0,48.

Найпосушливішим сезоном в році є осінь. За час досліджень гідротермічні умови 58 % осінніх періодів були гірше за норму, а в кожному другому році – дуже посушливими. По ГТК вони найбільш близько (на 92...99 %) наближалися до середньобагаторічних значень лише в 16 % років. В більшості випадків (63 % років) їх розбіжності знаходилися в інтервалі від 40 до 90 %. А в 10 % років значення ГТК осені в 3 рази і більш перевищували норму. Умови зимівлі пшениці в роки проведення експериментів були переважно сприятливі. Весняні і літні сезони за умов тепло-вологозабезпеченості в більшості років істотно відрізнялися від середніх багаторічних показників. Найбільш близько (на 96...86 %) їх значення наближалися весною тільки в 26 %, а влітку – в 16 % років. В переважній більшості років відхилення від норми показників ГТК цих сезонів знаходилися в інтервалах – 20...40 % (37; 42 % років) і 40...99 % (37; 42 % років).

В цілому метеорологічні умови в роки досліджень істотно розрізнялися між собою і значно відрізнялися від середніх багаторічних норм. Вони показово відобразили складні кліматичні умови півострова і ще раз підкреслили необхідність розробки принципів і методів адаптування прийомів агротехніки та їх показників при вирощуванні сильної озимої пшениці в Криму.

ПЕРЕДУМОВИ АДАПТУВАННЯ
ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ
ДО КОНКРЕТНИХ УМОВ

Різноманітність ґрунтово-кліматичних зон Криму є важливою передумовою необхідності адаптування технології її вирощування на півострові. Не дивлячись на відносно невеликі розміри півострова (26945 км2), ґрунтово-кліматичні умови окремих його регіонів значно відрізняються один від одного. По поєднанню природних чинників (ґрунтовому покриву, зволоженню, теплозабезпеченості і т.п.) на його території виділено сім ґрунтово-кліматичних зон, в шести з яких вирощується озима пшениця. Відмінності в умовах її зростання в цих зонах настільки істотні, що їх обов'язково необхідно враховувати, адекватно адаптуючи до них показники основних елементів технології.

Агрометеорологічні передумови адаптування технології вирощування озимої пшениці є необхідною умовою раціонального витрачання матеріальних і енергетичних ресурсів. Не дивлячись на те, що більшість погодних факторів не піддається прямому регулюванню, метеоінформація повинна враховуватися з метою своєчасного вживання відповідних заходів як для пом'якшення наслідків несприятливих умов погоди, так і для отримання максимального виграшу при їх сприятливих поєднаннях.

Погодна адаптація елементів технології вирощування озимої пшениці має велике значення для Криму у зв'язку із значними контрастами погоди. В регіоні найважливішими в агрономічному відношенні метеофакторами є умови забезпеченості вегетаційного періоду вологою і теплом. При цьому їх середньобагаторічні значення вельми приблизно характеризують агрокліматичні ресурси регіону, оскільки не дозволяють оцінити величину коливань по роках, які, за матеріалами нашого аналізу метеоспостережень за 35 років, досить суттєві (рис. 1).

Рис. 1. Сума середньодобових температур і кількість опадів за період від
початку оптимальних строків сівби до припинення осінньої вегетації

Під час проведення сівби і осіннього розвитку рослин пшениці спостерігаються значні річні відмінності в забезпеченості теплом і опадами – сума температур цього періоду коливалася від 254 до 803 0С, тобто більш ніж на 106% від середньої величини; амплітуда річного варіювання осінніх опадів склала 248 мм (від 23 до 271 мм), перевищуючи 350% від середньої їх кількості, що не дозволяє вважати обґрунтованим застосування загальноприйнятих календарних фіксованих строків сівби.

Гідротермічні умови весняно-літнього періоду вегетації озимої пшениці також характеризуються значною різноманітністю по роках. Особливо сильно варіює кількість опадів, що випали за цей термін – від 8 до 234 мм при амплітуді, перевищуючій 180% їх середнього значення.

В умовах стабільної агротехніки, яка здійснюється на дослідному полі, відмінності погоди по роках виявилися в істотних коливаннях врожайності озимої пшениці (рис. 2). Рис. 2. Врожайність пшениці, ц/га

Коефіцієнт варіації (V = 22,6%) характеризує її річну мінливість як сильну. При цьому мінімальна врожайність склала 14, а максимальна – 77 ц/га. Такий розліт варіювання не дозволяє вважати обґрунтованим використовування фіксованих, орієнтованих на середні умови параметрів не тільки строків сівби, але й інших агротехнічних прийомів.

