НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

„ ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК”

ЦЮК ЮЛІЯ ВОЛОДИМИРІВНА

УДК 633.14:504.73:631.848.5

ФОРМУВАННЯ АГРОЦЕНОЗУ ЖИТА ОЗИМОГО ТА ЙОГО ПРОДУКТИВНОСТІ ЗАЛЕЖНО ВІД ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ В УМОВАХ ПІВНІЧНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.09 - рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

\

Київ – 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному науковому центрі ”Інститут землеробства УААН” протягом 2003-2005 рр.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор Каленська Світлана Михайлівна, Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, директор Науково-дослідного інституту агротехнологій та якості продукції рослинництва

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Петриченко Василь Флорович, директор Інституту кормів УААН

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Кононюк Володимир Антонович, начальник відділу рослинництва Української академії аграрних наук

Провідна установа – Подільський державний агротехнічний університет,

м. Кам’янець-Подільський

Захист відбудеться 16 травня 2007 р. о 1200 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 в ННЦ ”Інститут землеробства УААН”

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати за адресою: 08162, вул. Машинобудівників, 2-б, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, ННЦ „Інститут землеробства УААН,” вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ННЦ ”Інститут землеробства УААН”

Автореферат розісланий „ 13” квітня 2007 року

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук ___________ Л. О. Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

На початку третього тисячоліття основною проблемою та ключовим завданням сільськогосподарського виробника було і залишається істотне збільшення й стабілізація виробництва конкурентоспроможного зерна високої якості для внутрішнього та зовнішнього ринків.

Актуальність теми. В розробку теорії та практики інтенсифікації виробництва жита значний внесок зробили С.П. Яковлева, В.Б. Бушук, Л.Р. Шарифулін, С.М. Каленська та ін. Проте зміни довкілля, структури сільськогосподарського виробництва, сівозмін, енергетичні та економічні аспекти, поява нових сортів, зацікавленість переробної галузі активізують увагу до культури жита і потребують наукового обґрунтування та визначення ефективності окремих елементів технології вирощування культури, біології, комплексної оцінки економічної та енергетичної доцільності вирощування, пошуку нових прийомів підвищення продуктивності, покращання якості та посилення безпеки продукції.

Препарати з асоціативними бактеріями, які застосовують в технологіях вирощування зернобобових культур, почали використовуватись і при вирощуванні зернових культур. Проте дослідження з цього питання не мають системності, проводились на окремих культурах, у них відсутній комплексний підхід до поєднання застосування препаратів з такими елементами технологій вирощування як системи удобрення та захисту рослин. Практично відсутні дані щодо впливу бактеріальних препаратів на ріст і розвиток рослин, урожайність та якість зерна, зокрема вміст у ньому мікотоксинів.

Закономірні зміни в структурі посівних площ потребують вивчення ефективності застосування культур як попередника під зернові культури. Розширення посівних площ під ріпак обумовлює необхідність використання його як попередника під озимі зернові культури, зокрема під жито.

Необхідність опрацювання цих питань і визначило вибір теми дисертації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Експериментальні дослідження проведені згідно з тематичними планами лабораторії інтенсивних технологій зернових колосових культур і кукурудзи ННЦ „Інститут землеробства УААН” за науково-технічною програмою на 2001-2005 рр. "Зернові і олійні культури", підпрограма „Технології вирощування зернових і олійних культур в зоні Лісостепу і Полісся”, завдання „Розробити ресурсозберігаючі технології вирощування зернових колосових культур і кукурудзи, які забезпечують отримання екологічно чистого і якісного зерна” (номер державної реєстрації 0101U003826).

Мета і задачі досліджень. Метою досліджень було визначення особливостей формування агроценозу жита озимого та його продуктивності, якості отриманої продукції залежно від систем удобрення, захисту рослин, а також удосконалення елементів технології вирощування культури для отримання високих урожаїв якісного зерна.

Для досягнення поставленої мети передбачалось вирішити такі задачі:

- визначити морфофізіологічні особливості реалізації біологічного потенціалу жита озимого сорту Інтенсивне 95;

- встановити особливості формування структури агрофітоценозу - надземної та кореневої частин;

- виявити особливості росту і розвитку жита за різних систем удобрення та захисту рослин;

- встановити рівень стійкості посівів до вилягання;

- визначити врожайність зерна жита озимого за різних систем удобрення та захисту посівів;

- встановити параметри якості зерна, в т. ч. вміст регламентованих мікотоксинів залежно від системи удобрення та захисту посівів;

- дати економічну та енергетичну оцінку розробленим елементам технології вирощування жита.

Об'єкт дослідження – процеси формування агроценозу жита озимого та його продуктивності залежно від системи удобрення, системи захисту рослин на темно-сірих опідзолених ґрунтах.

Предмет досліджень – сорт жита озимого Інтенсивне 95, система удобрення та система захисту рослин, агробактерин, продуктивність, якість зерна.

Методи дослідження. В процесі виконання роботи застосовували спеціальні та загальнонаукові методи досліджень:

1) польовий: для встановлення взаємодії погодних умов, особливостей росту досліджуваної культури та агротехнічних прийомів;

2) лабораторний: а) морфофізіологічний – для визначення біометричних параметрів рослин; б) хімічний – для визначення вмісту макро-елементів у ґрунті, рослині і зерні; в) фізичний – для визначення показників фізичної якості зерна;

2) математично-статистичні: а) дисперсійний аналіз; б) кореляційний зв’язок; в) порівняльно–розрахунковий - для визначення економічної та енергетичної ефективності технології вирощування культури жита.

