ВІННИЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСТИТУТ КОРМІВ

МОЙСІЄНКО ВІРА ВАСИЛІВНА

УДК 636.085: 581.5 (477.41/.42)

АГРОЕКОЛОГІЧНІ ОСНОВИ УДОСКОНАЛЕННЯ

КОРМОВИРОБНИЦТВА В ПОЛІССІ УКРАЇНИ

спеціальність 06.01.12 – кормовиробництво і луківництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Вінниця – 2006 р.

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Державному агроекологічному університеті (м. Житомир) Міністерства аграрної політики України та Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України

Науковий консультант: доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН і РАСГН БАБИЧ Анатолій Олександрович, Інститут кормів УААН, радник дирекції, завідувач лабораторії селекції і технології вирощування зернобобових культур.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор БАХМАТ Микола Іванович, Подільський аграрно-технічний університет, ректор, завідувач кафедри рослинництва та кормовиробництва;

доктор сільськогосподарських наук, професор КУРГАК Володимир Григорович, Інститут землеробства УААН, завідувач лабораторії луківництва;

доктор сільськогосподарських наук, професор МАТКЕВИЧ Валентин Трохимович, Кіровоградський національний технічний університет, професор кафедри загального землеробства.

Провідна установа: Уманський державний аграрний університет, м. Умань

Захист дисертації відбудеться “ 21” вересня 2006 р. о 10 годині на засіданні спільної спеціалізованої вченої ради Д 05.854.01 Вінницького державного аграрного університету та Інституту кормів УААН за адресою: 21008, Вінницька обл., Вінницький р-н, с. Агрономічне, вул. Сонячна, 3, ауд.2120

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Вінницького державного аграрного університету за адресою: 21008, Вінницька обл., Вінницький р-н, с. Агрономічне, вул. Сонячна, 3 і Інституті кормів УААН: 21100, м. Вінниця, проспект Юності, 16

Автореферат розісланий “6” серпня 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук П.В.Материнський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема створення надійної кормової бази у Поліссі України з плином часу не втрачає своєї гостроти. Дефіцит перетравного протеїну сягає 25-30%, відчувається нестача в кормах цукру і каротину, що є стримуючим фактором росту продуктивності тваринництва. Сучасна система кормовиробництва в цьому регіоні склалася історично, однак аварія на Чорнобильській АЕС призвела до радіоактивного забруднення території і необхідності розробки шляхів поліпшення сіяних та лучних кормових угідь з метою виробництва на них якісних кормів. Подальший розвиток аграрного сектору потребує нових підходів у формуванні кормової бази, перед кормовиробництвом постає питання побудови певної системи вирощування та виробництва кормів для задоволення потреб тваринництва. Значний внесок у вирішення цих проблем зробили вчені – А.О.Бабич, А.В.Боговін, М.І.Бахмат, Е.Р.Ермантраут, О.І.Зінченко, В.Ф.Петриченко, П.С.Макаренко, А.Г.Дзюбайло, Г.П.Квітко, Я.І.Мащак, С.В.Бегей, Кургак В.Г., А.Л.Кирилеско, С.М.Каленська, І.Ф.Підпалий, В.Т.Маткевич, Д.Б.Рахметов, В.Г.Влох, П.І.Бойко, В.Я. Щербаков, М.Т. Ярмолюк, І.Т. Слюсар, А.В. Черенков, М.Г. Гусєв та ін.

Із реформуванням сільськогосподарського виробництва наука покликана вказати правильні напрями шляхів розвитку та удосконалення системи кормовиробництва, а саме: подальше поєднання лучного і польового кормовиробництва, впровадження кормових сівозмін, підвищення продуктивності лучних агрофітоценозів, пасовищних травостоїв, заготівлю кормів на зиму тощо. Для виконання цього завдання необхідно підвищувати продуктивність кормового поля за рахунок покращання структури посівів кормових культур, впроваджувати енергозберігаючі технології вирощування, ефективно застосовувати органічні і мінеральні добрива, насичувати кормові посіви високобілковими культурами. Найбільш продуктивними кормовими культурами для цієї зони є багаторічні і однорічні трави, кукурудза на силос, люпин кормовий, кормові коренеплоди, капустяні культури тощо. Досить важливим питанням є вирощування і заготівля кормів з допустимим рівнем забруднення радіонуклідами та вирішення проблеми кормового білка у зоні радіоактивного забруднення.

У зв’язку з цим актуального значення набувають дослідження, спрямовані на вивчення агроекологічних основ створення високопродуктивних кормових агрофітоценозів на орних землях і луках. Важливим також є визначення біоенергетичної та економічної ефективності вирощування кормових культур у сіяних агрофітоценозах кормової сівозміни та лучних екосистемах Полісся. Ці та інші питання знайшли відображення в наших дослідженнях.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи входила в план науково-дослідної роботи Житомирського сільськогосподарського інституту, в подальшому Державної агроекологічної академії України та Державного агроекологічного університету. Багаторічні наукові дослідження проводились впродовж 1985-2003 рр. відповідно до теми „Удосконалити та впровадити інтенсивні технологічні прийоми виробництва, заготівлі та збереження кормів в умовах Правобережного Полісся УРСР, які забезпечують стійкість кормової бази, підвищення якості кормів і зниження затрат праці на 10-15%” (1986-1990 рр.); республіканської програми 20 “Корми і кормовий білок” (1991-1995 рр.); державної науково-технічної програми “Сільгоспрадіологія” (1994-1999 рр.), № держреєстрації 01960018644; програми науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт Державної агроекологічної академії України на 1996-2000 рр. з теми 12 „Розробка та впровадження ресурсозберігаючої екологічно чистої системи кормовиробництва і використання кормів в молочному скотарстві Полісся України”; „Біоекологічні основи системи кормовиробництва в умовах Полісся України” (1999-2001 рр.), державний реєстраційний номер 0100U000083; „Вивчення екологічного стану і продуктивності природних і сіяних кормових угідь та розробка способів їх поліпшення в умовах радіоактивного забруднення” (2001-2005 рр.), затвердженої науково-методичною радою при Центрі наукових досліджень університету (протокол № 3 від 6.03.2001 р.).

