НАAЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

”ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК”

ФУРМАНЕЦЬ МИРОСЛАВА ГРИГОРІВНА

УДК 631.582: 631. 81: 633. 11

ВПЛИВ ПОПЕРЕДНИКІВ І ДОБРИВ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ У КОРОТКОРОТАЦІЙНИХ СІВОЗМІНАХ ЗАХІДНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.01- загальне землеробство

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано на Рівненській державній сільськогосподарській дослідній станції УААН та Національному науковому центрі “Інститут землеробства УААН” протягом 2001-2005 рр.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор

Бойко Петро Іванович, Національний науковий центр “Інститут землеробства УААН”, головний науковий співробітник лабораторії сівозмін

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кор УААН, Танчик Семен Петрович, Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, завідувач кафедри землеробства та гербології

доктор сільськогосподарських наук, професор Дегодюк Едуард Григорович, ННЦ "Інститут землеробства УААН", головний науковий співробітник відділу агрохімії і фізіології рослин

Захист дисертації відбудеться "26" вересня 2007 р. о 10 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Національному науковому центрі “Інститут землеробства УААН”.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати за адресою: Україна, 08162, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Національний науковий центр “Інститут землеробства УААН”, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці ННЦ “Інститут землеробства УААН”

Автореферат розісланий “23” серпня 2007 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук Л.О. Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

У сучасних умовах зростає роль сівозмін, як організаційної і функціональної моделі системи землеробства у вирішенні основних положень та концепцій його розвитку і досягнення високої та сталої продуктивності при забезпеченні відтворення родючості ґрунтів і охорони довкілля. Підвищується роль сівозміни як фактора екологічної стабілізації середовища, біологічного методу регулювання фітосанітарного режиму системи грунт-рослина за високого насичення сівозміни культурами, близькими за біологією та технології вирощування. Спеціалізація та інтенсифікація сільськогосподарського виробництва ставить нові вимоги щодо побудови сівозмін.

Важливого значення набуває вирішення завдань, пов’язаних з перспективою розвитку нових організаційних форм у сфері сільськогосподарського виробництва – орендних та селянських (фермерських) господарств, для яких характерна вузька спеціалізація на порівняно невеликих площах землекористування, що потребує введення та освоєння сівозмін із короткою ротацією. Перспективного значення також набуває впровадження сівозмін з елементами біологізації, як альтернативної системи сучасного землеробства, що повністю або частково виключає застосування агрохімікатів і забезпечує виробництво якісної продукції.

Актуальність теми. Збільшення виробництва зерна і підвищення його якості залишається основним завданням сільськогосподарського виробництва України, вирішенням якого займаються багато вітчизняних вчених: В.Ф. Сайко, П.І. Бойко, Е.Г. Дегодюк, В.О. Єщенко, Є.М. Лебідь, І.А. Шувар та ін.

За своїми біологічними особливостями пшениця озима - це культура великих можливостей. Але щоб отримати максимальну продуктивність з високою якістю, потрібно створити для неї оптимальні умови росту, які залежать у першу чергу від розміщення пшениці озимої у сівозміні, системи удобрення та біологізації. На етапі досліджень актуальним є вирішення цього завдання з урахуванням зміни родючості ґрунту, фітосанітарного стану (забур’яненості посівів, ураженості рослин хворобами). Важливим на сьогодні є пошуки шляхів зменшення негативної дії і післядії підвищених норм мінеральних добрив без зниження урожайності цієї культури за рахунок застосування замість них сидератів, побічної продукції рослинництва у поєднанні з гноєм.

Тому, визначення впливу різних біологічних факторів відтворення родючості ґрунтів та систем удобрення на урожайність і якість зерна пшениці озимої в короткоротаційних сівозмінах після конюшини та кукурудзи на силос у Західному Лісостепу України є досить актуальним.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконані автором за тематичними планами Рівненської державної сільськогосподарської дослідної станції УААН та ННЦ ”Інститут землеробства УААН“ відповідно до НТП “Землеробство”, підпрограми “Системи землеробства в зоні Лісостепу та Полісся”, завдання 02.03. „Розробити сівозміни із застосуванням біологічних засобів інтенсифікації, вивчити їх вплив на продуктивність культур, родючість ґрунту, фітосанітарний стан посівів і ґрунту” (номер державної реєстрації 0195U01408).

Мета і задачі дослідження. Метою досліджень є встановлення і удосконалення в умовах Західного Лісостепу України шляхів підвищення родючості грунту, урожайності та якості зерна пшениці озимої у короткоротаційних сівозмінах залежно від попередника та систем удобрення біологічного спрямування, визначити їх роль у забезпеченні потреб сільськогосподарського виробництва дешевими органічними добривами.

Для досягнення поставленої мети вирішували наступні задачі:

- обґрунтувати значення та місце органо-мінеральної системи удобрення (сидератів, побічної продукції) у вирішенні завдання удобрення культур та відтворення родючості ґрунтів у сучасних умовах;

- виявити вплив попередників та систем удобрення у сівозміні на водний і поживний режими ґрунту;

- встановити вплив попередників та систем удобрення у сівозміні на фітосанітарний стан (забур’яненість, ураженість хворобами) посівів пшениці озимої;

- виявити залежність урожайності та якості зерна пшениці озимої в коротко- ротаційних сівозмінах від застосування систем удобрення та попередників;

- визначити продуктивність короткоротаційних сівозмін;

- розрахувати економічну та енергетичну ефективність розроблених заходів у сівозміні.

