ІНСТИТУТ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

КОЛІБАБЧУК ТЕТЯНА ВОЛОДИМИРІВНА

УДК:633.63:631.582:631.86

ПРОДУКТИВНІСТЬ КУЛЬТУР

ЗЕРНО-БУРЯКОВОЇ СІВОЗМІНИ ЗАЛЕЖНО

ВІД СИСТЕМ УДОБРЕННЯ В ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.09 – рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

на здобуття наукового ступеня кандидата

сільськогосподарських наук

Київ – 2006

Дисертацією є рукопис

Дослідження проведені на Верхняцькій дослідно-селекційній станції Інституту цукрових буряків УААН протягом 1994-2001 років

Науковий керівник | доктор сільськогосподарських наук, професор

ЗАРИШНЯК Анатолій Семенович,

Інститут цукрових буряків УААН,
завідувач лабораторії діагностики та оптимізації
живлення

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор,

ЕРМАНТРАУТ Едуард Рудольфович,

Інститут цукрових буряків УААН, завідувач

лабораторії математичного моделювання та

інформаційних технологій

кандидат сільськогосподарських наук, доцент СКРИПЛЬОВ Олександр Людвигович,

Національний аграрний університет Ради міністрів України, доцент кафедри рослинництва і
кормовиробництва

Провідна установа | Уманський державний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, м. Умань.

Захист дисертації відбудеться 14 лютого 2006 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26. 360. 01 при Інституті цукрових буряків УААН за адресою: 03141, м. Київ, вул. Клінічна, 25.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту цукрових буряків УААН (другий корпус).

Автореферат розісланий 10 січня 2006 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат с.-г. наук Л. І. Сторожик

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Задоволення зростаючих потреб населення в продуктах харчування базується на широкому впровадженні у виробництво нових сортів і гібридів сільськогосподарських культур, науково-обґрунтованих технологій їх вирощування, удосконаленні систем сівозмін, обробітку ґрунту, удобрення та застосуванні інтегрованого захисту рослин від бур’янів, шкідників і хвороб.

Актуальність теми. Однією з умов ефективного використання добрив є внесення їх у сівозміні у певній системі. В цьому відношенні особливої цінності набувають дані багаторічних стаціонарних польових досліджень, де враховується не лише пряма дія добрив, але й їх післядія.

Доцільність подальшого вивчення впливу застосування органічних і мінеральних добрив на продуктивність культур у сівозміні обумовлена необхідністю раціонального їх використання – диференційованого внесення в оптимальних дозах із врахуванням конкретних грунтово-кліматичних умов і біологічної потреби рослин в елементах живлення.

Поряд з цим зростає цінність даних тривалого внесення мінеральних і органічних добрив і їх поєднання в різних дозах на ріст та розвиток таких важливих сільськогосподарських культур як буряки цукрові, пшениця озима, ячмінь ярий, і впливу цих факторів на деякі показники родючості чорнозему опідзоленого і винос урожаєм поживних речовин з ґрунту.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження, що подані в дисертаційній роботі до захисту, є складовою частиною тематики Інституту цукрових буряків УААН і виконані відповідно до завдання НТП УААН „Цукрові буряки” на 1990 – 1995 рр., 1996 – 2000 рр. та 2001 – 2005 рр. (номери державної реєстрації UA01001023P, 0196U012876 і 0101U001246 ) і були складовою тематики: „Розробка та обґрунтування системи удобрення в зерно-буряковій сівозміні, яка забезпечує найбільший вихід продукції з одиниці площі та підвищення родючості ґрунту”.

Мета і завдання досліджень. Основною метою досліджень було виявити особливості формування продуктивності культур в окремій ланці зерно-бурякової сівозміни залежно від системи удобрення.

Для досягнення цієї мети програмою досліджень були визначені такі завдання:

– встановити параметри впливу тривалого застосування добрив на водний та поживний режими ґрунту;

– провести аналіз дії та післядії різних доз добрив і співвідношення в них елементів живлення на процеси росту та розвитку рослин, формування урожаю і його якості в зерно-буряковій сівозміні;

– визначити винос і коефіцієнти використання основних елементів живлення із мінеральних добрив на фонах з гноєм і без нього;

– дослідити залежність технологічних якостей зерна пшениці озимої, ячменю ярого та коренеплодів буряків цукрових від умов живлення;

– дати енергетичну і економічну оцінку ефективності застосування органічних і мінеральних добрив під культури ланки зерно-бурякової сівозміни.

Об'єкт дослідження - процес росту, розвитку та формування продуктивності пшениці озимої, буряків цукрових та ячменю ярого під впливом дії та післядії мінеральних та органічних добрив.

Предмет дослідження - сорти пшениці озимої, буряків цукрових і ячменю ярого, агрономічна і біоенергетична ефективність вирощування даних культур за різних систем удобрення.