Досить істотний вплив на продуктивність озимої пшениці чинять опади, що випали восени і накопичилися за зимовий період. Вони сумісно з попередником і сортом визначають до 50 % мінливості її врожайності. Найбільш чутливий на поліпшення вологозабезпеченості цього сезону року інтенсивний сорт Обрій. Із зростанням кількості опадів сорти формують більший урожай зерна (рис. 3).

Рис. 3. Врожайність (У, ц/га) сортів озимої пшениці різних экотипів залежно від осінніх (Оо, мм) і зимових опадів (Оз, мм)

Характер зміни продуктивності сучасних найпоширеніших на Кримському півострові сортів озимої пшениці залежно від умов вирощування майже ідентичний (рис. 4).

Рис. 4. Врожайність сортів озимої пшениці залежно від річних умов зростання

Рівень синхронізації річного коливання їх врожайності складає більш 90%. До умов Криму краще адаптовані сорти інтенсивного типу Одеська 267 і Одеська 162. Сорт Альбатрос одеський більш чутливий до несприятливих умов зростання, але краще, ніж Одеська 162, реагує на поліпшення умов вирощування.

З показників, що характеризують умови вегетації пшениці весною, найзначущіший вплив на її врожайність має сума опадів за зиму і весну, починаючи з дня припинення вегетації і закінчуючи переходом середньодобової температури повітря через 15 0С. Вона, сумісно з попередником і сортом, з високою достовірністю визначає біля 35% варіабельності врожайності озимої пшениці (рис. 5), що свідчить про необхідність її обліку при адаптуванні системи агротехнічних заходів весняної ланки технології.

Рис. 5. Залежність врожайності (У, ц/га) сортів пшениці по різних попередниках від суми опадів зимово-весняного періоду (Озв, мм)

Гідротермічні умови весняно-літньої вегетації спільно з умовами попереднього осіннього періоду детермінують до 67% мінливості врожайності пшениці. Розрахунки по моделі цієї залежності показують, що весняно-літні осадки збільшують, а підвищення суми температур знижує продуктивність культури.

Засміченість посівів як передумова адаптації технології вирощування озимої пшениці до конкретних умов вкрай важлива в прийнятті рішень по оперативному управлінню технологічним процесом. Наші дослідження показують, що в більшій мірі врожайність пшениці визначається масою бур'янів в посіві, а не їх кількістю. Сумісний вплив основних агротехнічних прийомів і гідротермічних умов вегетації на кількість бур'янів середнє по силі (R=0,56608) і визначає 32,04 % їх варіабельності на одиниці площі. Самий інформативний показник – маса бур'янів (практично не використовується при прийнятті рішень про застосування гербіцидів), більшою мірою (56,8%) визначається комплексом метеофакторів і в значно меншій (30,5%) – комплексом основних агрозаходів (окрім вживання гербіцидів).

Статистичний аналіз даних багаторічних багатофакторних експериментів дозволив розробити математичну модель, яка достовірно описує до 84,2% варіабельності маси бур'янів в посівах озимої пшениці. Вона включає 8 основних агрономічних і природних факторів, показників і їх поєднання, дія яких доказова з вірогідністю не менше p = 0,05. Її можна використовувати для прийняття економічно виправданого рішення про застосування гербіцидів.

Одержані нами дані свідчать про необхідність адаптації прийомів агротехніки та їх параметрів до конкретних умов періоду вегетації озимої пшениці.

АДАПТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ОСНОВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ
ДО КОНКРЕТНИХ УМОВ

Зміни в сільському господарстві, що відбулися, зумовили необхідність розгляду в ринкових умовах ролі і ефективності попередників з метою адаптування розміщення по них озимої пшениці.

Для зернового господарства Криму адаптування є актуальним питанням, оскільки для виживання в конкурентній боротьбі воно повинне виробляти пшеницю тільки високої якості, що забезпечить рентабельне господарювання (табл. 1).

Таблиця 1

Вплив попередника на врожайність і якість зерна озимої пшениці
(суходіл, 1978...1996 рр.)

Попередник | Врожайність,
т/га | Якість зерна | масова частка клейковини,
% | масова частка
білка,
% | скловидність,
% | загальна хлібопе-карська оцінка,
бал | Пар чорний | 4,19 | 27,213,4 | 784,4 | Пар зайнятий | 3,64 | 24,7 | 12,3 | 61 | 4,1

Кукурудза на силос | 3,02 | 22,3 | 11,5 | 56 | 3,9

Соняшник | 2,55 | 20,5 | 9,8 | 45 | 3,4

Озима пшениця | 2,67 | 20,8 | 10,6 | 53 | 3,6

НІР05 | 0,36 | 1,81 | 0,67 | 5,5 | х

За багаторічними даними наших досліджень найбільш продуктивні посіви озимої пшениці по чорному пару, менш – по пару, зайнятому озимою бобово-злаковою сумішшю, і кукурудзі на силос, по стерні пшениці і соняшнику.