Об’єкт дослідження – процес формування продуктивності пшениці озимої і зміни основних показників ефективності та родючості темно-сірого опідзоленого грунту за різних систем удобрення та попередників у короткоротаційних сівозмінах Західного Лісостепу України.

Предмет дослідження – пшениця озима, короткоротаційні сівозміни, органічні та мінеральні добрива, родючість ґрунту, продуктивність, економічна і енергетична ефективність сівозмін.

Методи дослідження. У роботі використані загальноприйняті та спеціальні методи досліджень: польовий – для визначення взаємодії об’єкту досліджень з біотичними і абіотичними факторами; візуальний та вимірювально-ваговий –урожайності сільськогосподарських культур, хвороб та маси бур’янів у посівах; лабораторні: хімічний – агрохімічних показників ґрунту та визначення якості зерна пшениці озимої – за фізичними, хімічними і технологічними показниками; порівняльно-розрахунковий – агротехнічної, економічної та енергетичної ефективності вирощування пшениці озимої; математично-статистичний – для визначення достовірності отриманих результатів досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. В умовах достатнього зволоження Західного Лісостепу України на темно-сірому опідзоленому ґрунті для регіону вперше визначено вплив попередників та систем удобрення з використанням елементів біологізації землеробства (внесення мінеральних і органічних добрив, приорювання соломи, використання післяжнивних посівів гірчиці на зелене добриво) на зміну показників родючості ґрунту, фітосанітарного стану посівів, формування урожаю і якості зерна пшениці озимої. Встановлено роль трав багаторічних і кукурудзи на силос як попередників пшениці озимої в короткоротаційних сівозмінах. Визначено перевагу традиційної органо-мінеральної системи удобрення з внесенням під усі культури сівозміни рекомендованих доз мінеральних добрив у поєднанні з 10 т гною на 1 га сівозмінної площі, встановлено можливість заміни гною, за недостатнього його виробництва, шляхом поєднання побічної продукції рослинництва з половинною дозою гною та побічної продукції з проміжним посівом гірчиці на зелене добриво.

Практичне значення одержаних результатів полягає у розробці економічно обґрунтованих рекомендацій з удосконалення короткоротаційних сівозмін та системи удобрення на основі біологічних засобів, що забезпечує одержання врожайності зернових культур на рівні 5,0-5,5 т/га, в т.ч. пшениці озимої 5,16 т/га, а також високий збір кормових одиниць і перетравного протеїну.

Наукові розробки впроваджували у 2005 році у дослідному господарстві Рівненської ДСГДС “Тучинське” Гощанського району Рівненської області на площі 65 га та у 2006 році у ЗАТ АПК “Зоря” Рівненського району Рівненської області на площі 20 га.

Особистий внесок здобувача. Автором за темою дисертації опрацьовано вітчизняну і зарубіжну наукову літературу, розроблено програму досліджень, проведено польові та лабораторні досліди, систематизовано та узагальнено експериментальний матеріал, сформульовано науково-обгрунтовані висновки, забезпечено впровадження результатів досліджень у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Результати проведених досліджень, основні положення і висновки дисертаційної роботи доповідались автором та обговорювались на науково-практичних конференціях молодих вчених: “Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології” (Київ – Чабани, 2003 р.); “Нові технології вирощування сільськогосподарських культур – у виробництво” (Київ – Чабани, 2004 р.), 4-ій Науково – теоретичній конференції гербологів “Проблеми бур’янів і шляхи зниження забур’янення орних земель” (Київ, 2004 р.), науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів “Енергозберігаючі технології в землеробстві за ринкових умов господарювання” (Київ – Чабани, 2006 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 10 наукових праць, із них 3 - у фахових виданнях.

Структура і обсяг роботи. Дисертація викладена на 167 сторінках машинописного тексту, включає 47 таблиць, 6 рисунків і 28 додатків. Робота складається із вступу, 6 розділів, висновків та рекомендацій виробництву. Список використаних літературних джерел охоплює 266 найменувань, у тому числі 12 – латинським шрифтом.

ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗДІЛ 1. ПОПЕРЕДНИКИ, СИСТЕМИ УДОБРЕННЯ І ПРОДУКТИВНІСТЬ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ В СІВОЗМІНАХ

(огляд літератури)

В огляді літературних джерел вітчизняних та зарубіжних авторів висвітлено сучасні положення відносно особливостей формування продуктивності пшениці озимої за різних систем удобрення та попередників. На основі аналізу сучасних літературних джерел визначені актуальні питання та обгрунтовано доцільність застосування біологічних засобів інтенсифікації (гною, соломи, сидератів та їх поєднання) при вирощуванні пшениці озимої в короткоротаційних сівозмінах.

РОЗДІЛ 2. УМОВИ, ПРОГРАМА ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проведено в 2001-2005 рр. у довгостроковому стаціонарному польовому досліді Рівненської державної сільськогосподарської дослідної станції УААН.