Методи дослідження. Польовий – для спостереження за ростом і роз-витком рослин, умовами зовнішнього середовища, оцінки агротехнічного та економічного ефекту досліджуваних прийомів вирощування культур ланки сівозміни; вимірювально-ваговий – для обліку врожайності; аналітичний – для визначення агрохімічних властивостей ґрунту, мінеральних добрив, підстилкового гною, технологічних якостей коренеплодів цукрових буряків і хімічного складу основної та побічної продукції культур; математично-статистичний – для оцінки достовірності результатів досліджень; розрахунково-порівняльний – для встановлення економічної ефективності внесення добрив.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для умов інтенсивного землеробства на чорноземі опідзоленому правобережного Лісостепу України в підзоні нестійкого зволоження встановлено особливості росту і розвитку рослин та продуційних процесів в ланці пшениця озима – буряки цукрові – ячмінь ярий. Здійснена кількісна оцінка тривалого застосування добрив, як одного з провідних факторів підвищення родючості ґрунту і величини урожайності культур ланки зерно-бурякової сівозміни в широкому діапазоні застосування органічних та мінеральних добрив. Це дало змогу глибше розкрити механізм споживання та виносу поживних речовин із ґрунту та з добрив.

Отримано дані про особливості змін технологічних якостей зерна пшениці озимої, ячменю ярого та коренеплодів буряків цукрових залежно від рівня удобрення та визначено шляхи їх регулювання.

Практичне значення одержаних результатів. За результатами досліджень розроблено науково-обґрунтовані системи удобрення, реалізація яких сприяє підвищенню урожайності культур в ланці зерно-бурякової сівозміни при збереженні і підвищенні родючості ґрунту.

Основні результати досліджень пройшли виробничу перевірку на площі 420 гектарів в дослідних господарствах „Нива” і „Христинівське” Інституту цукрових буряків УААН, на Верхняцькій дослідно-селекційній станції та СТОВ „Верхнячка-Агро”, що розміщені в Христинівському районі Черкаської області.

Особистий внесок здобувача полягає в узагальненні й аналізі наукових даних вітчизняних і зарубіжних дослідників за темою дисертаційної роботи, складанні програми й методики досліджень, закладці і проведенні польових та лабораторних дослідів, статистичному аналізі отриманих експериментальних даних, підготовці й написанні звітів та публікацій за темою дисертації, участі в роботі науково-практичних конференцій і семінарів.

Апробація результатів досліджень. Основні результати та положення дисертації оприлюднені та обговорені на науково-практичних конференціях молодих учених та спеціалістів „Селекція, насінництво і технологія вирощування цукрових буряків та інших культур бурякової сівозміни”, що проводилися в Інституті цукрових буряків УААН в 1998 – 2000 роках, на засіданнях лабораторії діагностики та оптимізації живлення цукрових буряків, методичній комісії технологічного відділу Інституту цукрових буряків УААН (1995–2002 рр.)

Публікації. Основні результати досліджень за темою дисертаційної роботи опубліковано в 10 наукових працях, з яких 9 статтей у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота викладена на 194 сторінках комп'ютерного тексту, містить 29 таблиць, 33 рисунки та 13 додатків. Складається зі вступу, 6-ти розділів, висновків та рекомендацій виробництву. Список використаних літературних джерел включає 373 найменування, в тому числі 23 латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ПРОДУКТИВНІСТЬ ОСНОВНИХ КУЛЬТУР

ПОЛЬОВОЇ СІВОЗМІНИ ПРИ ЗАСТОСУВАННІ ДОБРИВ

(Огляд літератури)

Проаналізовано сучасні положення щодо особливостей росту й розвитку, продуктивності культур ланки зерно-бурякової сівозміни залежно від системи удобрення і умов вирощування. На основі аналізу висунуто робочі гіпотези, визначено мету і завдання досліджень.

УМОВИ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження із вивчення впливу різних систем удобрення на продуктивність культур ланки зерно-бурякової сівозміни проводили у тривалому польовому досліді відділу агротехнології Верхняцької дослідно-селекційної станції Інституту цукрових буряків УААН, що розміщена в Христинівському районі Черкаської області в підзоні нестійкого зволоження Лісостепу України. Тривалий дослід – десятипільна зерно-бурякова сівозміна, закладено в 1986 році. Чергування культур у сівозміні наступне: 1 – багаторічні трави; 2 – пшениця озима; 3 – буряки цукрові; 4 – горох; 5 – пшениця озима; 6 – кукурудза на зерно; 7 – вико-вівсяна суміш; 8 – пшениця озима; 9 – буряки цукрові; 10 – ячмінь ярий + багаторічні трави.

Технологія вирощування сільськогосподарських культур, за виключенням досліджувальних елементів, була загальноприйнятою для регіону.

Ґрунт дослідного поля – чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі. Орний шар ґрунту (0 – 30 см) характеризується середнім вмістом гумусу (за Тюріним) 3,0-3,6 %, низьким рівнем забезпеченості лужногідролізованим азотом (за Корнфілдом) 100-120 мг/кг, середнім і підвищеним (за Чиріковим) відповідно вмістом рухомого фосфору – 90-120 і обмінного калію – 70-100 мг/кг ґрунту, має слабкокислу реакцію (pHKСl – 6,2) та суму увібраних основ в орному шарі ґрунту (за Каппеном-Гільковіцем) – в межах 28-30 ммоль на 100 г ґрунту.