Наукова новизна одержаних результатів: виявлення закономірності формування агроценозу жита озимого сорту Інтенсивне 95, його продуктивності та якості зерна залежно від системи удобрення (застосування мінеральних добрив та післядія побічної продукції попередника), системи захисту, погодних факторів;–

визначенні ефективності застосування попередника ріпаку ярого;–

обгрунтуванні ефективності застосування як елементу технології вирощування жита препарату азотфіксуючої дії для обробки насіння та встановлення параметрів дії системи удобрення на зимостійкість рослин, продуктивність культури та якість зерна;–

обґрунтуванні якості та безпеки зерна жита озимого в регламенті накопичення мікотоксинів залежно від досліджуваних елементів технології вирощування;–

економічній та енергетичній обґрунтованості запропонованих елементів технології вирощування жита.

Практичне значення одержаних результатів полягає в удосконаленні елементів технології вирощування жита озимого в північній частині Лісостепу України, що дозволяє одержувати по 6,5-7,5 т/га високоякісного зерна з високими показниками економічної та енергетичної ефективності.

Отримані по темі результати впроваджені в ПП „Зоря” Бершадського району Вінницької області на площі 123 га. Результати впроваджень підтвердили високу ефективність розробки.

Особистий внесок здобувача. За темою роботи опрацьовані вітчизняні та зарубіжні літературні джерела, обґрунтовано напрям досліджень, розроблено програму та методику їх виконання, проведені експериментальні дослідження та узагальнені їх результати, підготовані рекомендації виробництву, здійснено впровадження результатів досліджень у виробництво, підготовлені до друку статті за темою дисертації.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень оприлюднені та обговорені на науково-практичній конференції молодих вчених (24-26 листопада 2003 року) “Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології”; Всеукраїнській науково-практичній конференції (смт. Чабани, 2-3 червня 2005 року) “Стан земельних угідь та поліпшення їх використання”; науковій конференції молодих вчених (м. Умань, 2005 рік); науково-практичній конференції молодих вчених (смт. Чабани, 28 листопада 2005 рік) “Інтенсивні технології вирощування сільськогосподарських культур”; конференції науково-педагогічних працівників, наукових співробітників та аспірантів Національного аграрного університету (м. Київ, 2007 рік); методичній комісії з питань землеробства і рослинництва ННЦ “Інститут землеробства УААН”

(2007 рік).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 6 наукових праць, у тому числі 3 – у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 172 сторінках комп’ютерного тексту. Складається із вступу, 6 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних літературних джерел, який включає 219 найменувань, з них 36 латиницею; містить 28 таблиць, 20 рисунків та 7 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ВПЛИВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ ТА ЯКІСТЬ ЖИТА ОЗИМОГО

(огляд наукової літератури)

Узагальнені результати досліджень вітчизняних та зарубіжних вчених з питань впливу добрив, хімічних та біологічних засобів на зміни врожайності та якості зерна жита озимого. На основі аналізу літературних джерел встановлено ступінь вивчення питань розробки технологій вирощування жита озимого, визначені основні напрями їх удосконалення в умовах північної частини Лісостепу України, розроблено програму наукових досліджень.

УМОВИ, МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ

Експериментальні дослідження проводились протягом 2003-2005 рр. у стаціонарному досліді лабораторії інтенсивних технологій зернових колосових культур і кукурудзи ННЦ “Інститут землеробства УААН”, закладеному в 1986 році в дослідному господарстві “Чабани” Києво-Святошинського району Київської області, що знаходиться в північній частині Лісостепу України.

Ґрунт дослідного поля – темно-сірий опідзолений крупнопилувато-легкосуглинковий на лесовидному суглинку. Агрохімічні властивості орного шару ґрунту характеризуються такими кількісними значеннями основних показників: рНсольовий – 4,9; гідролітична кислотність – 2,3 мг на 100 г ґрунту, сума поглинутих основ – 12,2 мг.- екв./ 100 г ґрунту, вміст гумусу в орному шарі – 1,78 % (за Тюріним); легкогідролізованого азоту – 2,8-7,9 мг/100 г ґрунту (за Корнфільдом); вміст рухомого фосфору – 14,1-12,2 мг, вміст обмінного калію – 13,6-11,3 мг/100 г ґрунту (за Чириковим).

Погодні умови в роки проведення досліджень різнились за сумою активних температур і розподілом опадів, що сприяло вивченню впливу досліджуваних факторів на ріст і розвиток рослин та формування продуктивності жита озимого. Погодні умови вегетаційного періоду 2003 року характеризувались дефіцитом вологи, низькою відноcною вологістю повітря та високою температурою і не повною мірою відповідали біологічним вимогам жита озимого. У 2004 році опадів випало також мало, проте за рахунок високої відносної вологості та помірних температур повітря рослини добре розвивалися. У 2005 році температура та відносна вологість повітря були в межах норм, а кількість опадів у весняно-літній період значно перевищувала середні багаторічні показники, що позитивно вплинуло на врожайність культури.

