ПІВДЕННИЙ ФІЛІАЛ“

КРИМСЬКИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ”

НАЦІОНАЛЬНОГО АГРАРНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

ЛИКОВ СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 631.16 "324":[57.017.3:631.153.7](477.75)

ШЛЯХИ АДАПТАЦІЇ ЕЛЕМЕНТІВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ ОЗИМОГО ЯЧМЕНЮ В ПЕРЕДГІРНОМУ КРИМУ

06.01.09 - рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Сімферополь – 2006

Дисертацією є рукопис.

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

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор, Ніколаєв Євгеній

Володимирович, Південний філіал “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету, завідувач кафедри технології виробництва, збереження і переробки продукції рослинництва.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН, заслужений діяч науки і техніки України Адамень Федір Федорович, радник дирекції Кримського інституту агропромислового виробництва УААН;

доктор сільськогосподарських наук, професор, член - кореспондент УААН Бобро Михайло Архипович, Харківський національний аграрний університет імені В.В. Докучаєва, завідувач кафедри рослинництва.

Провідна установа: Херсонський державний аграрний університет,
м. Херсон.

Захист відбудеться “ 26” січня 2007 р. о 10 00 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 смт. Аграрне, Південний філіал “Кримський агротехнологічний університет” Національного аграрного університету, м. Сімферополь.

Автореферат розісланий “ 18 грудня 2006 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради, доцент Ю.М. Дементьєв

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Озимий ячмінь є головною зерно-кормовою культурою Криму. За урожайністю він перевищує озиму пшеницю, хоч вирощується по гірших попередниках. Площі посіву озимого ячменю у зв’язку з відродженням тваринництва постійно розширюються. Серйозних наукових робіт по озимому ячменю за останні 15 років не було, що пов’язано з відносно малим ареалом його розповсюдження.

Параметри сучасних зональних елементів технологій вирощування озимого ячменю базуються на технології вирощування озимої пшениці, хоч він має ряд особливостей. Вирощування озимого ячменю за застарілими регіональними рекомендаціями не дозволяє реалізувати великі потенційні можливості цієї культури, бо вони базуються на усереднених показниках, вірогідність яких у природі низька. Мінливість факторів зовнішнього середовища змушує рослини озимого ячменю пристосовуватися до них і використовувати ресурси середовища у збиток урожаю. У зв’язку з цим елементи технології слід диференціювати до вимог культури, сорту, фактичного стану посівів, метеорологічних, господарських і економічних умов.

Адаптація елементів технології вирощування озимого ячменю (попередників, норм висіву, доз азотних добрив, строків сівби та застосування ретардантів) до конкретних умов актуальна для сучасного стану кримського рільництва, оскільки дозволяє не тільки повніше задовольняти потреби рослин, але й одержувати максимально можливі урожаї при мінімальних затратах енергетичних та матеріальних ресурсів при збереженні навколишнього середовища.

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

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень – розробити й обґрунтувати систему агротехнічних заходів вирощування озимого ячменю, адаптованих до грунтово- кліматичних, господарських та економічних умов передгірного Криму.

Для її досягнення ставилися на вирішування вирішити наступні задачі:

- визначити вплив агрометеорологічних факторів на урожайність;

- визначити оптимальні параметри структури агроценозу озимого ячменю, які забезпечують отримання максимально можливого урожаю при різних умовах вегетації;

- вивчити закономірності формування агрофітоценозу озимого ячменю в залежності від попередників, доз азотного добрива та норм висіву;

- вивчити реакцію сортів озимого ячменю і дворучок на строки сівби: осінні, зимові, ранньовесняні та пізньовесняні;

- встановити параметри ефективного застосування ретардантів у посівах озимого ячменю з метою зниження втрат урожаю від вилягання посівів та поникнення колосу;

- розробити математико - статистичну модель формування структури посіву та урожаю озимого ячменю в залежності від умов вегетації;

- розробити шляхи керування формуванням структурних складових урожаю на задану продуктивність в залежності від фактичних умов вегетаційного періоду при вирощуванні озимого ячменю в передгірному Криму;

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

Об’єкт досліджень – елементи технології вирощування озимого ячменю в передгірному Криму та їх адаптація до конкретних погодних, економічних і господарських умов з метою одержання максимально можливих урожаїв при мінімальних витратах матеріальних ресурсів.

Предмет досліджень – озимий ячмінь (Hordeum vulgare L.) різновидностей paralellum і pallidum, до яких відносяться усі сорти на Півдні України. Для досліджень були використані сорти Циклон (пізньостиглий) і Міраж (ранньостиглий).

Методи досліджень: діалектичний, експериментальний, метод гіпотез, моделювання, польовий, обліково-ваговий, хімічний, розрахунково-порівняльний, а також математичної статистики. Обліки здійснювали за методикою державного сортового випробування (1971;2000 рр.).