Територія станції розміщена у помірно-теплій і вологій агрокліматичній зоні України. Клімат - помірно-континентальний. Сума ефективних температур складає 2533 0С. Річна сума опадів становить у середньому 500-600 мм. Протягом року опади розподіляються нерівномірно. Біля 70 % всієї кількості опадів припадає на теплу пору року (квітень-жовтень).

У цілому погодні умови за роки проведення досліджень складалися сприятливо для розвитку польових культур. Проте зимовий період 2002/2003 був складним, особливо для пшениці озимої.

Грунт дослідної ділянки темно-сірий опідзолений легкосуглинковий на лесовидному суглинку. Орний шар грунту має такі характеристики: гумус за Тюріним – 1,75-1,93 %, рН сольове – 5,6-6,0, гідролітична кислотність – 2,02-2,86 мг-екв. на 100 г ґрунту, сума увібраних основ (за Каппеном) – 8,08-8,60 мг-екв. на 100 г ґрунту, легкогідролізований азот (за Корнфілдом) – 112-122, рухомі форми фосфору (за Кірсановим) – 219-252, обмінний калій (за Кірсановим) – 80-95 мг/кг ґрунту.

Пшеницю озиму вирощували у двох чотирипільних та трьох трипільних польових сівозмінах (табл. 1) з наступним чергуванням культур: плодозмінна (конюшина-пшениця озима–буряки цукрові – ячмінь + конюшина); зерно-просапна з насиченням зерновими до 75 % (кукурудза на силос-пшениця озима-ячмінь ярий-жито озиме); зерно-просапна сівозміна з насиченням зерновими до 66,6 % (кукурудза на силос-пшениця озима-ячмінь; кукурудза на силос-пшениця озима-пшениця озима; кукурудза на силос-пшениця озима-жито озиме).

Розміщення ділянок систематичне, повторення досліду триразове. Посівна площа ділянки – 180 м2, облікова – 100 м2. У досліді вивчали п’ять систем удобрення пшениці озимої:

Таблиця 1

Схема чергування і удобрення культур у стаціонарному досліді на Рівненській ДСГДС, 2001-2005 рр.

№ ва-ріанту | Система удобрення | Назва сівозміни | Чергування культур та їх удобрення в сівозмінах

I | II | III | IV

1 | Без добрив (контроль) | Плодозмінна | конюшина | пшениця озима | буряк цукровий | ячмінь ярий + конюшина

2 | Мінеральна (N64Р71К71) | конюшина,

P60 К 60 | пшениця озима,

N90P60 К 60 | буряк цукровий, N120P120K120 | ячмінь ярий + конюшина,

N45P45K45

3 | Органо-мінеральна

(10 т гною + N64Р71К71) | конюшина,

P60 К 60 | пшениця озима,

N90P6 0K60 | буряк цукровий + 40 т/гною + N120P120K120 | ячмінь ярий+ конюшина,

N45P45P45

4 | Органо-мінеральна (сидерати і побічна продукція + N66Р71К71) | конюшина,

P60 К 60 | пшениця озима + солома + гірчиця N10 + N90P60K60 | буряк цукровий + N120P120K120 | ячмінь ярий+ конюшина,

N45P45K45

5 | Органо-мінеральна (сидерати і побічна продукція + 5 т гною + N64Р71К71) | конюшина,

P60 К 60 | пшениця озима + солома + гірчиця N10 + N90P60K60 | буряк цукровий + 20 т/га гною, N120P120K120 | ячмінь ярий+ конюшина,

N45P45K45

9 | Органо-мінеральна

(13 т гною + N100P70K80 ) | Зерно-просапна сівозміна з насиченням зерновими | до 66,6% | кукурудза на силос + 40 т/га гною + N150P90K120 | пшениця озима, N90P60K60 | ячмінь ярий, N60P60K60 | -

10 | Органо-мінеральна

(10 т гною + N90P68K75 ) | до 75% | кукурудза на силос + 40 т/га гною + N150P90K120 | пшениця озима + гірчиця + N90P60K60 | ячмінь ярий, N60P60K60 | жито озиме,

N60P60K60

11 | Органо-мінеральна

(13 т гною + N100P70K80 ) | до 66,6% | кукурудза на силос + 40 т/га гною + N150P90K120 | пшениця озима, N90P60K60 | пшениця озима, N60P60K60 | -

12 | Органо-мінеральна

(13 т гною + N100P70K80) | до 66,6% | кукурудза на силос + 40 т/га гною + N150P90K120 | пшениця озима, N90P60K60 | жито озиме,

N60P60K60 | -

1. Без добрив (контроль); 2. Мінеральна (N90P60K60); 3. Органо-мінеральна (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною); 4. Органо-мінеральна (N90P60K60 + післядія сидератів і побічної продукції); 5. Органо-мінеральна (N90P60K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною).

Фосфорні, калійні добрива, солому та гній вносили під основний обробіток грунту восени, а азотні – навесні у підживлення. У досліді вирощували сорти сільськогосподарських культур занесені до реєстру сортів України, у тому числі пшеницю озиму Поліська 90.