Мета і завдання досліджень. Метою нашої роботи було науково обґрунтувати і встановити агроекологічні основи удосконалення кормовиробництва в умовах Полісся України, що дозволить виявити потенціал продуктивності польових кормових культур та лучних трав, якість кормів, прогнозування ефективності їх використання організмом тварин.

У задачу досліджень входило:

· виявити залежність продуктивності кормових культур від агрометеорологічних факторів, на основі чого зробити прогноз урожайності;

· встановити продуктивність та оптимальні строки збирання кормових агрофітоценозів за органічної та органо-мінеральної системи удобрення у кормовій сівозміні;

· визначити зоохімічну оцінку кормових культур та вивчити фітосанітарний стан кормового поля сівозміни;

· вивчити вплив системи удобрення на динаміку накопичення нітратів, мікроелементів та солей важких металів у кормових культурах;

· встановити ефективність насичення кормової сівозміни проміжними культурами та продуктивність ланок кормової сівозміни;

· виявити ефективність сінокісного, пасовищного та сінокісно-пасовищного режиму використання сіяних різнокомпонентних багаторічних травосумішок;

· провести інвентаризацію природних та сіяних кормових угідь у зоні радіоактивного забруднення з метою виявлення сучасного екологічного стану, продуктивності та необхідності їх поліпшення;

· вивчити вплив способів поліпшення на продуктивність і екологічний стан фітоценозів сіножатей і пасовищ в умовах радіоактивного забруднення;

· встановити активність 137Cs у травостоях різних типів лук та видовому складі рослинності лучних фітоценозів;

· розробити та вдосконалити модель зеленого конвеєра для молочних корів в залежності від щільності забруднення кормових угідь радіонуклідами;

· встановити біоенергетичну та економічну оцінку ефективності кормових культур сівозміни та травостоїв багаторічних трав.

Об’єкт дослідження: процеси і закономірності формування лучних та сіяних агрофітоценозів при удосконаленні польового і лучного кормовиробництва Полісся з метою одержання екологічно безпечних кормів високої якості.

Предмет дослідження: польові кормові культури та лучні трави, кормова сівозміна, фази росту і розвитку кормових культур, органічна та органо-мінеральна системи удобрення, травосумішки, типи лук Полісся України з різною щільністю забруднення їх 137Cs, способи поліпшення лук, створення сіяних травостоїв та режими їх використання, моделі зеленого конвеєра для молочних корів забрудненої радіонуклідами зони.

Методи досліджень: польовий – для вивчення дії та взаємодії організованих факторів; підрахунково-ваговий – визначення динаміки наростання та структури урожаю, ботанічного складу і густоти травостоїв; морфо-фізіологічний – визначення біометричних параметрів рослин; хімічний – визначення хімічного складу та поживності кормів; розрахунково-порівняльний – оцінка економічної та біоенергетичної ефективності вирощування кормових агрофітоценозів; математико-статистичний (дисперсійний, кореляційний і регресійний аналізи, визначення вірогідності результатів польових дослідів).

Наукова новизна одержаних результатів досліджень полягає в тому, що комплексно розв’язана проблема збільшення виробництва кормів і кормового білка шляхом створення штучних та поліпшення природних агрофітоценозів в умовах Полісся України. Встановлено залежність продуктивності основних кормових культур від агрометеорологічних факторів, розроблено методику прогнозування їх врожайності. Виявлені особливості формування урожайності та якості кормових культур залежно від строку їх збирання, органо-мінеральної й органічної систем удобрення, а також ефективність насичення кормової сівозміни проміжними культурами, продуктивність ланок та кормової сівозміни в цілому. Встановлена ефективність сінокісного, пасовищного та сінокісно-пасовищного режиму використання сіяних багаторічних травостоїв шляхом підбору компонентів трав.

На основі проведеної інвентаризації природних та сіяних кормових угідь у зоні радіоактивного забруднення вперше для даного регіону виявлено сучасний екологічний стан, продуктивність і необхідність їх поліпшення. Визначена активність 137Cs у травостоях суходільних, низинних і заплавних лук та видовому складі рослинності лучних фітоценозів. Виявлений вплив способів поліпшення на продуктивність та екологічний стан фітоценозів сіножатей і пасовищ в умовах радіоактивного забруднення території. Розроблені моделі зеленого конвеєра для молочних корів залежно від щільності забруднення сільськогосподарських угідь радіонуклідами.