Дослідження проводились у восьмипільній зерно-просапній сівозміні із таким чергуванням культур: горох, озима пшениця, кукурудза на зерно, ранні ярі зернові (овес, пшениця, ячмінь, тритикале), соя, ранні ярі зернові колосові (ячмінь і пшениця), ярий ріпак, озимі зернові ( пшениця, жито, тритикале).

Схемою досліду передбачалось вивчення впливу систем удобрення та захисту рослин на продуктивність жита озимого, яке вирощувалось після ріпаку ярого. Польові досліди закладались у 4-разовому повторенні, загальна площа ділянки – 42 м2, площа облікової ділянки – 25 м2. Розміщення ділянок систематичне. У досліді застосовувались такі добрива: аміачна селітра, суперфосфат та калійна сіль (табл. 1).

У стаціонарному багатофакторному досліді на варіанти з добривами накладали три системи захисту рослин: І – інтегрована: протруєння насіння препаратом Дивіденд Стар (1кг/т), застосування суміші гербіциду Діален Супер (0,8 л/га), ретарданту Цикоцель (3,3 л/га) та фунгіциду Альто Супер (400 мг/га) на IV етапі органогенезу; ІІ – мінімальна: протруєння насіння препаратом Дивіденд Стар (1кг/т) та застосування гербіциду Діален Супер (0,8 л/га); ІІІ – мінімальна з елементами біологізації: обробка насіння препаратом Агробактерин, на основі штаму асоціативних азотфіксаторів роду Agrobacterium radiobаcter та застосування гербіциду Діален Супер (0,8 л/га). Інокуляцію насіння проводили вручну в день сівби, норма витрати суспензії – 1 л на 160 кг посівного матеріалу.

Таблиця 1

Номер варіанту у стаціонарному досліді | Система удобрення, кг/га д. р.

основне удобрення | підживлення азотом за етапами органогенезу

Р2О5 | К2О | I | II | III

12* | Контроль – без добрив та побічної продукції попередника

1 | 45 | 60 | 20 | 25 | -

2 | 90 | 120 | 20 | 50 | 20

3 | - | - | 20 | 50 | 20

4 | 80 | 120 | - | - | -

5 | 135 | 180 | 30 | 75 | 30

9 | Побічна продукція попередника + N30

10 | Побічна продукція попередника

Примітка: На всіх варіантах застосовувалась побічна продукція попередника крім 12* варіанту (контроль).

Відповідно до поставлених завдань програми:

? проводили польові досліди за методикою Б.О. Доспєхова (1985)

? проводили фенологічні спостереження, визначення зимостійкості, ураженості хворобами та вилягання рослин за “Методикою державного сортовипробування сільськогосподарських культур“ (1985);

? визначали наростання вегетативної маси та накопичення сухої речовини, структурні біометричні показники за основними етапами органогенезу шляхом аналізу відібраних проб у двох несуміжних повтореннях з 0,33 погонного метра ділянки;

? визначали площу листкової поверхні методом “висічок“ за А. А. Ничипоровичем (1966);

? проводили морфофізіологічні дослідження за методикою

Ф. М. Куперман (1980);

? проводили аналіз структури врожаю за методикою Майсуряна Н. А. (1970), визначаючи такі показники: густоту стояння рослин на 1 м2 перед збиранням, кількість загальних та продуктивних стебел, довжину колоса, кількість зерен у колосі, масу зерна з колоса; визначали масу 1000 зерен; натуру та вологість зерна згідно з ДСТУ 4138-2002;

?проводили облік врожаю поділяночним методом прямим комбайнуванням. Врожайність зерна розраховували на 100 %-ну чистоту та 14% вологість зерна;

? визначали хімічні й технологічні показники якості зерна і зеленої маси з використанням методу інфрачервоної спектрометрії на інфрачервоному аналізаторі NIR Scanner 4500 з комп’ютерним забезпеченням ADI DM 3114. Оцінку технологічної якості зерна проводили також методом прямого випікання хлібців у технологічній лабораторії ННЦ “Інституту землеробства УААН”.

? визначали число падіння згідно з ГОСТ 27676-88 “Зерно и продукты его переработки. Метод определения числа падения. Прибор “Харберг Партен”;

? визначали вміст регламентованих мікотоксинів у зразках зернових субстратів: а) афлатоксині – згідно з методичними вказівками “Знаходження, визначення та ідентифікації вмісту в продовольчій сировині та харчових продуктах” (1988); б) дезоксиніваленона (вомітоксина) та зеараленона ідентифікації – згідно з методичними вказівками “Знаходження, визначення вмісту в зерні і зерно- продуктах” (2005, 1981); в) Т-2 токсина – згідно з методичними вказівками “Знаходження, визначення та ідентифікації вмісту в продовольчій сировині та харчових продуктах” (ГОСТ28001-88);

? розраховували економічну ефективність технології вирощування зерна в цілому та окремих її елементів за “Методичними вказівками по визначенню економічної оцінки вирощування сільськогосподарських культур за інтенсивними технологіями”, “Основними положеннями грошової оцінки (ціни) земель сільськогосподарського призначення“, прийнятими Кабінетом Міністрів України (у цінах 2005 року);

? здійснювали математичну оцінку результатів польових та лабораторних дослідів за допомогою статистичних методів (дисперсійного, кореляційного, кластерного аналізу) з використанням комп’ютерних програм.