Розмір посівної ділянки - 240 м2 , облікової – для зернових культур – 100 м2, цукрових буряків – 64,5 м2. Повторність досліду триразова. Мінеральні добрива застосовували у формі аміачної селітри (34% д. р. N), гранульованого суперфосфату (19,5% д.р. Р2О5) та калію хлористого (60% д. р. К2О), органічні – підстилковий напівперепрілий гній великої рогатої худоби, солому пшениці озимої, гичку буряків цукрових. Добрива вносили відповідно до схеми досліду (табл. 1).

Таблиця 1

Схема розподілу добрив під культури ланки зерно-бурякової

сівозміни (гній, т/га; мінеральні добрива, кг/га)

№ варіанту | Варіант | Пшениця озима | Буряки цукрові | Всього в ланці сівозміни

N | Р2О5 | К2О | Гній | N | Р2О5 | К2О | Гній | N | Р2О5 | К2О

1 | Без добрив (контроль) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | -

17 | 1,0 NК | 80 | - | 60 | - | 120 | - | 140 | - | 200 | - | 200

18 | 1,0 NК + 0,5 Р | 80 | 25 | 60 | - | 120 | 50 | 140 | - | 200 | 75 | 200

2 | 1,0 NК + 1,0 Р | 80 | 50 | 60 | - | 120 | 100 | 140 | - | 200 | 150 | 200

19 | 1,0 NК + 1,5 Р | 80 | 75 | 60 | - | 120 | 150 | 140 | - | 200 | 225 | 200

20 | 1,0 NК + 0,5 Р (локально) | 80 | 25 | 60 | - | 120 | 50 | 140 | - | 200 | 75 | 200

3 | 1,0 NК + 1,0 Р + побічна продукція | 80 | 50 | 60 | - | 120 | 100 | 140 | - | 200 | 150 | 200

14 | 1,0 NК + гній 40т/га | 80 | - | 60 | 40 | 120 | - | 140 | 40 | 200 | - | 200

15 | 1,0 NК + 0,5 Р + гній 40т/га | 80 | 25 | 60 | 40 | 120 | 50 | 140 | 40 | 200 | 75 | 200

4 | 1,0 NК + 1,0 Р + гній 40т/га | 80 | 50 | 60 | 40 | 120 | 100 | 140 | 40 | 200 | 150 | 200

16 | 1,0 NК + 1,5 Р + гній 40т/га | 80 | 75 | 60 | 40 | 120 | 150 | 140 | 40 | 200 | 225 | 200

6 | 0,5 NК + 0,5 Р + гній 40т/га | 40 | 25 | 30 | 40 | 60 | 50 | 70 | 40 | 100 | 75 | 100

Погодні умови в роки досліджень були в основному типовими для регіону. Певні відхилення від середніх багаторічних показників дозволили більш повно оцінити вплив досліджуваних систем удобрення культур в ланці сівозміни на ріст, розвиток та продуктивність культур.

В дослідах проводили наступні обліки, спостереження та аналізи:

1. В грунті визначали вміст вологи термостатно-ваговим методом, нітратну форму азоту – нафтіламіновим методом, рухомий фосфор і обмінний калій – за Чиріковим, лужногідролізований азот – за Корнфілдом, вміст гумусу – за Тюріним та Кононовою, гідролітичну кислотність – за Каппеном;

2. Вміст загального азоту, фосфору і калію визначали в одній наважці рослин після мокрого озолення за Гінзбургом та ін. Азот визначали фотометричним методом з реактивом Несслера, фосфор – за Деніже в модифікації Левицького, калію – на полуменевому фотометрі FLAFO–4;

3. Густоту рослин – при появі повних сходів і при збиранні урожаю, масу 100 рослин, ступінь ураження сходів коренеїдом, динаміку маси коренеплодів і гички буряків цукрових проводили за методикою Інституту цукрових буряків УААН;

4. Облік урожаю основної і побічної продукції зернових культур, основної цукрових буряків проводили методом суцільного збирання і зважування з кожної облікової ділянки, облік нетоварної продукції цукрових буряків – розраховували за співвідношенням з основною на підставі аналізу проб;

5. Вміст сухої речовини визначали шляхом висушування зразків при температурі 105о С, вологість зерна – електровологоміром, білковий азот – за Барнштейном, масу 1000 зерен – за ГОСТ 12028, натуру зерна – за ГОСТ 10840-64;

6. Економічну та біоенергетичну ефективність застосування добрив розраховували згідно з технологічними картами та відповідними рекомендаціями; економічну оцінку за „Методичними вказівками по визначенню економічної оцінки вирощування сільськогосподарських культур за інтенсивними технологіями” (1987);

7. Статистичний аналіз результатів дослідів та спостережень проводили за кореляційним, регресивним, дисперсійним і кластерним методами з використанням прикладної програми Statistica-6.

РІСТ І РОЗВИТОК РОСЛИН КУЛЬТУР

ЛАНКИ ЗЕРНО-БУРЯКОВОЇ СІВОЗМІНИ

Результати досліджень свідчать, що вологозабезпеченість рослин впродовж вегетації суттєво змінювалась під впливом випадання опадів, залежно від фаз росту та розвитку рослин і рівня удобрення культур. Запаси доступної для них вологи в грунті закономірно зменшувались до кінця вегетаційного періоду на всіх ділянках дослідів, а більш інтенсивний розвиток рослин на удобрених варіантах призводив до суттєвого зменшення її проти контролю (без внесення добрив).