Наукова новизна досліджень полягає в тому, що вперше для умов Криму розроблені і науково обґрунтовані оптимальні рівні параметрів агроценозу озимого ячменю. Вперше зроблено кількісний опис характеру і ступеня залежності продуктивності посіву та якості зерна озимого ячменю від комплексної дії метеорологічних та агротехнологічних факторів. Знайдена оптимальна структура агроценозу, яка дозволяє повніше реалізувати потенційні можливості культури, рівня агротехнології, ґрунтових і кліматичних умов регіону. Вперше розроблена класифікація густоти стояння рослин та визначено інтервал густоти, необхідний для формування оптимального агроценозу цієї культури. Встановлені закономірності формування структури урожаю ячменю в залежності від попередників, доз азотного добрива та норм висіву при різних умовах вегетації. Розроблені моделі можливого розвитку посівів озимого ячменю у різні за погодними умовами роки. Знайдені оптимальні строки сівби ячменю – дворучки при пересіві загиблих озимих, встановлена можливість використання озимого ячменю для цієї мети. Знайдені оптимальні величини параметрів ефективного використання ретарданту Кампозан М з метою запобігання виляганню посівів та підвищення врожаю озимого ячменю на неполеглих посівах (авт. св. №1709975 від 8 жовтня 1991 р. “Способ выращивания озимого ячменя на зерно”). Вперше для умов Криму знайдені оптимальні параметри агротехнічних прийомів, які входять до технології вирощування озимого ячменю. Розроблені методи їх адаптації до конкретних природних, метеорологічних, економічних умов конкретного господарства.

Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що вони дозволяють:

- з високою ймовірністю прогнозувати величину урожайності за метеорологічними умовами осені, часом поновлення весняної вегетації (ЧПВВ) і сумою опадів за період від ЧПВВ до виходу рослин у трубку з метою корекції елементів технології для максимальної реалізації потенціалу конкретних погодних умов;

- цілеспрямовано формувати оптимальні рівні параметрів агрофітоценозу озимого ячменю шляхом адаптивного застосування норм висіву і доз азотного добрива по типових попередниках для культури в різні за погодними умовами роки;

- використовувати озимий ячмінь та дворучки для пересівання загиблих озимих у строки, що забезпечують максимальну урожайність;

- застосовувати ретарданти - етиленпродуценти для запобігання вилягання посівів і поникненню колосу озимого ячменю;

- знизити собівартість і зменшити енерговитрати на одиницю продукції.

Використання результатів досліджень гарантує одержання максимальної продуктивності посівів озимого ячменю в конкретних погодних і господарських умовах при раціональному використанні матеріальних і енергетичних ресурсів.

Особистий внесок здобувача полягає в тому, що на основі аналізу сучасних джерел літератури сформульовано мету і задачі досліджень, самостійно розроблені схеми дослідів. Автором особисто проведені дослідження за темою дисертаційної роботи, зроблені теоретичні узагальнення, запропоновані нові, більш ефективні методи аналізу отриманих результатів і надані пропозиції для впровадження у виробництво, які щорічно включалися в рекомендації Міністерства АПК АРК.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на обласній науково-практичній конференції "Науково обґрунтована система ведення сільського господарства в Криму (Сімферополь, 19.11.1989 р.; 25.10.1990р.); Українській науково-виробничій конференції “Адаптивне рослинництво - досягнення, проблеми, перспективи” (Сімферополь, 21 - 22 04.2004 р.), щорічно на науково-практичних конференціях Кримського ДАТУ (1985 – 2006 роки). Розробки включалися в “Методичні рекомендації обласної науково-практичної агрономічної конференції щодо прогресивних технологіях вирощування сільськогосподарських культур” (Сімферополь,1990), “Рекомендації щодо збирання зернових культур урожаю 2003 року” (Сімферополь, 2003), “ Рекомендації з проведення сівби озимих культур в умовах 2004 року” (Сімферополь, 2004), “Рекомендації щодо збирання зернових колосових культур урожаю 2004 року” (Сімферополь, 2004).

Результати роботи впроваджені в Криму на площі 41869 га. Економічний ефект склав 375,5 тис. грн.

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані у співавторстві і самостійно у 21 науковій праці, у тому числі у фахових виданнях - 10.

Обсяг і структура роботи. Дисертація викладена на 158 сторінках комп’ютерного тексту, складається з вступу, 7 розділів, висновків і пропозицій виробництву, містить 33 таблиці, 21 рисунок, 69 сторінок додатків. Список використаної літератури включає 232 джерела, у тому числі 7 іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

СТАН ВИВЧЕННЯ ПРОБЛЕМИ

Аналіз наукових публікацій показав відсутність літератури щодо адаптації елементів технології вирощування озимого ячменю до конкретних умов, що свідчить про слабку вивченість цього питання і необхідність проведення наукових досліджень у цьому напрямку. Вважаємо, що тільки адаптивний підхід може забезпечити раціональне використання матеріальних ресурсів і підвищити економічну ефективність вирощування озимого ячменю в умовах Криму. Окремими питаннями розглянуто вплив попередників, доз азотного добрива, норм висіву на формування структури агроценозу і урожайність озимого ячменю. Ці питання вивчалися переважно в однофакторних системах без урахування комплексної дії факторів за погодних умов, що змінюються. Щодо строків весняної сівби ячменю - дворучки у науковій літературі інформації вкрай недостатньо.