Краще за якістю зерно пшениця формує по чорному (2 клас) і зайнятому пару (3 клас), менш якісне – по озимій пшениці і соняшнику. В сучасних економічних умовах у виборі попередника пріоритет повинен бути відданий економічним показникам вирощування культури.

Дані економічного аналізу, в якому використовувалися ціни 2005 року, свідчать про відсутність економічної доцільності вирощування пшениці по попередниках кукурудза на силос, соняшник і озима пшениця. Адаптуючись до сучасних економічних умов та технологій, вирощувати її в Криму слід тільки по попередниках чорний і зайнятий пар, з якістю зерна не нижче третього і другого класу державного стандарту.

По непарових попередниках, з нової – ринкової точки зору, доцільно розміщувати більш врожайну культуру – озимий ячмінь, а не озиму пшеницю.

На зрошуваних землях кращим попередником пшениці є люцерна, яка забезпечує отримання не тільки найвищого урожаю зерна (табл. 2), але і найбільший прибуток з гектара.

Таблиця 2

Вплив попередників на врожайність і якість зерна озимої пшениці
в умовах зрошення (1982...1997 рр.)

Попередник | Врожайність,
ц/га | Якість зерна | скловидність,
% | масова частка клейковини,
% | загальна хлібопекарська оцінка,
бали | Люцерна | 6,5278 | 26,9 | 4,3 | Оборот пласта | 5,51 | 71 | 26,1 | 4,2

Кукурудза на зерно | 5,50 | 75 | 23,0 | 4,1

Кукурудза на силос | 5,72 | 77 | 25,4 | 4,2

Соя | 5,80 | 80 | 26,0 | 4,3

Злакобобові суміші на з/к | 6,01 | 75 | 25,8 | 4,2

НІР05 | 0,38 | 4,7 | 1,48 | х

По обороту пласта люцерни вигідніше сіяти озимий ячмінь, який в умовах зрошення в Криму формує врожайність порядку 70 – 80 ц/га. При практично однакових витратах з пшеницею на вирощування вартість одержаної продукції і прибуток будуть вище. Посіви озимої пшениці після кукурудзи на зерно і сої, на нашу думку, не матимуть великої перспективи в Криму через незначну площу вирощування цих енергоємних культур з нестабільною по роках урожайністю.

Таким чином, проведені нами дослідження дозволяють констатувати, що в умовах Криму попередники суттєво впливають на величину, якість урожаю та ефективність вирощування озимої пшениці, що неодмінно слід враховувати при виборі економічно найдоцільнішого варіанту розміщення культури.

Ефективність зернового господарства істотно залежить від адаптування способу основного обробітку ґрунту під озиму пшеницю до конкретних природних, погодних, організаційно-господарських і економічних умов. В наших дослідженнях помітного впливу способу основного обробітку ґрунту на величину і якість урожаю не знайдено (табл. 3).

Таблиця 3

Врожайність і якість зерна озимої пшениці при різних способах
основного обробітку ґрунту (1978...1995 рр.)

Показники | Пар
зайнятий | Кукурудза
на силосНІР05оранка | лущення | оранка | лущення | Врожайність, т/га | 3,823,91 | 3,04 | 3,20 | 0,38 | Скловидність зерна, % | 81,0 | 83,0 | 73,0 | 70,0 | 5,1 | Білок, % | 13,0 | 12,8 | 11,9 | 11,2 | 0,78 | Сира клейковина, % | 25,8 | 25,9 | 23,0 | 23,2 | 1,89 | Об'єм хліба, мл | 568 | 570 | 534 | 540 | х

Загальна оцінка хліба, бал | 4,3 | 4,3 | 4,1 | 4,1 | х

Незважаючи на однакову величину врожайності і якості зерна, поверхневому обробітку ґрунту, при якому менше на 27...37% витрати ресурсів, слід віддавати перевагу. Добрі результати дає прямий посів озимої пшениці. Врожайність і якість її зерна істотно не розрізнялися між традиційним способом сівби при загальноприйнятій підготовці ґрунту і прямою сівбою без обробітку після збирання попередника.