Програма супутніх досліджень включала:

- визначення в метровому шарі грунту через кожні 20 см вмісту продуктивної вологи за ДСТУ ІSО 11465:2001 термостатно-ваговим методом;

- облік забур’яненості посівів пшениці озимої проводили кількісно-ваговим методом у період осіннього кущення, відновлення весняної вегетації та перед колосінням у чотирьох місцях варіанта на площі 0,25 м2 ;

- визначення стану ураження рослин пшениці озимої кореневими гнилями та борошнистою росою проводили у 3 строки – в період осіннього і весняного кущення та у фазу колосіння за методами, рекомендованими Інститутом захисту рослин УААН - Методичні вказівки за обліком шкідників і хвороб сільськогосподарських культур, 1975 рік;

- визначення в шарі грунту 0-20 і 20-40 см вмісту легкогідролізованого азоту за методом Корнфілда, рухомих форм фосфору та калію за методом Кірсанова в модифікації ЦІНАО (ДСТУ 4115-2002), вміст гумусу в ґрунті встановлювали за методом Тюріна (ГОСТ 26213-91) на початку та в кінці досліджень, рН сольовий, гідролітичну кислотність і суму ввібраних основ за методом Каппена-Гільковіца;

- визначення врожайності основної і побічної продукції поділяночно, методом суцільного обмолоту кожної ділянки з наступним перерахунком на 100%-ну чистоту та 14%-ну вологість, дані обробляли методом дисперсійного аналізу за Б.О. Доспєховим із використанням комп’ютерних програм;

- структурний аналіз пшениці озимої виконували за пробними снопами, які відбирали з 0,25 м2 за методом Майсуряна;

- визначення показників фізичної якості зерна: масу 1000 зерен ГОСТ – 10842-82, натуру зерна за допомогою пурки (ГОСТ – 10840-64), скловидності (ГОСТ 10987-76);

- визначення вмісту протеїну в зерні пшениці озимої проводили за методом Кьєльдаля; сиру клейковину в зерні пшениці озимої - шляхом відмивання згідно стандарту 10846-91;

- хлібопекарський аналіз зерна проводили методом прямої лабораторної випічки хлібців, якість зерна за технологічними показниками (пружність, розтяжність та сила муки) здійснювали в лабораторії агроекології та аналітичних досліджень ННЦ “Інститут землеробства УААН ” за прийнятими методами згідно методики викладеної в “Методичних вказівках по вивченню технологічних властивостей пшениці” (1976);

- продуктивність пшениці озимої і сівозмін визначали за виходом кормових одиниць і перетравного протеїну згідно методики М.М. Карпуся „Деталізована поживність кормів зони Лісостепу України”, 1995 рік;

- економічну ефективність вирощування пшениці озимої проводили за собівартістю зерна, умовно чистим прибутком і рівнем рентабельності, виходячи з технологічних карт та нормативних матеріалів для господарств зазначеної зони, розрахунки проводили в порівняльних цінах 2006 р., які прийняті на цей час для ведення бухгалтерської звітності;

- при визначенні енергетичної оцінки – застосовували методику Медведовського О.К. та Іваненка П.І.

РОЗДІЛ 3. ВПЛИВ СИСТЕМ УДОБРЕННЯ ТА ПОПЕРЕДНИКІВ НА РОДЮЧІСТЬ ГРУНТУ ПІД ПШЕНИЦЕЮ ОЗИМОЮ

Водний режим грунту. Як у середньому за роки досліджень (2001-2004 рр.), так і в окремі роки кількість продуктивної вологи у посівах пшениці озимої залежала від систем удобрення та попередників.

Від сівби до припинення осінньої вегетації відбувалось накопичення вологи в грунті, яке залежало від кількості опадів. Так, найбільша кількість продуктивної вологи у метровому шарі ґрунту була у варіантах мінеральної та органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) систем удобрення, тут запаси продуктивної вологи були більшими на 21,6 і 18,7 мм порівняно з контролем. На час припинення осінньої вегетації найбільші запаси продуктивної вологи відмічали після попередника кукурудза на силос - 121,3 мм.

За рахунок осінньо-зимових опадів відбувається накопичення максимальної кількості продуктивної вологи у ґрунті, яка є одним з основних джерел вологозабезпечення рослин протягом всієї вегетації. Найбільший приріст вологи за зиму у середньому за роки досліджень був за використання органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною) системи удобрення – 20,5 % та у варіанті, де попередник пшениці озимої кукурудза на силос – 25,2 %.

Починаючи з відновлення вегетації навесні підвищуються витрати вологи рослинами на транспірацію, утворення вегетативної маси та формування урожаю. Кращі запаси продуктивної вологи в метровому шарі грунту у період виходу рослин у трубку відмічали у варіанті органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) системи удобрення – 101,0 мм, та після попередника кукурудза на силос – 106,5 мм. У фазу повної стиглості зерна найбільша кількість вологи у метровому шарі ґрунту зберігалась у варіанті органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) системи (рис. 1, 2).

Поживний режим ґрунту. Важливою умовою для нормального росту і розвитку пшениці озимої є забезпечення рослин достатньою кількістю елементів живлення. У наших дослідженнях добрива (мінеральні, органічні, побічна продукція та сидерати) підвищували вміст легкогідролізованого азоту та рухомих форм фосфору. Вміст обмінного калію практично залишився без змін.