ВПЛИВ СИТЕМИ УДОБРЕННЯ ТА СИСТЕМИ ЗАХИСТУ НА РІСТ І РОЗВИТОК РОСЛИН ЖИТА ОЗИМОГО

Зимостійкість жита озимого залежно від різних систем удобрення

Важливою передумовою підвищення морозостійкості є накопичення у рослинах цукрів. За даними Васильєва І.М., Федосеева А.П. та ін. лише при забезпеченні рослин восени всіма основними елементами мінерального живлення в оптимальних співвідношеннях підвищується відсоток їх перезимівлі.

За результатами наших досліджень виявлено вплив системи удобрення та захисту на зимостійкість і виживаність рослин жита озимого. Встановлено тісний кореляційний зв'язок (0,98 – за мінімальної системи і 0,96 – за мінімальної системи з елементами біологізації) між кількістю накопичених у рослинах вуглеводів та їх загибеллю в процесі перезимівлі.

Найвищу зимостійкість та найбільшу кількість цукрів (рис. 1) мали рослини при внесенні фосфорно-калійних добрив у дозі P90K120 (вар. 2), при цьому виживаність рослин була найбільшою – 92,9-95,7% залежно від системи захисту рослин.

Рис. 1 Вміст цукрів у рослинах жита озимого, % на відносно суху речовину, середнє за 2003-2005 рр.

Вегетаційний період рослин та формування генеративних органів. Тривалість вегетаційного періоду жита озимого подовжується при внесенні підвищених доз мінеральних добрив (вар. 2, 5): у контрольному варіанті вегетація в середньому триває 312 днів, при внесенні половини дози добрив вона зростає до 320 днів, одинарної – до 326, полуторної – 328 днів.

Із збільшенням норми добрив у колосі головного пагона на шостому етапі органогенезу закладається більша кількість квіток – 265 шт. при внесенні полуторної норми добрив (вар. 5). Найменша редукція квіток з VI по VIII етап органогенезу (22%) була при внесенні одинарної дози мінеральних добрив (вар. 2).

Динаміка наростання вегетативної маси та накопичення сухої речовини. Встановлено тісний кореляційний зв'язок (0,97) між наростанням вегетативної маси і продуктивністю жита озимого за умов мінерального живлення та захисту рослин. В осінній період було відмічено суттєве збільшення вегетативної маси рослин при застосуванні препаратів азотфіксуючої дії. Найбільше нагромадження вегетативної маси на фоні всіх систем захисту рослин спостерігалось на восьмому етапі органогенезу (рис.2). Так, при внесенні полуторної дози мінеральних добрив за інтегрованої системи захисту цей показник становив 70,7 т/га, при 23,8 т/га на контрольному варіанті.

Рис. 2 Параметри наростання вегетативної маси, 2003-2005 рр.

Вміст сухої речовини в рослинах зростав від 12,8 до 17,1 т/га зі збільшенням доз мінеральних добрив до P90K120+N20II+N50IV+N20VII і P135K180+N30II+N75IV+N30VII .

Формування площі листкової поверхні та фотосинтетична діяльність посівів. Наростання асиміляційної поверхні листя за етапами органогенезу на 73,2 % залежало від системи удобрення і на 7,7 % від захисту. Ріст рослин супроводжувався збільшенням загальної площі листя, і вже на восьмому етапі органогенезу при внесенні полуторної дози мінеральних добрив індекс поверхні посівів складав 6,2 м2/м2 за інтегрованої системи захисту посівів, 4,8 м2/м2 – за мінімальної; мінімальної з елементами біологізації – 5,7 м2/м2. Із збільшенням норми фосфорно-калійних добрив за інтегрованої системи захисту рослин фотосинтетичний потенціал зростає до 6,55 млн. м2/га?добу, тоді як на контрольному варіанті вдвічі менше – 3,50 млн. м2/га?добу. Така залежність спостерігається протягом всього періоду онтогенезу рослин.

Встановлено тісний кореляційний (0,79) зв’язок між висотою рослин і стійкістю жита озимого до вилягання. Суттєвий вплив на вилягання мала погода -28 %.Частка участі фактора система захисту рослин -15 %, вплив добрив – 55 %.

ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ АГРОЦЕНОЗУ ЖИТА ОЗИМОГО ЗАЛЕЖНО ВІД РІЗНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ

Фітоценотична стійкість рослин. Формування продуктивності агрофітоценозів значною мірою залежить від фітоценотичної спроможності культур пригнічувати бур’яни. Встановлено, що посіви жита мають високий рівень фітоконкурентної здатності, ефективним управлінням якою можна здійснювати оптимізацією живлення посівів за рахунок застосування мінеральних добрив, побічної продукції попередника в сівозміні в цілому, а також шляхом застосування препаратів, які містять специфічні азотфіксуючі бактерії. Кількість бур’янів в посівах жита до 50 % контролюється системою удобрення. Найбільша кількість їх була на контрольному варіанті, що становила 35,5, 39,0, 38,4 шт/м2 за інтегрованої, мінімальної та мінімальної з елементами біологізації системи захисту рослин. При збільшенні мінерального живлення рослин (вар.2, 5) кількість бур’янів зменшується від 25,2 до 20,4 шт/м2, що пов’язано з більшим наростанням надземної маси рослин жита і пригніченням розвитку бур’янів.