Визначення адаптивно-оптимального строку сівби озимої пшениці для Криму є одним з найвідповідальніших моментів в системі осінніх агротехнічних заходів. Одержані нами за 25 років досліджень матеріали дають підставу поставити під сумнів загальноприйняту думку про календарний оптимальний строк сівби (для Криму перша декада жовтня), встановлений усереднюванням даних експериментів за невеликий ряд років. За даними наших багаторічних досліджень, найбільша врожайність пшениці, посіяної в першій декаді жовтня (загальноприйнятий оптимальний строк), була одержана лише в 11 випадках з 25, тобто в 44 % років досліджень. П'ять разів в цей час (в 20 % років) найбільша врожайність була одержана на варіантах досліджень, посіяних в третій декаді вересня. За 25 років польових експериментів в дев'яти з них (в 36 % років досліджень) найпродуктивнішими були посіви озимої пшениці, висіяної в другій декаді жовтня і лише в 4 % років – висіяної в третій декаді жовтня.

Одержані дані дозволяють відзначити, що загальноприйняті календарні строки сівби озимої пшениці є дійсно оптимальними тільки при випаданні до сівби або відразу після неї більше 30 мм опадів і наявності в орному шарі ґрунту перед висівом насіння не менше 20 мм доступної для пшениці вологи. В інші роки строки сівби пшениці слід коректувати, адаптуючи їх до конкретних погодних умов осіннього періоду, що фактично склалися. Для цього нами розроблена математико-статистична модель, що включає цілком доступні для визначення в сільськогосподарському підприємстві показники, яка з високою значущістю (р = 0,01) описує варіабельності врожайності зерна озимої пшениці і має наступний вигляд:

У = - 196,292 – 4,05627*СП + 0,238392*Ос + 63,4513*СП0,5 – 11,1824 * *Ос0,5 + 0,937792*СП0,5*Ос0,5 (1)

де У – врожайність озимої пшениці, ц/га;

СП – строк сівби озимої пшениці (число днів від дати сівби до 22.12 – дати мінімального фотоперіодичного циклу);

Ос – опади з 01.09 до дати сівби озимої пшениці, мм

Результати моде-лювання показують, що збільшення кілько-сті опадів в передпо-сівний період у всі строки сівби підвищує продуктивність посівів озимої пшениці (рис. 6). При пізній і ранній сівбі пшениці її врожайність помітно ниж-че порівняно з адап-тивно-оптимальним періодом сівби. Висів озимої пшениці при недоліку вологи в ранні строки призводить до зниження її врожайності, значно більш сильному, ніж в пізні строки.

Виробнича перевірка цього способу визначення оптимальних строків сівби, проведена у ряді господарств Криму в 1993...2004 рр., показала його високу ефективність.

В зрошуваних умовах до оптимальних строків сівби озимої пшениці слід відносити першу і другу декади жовтня (табл. 4).

Таблиця 4

Врожайність озимої пшениці залежно від строків сівби
в зрошуваних умовах Криму, т/га

Строк сівби | Роки досліджень1981...1983 | 1992...1994 | 2 декада вересня | 4,30 | 3,73

3 декада вересня | 4,90 | 4,24

1 декада жовтня | 5,97 | 4,72

2 декада жовтня | 5,91 | 4,66

3 декада жовтня | 5,51 | 4,27

1 декада листопаду | 5,02 | 4,04

НІР05 | 0,38 | 0,35

Врожайність посівів цих строків сівби стабільно вище врожайності пшениці, посіяній як раніше (в третій декаді вересня), так і пізніше (в третій декаді жовтня). В той же час слід зазначити, що сівба в третій декаді жовтня – пізніше за оптимальний строк все ж таки краще, ніж раніше – в третій декаді вересня, оскільки дозволяє сформувати більш продуктивні посіви. Це зв'язано з тим, що посіви озимої пшениці вересневих строків значно сильніше засмічуються стійкими до гербіцидів бур’янами і ушкоджуються шкідниками (табл. 5).

Таблиця 5

Засміченість посівів і пошкодженість шкідниками рослин озимої пшениці
різних строків сівби (1992...1994 рр.)

Строк
сівби | Біомаса бур'янів на чистій площі,
г/м2 | Біомаса бур'янів в посіві пшениці, г/м2 | Засміченість посіву | Пошкоджено рослин
злаковими
мухами,
%

% | ступінь

15.09 | 2576 | 407 | 19,5 | Сильний | 57,8 | 25.09 | 1758 | 137 | 6,7 | Середній | 34,3 | 05.10 | 880 | 46 | 2,1 | Слабкий | 2,7 | 15.10 | 832 | 35 | 1,7 | Слабкий | 0,8 | 25.10 | 686 | 43 | 2,2 | Слабкий | 0 | Примітка. Суцільною лінією з'єднані величини, що не розрізняються на 5%-ному рівні

Пшениця, посіяна в першій і другій декадах жовтня, сама задовільно пригнічує бур’яни, в слабкому ступені ушкоджується злаковими мухами, активність яких в ці терміни вже значно ослаблена.