Практичне значення одержаних результатів полягає в удосконаленні системи кормовиробництва Полісся, розробленні рекомендацій для підприємств різних форм власності щодо одержання високоякісних екологічно безпечних кормів, ефективності застосування органічної та органо-мінеральної систем удобрення кормових культур кормової сівозміни, інтенсивності використання орних земель та лучних екосистем, оптимальних строків збирання кормових культур. Запропоновано сінокісно-пасовищний режим використання сіяних багаторічних травостоїв, створених шляхом підбору компонентів травосумішок, які забезпечують 7,12-10,48 т/га сухої маси. Проведена інвентаризація природних і сіяних кормових угідь у зоні радіоактивного забруднення, на основі якої виявлено сучасний екологічний стан, продуктивність та необхідність їх поліпшення. Розроблені та запропоновані моделі зеленого конвеєра для молочних корів залежно від щільності забруднення території та активності 137Cs у зеленій масі кормових культур; рекомендації для господарств зони Полісся України по веденню кормовиробництва на радіоактивно забруднених орних землях та луках, одержанню високоякісних кормів з допустимим рівнем вмісту 137Cs та їх комплексна реабілітація на 2004-2010 роки; науково-методичні рекомендації по ресурсозберігаючих технологіях вирощування ярого ріпаку в умовах Житомирської області. Підготовлено ряд методичних розробок з питань поліпшення польового та лучного кормовиробництва. Впровадження розроблених прийомів проводили в умовах Черняхівського, Житомирського та на забрудненій території Овруцького, Народицького, Олевського, Коростенського, Лугинського, Ємільчинського районів Житомирщини, що підтверджено довідками й актами конкретних господарств.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є результатом 19-річної дослідницької роботи, виконаної здобувачем особисто та разом з іншими співробітниками, аспірантами, студентами-дипломниками і полягає у самостійному формуванні, проведенні та викладенні основних методів, науковому обґрунтуванні агроекологічних основ удосконалення кормовиробництва в зоні Полісся України; пошуку шляхів формування сіяних і лучних агрофітоценозів та поліпшення природних кормових угідь у зоні радіоактивного забруднення. Автором проведено аналіз літературних джерел, визначено напрямки досліджень за темою дисертації, підготовлені програми і методики пошукових, польових і лабораторних досліджень. Автору належить інтерпретація та узагальнення одержаних результатів, підготовка друкованих праць, наукових звітів, забезпечення впровадження і науковий супровід результатів досліджень у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Результати наукових досліджень доповідалися і отримали підтримку та схвалення на республіканських, міжнародних науково-практичних конференціях і координаційно-методичних нарадах, науково-виробничих семінарах, другому з’їзді білоруського товариства ґрунтознавців, що проводилися за період 1988 – 2006 рр. у Вінниці (1988, 1991, 2000, 2001, 2004, 2006), Кам`янці-Подільському (1990), Житомирі (1989, 1990, 1991, 2000, 2001), Одесі (2000, 2001), Новгороді (1995, 1996), Брянську (1999), Мінську (2001), Умані (2003, 2004), Сумах (2004).

Публікації. Основні результати досліджень з теми дисертаційної роботи представлені в 58 наукових працях, з них 30 у фахових виданнях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація у вигляді рукопису викладена на 393 сторінках комп’ютерного тексту (власне текст займає 350 сторінок), містить вступ, 9 розділів, висновки і пропозиції, 184 таблиці експериментального матеріалу, 32 рисунки, список використаної літератури, що включає 748 джерел, з них 95 латиницею. У додатках розміщені таблиці, які не ввійшли в текст дисертації, і матеріали, що підтверджують впровадження результатів досліджень у виробництво.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ПРОДУКТИВНІСТЬ ТА ЕКОЛОГІЯ КОРМО ВИРОБНИЦТВА

В УМОВАХ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ (огляд літератури)

Подано аналіз результатів досліджень вітчизняних та зарубіжних авторів з питань вирощування й кормової оцінки кормових культур, висвітлена продуктивність та еколого-стабілізуюче значення їх у польових та кормових сівозмінах, біоекологія природних трав’яних фітоценозів Полісся, шляхи формування пасовищних травостоїв, особливості ведення кормовиробництва на природних кормових угіддях Полісся України, антропогенна трансформація, відновлення лучних фітоценозів та особливості одержання екологічно безпечних кормів в умовах радіоактивного забруднення території та використання їх тваринами, зелений конвеєр у системі кормовиробництва Полісся. Результати вивчення особливостей формування, шляхів підвищення урожайності і якості кормових агрофітоценозів та виробництво кормів з них свідчать, що вони стосуються окремих регіонів і окремих елементів технології.

МЕТОДИКА НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Експериментальні польові та виробничі дослідження виконані впродовж 1985-2003 рр. на дослідному полі Державного агроекологічного університету, на сіяних та природних сіножатях і пасовищах поліських районів.

Ґрунти у дослідах переважно дерново-підзолистого типу із середнім та низьким вмістом поживних речовин. У стаціонарі кормової сівозміни (дослід №1, 1989-1999 рр.) – дерново-підзолисті легкосуглинкові, на водно-льодовикових відкладах, рН сольової витяжки – 4,2-5,5; вміст рухомих форм фосфору – 8,5-9,5 мг, калію – 6,3-7,3 мг на 100 г ґрунту, гумусу – 1%.

Схема кормової сівозміни типова для господарств з розвинутим молочно-м`ясним скотарством: перше поле – вико-вівсяна сумішка з підсівом конюшини лучної та тимофіївки лучної; друге – конюшина лучна + тимофіївка лучна першого року використання; третє – конюшина лучна + тимофіївка лучна другого року використання; четверте – озиме жито на зелений корм + кукурудза на силос; п`яте – люпин на зелений корм; шосте – озиме жито на зерно + капустяні (післяжнивно); сьоме – кормові буряки. Продуктивність і якість кормових культур вивчали за двох систем удобрення: органічній – 20 т гною та органо-мінеральній – 10 т гною на гектар сівозмінної площі і еквівалентна кількість мінеральних добрив. Система обробітку ґрунту під кормові культури загальноприйнята для зони Полісся України. Облікова площа ділянки – 50-100 м2. Повторність – триразова.