ПРОГРАМА, МЕТОДИКА Й УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Програма досліджень включала поетапне вивчення закономірностей впливу елементів технології і факторів зовнішнього середовища на формування агрофітоценозу ячмінного поля, потенціалу продуктивності посіву й урожайності з метою математичного моделювання процесів, що відбуваються в агроценозі за різних умов вегетації, для наступної адаптації агротехнічних прийомів до конкретних умов. Дослідження проводилися за затвердженим планом в багатофакторних польових дослідах. Розміщення варіантів рендомізоване. Повторність досліду чотириразова. Облікова площа ділянки 50 м2.

Агротехніка в дослідах, окрім досліджуваних елементів технології, відповідала зональним рекомендаціям. Польові експерименти проводилося на дослідному полі Кримського сільськогосподарського інституту (тепер ПФ "КАТУ" НАУ) у типовій ланці польової сівозміни. Збирання урожаю велося комбайном “Сампо - 1500”.

Фенологічні фази фіксувалися візуально за методикою Державної комісії з сортовипробування. Оцінка стану посівів озимого ячменю за варіантами досліду здійснювалася після припинення вегетації восени і при її поновленні навесні за рекомендованою методикою.

Біологічну врожайність, показники структури урожаю, стан посівів та ін. оцінювали за методикою Державної комісії з сортовипробування і Н.О. Майсуряна (1983).

Вологість метрового шару ґрунту визначали термостатно-ваговим методом, відбираючи зразки через кожні 10 см до глибини 40 см і через 20 см в шарі 40-100 см.

Для встановлення зв'язків між результуючим показником, дією і взаємодією досліджуваних факторів за мінливих погодних умов при багаторічних дослідженнях використовували регресійний аналіз. Результати досліджень аналізували за допомогою дисперсійного і кореляційного методів.

Ґрунти дослідного поля представлені чорноземом звичайним міцелярно-карбонатним передгірним середньопотужним малогумусним. Потужність гумусового шару даного типу ґрунту досягає 80 - 90 см. Вміст гумусу коливається від 2,7% до 3,5%, а валовий запас перевищує 240 т/га. Реакція ґрунту сприятлива для озимого ячменю - рН водної суспензії 7,2 - 7,4. Об'ємна маса з глибиною збільшується від 1,29 до 1,54 г/см3. Ґрунт має високий валовий вміст поживних речовин: азоту 0,16 - 0,18%, фосфору 0,06 - 0,5%, калію 0,7 - 0,8%. Вміст рухомих фосфатів в орному шарі коливається від 2,8 до 3,5 мг/100 г ґрунту, обмінного калію - 30 - 35 мг/100 г, що цілком достатньо для формування високого врожаю озимих культур, у тому числі і озимого ячменю.

Клімат зони помірно-континентальний. Протягом року переважають позитивні температури. Зима м'яка, із частими відлигами, що ведуть до поновлення вегетації озимого ячменю, знижують зимостійкість рослин й ускладнюють перезимівлю. Літо дуже жарке, посушливе. Вегетаційний період починається з 24 березня і закінчується 20 листопада. Сума ефективних температур складає 3110 - 33000С. Кількість опадів коливається за роками від 350 до 600 мм, розподіл їх за періодами вегетації нерівномірний. У роки досліджень за рівнем зволоження диференціація умов вегетації озимого ячменю досить різноманітна. Так, 1991, 1992, 1997, 1998 і 2002 роки, коли опадів випадало в 1,2 - 1,7 рази більше середньої багаторічної норми, можна віднести до сприятливих. Вкрай посушливими були 1993, 1994, 1999, 2001 роки, коли опадів випало 53 - 69% від норми.

Найбільш складною для озимого ячменю є осіння вегетація; за роки досліджень умови зволоження в період сівба - сходи були нижче норми у 62,3% років, і тільки 18,2% років їх можна назвати оптимальними. Весняна і літня вегетація озимого ячменю за умовами вологозабезпеченості значно відрізнялися від середніх багаторічних показників. Близькими до середніх умов було тільки 24,9% років досліджень, 28,6% можна віднести до сприятливих, майже половина (46,5%) років досліджень характеризується різкими відхиленнями за погодними умовами від середніх багаторічних.

Таким чином, дослідження, проведені за різних умов вегетації культури, на наш погляд, досить актуальні і носять об'єктивний характер.

ВПЛИВ АГРОМЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА УРОЖАЙНІСТЬ ОЗИМОГО ЯЧМЕНЮ

Адаптація елементів технології до погодних факторів вегетаційного періоду є необхідною умовою при сучасній технології його вирощування. Урожайність будь-якої культури в залежності від погодних умов року може змінюватися в зонах ризикованого землеробства в 5 - 6 разів. Тому при розробці технології вирощування культури доцільно встановити зв'язок "погода - урожай" не тільки для зм'якшення дії несприятливих погодних умов різними агротехнічними прийомами, але і для більш повного використання сприятливих умов.

За двома попередниками (зайнятий пар і кукурудза на силос) нами визначена тіснота зв'язку між максимальною урожайністю і 16-ма агрометеорологічними показниками, що характеризують умови вегетаційного періоду озимого ячменю. Проведений аналіз дозволив виділити агрометеорологічні фактори, найбільш відповідальні за формування рівня урожайності озимого ячменю. Встановлено, що рівень урожайності визначається взаємодією суми опадів у допосівний період і запасами доступної вологи в метровому шарі ґрунту перед сівбою. Зв'язок урожайності з зазначеними показниками описується рівнянням регресії виду:

У = 58,1+1,896 Ч 10-5 Ч Х1 Ч Х22 , (1)

де У - прогнозована урожайність, ц/га;

Х1 - сума опадів у допосівний період, мм;

Х2 - запас доступної вологи метрового шару ґрунту перед сівбою, мм.