Для агрономічної практики більший інтерес має кількісний опис залежності від строку сівби загальної виживаності рослин озимої пшениці за період від сходів до відновлення вегетації весною:

(2)

де: Вжоз – виживає рослин пшениці від сходів до кінця зими %;

e – підстава натуральних логарифмів;

С – строк сівби, число днів з 20 вересня.

Ця модель забезпечує хорошу відповідність теоретичних і вихідних даних, оскільки регресія значуща на 1%-ному рівні, високий рівень кореляції (R=0,962) і детермінує до 92% варіабельності виживання пшениці у варіантах досліду. Вона показує, що чим раніше проводиться сівба, тим менше виживає рослин озимої пшениці (рис. 7).

Рис. 7. Виживаність рослин озимої пшениці за період від сходів
до відновлення весняної вегетації (середнє за 1994…1996 рр.)

Отже, виявлені закономірності впливу строку сівби на виживання рослин озимої пшениці, описуючи їх моделі, з цілком задовільною точністю можна використовувати в розрахунках за визначенням оптимального для конкретних умов строку сівби культури.

Строки сівби пшениці впливають не тільки на величину, але й на якість урожаю. При затримці з сівбою якість її зерна має тенденцію до поліпшення. Збільшується вміст білка в зерні, поліпшуються показники якості, які визначаються його білковістю (табл. 6).

Таблиця 6

Вплив строків сівби на врожайність і якість зерна озимої пшениці
(1978...1984 рр.)

Строк сівби | Врожайність,
т/га | Масова
частка білка в зерні,
% | Масова частка клейковини в зерні,
% | Загальна оцінка хліба,
бали | 2 декада вересня | 2,70 | 12,5 | 24,1 | 4,2

3 декада вересня | 3,26 | 13,7 | 27,4 | 4,4

1 декада жовтня | 4,20 | 13,9 | 28,0 | 4,5

2 декада жовтня | 4,20 | 13,9 | 28,1 | 4,5

3 декада жовтня | 3,72 | 14,1 | 28,3 | 4,5

1 декада листопаду | 3,08 | 14,4 | 31,1 | 4,5

НІР05 | 0,37 | 0,47 | 1,26 | х

Цю біологічну особливість озимої пшениці формувати при пізніх строках сівби врожай з підвищеним вмістом білка слід використовувати з метою отримання зерна підвищеної якості, висіваючи її в кінці оптимальних строків.

Для підвищення точності прогнозування оптимального для конкретних умов строку сівби і доцільності застосування гербіцидів для придушення бур'янів нами проаналізована залежність врожайності зерна озимої пшениці від строків сівби і норми висіву при обробці посівів гербіцидами. За наслідками аналізу даних експериментів виведено наступне рівняння регресії:

БУ=275,2*СП0,5-40,04*СП-2,61*СП*НВ+75,05*СП0,5*НВ0,5+1,08*(31-
-СП)*(11-НВ)0,5*Н-322,1 (3)

де БУ – біологічна врожайність зерна пшениці, г/м2;

СП – строк сівби, число днів з 20.09;

НВ – норма висіву, млн/га насіння;

H – застосування гербіциду, код (0 – гербіцид не застосовувався; 1 – гербіцид застосовувався).

Норма висіву насіння озимої пшениці тісно пов'язана зі строками сівби і, до певної міри, визначається ними (табл. 7). Оптимальною нормою висіву при сівбі пшениці в оптимальні на суходолі строки є 6 млн./га. При відхиленні від оптимальних строків, як у бік ранніх, так і у бік пізніх, для компенсації несприятливих наслідків норму висіву доцільно збільшувати. Якість зерна визначається не стільки нормою висіву, скільки строком сівби і обумовленою ним урожайністю.

Таблиця 7

Врожайність зерна озимої пшениці і масова частка в ньому клейковини при різних нормах висіву в суходільних умовах (1980...1984 рр.)

Строк сівби | Норми висіву, млн. схожих зерен на гектар | 4 | 6 | 8 | вро-жайність, т/га | масова частка клейковини, % | вро-жайність, т/га | масова
частка клейковини, % | вро-жайність, т/га | масова частка клейковини, % | 3 декада вересня | 2,94 | 23,6 | 3,38 | 23,2 | 3,74 |