Так, під пшеницею озимою кількість продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту на варіантах із застосуванням добрив знижувалась на 4,8–12,3 мм порівняно з контролем. При цьому витрати води на утворення одиниці урожаю як зернових культур, так і буряків цукрових істотно зменшувались.

Під пшеницею озимою і ячменем ярим найбільші витрати ґрунтової вологи на евапотранспірацію були відзначені у фазі колосіння, а під буряками цукровими – у фазі змикання листків у міжряддях, і, в першу чергу, залежали від метеорологічних умов. В сухі і жаркі роки (1996 і 1999) спостерігалось зниження запасів вологи в метровому шарі ґрунту до критичного рівня – 8,9-23,8 мм для зернових і 33,2-69,1 – для цукрових буряків, а в решту років відповідало середньому рівню забезпечення для підзони нестійкого зволоження.

Вологість ґрунту впродовж вегетаційного періоду на всіх варіантах дослідів при вирощуванні пшениці озимої і ячменю ярого помітно зменшувалась у шарі 0-40 см, а в нижче розміщених (41-100 см) шарах залишалась практично на одному рівні, тоді як при вирощуванні буряків цукрових спостерігалось висушування ґрунту по всьому профілю. Це пояснюється розвитком і проникненням основної маси кореневої системи до метрової глибини і більше.

На підставі комплексного вивчення впливу вологи, температури повітря і відносної вологості його встановлено, що в умовах регіону найбільший вплив на рівень урожайності цукрових буряків мали опади червня місяця (рис.1).

Між рівнем урожайності коренеплодів і кількістю опадів за червень встановлено середньої сили позитивний зв’язок (r = 0,57, який діє в межах 32% вибірки – R2 = 0,32); орієнтовну урожайність цукрових буряків за червневими опадами в межах від 25 до 100 мм можна визначити за рівнянням регресії у =0,І5х+ 35,6 або за графіком: на вісі X відкладаємо значення опадів, скажімо, 75 мм, а на вісі У визначаємо врожайність – 47 т/га.

Систематичне використання добрив обумовлює позитивний вплив на вміст рухомих форм сполук фосфору в грунті під пшеницею озимою, буряками цукровими і ячменем ярим. Помітне збільшення кількості даного елементу живлення найбільш характерне при внесенні добрив під цукрові буряки. Поєднання органічних і мінеральних добрив виявилось ефективнішим за роздільне. Так, в період формування густоти насадження цукрових буряків вміст сполук фосфору за умови застосування на фоні 40 т/га гною зменшеної вдвічі (N60P50K70) і повної (N120P120K140) доз мінеральних добрив перевищував контроль відповідно на 20 і 14 мг/кг ґрунту. Позитивні тенденції в цьому аспекті відзначені при внесенні гною і N120P150K140. Упродовж вегетації цукрових буряків кількість рухомих сполук фосфору в грунті знижувалась як через винос їх рослинами, так і перехід в менш рухомі форми. В розподілі рухомих форм азоту і калію в період вегетації рослин простежувалась закономірність подібна до фосфору. Залежно від системи і дози добрив вміст нітратного азоту за мінеральної системи удобрення збільшився на 20,4-42,8, органо-мінеральної – 35,7-80,6%. Використання калійних добрив у поєднанні з азотними сприяло зростанню його вмісту переважно в орному шарі на 25 мг/кг. Внесення на їх фоні фосфорних туків та підвищення дози від 50 до 150 кг/га призвело до зменшення запасів обмінного калію на 13-16 мг/кг ґрунту, що, очевидно, пов’язано з підвищенням його рухомості і використанням рослинами. Перевага за вмістом його в грунті була за органо-мінеральною системою живлення.

Покращання водного і поживного режимів ґрунту при застосуванні добрив сприятливо позначається на рості, розвитку і формуванні урожайності цукрових буряків. Так, якщо в період другої пари листків маса 100 рослин на контролі становила 57,8 г, то під дією добрив зростала до 74,2-119,0 г. Внесення фосфору у найменшій дозі та підвищення її з 50 до 150 кг/га сприяло збільшенню маси 100 рослин на 23,8-32,2 г. Особливо вагомий вплив на цей показник був у варіанті поєднання органічної системи живлення з мінеральною у разі збільшення доз фосфорних добрив в ній.

Ріст і розвиток пшениці озимої, буряків цукрових і ячменю ярого, тривалість міжфазних періодів за варіантами систем удобрення мало різнилися. Порівняно з контролем без добрив внесення мінеральних і органічних добрив скорочує початкові міжфазні періоди зернових на 1-2 дні, але під час дозрівання зерна, навпаки, – збільшує їх на 4-5 днів, що позитивно позначається на рівні врожайності.

Інтенсивність наростання сирої маси рослин цукрових буряків, що продовжувалась протягом їх вегетації значною мірою залежала від рівня удобрення. Найбільший ефект при цьому спостерігався за органо-мінеральної системи удобрення.