Кореляційне відношення (0,943 при значенні критерію Фішера 40,5) доводить значимість отриманої залежності на 95% рівні.

Залежність, що наводиться, свідчить про те, що чим більше сума опадів у допосівний період (вересень) і чим вище запаси доступної вологи в метровому шарі ґрунту перед сівбою, тим повніше реалізується потенціал продуктивності культури. Таким чином, при високому рівні агротехнології за умов осінньої вегетації існує реальна можливість прогнозу очікуваної урожайності озимого ячменю. Але умови зимівлі озимих культур у Криму непередбачені. Тому для уточнення прогнозу урожайності в конкретні року нами встановлено зв'язок урожайності озимого ячменю з часом поновлення весняної вегетації (ЧПВВ) і сумою опадів за період ЧПВВ - початок виходу в трубку.

Рівняння регресії має такий вигляд:

У = 46,24 + 0,013054 (А +20) Ч В, (2)

де У - прогнозована урожайність, ц/га;

А – відхилення часу поновлення весняної вегетації від середніх багаторічних строків (20 березня), ± днів;

В - опади за період ЧПВВ - початок виходу в трубку, мм.

Аналіз результатів досліджень 1991 - 1995 років показав досить високий збіг розрахункових рівнів урожайності з максимальними значеннями, отриманими в багатофакторному досліді.

Коефіцієнти кореляції між розрахунковою урожайністю і найбільшою, отриманою в багатофакторному досліді, досить високі (R = 0,844 для рівняння 1 і R = 0,953 для рівняння 2), значимі на 95% рівні. Більш точний прогноз забезпечує розрахунок урожайності за часом поновлення весняної вегетації і сумою опадів за період ЧПВВ - вихід у трубку, тобто коли існує реальна можливість втручання в розвиток посіву озимого ячменю шляхом адаптації агротехнологічних заходів.

ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ОПТИМАЛЬНОЇ СТРУКТУРИ АГРОФІТОЦЕНОЗУ ОЗИМОГО ЯЧМЕНЮ

На продуктивність будь якого агроценозу сильно впливає густота стояння культурних рослин. Для виявлення впливу цього показника і визначення його оптимальних параметрів для умов Криму був проведений регресійний аналіз експериментальних даних продуктивності рослин і урожайності зерна озимого ячменю в залежності від густоти рослин на 1 м2, отриманих у багатофакторних польових дослідах.

Зв'язок густоти рослин з біологічною урожайністю при усередненій дозі азотних добрив описується рівнянням регресії (формула 3).

Уб= - 811,4 – 1,43А + 70,64А0,5+735,3ЧI - 0,51(IЧА), (3)

де Уб - урожайність біологічна, г/м2;

А - густота рослин, шт/м2;

І - індекс умов вегетації (для А = 1)

Наведена залежність свідчить, що при фіксованій дозі азоту біологічна урожайність визначається густотою рослин, яка коректується умовами вегетаційного періоду і взаємодією цих факторів.

Продуктивність 100 рослин можна виразити через рівняння регресії 4:

П = 453,2 + 3,95А - 91,0А0,5+675,0ЧI – 1,70(IЧА), (4)

де П – продуктивність 100 рослин, г;

I – індекс умов вегетації (для А = 1)

Залежність збиральної урожайності зерна озимого ячменю від густоти стояння рослин описується регресійною залежністю 5.

Уз = -7,56 - 0,012А + 0,69А0,5+ 5,97ЧІ - 0,0045(І Ч А), (5)

де Уз - урожайність зерна при стандартній вологості, т/га;

І - індекс умов вегетації (для А = 1)

Графічно зазначені залежності представлені на рисунках 1 і 2.

Наведені графічні залежності (рис. 1) доводять, що від густоти посіву залежить як продуктивність окремих рослин, так і біологічна урожайність. Однак з рисунка 1 виходить, що навіть підвищеною продуктивністю рослин на зріджених посівах неможливо компенсувати недостатню густоту рослин. А на загущених посівах продуктивність рослин падає внаслідок недостатньої забезпеченості життєво важливими факторами і зменшення стійкості рослин до вилягання. Подібність аналітичних залежностей і графіків біологічної і збиральної урожайності (рис. 1 і 2) свідчить про те, що вони відбивають одну об'єктивно існуючу закономірність: урожайність починає знижуватися при густоті посіву менше 240 рослин.

В основі формування урожаю лежить густота рослин на одиниці площі, функцією якої є густота продуктивного стеблостою, яка визначається, у свою чергу, коефіцієнтом продуктивного кущення. Для встановлення аналітичного вираження залежності цих параметрів від густоти рослин проаналізовані багаторічні спостереження за динамікою мінливості продуктивної кущистості і густоти продуктивного стеблостою з урахуванням індексу року. На підставі проведеного аналізу отримані рівняння регресії, що виражають закономірності формування зазначених показників.