Вплив передпосівної обробки насіння жита озимого на ріст і розвиток кореневої системи. Застосування препарату Агробактерин з специфічними штамами азотфіксуючих бактерій мав суттєвий вплив на розвиток кореневої системи – її лінійні параметри зростали до 20 %, збільшувалась повітряно-суха вага 5 рослин на 0,12-0,14 г. Змінювались також морфологічні особливості рослин в цілому (рис.3), як в

Рис. 3 Параметри надземної та підземної частини рослин жита озимого за застосування Агробактерину, відновлення весняної вегетації

осінній так і у весняний період вегетації. Ефективність дії Агробактерину суттєво зростала від системи удобрення – підвищувалась при оптимізації живлення.

Вологозабезпеченість і водоспоживання жита озимого. Найбільше сумарне водоспоживання посівами жита спостерігалось у варіантах з внесенням полуторної дози мінеральних добрив (вар. 5) - 1432 м3/га та одинарної дози добрив (вар. 2) – 1381 м3/га. При використанні лише побічної продукції попередника, та азоту з осені для покращання мінералізації (вар.9), сумарне водоспоживання становило 1399 м3/га. Найнижче сумарне водоспоживання відмічено на контролі (без добрив) -1101 м3/га. Найбільш ефективно використовувалась волога рослинами жита озимого при внесенні добрив у дозі P135K180+N30 II+N75 IV+N30 VII (вар. 5) та P90K120+N20 II+ N50 IV+N20 VII (вар. 2) – відповідно 196 і 213 м3/т.

Забезпечення рослин поживними елементами.

ВПЛИВ ЕЛЕМЕНТІВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ ТА ЯКІСТЬ ЗЕРНА ЖИТА ОЗИМОГО

Урожайність жита озимого. На продуктивність жита озимого впливали всі досліджувані фактори, але найбільшим був вплив системи удобрення, частка участі якої складала 79,0 %. Лімітуючим фактором були погодні умови – 12,0 %. Вплив фактора системи захисту на продуктивність жита становив 4,0 %, інші – 5% (рис. 5).

Урожайність жита озимого залежала від рівня мінерального живлення. Найефективнішим виявилось внесення елементів живлення у дозах Р135 К180 N30ІІ+75IV+30VII (1,5 дози добрив), і Р90К120 N20 ІІ+50ІV+20VII (1 доза добрив) кг/га д. р.

Урожайність зерна на фоні інтегрованої системи захисту відповідно до вказаних доз добрив становила 6,46 і 7,31 т/га, а на фоні мінімальної системи захисту – 5,86 і 6,29 т/га (табл. 2).

Мінімальна система захисту рослин з елементами біологізації забезпечила вищу продуктивність порівняно з мінімальною системою відповідно до вказаних доз добрив на 0,24 і 0,38 т/га. Внесення лише азотних добрив у підживлення за етапами органогенезу дозволило отримати 5,89; 5,33; 5,50 т/га зерна відповідно до трьох систем захисту рослин (I, II, III).

При застосуванні лише фосфорних і калійних добрив без азотного підживлення (вар. 4) відмічено істотне зниження урожайності, проте вона перевищувала урожайність у контрольному варіанті за інтегрованої системи захисту рослин на 0,69 т/га. Вирощування жита озимого за технологією, яка передбачає обмежене використання мінеральних добрив –

Таблиця 2

Урожайність жита озимого сорту Інтенсивне 95 залежно від систем удобрення та захисту рослин, т/га, 2003-2005 рр.

№ варіанта | Дози добрив, фактор В | Система захисту, фактор А

інтегрована система захисту | мінімальна система захисту | мінімальна система захисту з елементами біологізації

Роки

2003 | 2004 | 2005 | 2003-2005 | 2003 | 2004 | 2005 | 2003-2005 | 2003 | 2004 | 2005 | 2003-2005

12 | Без добрив | 2,34 | 4,01 | 3,71 | 3,35 | 2,30 | 3,92 | 3,43 | 3,22 | 2,31 | 3,93 | 3,63 | 3,29

1 | P45K60+N20II +25IV4,02 | 5,84 | 5,59 | 5,15 | 4,00 | 5,13 | 4,92 | 4,68 | 4,01 | 5,67 | 5,29 | 4,99

2 | P90K120+N20 II+50IV +20 VII | 5,12 | 7,31 | 6,96 | 6,46 | 4,97 | 6,71 | 5,91 | 5,86 | 5,00 | 6,96 | 6,34 | 6,10

3 | N20 II+50 IV +20VIII | 4,38 | 6,92 | 6,38 | 5,89 | 4,16 | 6,44 | 5,33 | 5,31 | 4,22 | 6,60 | 5,68 | 5,50

4 | P90K120 | 2,95 | 4,41 | 4,75 | 4,04 | 2,89 | 4,28 | 4,59 | 3,92 | 2,93 | 4,30 | 4,75 | 3,99

5 | P135K180+N30II+75IV +30VII | 5,50 | 8,78 | 7,64 | 7,31 | 5,32 | 7,30 | 6,26 | 6,29 | 5,40 | 7,84 | 6,78 | 6,67

9 | Післядія побічної продукції + N30 | 2,91 | 4,99 | 5,09 | 4,33 | 2,88 | 4,74 | 4,79 | 4,14 | 2,90 | 4,80 | 5,23 | 4,31

10 | Післядія побічної продукції | 2,62 | 4,34 | 5,00 | 3,99 | 2,58 | 4,04 | 4,73 | 3,78 | 2,59 | 4,16 | 4,80 | 3,85

НІР05 А т/га | Fф < F05 | 0,08 | 0,12 | 0,19

НІР05 В т/га | 0,27 | 0,13 | 0,20 | 0,20

НІР05 АВ т/га | 0,47 | 0,23 | 0,35 | 0,30

Р45К60+N20 ІІ+ N25, – забезпечило збір зерна на рівні 5,15; 4,68; 4,99 т/га по відповідних системах захисту рослин.