Результати досліджень свідчать про те, що внесення добрив впливає на приріст вмісту сухої речовини в рослинах. В усі фази росту та розвитку кількість сухої речовини в них по варіантах, що удобрювались, перевищувала параметри цього показника проти контролю.

У період змикання листків у міжряддях буряків цукрових (рис. 2) накопичення сухої речовини на контролі становило 60,7 г, за внесення мінеральних добрив у дозі N120K140 збільшувалася на 6,3% (3,8 г), N120P50K140 – на 29,2% (17,7 г), N120P100K140 – на 39,4% (21,2 г).

Поєднання застосування мінеральної системи удобрення (N120P100K140) з побічною продукцією пшениці озимої підвищувало приріст сухої речовини буряків цукрових на 47,4% (26 г), а з 40 т/га органічних добрив – на 52,7% (32 г). У варіанті вдвічі меншої дози мінеральних добрив (N60P50K70) і застосування побічної продукції кількість сухої речовини збільшувалася на 32,8% (19,9 г).

ПРОДУКТИВНІСТЬ КУЛЬТУР В ЛАНЦІ ЗЕРНО-БУРЯКОВОЇ СІВОЗМІНИ

Пшениця озима. Урожайність зерна пшениці озимої залежно від системи удобрення культури наведено в табл. 2.

Таблиця 2

Продуктивність пшениці озимої (середнє за 1994 – 1999 рр.)

№ варіанту | Варіант * | Урожайність зерна,

т/га | Вміст

білку,

% | Маса 1000 зерен, г | Натура зерна, г/л

1 | Без добрив (контроль) | 3,65 | 10,4 | 42,3 | 775

17 | N80К60 | 4,74 | 13,0 | 42,4 | 775

18 | N80Р25К60 | 5,01 | 12,9 | 43,2 | 776

2 | N80Р50К60 | 5,18 | 12,6 | 43,9 | 782

19 | N80Р75К60 | 5,36 | 12,9 | 44,4 | 776

20 | N80Р25К60 (локально) | 4,94 | 12,4 | 43,6 | 776

3 | N80Р50К60 + побічна продукція | 5,32 | 12,6 | 43,9 | 780

14 | N80К60 + гній 40т/га | 5,07 | 13,4 | 43,6 | 775

15 | N80Р25К60 + гній 40т/га | 5,26 | 13,2 | 44,3 | 774

4 | N80Р50К60 + гній 40т/га | 5,40 | 12,7 | 43,8 | 778

16 | N80Р75К60 + гній 40т/га | 5,46 | 12,8 | 43,8 | 772

6 | N40Р25К30 + гній 40т/га | 5,05 | 12,3 | 44,4 | 778

НІР05 | 0,23

* Гній вносили під передпопередник пшениці озимої - кукурудзу на зерно.

За роки проведення досліджень середня врожайність на контролі (вар. 1) становила 3,65 т/га, змінюючись по роках від 3,17 до 4,60 т/га. Внесення азотних і калійних добрив (N40 К60) під основний обробіток ґрунту та азотних в підживлення в фази виходу в трубку і колосіння пшениці озимої (по N20, вар. 17) сприяло збільшенню врожайності зерна і соломи відповідно на 1,09 та 1,25 т/га. Застосування на їх фоні мінімальної дози фосфорних добрив (Р25, вар. 18) підвищило збір зерна ще на 0,27 т/га (разом на 1,36 т/га).

Збільшення дози фосфору до Р50 не призводило до суттєвого зростання врожайності, а доза Р75 – взагалі була не ефективною. Порівняно з розкидним, локальне внесення Р25 не мало ніякої переваги (вар. 18 і 20).

Повне мінеральне добриво призвело до збільшення врожайності основної продукції пшениці озимої на 1,53 т/га, проте післядія окремих елементів біологічного землеробства на їх фоні істотних змін не спричинила (вар. 3).

Зменшення доз мінеральних добрив (вар. 6) в поєднанні з післядією 40 т/га гною, внесеного під кукурудзу на зерно, за ефективністю не поступалося застосуванню повної їх норми з виключенням фосфору з системи удобрення пшениці.

Найвища урожайність основної і побічної продукції пшениці озимої забезпечувалася у варіанті використання повного мінерального добрива в дозі N80 Р50 К60 на фоні післядії 40 т/га гною (вар. 4). Порівняно з контролем прибавки від добрив становили відповідно 1,75 і 2,15 т/га. Взагалі післядія органічних добрив на фоні повного мінерального добрива з різним вмістом в ньому фосфору сприяє підвищенню врожаю зерна на 1,40-1,81 т/га. Застосування добрив збільшує співвідношення соломи до зерна в середньому з 4,2 до 8,0 %, а в поєднанні з післядією органічних добрив - з 8,1 до 12,7 %.

Внесення добрив сприяло підвищенню продуктивного кущіння та озерненості колоса, які визначали величину сформованого врожаю. Під їх дією кількість продуктивних стебел порівняно з контролем зростала в середньому з 2,6 до 23,0 %. Вагомий приріст продуктивного стеблостою (на 48 стебел /м2 або 12,6 %, і на 88 стебел/ м2 або 23,0 %) забезпечило повне мінеральне добриво на фоні післядії побічної продукції і 40 т/га гною відповідно. Мінеральні добрива з післядією органічних збільшували озерненість колосу на 4,5-13,1 %.