Для коефіцієнта продуктивного кущення рівняння регресії має вигляд:

К= 1,28+0,007А – 0,175А0,5+ 2,84ЧI – 0,005(IЧА), (6)

де К - коефіцієнт продуктивного кущення;

А - густота рослин, шт/м2;

І - індекс умов вегетації (у частках одиниці для А = 1).

Аналіз рівняння показує, що коефіцієнт продуктивного кущення визначається густотою рослин, він закономірно знижується при загущенні посівів і зменшенні індексу року. Для оптимальних параметрів густоти стояння рослин (240 - 340 шт/м2) він буде знаходитися в межах 1,95 - 1,52.

Залежність густоти продуктивного стеблостою від густоти стояння рослин описується регресійною залежністю виду:

Б= -123,6 + 0,73А + 3,25А0,5+ 234,8ЧI + 0,52(IЧA) (7)

де Б - густота продуктивного стеблостою шт/м2;

А - густота рослин, шт/м2;

І - індекс умов вегетації (у частках одиниці, для А = 1).

Крива залежності густоти продуктивного стеблостою від числа рослин на 1 м2 (рис. 3) показує закономірне зниження зростання кількості продуктивних стебел при збільшенні густоти рослин на одиниці площі. Зниження густоти посіву з 400 до 50 рослин на 1 м2, приводить до збільшення продуктивної кущистості в 2,1 рази. Це підтверджує високі саморегулятивні можливості рослини ячменю.

Однак їх недостатньо для підтримки необхідного числа продуктивних стебел на зріджених посівах, тому що оптимальна кількість повинна бути в межах 475 - 525 шт/м2. Доказове зниження густоти продуктивного стеблостою на 95% рівні значимості починається з 320 рослин на 1 м2. Проведений аналіз дозволяє зробити висновок: створення достатньої густоти рослин на одиниці площі є найважливішою умовою формування оптимальної густоти продуктивного стеблостою, необхідної для одержання максимальної урожайності в конкретних природних умовах.

Другою важливою складовою урожаю є продуктивність колоса, що визначається його масою. Зі збільшенням густоти продуктивного стеблостою маса зерна з одного колоса поступово знижується.

Амплітуда коливань продуктивності колоса складає 73% від його середнього рівня. Таким чином, на розрідженому посіві адаптивні можливості рослин ячменю реалізуються не тільки за рахунок продуктивного кущення, але і за рахунок маси зерна з одного колосу, хоч в першому випадку сила адаптації рослин вище в 1,53 рази, ніж у другому. В той же час для оптимальних меж коливання густоти стояння рослин продуктивність колосу змінюються незначно - з 1,19 до 1,25 г.

Збільшення густоти продуктивного стеблостою з 200 до 600 шт/м2 призводить до зниження числа зерен у колосі з 43,7 до 30,7 шт. Амплітуда варіювання становить 38% від середнього числа зерен. Розрахунки показують, що 71,2% адаптивної реакції продуктивності колоса здійснюється за рахунок кількості зерен у ньому. Оптимальні рівні коливання кількості зерен у колосі, що відповідають оптимальній густоті стояння рослин, знаходяться в межах 32,5 - 31,0 шт.

Густота посіву визначає продуктивність окремих рослин у цілому та її складових – маси зерна і вегетативної частини. Співвідношення між цими складовими дозволяє оцінити ефективність використання пластичних речовин у формуванні урожаю зерна. Аналіз показує, що збільшення густоти продуктивного стеблостою приводить до збільшення соломистості рослин. При густоті стеблостою 380 шт/м2 соломистість складає 42,1%, при збільшенні густоти до 600 шт/м2 вона зростає до 48,9%, що приводить до зниження господарсько цінної частки урожаю. Обумовлено це явище мінливістю висоти рослин. При збільшенні густоти продуктивного стеблостою з 380 до 530 шт/м2 висота рослин зростає на 11,7%, це супроводжується потоншенням соломини і зниженням її міцності, що значно підвищує небезпеку вилягання рослин.

Використовуючи значення густоти стояння рослин, що спостерігається в межах експерименту (50 - 400 шт/м2), нами розраховано внесок окремих елементів урожаю в компенсацію втрат від зниження кількості рослин на одиниці площі. Встановлено, що компенсація за рахунок продуктивного кущення (48,6%) значно сильніша, ніж за рахунок продуктивності колоса (20,8%). На підставі аналізу структурних складових урожаю розроблена шкала параметрів густоти стояння рослин для посівів озимого ячменю з різною продуктивністю.

Надлишково густий посів (понад 370 рослин/м2) формує високий урожай надземної маси. Однак при загальному зростанні біомаси врожаю кількість зерна (5,17 т/га), одержуваного з одиниці площі, практично не відрізняється від урожайності менш густих посівів. Але посів дуже нестійкій до вилягання.

Інтервал густоти рослин 340 -370 шт/м2, позначений нами як субоптимально густий посів (урожайність 5,02 т/га). Зменшення числа рослин у цих межах ефективно компенсується продуктивним кущенням, урожайність не знижується, але стійкість до вилягання невисока (небезпека цього явища складає близько 30%).

Відсутність істотної прибавки урожаю при загущених посівах, збільшення витрат на боротьбу з виляганням і хворобами рослин, підвищення енергоємності технології вирощування доводять нераціональність посівів озимого ячменю з густотою стояння рослин понад 340 шт/м2.