Вивчення ефективності сінокісно-пасовищного і пасовищного використання бобово-злакового травостою за циклами випасу (дослід № 2) проводилося у дослідному господарстві "Вереси" Житомирського району впродовж 1985-1987 рр. Ґрунти дерново-середньопідзолисті суглинкові на водольодовикових відкладах. Агрохімічні показники ґрунту (0-20): рНКCl – 6,3, гідролітична кислотність – 1,12 мг-екв./100 г ґрунту, сума поглинених основ – 16 мг-екв/100 г ґрунту, гумус – 2,3%, Р2О5 – 7,2 і К2О – 8,5 мг на 100 г ґрунту. Випасання худоби – загінне. Облікова площа виробничих дослідів – 5 га. Повторність 4-разова.

Польовий дослід № 3 з вивчення довгорічних сінокісно-пасовищних бобово-злакових травостоїв проводився у 1987-1989 рр. на дослідному полі ДААУ. Ґрунти дерново-слабопідзолисті середньо суглинкові на водно-льодовикових відкладах. Агрохімічні показники ґрунту (0-20): рНКCl – 6,2, гідролітична кислотність – 1,15 мг-екв/100 г ґрунту, сума поглинених основ – 17 мг-екв/100 г ґрунту, гумус – 2,12%, Р2О5 – 8,13 і К2О – 8,15 мг на 100 г ґрунту. В дослідах вивчали сінокісний, пасовищний та сінокісно-пасовищний режими використання сіяних травостоїв. За контроль прийнята сумішка конюшини з тимофіївкою. Повторення в досліді 4-разове. Посівна площа ділянки 64 м2, облікова – 50 м2. Розміщення ділянок в досліді системне, в один ярус. Фони добрив: під лядвенець рогатий – Р90К120, бобово-злакові сумішки – Р90К120 і по 20 кг азоту навесні і під кожен укіс, злакові – Р90К120 і по 45 кг азоту навесні та під кожен укіс.

Досліди № 4-8 проводились в умовах радіоактивного забруднення на сіяних та природних кормових угіддях впродовж 1999-2003 рр. і присвячені вивченню особливостей забруднення різних типів лук Полісся 137Cs, вмісту 137Cs в ґрунтах та рослинності різних кормових угідь Полісся, питомої активності 137Cs у кормових травах та вирішенні проблеми кормового білка в цих умовах, особливостей накопичення радіонуклідів в різних частинах кормової рослинності лучних екосистем, впливу поверхневого та докорінного поліпшення на продуктивність та якість травостоїв. Активність 137Cs у ґрунті та травостої визначали за такої щільності забруднення території: 1-5 Кі/км2 (1-185 кБк/м2); 5-10 Кі/км2 (185-370 кБк/м2); 10-15 Кі/км2 (370-555 кБк/м2).

Клімат Полісся помірно-континентальний з відносно теплим і вологим літом та м`якою зимою. Середньорічна температура повітря 6,4-6,80С. Сума ефективних температур (більше 50С) складає 2300-23500С. Середньорічна кількість опадів 570-650 мм. Протягом вегетаційного періоду випадає 70% річних опа---дів, але випадають вони нерівномірно. Сума активних температур (понад 100С за вегетацію, яка триває 160-175 днів) складає 2330-26660С (у 1999 році – 29370С), в той час як для озимих зернових необхідно 1200-1660, кукурудзи на силос у молочно-восковій стиглості – 1700-20000С. Аналіз агрокліматичних умов зони показує, що після збирання озимих на зелений корм залишається біля 145-160 днів вегетаційного періоду, за який можна виростити ще один-два урожаї зеленої маси як основних, так і проміжних кормових культур. Агроекологічні дослідження проведені в різні за кліматичними умовами роки, про що свідчить рівень продуктивності кормо---вих культур як в сівозміні, так і на природних кормових угіддях.

У ґрунті визначали вміст гумусу – за Тюріним, азоту – за Гінзбург, рухомого фосфору і калію – за Кірсановим, рН сольової витяжки і гідролітичну кислотність – потенціометричним методом, суму поглинених основ – за Капеном-Гільковицем. Фенологічні спостереження та облік урожаю проводились за методиками ВНДІ кормів та Інституту кормів УААН (1971,1998). Вміст мікроелементів та солей важких металів у кормах проводили на атомно-адсорбційному спектрофотометрі. У рослинних зразках визначали: вміст сухої речовини, сирої клітковини – за Геннеберг та Штоманом, золи – методом сухого озолення, безазотистих екстрактивних речовини (БЕР) – розрахунковим шляхом, жиру – за Рушковським, кальцію і магнію – трилонометричним методом, цукру – з реактивом антропа, крохмалю – гідролітичним розчепленням, каротину – за Цирелем, нітратів – потенціометричним методом. Поживність корму визначали за сумарним вмістом протеїну, жиру, клітковини і БЕР з урахуванням коефіцієнтів перетравності та констант відкладення жиру, виражених у кормових одиницях. Енергетичну поживність кормів, зокрема валову енергію (ВЕ) – розрахунковим методом за даними хімічного аналізу та вмісту поживних речовин з використанням відповідних коефіцієнтів. Визначення обмінної енергії корму (ОЕ) проводили за вмістом перетравних поживних речовин та енергетичних коефіцієнтів за методиками, викладеними О.К. Медведовським та П.І. Іваненком (1988), а також Ю.О. Тараріко, О.С. Несмашною і Л.Д. Глущенко (2001). Економічну оцінку вирощування кормових культур проводили згідно із загальними виробничими нормами й обліком усіх витрат, прямих і накладних видатків за розцінками, які склалися на 1995 р. Математичну обробку даних проводили методом дисперсійного і кореляційно-регресивного аналізів (Б.А.Доспехов,1985; В.Ф.Мойсейченко, В.О.Єщенко та ін., 1994, 1996).

БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ФОРМУВАННЯ

АГРОФІТОЦЕНОЗІВ ІНТЕНСИВНОЇ КОРМОВОЇ СІВОЗМІНИ

Ріст і розвиток кормових рослин відбувається у складній взаємодії з навколишнім середовищем, що підтверджується наявністю тісного кореляційного зв’язку між урожайністю культур за періодами фаз вегетації і погодними умовами, сумою позитивних температур та кількістю опадів. Кліматичні ресурси зони Полісся, в основному, сприятливі для вирощування кормових культур. Однак реакція багатьох з них на метеорологічні показники у цій зоні не завжди адекватна. Для вивчення закономірностей впливу погодних умов вегетаційного періоду на продуктивність кормових культур нами були проаналізовані зв’язки між сумою температур, кількістю опадів, ГТК і урожайністю. Це дозволило створити математичні моделі прогнозування рівня урожайності основних кормових культур в інтенсивній кормовій сівозміні залежно від погодних умов, що складаються впродовж вегетації. Нами встановлено, що нагромадження зеленої маси вико-вівсяної сумішки тісно пов`язане з динамікою росту рослин впродовж вегетації, системою удобрення та погодними умовами року. Для виявлення залежності впливу метеорологічних умов на урожайність зеленої маси сумішки були складені характеристики погодних умов різних років вирощування (табл. 1).

Таблиця 1

Групування років за гідротермічним коефіцієнтом

(ГТК <1,4 –посушливі, 1,5-2,0 – вологі, >2,1- дуже вологі)

ГТК | Роки | Кількість років | Структура, % | <1,4 | 1993 | 1995 | 1996 | 1999 | 4 | 36,4 | 1,5-2,0 | 1990 | 1991 | 1994 | 1998 | 4 | 36,4 | >2,1 | 1989 | 1992 | 1997 | 3 | 27,2 |

Так, гідротермічний коефіцієнт майже функціонально позитивно пов’язаний з кількістю опадів (r = 0,98); в той же час він має досить істотну обернену залежність із сумою позитивних температур (r = -0,48), тобто, чим вище сума позитивних температур за певний період вегетації, тим краще йде випаровування вологи і ГТК знижується. Рівень урожайності зеленої маси вико-вівсяної сумішки за фазами росту й розвитку позитивно й істотно залежить від кількості опадів (відповідно r = 0,69; 0,70 і 0,78) і ГТК (r = 0,71; 0,72 і 0,79), про що йдеться у таблиці 2.

Щоб можна було передбачити можливий рівень урожайності від погодних умов, що найбільш впливають на ріст і розвиток вико-вівсяної суміші протягом вегетації, визначені рівняння регресії та коефіцієнти детермінації. Рівняння регресії показує кількісні параметри можливої урожайності, скажімо, залежно від кількості опадів, а коефіцієнт детермінації – межі дії такої залежності. Наприклад, урожайність вико-вівсяної сумішки тісно й позитивно залежить від кількості опадів за вегетацію (r = 0,78). Ця залежність проявляється у 62-х випадках із 100 (R2 = 0,62). Кількісний приріст урожайності вико-вівсяної суміші можна визначити за рівнянням регресії y = 1,677х + 29,979.

Таблиця 2

Матриця парної кореляційної залежності між елементами погоди

протягом вегетації та урожайністю зеленої маси вико-вівсяної сумішки*)

(у середньому за 1989-1999 рр.) |

Опади, мм | Сума t>10ОС | ГТК | Бутонізація | Початок цвітіння | Цвітіння | Опади, мм | 1,00 | -0,29 | 0,98 | 0,69 | 0,70 | 0,78 | Сума t>10 ОС | -0,29 | 1,00 | -0,48 | -0,34 | -0,39 | -0,38 | ГТК | 0,98 | -0,48 | 1,00 | 0,71 | 0,72 | 0,79 | Бутонізація | 0,69 | -0,34 | 0,71 | 1,00 | 0,89 | 0,85 | Початок цвітіння | 0,70 | -0,39 | 0,72 | 0,89 | 1,00 | 0,95 | Цвітіння | 0,78 | -0,38 | 0,79 | 0,85 | 0,95 | 1,00 | *) Коефіцієнти, які істотні на 5% рівні значущості.

За наведеними рівняннями регресії (або на підставі графіка) можна розрахувати можливу врожайність:

Рис.1. Залежність урожайності вико-вівсяної суміші від кількості

опадів за вегетацію (1989-1999 рр.)

Рис.2. Залежність урожайності вико-вівсяної сумішки від ГТК

(середнє за 1989-1999 рр.)