Мінімальна доза фосфору (Р25 на фоні N80 К60), внесена як розкидним, так і локальним способом підвищила масу 1000 зерен порівняно з конт-ролем на 2,1-3,1 %; вищі дози (Р50 і Р75) збільшували її відповідно на 3,8-5,0 %. Післядія гною з дією повного мінерального добрива на масу насіння суттєво не впливала.

Зміни співвідношення елементів живлення в мінеральних добривах при окремому внесенні й на фоні післядії органічних добрив на натурі зерна пшениці озимої не позначились. Застосування мінеральних добрив під пшеницю роздільно та в поєднанні з післядією гною, внесеного під попередник – кукурудзу на зерно в нормі 40 т/га, збільшувало вміст білка в зерні на 2,8-3,0 %.

Буряки цукрові. В умовах Лісостепу України на чорноземі опідзоленому цукрові буряки без застосування добрив мають порівняно високу врожайність, яка в середньому за 1995-2000 рр. становила 35,6 т/га (табл. 3) з коливаннями від 30,9 (1999 р.) до 39,5 т/га (1998 р.).

Урожайність коренеплодів у трьох з шести років перевищувала середню багаторічну на 10, а в решті 3 - була нижчою на 7,6-13,2%. Внесення азотних і калійних добрив (N120 К140) під основний обробіток сприяло збільшенню її на 7,3 т/га. Незважаючи на зниження цукристості коренеплодів на 0,5%, збір цукру порівняно з контролем зріс на 1,07 т/га або 17,1%.

Застосування в системі удобрення буряків на азотно-калійному фоні фосфору в половинній дозі (Р50) сприяло додатковому підвищенню урожайності коренеплодів на 3,9, а збору цукру - на 0,76 т/га.

Таблиця 3

Продуктивність буряків цукрових (середнє за 1995 – 2000 рр.)

№ варіанту | Варіант | Урожайність коренеплодів,

т/га | Цукристість,

% | Збір

цукру, т/га

1 | Без добрив (контроль) | 35,6 | 17,4 | 6,25

17 | N120К140 | 42,9 | 16,9 | 7,32

18 | N120Р50К140 | 46,8 | 17,2 | 8,08

2 | N120Р100К140 | 46,5 | 17,1 | 8,00

19 | N120Р150К140 | 48,1 | 16,9 | 8,22

20 | N120Р50К140 (локально) | 45,8 | 16,8 | 7,78

3 | N120Р100К140 + побічна продукція | 47,6 | 17,2 | 8,22

14 | N120К140 + гній 40т/га | 47,4 | 16,8 | 8,06

15 | N120Р50К140 + гній 40т/га | 48,6 | 16,7 | 8,16

4 | N120Р100К140 + гній 40т/га | 49,0 | 16,6 | 8,20

16 | N120Р150К140 + гній 40т/га | 49,7 | 16,6 | 8,28

6 | N60Р50К70 + гній 40т/га | 47,5 | 17,1 | 8,18

НІР05 | 5,6 | 0,5 | 0,44

Використання підвищених доз фосфору з 50 до 150 кг/га в складі повного мінерального добрива було не ефективним.

Мінімалізована органо-мінеральна система удобрення (40 т/га гною + N60Р50К70) за не суттєвого зниження цукристості забезпечила прибавку врожайності коренеплодів порівняно з контролем на 11,9 т/га або 33,4 %.

Цукристість коренеплодів визначає цілий ряд факторів. Це й фон живлення, густота насадження рослин впродовж вегетації і на період збирання, ураженість листкового апарату та коренеплодів хворобами та ін.

Найменше зниження цукристості було у варіантах N120Р50К140, N120Р100К140 + побічна продукція та N60Р50К70 + гній 40 т/га – відповідно на 0,2 і 0,3%. Підвищена кількість шкідливого азоту і вміст лужних елементів (калію і натрію) при внесенні високих доз мінеральних добрив зменшує цукристість коренеплодів і вихід цукру при переробці сировини на заводі (табл. 4).

За мінімалізованої органо-мінеральної системи живлення (40 т/га гною + N60 Р50 K70) порівняно з повним органо-мінеральним удобренням (40 т/га гною + N120 Р100 K140) цукристість коренеплодів підвищувалася на 0,5 % , а вихід цукру – на 0,4 %, при незначному (на 0,13 %) збільшенню втрат цукру в мелясі.

Таблиця 4

Технологічні якості коренеплодів (середнє за 1995 – 1998 рр.)