Використання побічної продукції попередника сприяло приросту урожаю зерна на 0,64; 0,56 і 0,56 т/га порівняно з контролем відносно систем захисту рослин.

У цілому приріст урожайності жита озимого від застосування мінеральних добрив був значний і становив по варіантах досліду порівняно з контролем: 3,96-0,64 т/га - за інтегрованої системи захисту, 3,07-0,56 т/га - за мінімальної системи захисту і 3,38-0,56 т/га - при застосуванні препарату Агробактерину.

Структура врожаю жита озимого і фізичні показники якості зерна. Структура врожаю жита озимого залежала від дози добрив та системи захисту рослин. Під дією добрив збільшувалась кількість продуктивних стебел, маса зерна з одного колоса та маса 1000 зерен. Так, при внесенні полуторної дози мінеральних добрив кількість продуктивних стебел була найбільшою – 643; 598; 572 шт./м2 відповідно до систем захисту рослин. За рахунок використання мінеральних добрив підвищилась і маса зерна з одного колоса до 1,15 та 1,2 г відповідно за інтегрованої і мінімальної систем захисту рослин. Збільшилась також маса 1000 зерен – 35,53-38,37 г залежно від дози внесених добрив. Слід зазначити, що вказані показники структури урожаю за інтегрованої системи захисту та одній і тій самій системі удобрення, мали переваги порівняно з іншими системами захисту рослин. Разом з тим система захисту рослин з елементами біологізації за кількістю продуктивних стебел, масою зерна з колоса, масою 1000 зерен переважала мінімальну систему захисту рослин. Натура зерна коливалась від 720 до 738 г/л і майже не залежала від досліджуваних факторів.

Технологічна та хлібопекарська якість зерна. Основним показником хлібопекарської якості зерна жита, за яким його поділяють на чотири класи, є число падіння, що визначається слизистими і набухаючими речовинами та їх зв’язком з крохмальними зернами. Ці зв’язки руйнуються при високій активності ензиму альфа амілази, який при проростанні насіння розщеплює крохмаль. Тому високоякісне зерно потребує низької активності альфа амілази. Якісне зерно жита повинно мати число падіння понад 200 с і менше 330 амілограм одиниць.

Виходячи з показника числа падіння, за нашими дослідженнями зерно жита озимого можна поділити на групи: А (жито 1, 2, 3 класів) – зерно харчового призначення і Б (жито 4 класу) – зерно для кормових цілей і переробки на комбікорми. Аналізуючи цей показник, виявлено його залежність від норми удобрення та системи захисту рослин. Зі збільшенням доз добрив і системи захисту рослин відповідно збільшується і число падіння. Так, найбільший показник числа падіння зафіксований у варіанті з внесенням одинарної та полуторної доз мінеральних добрив (вар. 2, 5), – 245 і 232 с за інтегрованої системи захисту рослин. Зерно з таким числом падіння відповідає першому класу. Зерно з усіх інших досліджуваних варіантів відповідає 2 і 3 класам, окрім контрольного варіанта, де число падіння становило менше 80 с.

Система захисту рослин жита озимого також позитивно впливає на число падіння. За інтегрованої системи захисту рослин цей показник підвищується в зерні варіантів досліду. Застосування препарату азотфіксуючої дії на мінімальній системі захисту рослин з елементами біологізації також сприяло підвищенню числа падіння порівняно з мінімальною системою. Вміст білка в зерні коливався по всіх варіантах досліду від 7,88 до 8,99 % і в більшій мірі був обумовлений застосуванням азотних добрив.

Вміст регламентованих мікотоксинів у зерні. Якість зернової продукції рослинництва значною мірою залежить від накопичення в ній гранично допустимої кількості шкідливих речовин, в т.ч. мікотоксинів. Ураження продуктів і кормів, які контаміновані метаболітами різних видів грибів, викликають мікотоксикози в людей і тварин, що є досить небезпечним для життя. Визначення нами вмісту чотирьох регламентованих мікотоксинів показало, що в зерні накопичуються мікотоксини Т-2 токсин і зеараленон -у системі захисту рослин де не застосовувався фунгіцид. Вміст виявлених мікотоксинів у зерні не перевищував гранично допустимі рівні. Мікотоксини дезоксиніваленон і афлотоксин В1 у зерні не виявлені взагалі. У зерні жита у варіантах, де застосовувався препарат Агробактерин не було виявлено навіть слідів мікотоксинів.

ЕКОНОМІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ ЖИТА ОЗИМОГО

Найкращі показники економічної ефективності забезпечуються при вирощуванні озимого жита на фоні полуторної P135N135K180 та одинарної норми добрив за інтегрованої системи захисту рослин. За умов застосування полуторної дози добрив умовно чистий прибуток дорівнював 1653 грн./га, а рівень рентабельності – 70%, за умов застосування одинарної дози добрив –прибуток – 1683 грн./га, рентабельність - 90%. Витрати при застосуванні мінімальної системи з елементами біологізації перевищували витрати при мінімальній системі лише на 1-6 грн./га, а прибуток на 203-128 грн./га був більшим, при рівні рентабельності 67-97 %.

Зі збільшенням енергетичних витрат на виробництво одиниці продукції, а саме при внесенні підвищених доз мінеральних добрив відбувається зменшення коефіцієнта енергетичної ефективності, а застосування інтегрованого системи захисту дозволяє отримати вищий показник Кее порівняно з іншими системами.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає у встановленні закономірностей формування продуктивності агроценозу та удосконаленні технології вирощування жита озимого шляхом визначення ефективності системи удобрення та системи захисту рослин, застосування препаратів на основі асоціативної азотфіксації з метою підвищення урожайності та якості зерна.

1. Встановлено кореляційний зв'язок (0,98) між кількістю накопичених вуглеводів у рослинах жита озимого, кількістю загиблих рослин у процесі перезимівлі та нормою добрив. При внесені P90K120 з осені накопичення вуглеводів у рослинах зростає з 19,6 % до 32,3 %, внаслідок чого кількість загиблих рослин зменшувалась.

2. При внесенні підвищених доз мінеральних добрив (вар. 2, 5) тривалість вегетаційного періоду подовжується до 326-328 днів, порівняно з контролем (без застосування добрив) 312 днів, що сприяє диференціації більшої кількості генеративних органів.

3. В оптимальних співвідношеннях мінеральні добрива сприяють підвищенню показника формування генеративних органів колоса і найменша редукція квіток у колосі з VI-VIII етапів органогенезу спостерігається при застосуванні P90K120+N20 II+50IV +20 VII -22 %.

4. Встановлено тісний кореляційний зв'язок (0,97) між наростанням вегетативної маси і продуктивністю жита озимого за умов мінерального живлення та захисту рослин. В осінній період було відмічено суттєве збільшення вегетативної маси рослин при застосуванні препаратів азотфіксуючої дії. Найбільшу вегетативну масу формували посіви на восьмому етапі органогенезу за інтегрованої системи захисту і дозі застосуванні добрив у нормі P135K180+N30II+N75IV+N30VII – 70,7 т/га або 17,1 т/га сухої речовини. Індекс листкової поверхні при цьому складав -6,2 м2/м2.

5. Встановлено, що посіви жита мають високий рівень фітоконкурентної здатності, ефективне управління якою здійснюється шляхом оптимізації живлення посівів за рахунок застосування мінеральних добрив, побічної продукції попередника в сівозміні, використання препаратів, які містять специфічні азотфіксуючі бактерії. Кількість бур’янів у посівах жита до 50 % контролюється системою удобрення. При збільшенні мінерального живлення рослин (вар.2, 5) кількість бур’янів зменшується від 25,2 до 20,4 шт/м2, що пов’язано з більшим наростанням надземної маси рослин жита і пригніченням розвитку бур’янів.

6. Застосування препарату із специфічними штамами азотфіксуючих бактерій мало суттєвий вплив на морфологічні особливості рослин у цілому та на розвиток кореневої системи – її лінійні параметри збільшувались на 20 %, вагові показники повітряно-сухої маси 5 рослин на 0,12-0,14 г.

7. Найбільше сумарне водоспоживання та найефективніше використання вологи посівами було за внесення P135K180+N30(II)+N75(IV)+N30(VII) і P90K120+N20(II)+N50(IV)+N20(VII).

8 Встановлено відхилення від норми по азоту і калію в рослинах протягом всієї вегетації у контролі - індекс потреби становить 0,8 і 0,78 відповідно.

9. Внесення добрив у нормі P135K180 + N20(II)+N50(IV)+N20(VII) за інтегрованої системи захисту рослин забезпечує отримання 7,31 т/га зерна, а при застосуванні P90K120+N2(II)+N50(IV)+N20(VII) - 6,46 т/га. Передпосівна обробка насіння озимого жита біологічним препаратом на основі асоціативних азотфіксаторів і застосування підвищених доз азотних добрив забезпечують прибавку врожаю – 0,24-0,38 т/га порівняно з мінімальною системою захисту рослин.

10. Внесення полуторної дози мінеральних добрив P135K180+N20(II)+ N50(IV)+N20(VII) сприяє формуванню більшої кількості продуктивних стебел жита озимого – 643; 598; 572 шт/м2 відповідно до інтегрованої, мінімальної з елементами біологізації та мінімальної системи захисту рослин. Залежно від доз внесених мінеральних добрив збільшується маса зерна з одного колоса та маса 1000 зерен - від 35,5 до 38,4 г.

11. Зі збільшенням дози мінеральних добрив і застосуванні відповідної системи захисту рослин покращуються технологічні властивості зерна. Вміст білка підвищується від 8,83 до 8,99 %, число падіння – до 245-232 с, покращуються хлібопекарські властивості зерна.

12. Встановлено, що в зерні озимого жита накопичуються мікотоксини Т-2 токсин і Зеараленон за системи захисту, яка не передбачає застосування фунгіциду. Агробактерин мав фунгіцидну дію – в зерні варіантів де він застосовувався не було виявлено навіть слідів мікотоксинів.