Для визначення впливу декількох факторів дії погодних умов на рівень урожайності вико-вівсяної сумішки застосовують множинні коефіцієнти кореляції, детермінації та рівняння регресії; за останніми апроксимують можливу урожайність вико-вівсяної сумішки залежно від певних елементів погоди. Множинні залежності урожайності вико-вівсяної сумішки від елементів погоди впродовж періоду вегетації наступні:

у фазу бутонізації R= 0,71; R2=0,50 F(3,18)=6,1; p<,00489

y = 50,44 + 0,21 опади – 0,03+ 99,24 ГТК

на початку цвітіння R= 0,73; R2= 0,53; F(3,18)=6,9; p<,00276

y = 768,15 + 4,47 опади – 0,73 - 303,54 ГТК

у фазу повного цвітіння R= 0,82; R2= 0,67; F(3,18)=12,3; p<,00013

y = 1424,96 + 9,44 опади – 1,41 - 762,47 ГТК

Розрахунки показують, що найбільша множинна залежність між рівнем урожайності зеленої маси вико-вівсяної суміші та елементами погоди була під час повного цвітіння вики: y = 1424,96 + 9,44x1.

ПРОДУКТИВНІСТЬ КОРМОВИХ АГРОФІТОЦЕНОЗІВ ПОЛІССЯ

ЗАЛЕЖНО ВІД ОРГАНІЧНОЇ І ОРГАНО-МІНЕРАЛЬНОЇ СИСТЕМИ УДОБРЕННЯ ТА СТРОКІВ ЗБИРАННЯ

Питання формування високопродуктивних трав’яних фітоценозів завжди актуальне. Нашими дослідженнями встановлено, що урожайність зеленої маси сумішки конюшини лучної з тимофіївкою лучною першого року використання у період бутонізації коливалася за роками досліджень незалежно від системи удобрення від 21,79-24,48 (1996р.) до 65,68-71,10 т/га (1989р.). Середня урожайність цієї сумішки при органо-мінеральній системі удобрення складає 35,26 т/га, при органічній – 34,19 т/га. Хімічний склад зеленої маси трав змінюється за фазами росту й розвитку. Так, у зеленій масі сумішки, зібраної у ранньому віці (бутонізація конюшини – вихід в трубку тимофіївки), міститься більше протеїну, каротину, а нерідко жиру і БЕР та менше важко перетравної клітковини порівняно з більш пізніми фазами росту рослин – масового цвітіння конюшини та колосіння тимофіївки. В урожаї основного укосу першого року використання вміст сирого протеїну у сухій речовині знижувався від фази бутонізації до повного цвітіння з 15,8 до 13,23 % при органо-мінеральній системі та з 15,21 до 13,87 % – при органічній системі удобрення, сирого жиру відповідно – з 3,46 до 2,85% і з 3,46 до 2,80% при збільшенні сирої клітковини з 30,6 до 32,93 та з 30,13 до 32,7 %. Суттєвої різниці в хімічному складі трав залежно від системи удобрення не спостерігалося. Травостій досліджуваної сумішки другого укосу містив значно більше сирого протеїну та жиру порівняно з першим укосом. Так, у фазі бутонізації вміст протеїну у сухій речовині зеленої маси збільшується на 5,05-5,17 %, на початку цвітіння рослин цей показник становить 3,23-4,75%, масового цвітіння – 3,12-4,24%, що свідчить про високу якість отави багаторічних трав. Вміст кальцію від бутонізації до цвітіння збільшується, калію – знижується. Відношення кальцію до фосфору в зеленій масі трав сумішки досить високе (4,10-5,57), оскільки травостій містить більше кальцію і менше фосфору. У сухій масі корму міститься значна кількість каротину: у першому укосі незалежно від удобрення та фаз росту і розвитку – 134,2-189,6 мг, у другому відповідно – 138,6-196,4 мг/кг. Співвідношення калію до суми кальцію та магнію більш високе у першому укосі, з ростом рослин воно зменшується від 1,31 до 1,20 при органо-мінеральній системі удобрення і від 1,61 до 1,08 – при органічній системі; у другому укосі цей показник коливається від 0,76 до 0,96.

Травостій другого року використання містить менше кальцію, особливо у першому укосі (0,94-1,12%). У зв’язку з цим знижується співвідношення кальцію до фосфору, яке коливається в межах 3,14-4,00, суттєвої різниці між варіантами досліду нема. Співвідношення калію до суми кальцію та магнію високе: у першому укосі знаходиться в межах 1,26-2,43, у другому – 0,78-1,47. Вміст каротину в кормі з трав також високий, особливо у травостої першого року використання та у другому укосі. Так, у сухій речовині корму першого укосу незалежно від фази вегетації вміст каротину складав 125,4-140,2 мг/кг, у отаві – 149,3-167,1 мг/кг при органо-мінеральній й відповідно 110,6-146,6 мг та 140,5-169 мг/кг – при органічній системах удобрення. При визначенні оптимальних строків збирання сумішки враховується не лише вміст поживних речовин в кормі, але й загальний збір з одиниці площі за вегетацію. Своєчасне і високоякісне збирання сумішки конюшини з тимофіївкою забезпечує у перший рік використання від 8,34 до 11,74 т кормових одиниць та від 1,08 до 1,72 т/га перетравного протеїну, а на другий рік використання відповідно – 4,88-6,70 т та 0,65-0,72 т/га.