№ варіанту | Варіант | Цукристість,

% | Доброякісність соку,

% | Втрати цукру в мелясі, % | Заводський вихід цукру,

% | т/га

1 | Без добрив (контроль) | 18,1 | 92,6 | 2,03 | 15,2 | 5,75

17 | N120К140 | 17,7 | 92,0 | 2,25 | 14,6 | 6,76

18 | N120Р50К140 | 17,9 | 92,1 | 2,17 | 14,8 | 7,53

2 | N120Р100К140 | 17,8 | 92,4 | 2,08 | 14,8 | 7,42

19 | N120Р150К140 | 18,0 | 91,9 | 2,21 | 14,8 | 7,81

20 | N120Р50К140 (локально) | 17,8 | 91,7 | 2,25 | 14,6 | 7,28

3 | N120Р100К140 +

побічна продукція | 17,9 | 91,9 | 2,23 | 14,8 | 7,54

14 | N120К140 + гній 40т/га | 17,8 | 92,0 | 2,22 | 14,6 | 7,43

15 | N120Р50К140 + гній 40т/га | 17,3 | 91,8 | 2,21 | 14,2 | 7,48

4 | N120Р100К140 + гній 40т/га | 17,4 | 91,8 | 2,19 | 14,3 | 7,55

16 | N120Р150К140 + гній 40т/га | 17,3 | 91,4 | 2,28 | 14,1 | 7,55

6 | N60Р50К70 + гній 40т/га | 17,9 | 91,6 | 2,32 | 14,7 | 7,56

На контролі без добрив технологічні якості коренеплодів були найвищими. Цукристість їх становила в середньому 18,1 %, доброякісність очищеного соку - 92,6, втрати цукру в мелясі - 2,03, а його вихід - 15,2 %. Внесення азотних і калійних (N120 K140) добрив обумовило зниження величини цих показників відповідно на 0,4, 0,22 і 0,6 %.

Найвищий вихід цукру був у варіанті з підвищеною до 150 кг/га дозою фосфору в складі повного мінерального добрива, який одержано за рахунок збільшення врожайності коренеплодів цукрових буряків.

Ячмінь ярий. Якщо середня врожайність ячменю на контролі без добрив становила 2,75 т/га, то прибавка її від післядії азотних і калійних добрив (вар. 17) складала 0,75 т/га (рис. 3).

У варіанті N200Р75K200 (вар. 18), що внесені під пшеницю озиму і буряки цукрові, збір зерна ячменю становив 3,77 т/га, що на 0,27 т/га більше проти азотно-калійного фону.

Поєднання застосування азотних і калійних добрив разом з 40 т/га гною під цукрові буряки (вар. 15) порівняно до азотно-калійного фону збільшило врожайність зерна ячменю на 0,78, а до варіанту без добрив – на 1,74 т/га.

Заорювання гички цукрових буряків з післядією поєднання соломи пшениці озимої з N200Р150K200 забезпечило одержання максимальної врожайності зерна ячменю – 4,66 т/га (вар. 3), що на 1,91 т/га більше контролю (вар. 1) і на 0,76 т/га – порівняно до фону мінеральних добрив (вар. 2).

ЕЛЕМЕНТИ ПРОГРАМУВАННЯ

УРОЖАЙНОСТІ КУЛЬТУР СІВОЗМІНИ

Встановлено, що вміст поживних речовин в рослинах і їх винос урожаєм визначається біологічними особливостями вирощування культур, рівнем врожайності, місцем в сівозміні, фоном живлення.

Для прогнозу і програмування врожайності пшениці озимої, буряків цукрових, ячменю ярого в рослинах визначали вміст азоту, фосфору і калію в основній та побічній продукції в варіантах без добрив та на удобрених, винос поживних речовин і витрати їх на одиницю товарного урожаю. Для пшениці озимої вони становили: азоту (N) – 22-26, фосфору (Р2 О5) – 9-11, калію (К2 О) – 15-19 кг /т зерна; для ячменю ярого відповідно 12-17, 21-28, 17-21 кг /т зерна; для цукрових буряків – азоту – 34-43, фосфору – 9-14, калію – 47-52 кг на 10 тонн коренеплодів.

Визначені за матеріалами досліджень коефіцієнти використання елементів живлення із мінеральних і органічних добрив підтвердили високу ефективність систем удобрення досліджуваних культур (табл. 5).

Таблиця 5

Винос елементів живлення і коефіцієнти їх засвоєння

із добрив рослинами цукрових буряків (середнє 1994-1999 рр.)

№ варіанту | Варіант | Елемент живлення, кг/га | Коефіцієнт засвоєння, %

внесено

з добривами | винесено з урожаєм основної і побічної продукції

N | Р2 О5 | К2 О | N | Р2 О5 | К2 О | N | Р2 О5 | К2 О

18 | N120Р50K140 | 120 | 50 | 140 | 182 | 41 | 235 | 72 | 26 | 69

20 | N120Р50K140

(локально) | 120 | 50 | 140 | 160 | 45 | 221 | 53 | 34 | 59

3 | N120Р100K140 + побічна продукція | 150 | 110 | 172 | 192 | 49 | 227 | 64 | 19 | 52

6 | N60Р50K70 +

гній 40 т/га | 260 | 150 | 310 | 160 | 57 | 223 | 25 | 19 | 27

На підставі цих показників можна розрахувати дози добрив на заплановану урожайність, для чого пропонується використовувати формулу:

Д = 100 х (А-Б) х В / Кмд,

де А – запланована урожайність, т/га;

Б – початкова урожайність, т/га;

В – винос поживних речовин основної і побічної продукції, кг /т;

Кмд – коефіцієнт використання поживних речовин із мінеральних добрив, %.