У зоні оптимальної густоти - 240 - 340 шт/м2 досягається оптимальний рівень конкурентних відносин. Добре співвідноситься число рослин на одиниці площі з їх індивідуальною продуктивністю. Посіви мають достатню стійкість до вилягання, і тільки при екстремальних умовах потрібно застосування ретардантів. Урожайність - 4,96 т/га.

Четверта градація - субоптимально розріджений посів (240 - 160 рослин/м2 – 4,65 т/га). У цьому інтервалі різко починають зростати некомпенсовані втрати зерна - 14,9%, відповідно до цього такі посіви формують істотно меншу урожайність зерна, ніж оптимальні.

Середньорозріджені посіви засмічуються і в несприятливі роки можуть значно знижувати урожайність. Густота стояння рослин озимого ячменю в інтервалі 130 - 160 шт/м2 є критичним порогом з погляду технологічної доцільності. Урожайність – 4,33 т/га.

Сильно розріджений посів при сприятливих умовах може сформувати урожай до 4 т/га, але потрібне проведення ряду додаткових агротехнологічних заходів, що стимулюють продуктивне кущення озимого ячменю.

Зріджені посіви з густотою рослин 70 -100 шт/м2 різко знижують свою продуктивність, тому такі посіви недоцільні.

ПРИЙОМИ ФОРМУВАННЯ ОПТИМАЛЬНОГО АГРОФІТОЦЕНОЗУ ОЗИМОГО ЯЧМЕНЮ

Технологія вирощування озимого ячменю включає досить велику кількість агротехнологічних прийомів, однак з них ми вибрали тільки ті, яки впливають як на формування агрофітоценозу, так і на його урожайність - попередники, норми висіву, добрива, строки сівби і ретарданти.

Адаптація розміщення озимого ячменю по попередниках у конкретних погодних, економічних і господарських умовах. У наших дослідах ми вивчали вплив на формування агрофітоценозу і його урожайність трьох попередників: пар, зайнятий бобово-злаковими сумішками на зелену масу; кукурудза на силос; стерня озимини. Попередники значно впливають на формування агрофітоценозу озимого ячменю. Цей вплив визначається різною польовою схожістю насіння по досліджуваних попередниках. Якщо по зайнятому пару зійшло в середньому 322,8 рослини на м2 - 80,7% від кількості висіяних схожих насінин, то по стерні польова схожість склала 75,2%. Кукурудза на силос займає проміжне положення - 78,7%. Посіви озимого ячменю по різних попередниках пішли в зиму з різною кількістю рослин на одиниці площі (від 392 до 319 шт/м2).

Найбільші втрати рослин за зимовий період відбулися по попереднику озима пшениця. Кількість рослин на одиниці площі знизилася з 330 (кількість рослин в осені) до 176 шт/м2, або на 43%. У значно меншому ступені були зріджені посіви озимого ячменю по попереднику зайнятий пар. Кількість рослин знизилася з 360 до 229 шт/м2, тобто на 36,4%. По попереднику кукурудза на силос зміна в густоті стояння рослин склала 39,7% (з 350 до 211 шт/м2).

Густота рослин перед збиранням - це кінцевий показник структури урожаю. Кореляційно - регресійний аналіз залежності врожайності від густоти стояння рослин визначив зв'язок урожайності зерна озимого ячменю зі збиральною густотою стояння рослин для досліджуваних попередників (формула 8...10).

Для попередника зайнятий пар:

Уз = -10,2 – 0,023(I Ч А) + 0,74А0,5 + 10,7ЧI (8)

Для попередника кукурудза на силос:

Уз = -4,0 – 0,014 А + 0,491 А0,5 + 5,15ЧI (9)

Для попередника стерня озимої пшениці:

Уз = -3,89 – 0,019 А + 0,657 А0,5 + 2,23ЧI, (10)

де Уз - урожайність зерна при стандартній вологості, т/га;

А - густота рослин, шт/м2;

І - індекс умов вегетації.

Визначені залежності, при рекомендованих для попередників дозах азотного добрива представлені на рисунку 4. Аналіз рівнянь регресії і рисунка показує: по попереднику зайнятий пар при індексі умов вегетації, рівним одиниці, оптимальна густота стояння рослин 170 - 215 шт/м2; при поліпшенні умов вегетації (індекс 1,35) нижня межа зменшується до 150 шт/м2, при несприятливих умовах (індекс 0,65) - збільшується до 235 шт/м2. Але при загущенні понад 225 рослин на 1 м2 приріст урожаю припиняється; подальше збільшення густоти стояння рослин веде до вилягання рослин, що може супроводжуватися втратами урожаю. По попередниках кукурудза на силос і стерня озимини оптимальна густота стояння рослин у залежності від умов вегетаційного періоду знаходилася в межах 235 – 335 шт/м2, тобто практично не залежала від особливостей попередників.

Отримані в експерименті результати практично збігаються з теоретичними параметрами оптимальної густоти стояння рослин озимого ячменю, що підтверджує правильність підходу в рішенні поставленого питання.