Формування високопродуктивних агрофітоценозів однорічних кормових культур у кормовій сівозміні – важливе джерело одержання високобілкових кормів. Люпин кормовий відрізняється тривалим періодом інтенсивного фотосинтезу. Добовий приріст сухої речовини у період цвітіння – утворення бобів складає 2 ц/га. Тому, безперечно, збирати його у період бутонізації не вигідно, оскільки у пізніші фази його вегетації формується більше сухої речовини та поживних речовин. Урожайність зеленої маси кормового люпину незалежно від системи добрив становить у фазу бутонізації рослин 29,3-30,3 т, у період цвітіння – 34,9-35,6 т, зелених бобів – 43,6-43,7 т, формування сизих бобів – 41,8-43,7 т/га. Середній приріст урожаю від бутонізації до утворення зелених бобів за органічної системи добрив становив 13,4 т, органо-мінеральної – 14,3 т/га. Серед досліджуваних кормових культур люпин нагромаджує найбільшу кількість протеїну. Так, у фазі бутонізації незалежно від системи удобрення його вміст складає 21,17-23,30%, цвітіння – 19,73-19,96%, зелених бобів – 17,14-18,55% і сизих бобів – 16,56-16,97%. Завдяки нагромадженню значного урожаю з віком рослин загальна кількість сирого та перетравного протеїну з одиниці площі збільшується. Урожай сухої речовини у фазу бутонізації становить 2,72-2,84, цвітіння – 3,98-4,06, зелених бобів – 5,95-6,02 і сизих бобів – 6,44-6,77 т/га. Вихід кормових одиниць та сирого протеїну при вирощуванні люпину найвищий у фазі формування зелених бобів і становить відповідно 7,86 та 2,14 тонн з гектара. Системи удобрення по ефективності дії на врожай рівнозначні. Забезпеченість кормової одиниці перетравним протеїном найкраща у період формування зелених та сизих бобів – 188,3-189,6 г. Вміст магнію в рослинах люпину достатній і зростає при старінні травостою, вміст кальцію високий – 0,92-1,34%. Найбільший вміст фосфору та калію відмічено у фазі бутонізації та цвітіння. У період формування бобів їх кількість зменшується. Середнє співвідношення кальцію до фосфору коливається у межах 3,16-4,62, що відповідає нормі і навіть підвищене, особливо в оптимальні фази вегетації рослин люпину.

Аналіз хімічного складу зеленої маси вико-вівсяної сумішки засвідчує, що у фазі бутонізації вона містить 16,0-16,2% сухої речовини, на початку цвітіння – 17,2-17,3%, масового цвітіння вики та викидання волоті вівса – 18,7-18,8%. Вміст клітковини найбільший на початку цвітіння рослин – 36,04-36,34%. Фаза вегетації значно впливає на А-вітамінну цінність корму. Найбільше каротину в сумішці спостерігається у фазі бутонізації – 207,1-216,0 мг/кг сухої речовини. Надалі незалежно від системи удобрення його вміст зменшується до 161,6-171,7 мг (початок цвітіння) та 135,8-139,4 мг/кг (повне цвітіння). Сприятливі агроекологічні умови вирощування забезпечують високий вміст калію в рослинах (2,50-2,67%), його кількість знижувалась лише в посушливі роки. Вміст кальцію також високий завдяки бобовому компоненту сумішки (1,00-1,21%). Вихід кормових одиниць рівнозначний при обох системах удобрення – 5,3-5,35 т/га, перетравного протеїну відповідно 6,5 ц/га. Однак, якість кормової одиниці найвища у бутонізацію рослин вики – 157,7-160,3 г перетравного протеїну.

Максимальна урожайність кукурудзи відмічена у фазі молочно-воскової стиглості і незалежно від фону добрив вона становить 39,9-40,7 т/га. Середній приріст урожайності від викидання волоті до молочно-воскової стиглості за органічної системи добрив становить 13,9 т/га, органо-мінеральної – 14,4 т/га. Сумісне застосування органічних та мінеральних добрив під кукурудзу має позитивний вплив на вміст сирого протеїну в зеленій масі порівняно з органічною системою удобрення. Так, у фазі молочної стиглості міститься протеїну 9,31% проти 8,32% (органічна система). У фазі молочно-воскової стиглості відмічено найвищий вміст сухої речовини, який становить 23,7-23,8%. При цьому спостерігається зменшення вмісту сирого протеїну порівняно з фазою викидання волоті до 7,57-8,09%. На ранніх фазах росту і розвитку рослини кукурудзи бідніші на БЕР, які значно підвищуються у період формування молочної та молочно-воскової стиглості початків і становлять відповідно 60,78-59,89% при органо-мінеральній системі удобрення та 57,20-62,45% при органічній. Підвищення становило порівняно з фазою викидання волоті 8,16-10,51%. Відношення кальцію до фосфору було кращим при органо-мінеральній системі удобрення і коливалося від 1,85 до 2,25, при органічній – від 1,45 до 1,92. Відношення калію до суми кальцію та магнію найменше у фазі викидання волоті (2,58-3,14) і найбільше у фазі молочно-воскової стиглості – 3,47-3,66. У фазі викидання волоті збір сухої речовини становить 3,80-3,83 т/га, молочної стиглості – 6,29-6,46 т/га, молочно-воскової – 9,49-9,64 т/га. Вихід кормових одиниць при цьому складає відповідно за фазами росту та розвитку рослин – 3,64-3,67 т/га; 7,66-7,68 т/га і 10,76-10,98 т/га. Урожайність сирого та перетравного протеїну у фазі викидання волоті становила відповідно 0,54-0,55 т/га та 0,39 т/га, молочної стиглості – 0,8 т/га та 0,51 т/га, молочно-воскової – 0,96-0,98 т/га та 0,56-0,57 т/га. Однак якість кормової одиниці найвища у період викидання волоті і з ростом рослин різко знижується. У ранній фазі більше також каротину – 158,5-159,6 мг/кг сухої речовини.