Системи удобрення: 1 – без добрив (контроль), 2 – мінеральна (N90P60K60), 3 – органо- мінеральна (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною), 4 – органо-мінеральна (N90P60K60 + післядія сидератів і побічної продукції), 5 – органо–мінеральна (N90P60K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною)

Рис. 1. Витрати вологи з шару ґрунту 0-100 см за основними фазами розвитку пшениці озимої залежно від систем удобрення, мм, середнє за 2002-2004 рр.

Попередники: 1- конюшина; 2 – кукурудза на силос;

Рис.2. Витрати вологи з шару ґрунту 0-100 см за основними фазами розвитку пшениці озимої залежно від попередників, мм, середнє за 2002-2004 рр.

Вміст легкогідролізованого азоту в ґрунті у початковий період росту рослин пшениці озимої істотно не змінювався. Збільшення його рівня відмічено під час весняно-літньої вегетації (від відновлення весняного відростання до збирання). Перед сівбою у шарі ґрунту 0-20 см на контролі вміст азоту складав – 10,2 мг/100 г ґрунту, за використання систем удобрення він коливався у межах – 11,4-11,6 мг/100г ґрунту. Практично для всіх варіантів досліду характерна така закономірність: досить різке збільшення азоту на початку вегетації пшениці озимої й поступове зменшення його вмісту протягом вегетації.

Високий вміст рухомих форм фосфору в грунті у варіантах з різними системами удобрення зберігається протягом всього вегетаційного періоду пшениці озимої, але в кількісному виразі в кінці вегетації це підвищення було незначним, що пояснюється інтенсивнішим використанням фосфору добре розвиненою кореневою системою пшениці озимої в удобрених варіантах. Найвищий він був протягом вегетації у варіанті органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) системи удобрення – 27,1-29,8 мг/100 г грунту.

Найбільш сприятливі умови живлення для пшениці озимої складалися після конюшини у порівнянні з кукурудзою на силос.

РОЗДІЛ 4. ФІТОСАНІТАРНИЙ СТАН ПОСІВІВ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ У СІВОЗМІНАХ

Вплив систем удобрення та попередників на забур’яненість посівів пшениці озимої. Забур’яненість посівів пшениці озимої відрізнялась залежно від кількості внесених мінеральних та органічних добрив і попередників.

Внесення повної дози гною, соломи та її поєднання з іншими добривами підвищувало кількість бур’янів у посівах пшениці озимої. Післядія 10 т гною в середньому збільшувала кількість бур’янів у посівах пшениці озимої під час весняного кущення їх було в 1,8 рази і у фазу колосіння в 1,6 рази більше ніж на контролі. Використання сидератів і побічної продукції у поєднанні з мінеральними добривами обумовило зменшення кількості бур’янів порівняно з органо-мінеральною (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) системою удобрення в 1,5-1,9 рази. Найменшою забур’яненість посівів пшениці озимої була після кукурудзи на силос.

Вплив систем удобрення та попередників на ураженість пшениці озимої хворобами. Встановлюючи вплив систем удобрення на ураженість рослин кореневими гнилями, було відмічено деяке підвищення ураженості у варіанті мінеральної системи удобрення на початку вегетації культури. У подальшому, ураженість рослин у досліді хоч і зростала, але динаміка її росту в удобрених варіантах була дещо нижчою порівняно з неудобреним. Під час весняної вегетації відмічена вища ураженість рослин у варіанті, де попередником пшениці озимої була кукурудза на силос на 7,1 %, порівняно з варіантом, де попередник конюшина.

Найвищу ураженість рослин борошнистою росою відмічали на органо-мінеральній (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною), мінеральній системі удобрення відповідно – 75,2-77,1 %. Попередники істотно не вплинули на ураженість борошнистою росою.

РОЗДІЛ 5. ПРОДУКТИВНІСТЬ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ У СІВОЗМІНАХ

Урожайність пшениці озимої залежно від попередників та систем удобрення. Значному підвищенню урожайності сприяло використання систем удобрення (табл. 2). Урожайність пшениці озимої формувалась під істотним впливом післядії гною і в середньому за роки досліджень найвищою – 5,49 т/га, вона була за внесення N90Р60К60 на фонах післядії 40 т/га гною. За мінеральної системи удобрення застосування під пшеницю N90Р60К60 забезпечило врожайність зерна 5,01 т/га, що на 2,50 т/га більше порівняно з варіантом без добрив (контроль).

Побічна продукція і сидерати, які застосовували під буряки цукрові, мали значно коротший, порівняно з гноєм, період післядії і тому не впливали на урожайність пшениці озимої. Внесення N90Р60К60 на фоні післядії побічної продукції і сидератів забезпечило істотне збільшення врожайності на 2,59 т/га, а за чисто мінеральної системи удобрення в сівозміні - на 2,50 т/га. Удобрення пшениці N90Р60К60 на фоні післядії побічної продукції, сидератів і 20 т/га гною сприяло одержанню 2,84 т/га приросту врожаю.