Структура урожаю визначається кількістю рослин на одиниці площі, їхньою продуктивною кущистістю і продуктивністю колоса. Вплив попередників на урожайність озимого ячменю та її структурні складові показано в таблиці 1. Попередники вплинули на продуктивне кущення; максимальне значення показника формувалося в рослин, розташованих по попереднику зайнятий пар – 2,1, що обумовило максимальну густоту продуктивного стеблостою - 488 шт/м2.

Таблиця 1

Вплив попередників на структуру і величину урожаю озимого ячменю (1990 - 2000 рр.)

Попередники | Продуктивна кущистість | Кількість продукт. стебел, шт/м2 | Кількість

зерен у колосі, шт | Маса 1000

зерен,

г | Маса зерна з одного колоса,

г | Біоло-гічна урожайність, г/м2 | Збиральна урожайність, т/га

Кукурудза на

силос | 1,99 | 405 | 33,2 | 39,40 | 1,31 | 530 | 4,88

Стерня | 1,85 | 346 | 32,7 | 40,37 | 1,32 | 456 | 4,02

Зайнятий пар | 2,10 | 488 | 34,9 | 38,97 | 1,36 | 664 | 6,55

НІР05 | 0,03 | 5,4 | 0,48 | 0,11 | 0,03 | 31,8 | 0,43

Маса 1000 зерен і їхня кількість у колосі визначили його продуктивність. Кількість зерен у колосі знижується від кращого попередника до гіршого, у той же час відзначена зворотна залежність за масою 1000 зерен. Максимальною вона була по стерньовому попереднику, що зв'язано з густотою продуктивного стеблостою. Зі збільшенням густоти продуктивного стеблостою (максимальне значення по зайнятому пару - 488 шт/м2) вона знижується до 38,97 г, у той час як по попереднику стерня озимини (346 стебел на 1 м2) - 40,37 г. Однак максимальна продуктивність колоса була по зайнятому пару. По зайнятому пару урожайність на 34,0% вище, ніж по кукурудзі і на 62,9% ніж по стерні озимини

Найбільша урожайність зерна отримана по попереднику, де фактично сформована структура в максимальному ступені відповідно до розрахованої нами теоретичної моделі оптимального агрофітоценозу озимого ячменю - по зайнятому пару (6,55 т/га). По попереднику кукурудза на силос урожайність становила 4,88 т/га, по стерні озимини - 4,02 т/га.

Адаптація норм висіву при формуванні агрофітоценозу, структури і величини урожаю озимого ячменю. Пріоритет у формуванні агрофітоценозу, як правило, належить такому агротехнологічному елементу, як норма висіву польової культури.

З метою уточнення оптимальної норми висіву для озимого ячменю був проведений регресійний аналіз десятирічних досліджень збиральної густоти рослин при різних нормах висіву. При цьому отримано рівняння регресії, що виражає залежність густоти стояння рослин озимого ячменю напередодні збирання врожаю від норм висіву й умов вегетації.

А = 75,78 - 38,399H0,5 + 52,205(IЧH), (11)

де А - густота рослин, шт/м2;

Н - норма висіву, млн/га;

І - індекс умов вегетації (для А = 0,7 - 1,4).

За рівнянням розраховані густоти стояння рослин для умов вегетації, що спостерігалися в роки досліджень - середні (І = 1), кращі (І =1,4), несприятливі (І =0,7).

Графічна залежність (рис. 5) показує, що пи орієнтації на умови вегетації, близькі до середнього (І = 1), норма висіву повинна становити не менш 4,5 млн. насінин на гектар, що трохи вище рекомендованої.

При несприятливих умовах осінньо-зимового періоду (І =0.7) навіть збільшенням норми висіву до 5 млн. цілком компенсувати недостачу у густоті стояння рослин не можна. Адаптивна норма висіву насіння озимого ячменю складає 4,5 млн. схожих зерен на гектар, при її застосуванні в сприятливі роки густота стояння рослин знаходиться в межах субоптимально загущеного посіву, де ймовірність вилягання невисока. У роки з умовами вегетаційного періоду, близькими до середніх густота стояння рослин знаходиться на межі нижнього порогу оптимальної. На долю двох зазначених градацій припадає 73,8% із усіх років досліджень. При запізненні зі строками сівби і за несприятливих умов осіннього періоду норму висіву варто збільшити до 5,5 млн/га. Оптимальні межі густоти стояння рослин для озимого ячменю практично однакові для різних попередників. Однак рівень урожайності по попередниках істотно відрізняється. І значима частка в цих розходженнях належить продуктивній кущистості (табл. 2).

Зі збільшенням норми висіву і густоти стояння рослин продуктивна кущистість закономірно знижується. По попереднику кукурудза на силос при зменшенні норми висіву з 5 до 4 млн. схожих насінин на гектар продуктивна кущистість зростала з 1,67 до 1,86, аналогічні результати були отримані по попереднику стерня озимини. Зі збільшенням норми висіву, а відповідно густоти рослин і стебел кількість зерен у колосі закономірно знижується. По попереднику кукурудза на силос формувалося менше зерен, ніж по стерньовому попереднику.

Таблиця 2

Вплив норми висіву насіння на структуру і величину урожаю озимого ячменю

по попереднику кукурудза на силос (1991 - 2000 рр.)