Урожайність буряків кормових у сівозміні становить у середньому 49,4 т/га при органо-мінеральній і 51,4 т/га при органічній системах удобрення. Максимальна урожайність коренеплодів – 53,4-78,8 т/га (органо-мінеральна система удобрення) та 49,7-81,9 т/га (органічна система) одержана в агроекологічних умовах 1989-1991, 1993, 1996, 1999 роках. Вміст цукру у сухій речовині коренів становить незалежно від системи удобрення 48,9-49,9%, крохмалю – 2,63-2,99%, каротину – 33 мг/кг сухої речовини. Вміст сирої клітковини у коренеплодах – 11,83-12,07% сухої речовини, у гичці відповідно – 17,04-19,47%. При внесенні органічних добрив відмічено більший вміст в коренеплодах протеїну – 8,02% проти 6,85% при внесенні органо-мінеральних добрив. Вміст мінеральних солей при обох системах удобрення знаходився приблизно на однаковому рівні. Відношення кальцію до фосфору становило 0,79-0,81. Завдяки значному вмісту калію в коренях відношення його до суми кальцію та магнію високе і складало 5,77 при органо-мінеральній системі удобрення і 6,85 при органічному удобренні буряків.

Аналіз продуктивності проміжних культур дає змогу встановити ефективність кормового гектара сівозміни. Розрахунки свідчать, що озиме жито на зелений корм з післяукісним посівом кукурудзи на силос забезпечують урожай зеленої маси 65,42 т/га при органо-мінеральній системі удобрення та 64,66 т/га при органічній системі. За цим показником озимі проміжні посіви жита підвищують продуктивність кормового поля на 37,8-38,4 % (табл. 3).

Збір сухої речовини становить відповідно 14,82-14,64 т/га. Вихід кормових одиниць складає 15,97-16,17 т з гектара. Кожен кормовий гектар такого поєднання культур сприяє одержанню 1,56-1,57 т сирого протеїну та 1,08-1,09 т перетравного протеїну. Вміст сирого протеїну в зеленому кормі озимого жита значно залежить від фази вегетації: при органо-мінеральній системі удобрення на початку виходу в трубку – 20,31, в кінці виходу в трубку – 14,13, при колосінні – 12,95%; при органічній відповідно – 18,53; 14,12 і 12,91%. Вміст каротину при органо-мінеральній системі удобрення був на початку виходу в трубку – 33 мг/кг, в кінці виходу в трубку – 32,2 мг/кг, при колосінні – 28,8 мг/кг; при органічній відповідно – 34; 31,7 і 28,1 мг/кг.

Таблиця 3

Ефективність насичення кормової сівозміни проміжними культурами

(середнє за 1989-1999 рр.)

Показники | Вихід з 1 га, т/га | Вихід з 1 га, т/га | озиме жито на зелений корм

(колосіння) | кукурудза на силос* | всього | озиме жито на зерно | капустяні** (ріпак ярий, олійна редька) | всього

Органо-мінеральна система удобрення | Зерно

Солома | -

- | -

- | -

- | 3,47

4,96 | -

- | 3,47

4,96 | Зелена маса | 24,73 | 40,69 | 65,42 | - | 19,42 | 19,42 | Суха речовина | 5,18 | 9,64 | 14,82 | 7,02 | 2,38 | 9,40 | Кормові одиниці | 5,19 | 10,98 | 16,17 | 4,70 | 2,68 | 7,38 | Сирий протеїн | 0,59 | 0,98 | 1,57 | 0,54 | 0,42 | 0,96 | Перетравний протеїн | 0,52 | 0,57 | 1,09 | 0,28 | 0,29 | 0,57 | Органічна система удобрення | Зерно

Солома | -

- | -

- | -

- | 3,50

4,63 | -

- | 3,50

4,63 | Зелена маса | 24,80 | 39,86 | 64,66 | - | 20,72 | 20,72 | Суха речовина | 5,15 | 9,49 | 14,64 | 6,73 | 2,60 | 9,33 | Кормові одиниці | 5,21 | 10,76 | 15,97 | 4,67 | 2,84 | 7,51 | Сирий протеїн | 0,60 | 0,96 | 1,56 | 0,52 | 0,44 | 0,96 | Перетравний протеїн | 0,52 | 0,56 | 1,08 | 0,28 | 0,32 | 0,60 | Примітка: *– середнє за 1989-1998 рр. **– ріпак ярий (1989–1994 рр.);

редька олійна (1995–1999 рр.)

Збір сухої речовини становить відповідно 14,82-14,64 т/га. Вихід кормових одиниць складає 15,97-16,17 т з гектара. Кожен кормовий гектар такого поєднання культур сприяє одержанню 1,56-1,57 т сирого протеїну та 1,08-1,09 т перетравного протеїну. Вміст сирого протеїну в зеленому кормі озимого жита значно залежить від фази вегетації: при органо-мінеральній системі удобрення на початку виходу в трубку – 20,31, в кінці виходу в трубку – 14,13, при колосінні – 12,95%; при органічній відповідно – 18,53; 14,12 і 12,91%. Вміст каротину при органо-мінеральній системі удобрення був на початку виходу в трубку – 33 мг/кг, в кінці виходу в трубку – 32,2 мг/кг, при колосінні – 28,8 мг/кг; при органічній відповідно – 34; 31,7 і 28,1 мг/кг.

У кормовій семипільній сівозміні можна виділити дві ланки сівозміни: 3-пільна трав’яна та 4-пільна трав’яно-зерно-просапна або плодозмінна (табл. 4).

Використання капустяних культур у післяжнивних посівах також підвищує продуктивність кормового гектара на 36,3–37,8 % за виходом кормових одиниць до основної культури поля – озимого жита на зерно. Загальний вихід сухої речовини становить 93,3-94,0