Таблиця 2

Урожайність пшениці озимої залежно від систем удобрення, т/га

№ ва-ріанту | Система удобрення | Рік | Середнє за 2002-2006 | Прибавка до контро-лю

2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006

1 | Без добрив (контроль) | 2,45 | 1,64 | 3,01 | 2,67 | 2,81 | 2,51 | -

2 | Мінеральна (N90P60K60) | 4,94 | 2,83 | 6,15 | 5,98 | 5,17 | 5,01 | 2,50

3 | Органо–мінеральна (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) | 5,43 | 3,19 | 6,84 | 6,30 | 5,71 | 5,49 | 2,98

4 | Органо–мінеральна (N90P60K60 + післядія сидератів і побічної продукції) | 4,82 | 2,96 | 6,27 | 6,01 | 5,46 | 5,10 | 2,59

5 | Органо–мінеральна (N90P60K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною) | 5,20 | 3,01 | 6,73 | 6,22 | 5,58 | 5,35 | 2,84

Н І Р05 | 0,25 | 0,14 | 0,13 | 0,20 | 0,06 | 0,16

Значна різниця урожайності пшениці озимої за роками зумовлена погодними умовами вегетаційних періодів у роки досліджень.

Найвищий урожай пшениці озимої в середньому за роки досліджень був після попередника - конюшина – 5,51 т/га.

Якість зерна пшениці озимої. Визначення показників якості зерна пшениці озимої показали, що мінеральна та органо-мінеральна системи удобрення позитивно впливали на вміст білка, клейковини, масу 1000 зерен, натуру зерна та хлібопекарські показники якості хліба. Показники якості зерна пшениці озимої за використання систем удобрення та попередників відрізнялись величинами, що були вищими порівняно з контролем без добрив (табл. 3).

Таблиця 3

Вплив систем удобрення та попередників на якість зерна пшениці озимої, середнє за 2002-2004 рр.

Система удобрення |

Попе-редник | Маса 1000 зерен, г | Нату-ра, г | Вміст, % | Сила хліба, Дж | Об’єм хліба, см3

білка | клей-ковини

Без добрив (контроль) | Конюшина | 44,7 | 718 | 10,5 | 20,6 | 197 | 580

Мінеральна (N90P60K60) | 49,9 | 741 | 12,4 | 25,0 | 290 | 613

Органо–мінеральна

(N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) | 51,1 | 751 | 13,0 | 28,3 | 308 | 643

Органо–мінеральна (N90P60K60 + післядія сидератів і побічної продукції) | 50,0 | 747 | 12,3 | 25,7 | 264 | 593

Органо–мінеральна (N90P60K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною) | 51,0 | 746 | 12,7 | 26,0 | 252 | 637

Органо–мінеральна

(N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) | Кукурудза на силос | 52,0 | 750 | 12,4 | 27,2 | 267 | 590

Н І Р05 для системи удобрення 0,8 25,3 0,3 0,5 6,0 30,7

для попередника 2,1 40,9 1,9 2,2 7,6 30,8

Вміст білка в зерні на удобрених ділянках перевищував варіант без добрив (контроль) на 2,1 % від загального вмісту, а клейковини – на 5,7 %. Сприятливіше на вміст цих показників впливав попередник – трави багаторічні (конюшина), який забезпечив прибавку білка до 0,6 %, а клейковини – до 1,1 %, порівняно з попередником - кукурудза на силос.

За вмістом білка та клейковини в зерні пшениці озимої при вирощуванні за різних систем удобрення помітних змін не спостерігалось. Максимальний їх вміст у середньому за роки досліджень було одержано за внесення 40 т/га гною у поєднанні з N90P60K60, після попередника конюшини. Аналогічні закономірності виявлено з визначенням натури зерна, маси 1000 зерен, сили і об’єму хліба.

РОЗДІЛ 6. ПРОДУКТИВНІСТЬ, ЕКОНОМІЧНА І ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ СІВОЗМІН І, ЗОКРЕМА, ВИРОЩУВАННЯ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ

Продуктивність короткоротаційних сівозмін за різних систем удобрення і насичення зерновими культурами. Ефективність сівозмін оцінюється за загальною продуктивністю. Розрахунки продуктивності сівозмін показують, що залежно від насичення сівозмін різними культурами та від використання систем удобрення, рівень показників, якими оцінюють продуктивність, неоднорідний (табл. 4).

Таблиця 4

Вплив систем удобрення на продуктивність короткоротаційних сівозмін з різним насиченням зерновими, середнє за 2002-2004 рр.

№ ва-

ріан-ту | Система удобрення | Назва сівозміни | Урожайність, т/га | Вихід з 1 га сівозмінної площі, т

зерно-вих | у т.ч. пшениці озимої | зерно-вих одиниць | кормових одиниць | перет-равного протеїну

1 | Без добрив (контроль) | Плодозмінна | 2,39 | 2,73 | 2,8 | 2,8 | 0,21

2 | Мінеральна (N64Р71К71) | 4,44 | 4,64 | 6,2 | 5,8 | 0,41

3 | Органо-мінеральна (10 т гною + N64Р71К71) | 5,01 | 5,16 | 7,4 | 6,9 | 0,48

4 | Органо-мінеральна (сидерати і побічна продукція + N66Р71К71) | 4,53 | 4,68 | 6,5 | 6,1 | 0,42