Норма висіву схожих насінин, млн/га | Продуктивна кущистість. | Кількість продуктивних

стебел,

шт/м2 | Кількість зерен у колосі,

шт | Маса 1000

зерен,

г | Маса зерна з одного колоса,

г | Біоло-гічна урожайність,

г/м2 | Збиральна урожайність,

т/га

2 | 2,40 | 316 | 36,6, | 40,75 | 1,49 | 471 | 4,26

3 | 2,11 | 365 | 35,7 | 39,88 | 1,43 | 521 | 4,59

4 | 1,86 | 405 | 33,5 | 39,09 | 1,31 | 531 | 4,88

5 | 1,67 | 455 | 31,1 | 38,85 | 1,21 | 551 | 5,02

НІР05 | 0,08 | 13,1 | 1,08 | 0,24 | 0,04 | 19,1 | 0,07

На масу 1000 зерен дія норм висіву за весь період досліджень була практично однаковою: зі збільшенням норми висіву, а відповідно і густоти продуктивного стеблостою маса 1000 зерен знижувалася. У середньому по досліду, при максимальному розходженні в нормі висіву, зі зниженням норми висіву, незалежно від попередників, маса 1000 зерен підвищувалася на 1,89 грама. Таким чином, можна зробити висновок, що озимий ячмінь компенсує зрідженість посівів не тільки збільшенням кількості зерен в колосі, але і підвищеною масою зерен, однак рівень компенсації тут набагато нижче і при нормі висіву в 2 млн/га складає всього 4,8 %.

У середній за умовами рік ступінь впливу норми висіву на урожайність знижується і приріст урожаю зі збільшенням норми висіву з 2 до 5 млн. схожих насінин на гектар складає 0,74 т/га. У сприятливий рік ріст урожайності відзначено тільки при збільшенні норми висіву з 2 до 3 млн., причому врожайність зростає всього на 0,24 т/га.

Проведені дослідження доводять необхідність збільшення норми висіву з метою її адаптації по кукурудзі на силос до 4,5 млн/га, по стерні озимини до 5 млн. схожих насінин на гектар.

Оптимізація доз азотного добрива при адаптації елементів технології вирощування озимого ячменю. Дози азоту, рекомендовані для різних попередників, розраховані на середні умови вегетації, ймовірність яких невелика. Дослідження можливості адаптації доз азотного добрива проводилися по двох попередниках - кукурудза на силос і озима пшениця. Для обліків і спостережень виділена норма висіву, що рекомендована для зони, 4 млн/га. Отримані результати свідчать про значний вплив азотних добрив на структуру і величину урожаю озимого ячменю (табл. 3).

Зі збільшенням дози азотного добрива коефіцієнт продуктивного кущення на фоні попередників зростає, тобто застосуванням азотного добрива можна підвищити продуктивність однієї рослини й у певній мірі компенсувати розрідженість посівів.

У багатофакторному досліді нами встановлено, що по стерні при сприятливих умовах вегетаційного періоду досить внести від 20 до 40 кг/га д.р. азотного добрива для збільшення коефіцієнта продуктивного кущення з 1,9 до 2,33. По кукурудзі на силос ріст цього показника з 2,40 до 2,66 досягається при внесенні 30 - 45 кг/га азотного добрива за діючою речовиною.

Таблиця 3

Вплив доз азотного добрива на структуру і величину урожаю озимого ячменю по попереднику кукурудза на силос (1991 – 2000 рр.)

Доза азоту, кг/га д.р. |

Продуктивна кущистість | Кількість продуктивних

стебел,

шт/м2 | Кількість зерен у

колосі,

шт | Маса 1000

зерен,

г | Маса зерна з одного колоса,

г | Біоло-гічна урожайність,

г/м2 | Збиральна урожайність,

т/га

0 | 1,92 | 376 | 31,9 | 39,21 | 1,25 | 471 | 4,43

34 | 1,95 | 423 | 33,9 | 39,84 | 1,35 | 571 | 4,87

51 | 2,09 | 445 | 33,9 | 38,91 | 1,32 | 587 | 4,97

68 | 2,30 | 468 | 33,4 | 38,92 | 1,30 | 601 | 5,25

85 | 2,35 | 487 | 32,9 | 38,89 | 1,28 | 623 | 5,14

НІР05 | 0,08 | 13,1 | 1,08 | F05>Fф | 0,04 | 12,0 | 0,074

У меншому ступені азотні добрива діяли на кількість зерен у колосі, причому їхня дія була опосередкована специфікою попередника.

По кукурудзі на силос маса колоса визначалася не дозою азоту, а кількістю рослин на одиниці площі, що залежить від норми висіву. По попереднику стерня озимини встановлений позитивний вплив доз азотного добрива, що підвищуються, на продуктивність колоса озимого ячменю.

Отримані дані свідчать про те, що азотні добрива вплинули на величину урожаю, причому цей вплив у більшому ступені виявлявся в рості продуктивної кущистості, густоти продуктивного стеблостою й у меншому ступені в масі одного колоса.

Збільшення урожайності від внесення азотних добрив у порівнянні з контролем склала по попереднику кукурудза на силос 0,82 т/га, або 18,5%, по стерні озимини - 1,82 т/га, або 58,3%. По кукурудзі на силос у середній за погодними умовами