13. Найкращі показники економічної ефективності забезпечуються при вирощуванні жита озимого на фоні полуторної N20(II)+N50(IV)+N20(VII) + P135K180 та одинарної норм добрив N2(II)+N50(IV)+N20(VII) + P90K120 за інтегрованої системи захисту рослин. За умов застосування полуторної дози добрив умовно чистий прибуток склав 1653 грн./га при рівні рентабельності 70%, а за умов застосування одинарної дози добрив - 1683 грн./га, рентабельність - 70%. Витрати за мінімальної системи з елементами біологізації перевищують аналогічні витрати за мінімальної системи лише на 1-6 грн./га, але прибуток при цьому на 203-128 грн./га більше, рентабельність становить 67-97 %.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

На основі проведених польових і лабораторних досліджень та результатів впровадження у виробництво рекомендуємо:

1. Для отримання в Лісостепу України 6,5-7,5 т/га зерна жита озимого першого класу необхідно вирощувати цю культуру після ярого ріпаку за технологіями, які передбачають внесення мінеральних добрив у дозі P90-135K120-180 в основне удобрення і 90-135 кг/га діючої речовини азотних добрив у підживлення відповідно на II етапі органогенезу - 25%, IV - 50% і VII - 25% та інтегрованого захисту з обов’язковим застосуванням ретардантів.

2. Для підвищення продуктивності та якості зерна проводити обробку насіння жита препаратами азотфіксуючої дії, що забезпечить кращу перезимівлю рослин, збільшення урожаю зерна на 0,24-0,38 т/га зменшення вмісту мікотоксинів у зерні жита, покращання технологічної та хлібопекарської якості зерна.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Цюк Ю.В. Система живлення озимого жита та його продуктивність //Зб. наук. праць Інституту землеробства УААН. – К., 2005. – Вип. 3. – С. 41-47.

2. Цюк Ю.В. Стан та перспективи розвитку виробництва зерна озимого жита в Україні //Аграрна наука і освіта. – К., 2005.-Т.6. – № 56.-С.63-67.

3. Каленська С.М., Цюк Ю.В. Вплив азотфіксуючої активності агробактерину на продуктивність озимого жита //Зб. наук. праць Інституту землеробства УААН.-– К., 2006.– Спецвипуск. – С. 90-97.

4. Цюк Ю.В. Вплив елементів технології вирощування на урожайність озимого жита //Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології: Матеріали науково-практичної конференції молодих вчених (24-26 листопада 2003 р.). – Чабани: Інститут землеробства УААН, 2003.-– С.45-46.

5. Цюк Ю.В. Урожайність озимого жита залежно від елементів технології вирощування //Матеріали наукової конференції, присвяченої 100-річчю від дня народження академіка П.А. Власюка і 150-річчю від дня народження професора Л.П. Симиренка та наукової конференції молодих вчених. –Умань: Уманський державний аграрний університет, 2005. – С.71-73.

6. Цюк Ю.В. Продуктивність озимого жита залежно від елементів технології вирощування //Новітні технології виробництва конкурентоспроможної продукції рослинництва: Матеріали науково-практичної конференції молодих вчених і спеціалістів (29-30 листопада 2005 р.). – Чабани: Інститут землеробства УААН, 2005.– С. 41-42.

АНОТАЦІЯ

Цюк Ю.В. Формування агроценозу жита озимого та його продуктивності залежно від технології вирощування в умовах північного Лісостепу України.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.09 – рослинництво.

ННЦ "Інститут землеробства УААН", Київ, 2007.

У дисертаційній роботі викладено результати досліджень з питань особливостей формування продуктивності жита озимого залежно від елементів технології вирощування: системи удобрення, системи захисту рослин.

Встановлено закономірності формування агроценозу жита озимого сорту Інтенсивне 95, його продуктивності та якості зерна залежно від системи удобрення, яка передбачала застосування як мінеральних добрив, так і післядії побічної продукції попередника та системи захисту рослин.

У дисертації встановлено закономірності перезимівлі, росту і розвитку рослин жита озимого; досліджено специфіку продукційного потенціалу, якості зерна; проведена комплексна оцінка економічної та енергетичної доцільності вирощування жита за інтенсивними технологіями; досліджені нові прийоми підвищення продуктивності за рахунок застосування біологічних препаратів на основі асоціативної азотфіксації, покращання якості безпеки продукції у результаті зменшення в зерні регламентованих мікотоксинів, зниження собівартості продукції і збільшення прибутку та рівня рентабельності.

Ключові слова: жито озиме, технологія вирощування, система удобрення, система захисту рослин, урожайність, якість зерна.

АННОТАЦИЯ

Цюк Ю. В. Формирование агроценоза ржи озимой и его продуктивности в зависимости от элементов технологии выращивания в условиях северной части Лесостепи Украины. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.09 – растениеводство. ННЦ "Институт земледелия УААН", Киев, 2006.

Диссертация посвящена проблеме исследований по вопросам особенностей формирования урожайности ржи озимой в зависимости от

элементов технологии выращивания: системы удобрения, системы защиты растений.

В диссертационной работе определены закономерности формирования агроценоза ржи озимой сорта Интенсивное 95, повышения урожайности и качества зерна в зависимости от системы удобрения, что предусматривает применение как минеральных удобрений, так и последействие