5 | Органо-мінеральна (сидерати і побічна продукція + 5 т гною + N64Р71К71) | 4,80 | 4,98 | 6,9 | 6,5 | 0,45

9 | Органо-мінеральна

(13 т гною + N100P70K80 ) | Зерно-просапна сівозміна з насиченням зерновими | до 66,6% | 5,18 | 4,85 | 5, 8 | 6,8 | 0,44

10 | Органо-мінеральна

(10 т гною + N90P68K75 ) | до 75% | 5,25 | 4,95 | 5,5 | 6,5 | 0,46

11 | Органо-мінеральна

(13 т гною + N100P70K80 ) | до 66,6% | 4,61 | 4,64 | 6,3 | 7,3 | 0,51

12 | Органо-мінеральна

(13 т гною + N100P70K80) | до 66,6% | 4,60 | 4,94 | 7,2 | 6,8 | 0,50

Найбільшу продуктивність використання ріллі у плодозмінній сівозміні забезпечувало внесення 5 т/га та 10 т/га сівозмінної площі гною у поєднанні з сидератами, побічною продукцією і повною дозою NРК. Вихід кормових одиниць у цих варіантах відповідно зазначеної сівозміни становив 6,5-6,9 т/га, перетравного протеїну 0,45-0,48 г/га. Досить близькими до цих варіантів були показники на ділянці з внесенням сидератів і побічної продукції у поєднанні повної дози NРК. Так, вихід кормових одиниць порівняно із варіантом, де вносили 10 т/га гною у поєднанні з повною дозою NРК був меншим на органо-мінеральній (N90P60 K60 + післядія сидератів і побічної продукції) системі удобрення лише на 0,81 т/га.

У наших дослідженнях вихід продукції з гектара сівозмінної площі значною мірою залежав від насичення сівозмін високопродуктивними культурами та їх процентного співвідношення. Найбільший вихід зернових – 5,8-6,3 т, кормових одиниць – 6,8-7,3 т, перетравного протеїну – 0,44-0,51 т з 1 га сівозмінної площі одержано у трипільних сівозмінах, де площа під зерновими складає 66,6 %. У чотирипільній зернопросапній сівозміні насиченій зерновими до 75 % показники продуктивності сільськогосподарських культур у сівозміні були дещо нижчими: вихід з 1 га сівозмінної площі зернових одиниць – 5,5 т, кормових одиниць – 6,5, перетравного протеїну – 0,46 т.

Таким чином, використання трав багаторічних (конюшини) у сівозмінних масивах, систем удобрення біологічного спрямування та насичення короткоротаційних сівозмін з 66,6 до 75,0% зерновими належить до найдоступніших, маловитратних заходів відтворення родючості грунту і підвищення врожайності сільськогосподарських культур.

Економічна ефективність сівозмін і, зокрема, вирощування пшениці озимої. Економічна ефективність вирощування пшениці озимої за різних систем удобрення та попередників обумовлена рівнем урожайності та витратами на її формування.

Виробничі витрати на вирощування пшениці озимої суттєво зростали за рахунок вартості добрив, їх внесення і збирання додаткової продукції. Проте, залежно від системи удобрення та попередників, витрати змінювалися в меншому діапазоні, що залежало від величини урожайності. Виробничі витрати зростали з 1738 грн/га за використання мінеральної (N90P60 K60) системи удобрення до 1774 грн/га за використання органо-мінеральної (N90P60 K60 + післядія 40 т/га гною), де попередником пшениці озимої була конюшина.

Собівартість 1 ц зерна пшениці озимої визначали за основними показниками - урожайністю, яка формувалася під впливом попередників та систем удобрення і була в межах 326-349 грн./т зерна.

Найвищий умовно чистий прибуток (1898-1979 грн/га) і рівень рентабельності (108,3-111,5%) був за вирощування пшениці озимої після конюшини за органо-мінеральної (N90P60 K60 + післядія 40 т/га гною) і (N90P60 K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною) систем удобрення.

Як показала економічна оцінка короткоротаційних сівозмін, вартість валової продукції, умовно чистий прибуток та рівень рентабельності в значній мірі визначаються питомою масою зернових. Поряд із підвищенням урожайності та умовно чистого прибутку внесення органічних добрив у плодозмінній сівозміні за різних рівнів інтенсифікації суттєво збільшувало виробничі витрати до 2385-2605 грн/га, що негативно відображалось на собівартості та знижувало рівень рентабельності виробництва. Так, у середньому на 1 га площі сівозміни, найнижчий рівень рентабельності відмічено за органо-мінеральної (N90P60 K60 + післядія 40 т/га гною) і (N90P60 K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною) системах удобрення – 18,8%-21,7%, що пояснюється більшими виробничими витратами, а вищий за органо-мінеральної (N90P60 K60 + післядія сидератів і побічної продукці) системи – 29,1%.

За проведення економічної оцінки короткоротаційних зерно-просапних сівозмін з різним насиченням зерновими відмічена залежність від рівня врожайності зернових культур і витрат на їх вирощування. Так, у середньому найнижчий рівень рентабельності відмічено у трипільних зерно-просапних сівозмінах із насиченням зерновими до 66,6 % - 28,7-32,0%, що пояснюється більшими виробничими витратами, а вищий – у чотирипільній зерно-просапній сівозміні з насиченням зерновими до 75 % - 22,3 % у зв’язку з меншими витратами.