При застосуванні під культури гною формула матиме вигляд:

Д = 100 х (А-Б) х В / Кмд – Н од х П х Код / 10,

де Н од – норма внесення органічних добрив;

П – вміст поживного елементу в органічному добриві;

Код – коефіцієнт використання поживних речовин з органічних добрив, %.

Встановлено, що розрахункові дози добрив були близькими до експериментально визначених оптимальних доз.

Порівняно з мінеральною системою удобрення коефіцієнти засвоєння елементів живлення на варіантах з гноєм є порівняно низькими; за збільшення дози фосфору на фоні гною коефіцієнт його засвоєння ще знижувався.

ЕКОНОМІЧНА І ЕНЕРГЕТИЧНА

ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ

Економічна ефективність застосування добрив у ланці зерно-бурякової сівозміни визначається їх дією і післядією на окремі культури. Для цього всі елементи матеріальних затрат складаються по всіх культурах ланки, а отримана продукція оцінюється за виходом з одиниці площі кормових одиниць.

Економічна ефективність дії кращих варіантів системи удобрення цукрових буряків наведена в табл. 6.

Таблиця 6

Економічна ефективність застосування мінеральних

та органічних добрив при вирощуванні цукрових буряків

Показник | Без добрив | N120Р50K140 | N120Р100K140 + побічна продукція | N60Р50K70 + гній 40 т/га

Урожайність, т /га | 30,30 | 39,80 | 40,70 | 40,20

Приріст урожайності, т /га– | 9,50 | 10,40 | 9,90

Вартість урожаю коренеплодів, грн. /га | 4166,25 | 5472,50 | 5596,25 | 5527,50

Вартість прибавки врожаю коренеплодів, грн. ./га– | 1306,25 | 1430,00 | 1361,25

Виробничі затрати, грн. /га | 1933,14 | 2287,54 | 2398,50 | 2307,23

в т.ч. вартість добрив, грн. /га– | 355,98 | 456,46 | 385,01

Окупність добрив, грн./га– | 3,67 | 3,13 | 3,54

Собівартість коренеплодів, грн. /т | 63,80 | 57,48 | 58,93 | 57,39

Умовно чистий прибуток, грн. /га | 2233,11 | 3184,96 | 3197,75 | 3220,27

в т. ч. за рахунок добрив, грн. /га– | 951,85 | 943,02 | 987,16

Рівень рентабельності, % | 115 | 139 | 133 | 140

Порівняно з контролем без добрив варіанти з внесенням добрив під цукрові буряки характеризувалися нижчою на 8-11% собівартістю тонни коренеплодів, збільшенням умовно чистого прибутку на 943,02-987,16 грн./га і підвищенням рівня рентабельності на 18-25%.

Коефіцієнт енергетичної ефективності порівняно з контролем без добрив був дещо нижчим (при внесенні N120Р50K140 – 1,68; N120Р100K140 + побічна продукція – 1,65 і N60Р50K70 + гній 40 т/га – 1,83 проти 2,16 на контролі). За рахунок підвищення врожайності від застосування добрив більше додаткової енергії було одержано у варіантах N120Р100K140 + побічна продукція, потім – N60Р50K70 + гній 40 т/га і мінеральних добрив N120Р50K140 відповідно 8,3, 7,9 і 7,6 ГДж.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації узагальнено експериментальні дані, наведено напрям вирішення наукової задачі, що виявляється у встановленні закономірностей формування продуктивності культур у ланці: пшениця озима – буряки цукрові – ячмінь ярий, якісних показників продукції та удосконаленні технології їх вирощування в умовах Лісостепу шляхом застосування різних систем удобрення.

2. Водний режим чорнозему опідзоленого, насамперед, пов’язаний з біологічними особливостями вирощуваних культур, різним ступенем зволоження ґрунту характеризується накопиченням вологи у весняний період, суттєвим зменшенням її запасів до середини літа та підвищенням до зими. Внесення добрив зумовлює певною мірою більш ефективне споживання доступної вологи. Між рівнем урожайності коренеплодів і кількістю опадів за червень виявлено середньої сили позитивний зв’язок (r = 0,57, який діє в межах 32% вибірки – R2 = 0,32).

3. Систематичне застосування мінеральних і органічних добрив під пшеницю озиму та буряки цукрові сприяє покращанню агрохімічних показників ґрунту чорнозему опідзоленого, значно підвищує вміст доступних для рослин форм мінерального азоту, фосфору та калію. Найбільш значне зростання кількості рухомих форм елементів живлення спостерігається при використанні мінеральної системи удобрення під пшеницю озиму N80Р50К60 і буряки цукрові N120Р100К140 та в поєднанні її з дією і післядією 40 т/га гною.

4. Збільшення доз азотних добрив вдвічі підвищує вміст мінерального азоту як в орному (0-30 см), так і в підорному (31-40 см) шарах ґрунту за рахунок низхідної міграції нітратів із ґрунтовою вологою. Зростання доз фосфорних і калійних добрив збільшує вміст рухомих форм фосфору і калію на початку вегетації буряків цукрових відповідно на 6–31 і 9–46 мг/кг орного шару ґрунту. Запаси рухомих сполук основних елементів живлення