Енергетична ефективність вирощування пшениці озимої. Витрати енергії на отримання 1 ц врожаю і коефіцієнт енергетичної ефективності значною мірою залежали від попередників і систем удобрення. За використання органо-мінеральної (N90P60 K60 + післядія 40 т/га) та (N90P60 K60 + післядія сидератів і побічної продукції) систем удобрення енерговитрати на 1 ц основної продукції у порівнянні з варіантом, де вносили половинну дозу гною з сидератами і побічною продукцією у поєднанні з мінеральними – N90P60 K60, зростають, а коефіцієнт енергетичної ефективності (Кее) зменшується. Коефіцієнт енергетичної ефективності залежно від систем удобрення був вищим у варіанті з органо-мінеральною (N90P60 K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною) системою удобрення – 3,40.

Після попередника конюшини отримано найбільш енергоємне зерно – 0,50 ГДж і Кее – 3,28.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає у виявленні ефективності впливу систем удобрення (внесення мінеральних і органічних добрив, використання побічної продукції і сидератів) та попередників на урожайність і якість зерна пшениці озимої у короткоротаційних сівозмінах на темно-сірому опідзоленому ґрунті в умовах достатнього зволоження Західного Лісостепу України.

1. Найбільші запаси доступної вологи в орному та метровому шарах грунту були у варіантах з органо-мінеральною (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) і мінеральною (N90P60K60) системою удобрення. Запаси вологи перед сівбою пшениці озимої за використання цих систем становили в метровому шарі грунту 87,0 і 89,6 мм. Після збирання урожаю запаси вологи мінеральної системи становили 74,6 мм, органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) - 79,3 мм. Кращі запаси вологи спостерігали у посівах пшениці озимої за розміщення її у сівозміні після кукурудзи на силос.

2. Поживний режим у сівозміні залежить від попередників та систем удобрення. Застосування органо-мінеральних та мінеральної систем удобрення сприяло підвищенню рухомих форм азоту і фосфору в грунті. Найбільш сприятливі умови живлення для пшениці озимої складалися за розміщення її після конюшини з використанням мінеральної та органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) систем удобрення.

3. Використання мінеральної системи удобрення підвищило конкурентоспроможність культурної рослини до бур’янів, що не впливало на їх видовий склад. Так із застосуванням органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) та органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною) систем удобрення, навпаки, кількість бур’янів збільшувалась у посівах до 39-48 шт./м2 через наявність їх насіння в гної. В середньому за роки досліджень забур’яненість посівів пшениці озимої після попередника конюшини була у 1,4 рази вища, ніж після кукурудзи на силос.

4. Пшеницю озиму в значній мірі уражували кореневі гнилі та борошниста роса. Найбільше хвороби проявилися на фоні мінеральної (N90P60K60) системи удобрення. За використання органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) та органо-мінеральної (N90P60K60 + післядія сидератів і побічної продукції) системи удобрення поширення хвороб зменшувалось відповідно: коренева гниль на 3,4 і 1,3 % - у фазу весняного кущення і на 3,7 і 2,5 % - у період колосіння; борошниста роса - на 1,9 і 5,8 %.

5. Встановлено, що внесення мінеральних добрив, післядія гною, сидератів і побічної продукції на добриво у поєднанні з мінеральними добривами сприяє кращому розвитку рослин пшениці озимої, зокрема збільшується висота рослин порівняно з контролем – на 15,3-23,2 %, кількість продуктивних стебел – на 24,6-35,1 %, маса 1000 зерен – на 8,9-14,3 % та натурна маса зерна – на 3,2-4,6 %.

6. Урожайність пшениці озимої значною мірою залежала від застосування систем удобрення, а також від попередників. Прибавка врожаю в удобрених варіантах становила у мінеральній системі – 2,54 т/га, органо-мінеральній (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) – 3,00, органо-мінеральній (N90P60K60 + післядія сидератів і побічної продукції) – 2,58, органо-мінеральній (N90P60K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною) – 2,85 т/га. Кращий врожай пшениці озимої одержали після попередника конюшини – 5,51 т/га.

7. Заміна гною на фоні N90P60K60 іншими органічними складовими: сидерати + побічна продукція та сидерати + побічна продукція + 0,5 дози гною призводить до зниження продуктивності сівозмін, що свідчить про відсутність у зазначених умовах рівноцінної заміни гною в системах удобрення. Найбільший вихід кормових одиниць та перетравного протеїну одержали у варіанті з органо-мінеральною (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) системою удобрення – 6,5 та 4,8 т/га. Насичення сівозміни зерновими до 66,6–75,0 % позитивно впливало на основні її показники продуктивності.

8. Вміст білка в зерні пшениці озимої у варіантах органо-мінеральна (N90P60K60 + післядія 40 т/га гною) і органо-мінеральна (N90P60K60 + післядія сидератів, побічної продукції і 20 т/га гною) системи удобрення становив 13,0 і 12,7 %.

9. Найвищу хлібопекарську якість борошна одержано із зерна пшениці озимої за внесення 40 т/га гною