Національний науковий центр“

Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”

Сіра Ірина Іванівна

УДК 631.81:633.63

СОЛІ НАТРІЮ ТА МАГНІЮ ЯК ФАКТОР ОПТИМІЗАЦІЇ

АГРОЕКОСИСТЕМИ ПРИ ВИРОЩУВАННІ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

НА ЧОРНОЗЕМІ ТИПОВОМУ ЛІВОБЕРЕЖЖЯ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.04 – агрохімія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Харків - 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Харківському національному аграрному університеті імені В.В. Докучаєва Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник доктор сільськогосподарських наук, професор,

академік ЄАПН Кулєшов Михайло Миколайович, віце-президент

науково-технологічного інституту транскрипції, трансляції та реплікації

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор

Гончаренко Василь Юхимович, Інститут овочівництва і баштанництва УААН,

завідувач відділом насінництва, стандартизації, вимірювань та оцінки якості

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник

Глущенко Леонід Данилович, Полтавський інститут агропромислового виробництва УААН, завідувач відділу випробовування, маркетингу та наукового супроводження інноваційних проектів

Захист відбудеться “31” жовтня 2007 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.354.01 у Національному науковому центрі “Інститут грунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного наукового центру “Інститут грунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4

Автореферат розісланий “28” вересня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Павленко О.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Одним з найважливіших показників сталого розвитку аграрного сектору економіки є використання місцевих сировинних ресурсів для отримання високоякісного кінцевого продукту переробки рослинної продукції. В цьому аспекті вирощування та переробка цукрових буряків не тільки забеспечує цукрові заводи сировиною для виробництва цукру, але й сприяє створенню міцної матеріально-фінансової бази сільськогосподарського підприємства.

Останнім часом, через нестачу дотацій у розвиток буряківництва і, як наслідок, одержання низьких рівнів урожаїв цукрових буряків, в країні спостерігається загальна тенденція до скорочення площ посівів цієї культури. Тому виникає гостра потреба наукового пошуку нових ефективних та некоштовних засобів підвищення урожайності та якості цукрових буряків, які б сприяли підвищенню інтересів аграріїв до вирощування цієї культури.

У зв’язку з цим вивчення можливості позитивного впливу на урожайність та якість цукрових буряків позакореневих аерозольних підживлень розчинами солей натрію та магнію дозволяє не тільки визначити новий актуальний аспект у розвитку буряківництва, але й досягти оптимізації агроекологічних умов вирощування, що має вирішальне значення в контексті вчення академіка М. І. Вавілова про вплив екоумов на формування фенотипу в центрах його походження. Таким чином, вивчення означеного питання в умовах Лівобережжя Лісостепу України на чорноземі типовому є актуальним як з наукової, так і з практичної точок зору.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано впродовж 1999 –  рр. згідно наукових досліджень кафедри агрохімії ХНАУ імені В. В. Докучаєва, які були складовою частиною науково-дослідних робіт університету згідно ДНТП 03.02. "Охорона і відтворення родючості ґрунтів. Розробка засобів підвищення ефективності дії добрив, зменшення втрат поживних речовин з продуктами ерозії"(№ ДР 0102U001836).

Мета і завдання дослідження. Метою дослідження було вивчення впливу позакореневого застосування розчинів солей натрію та магнію на показники життєдіяльності цукрових буряків при їх вирощуванні на чорноземі типовому Лівобережжя Лісостепу України.

Основні завдання дослідження:

–

–

–

–

–

–

–

–

–

Об’єкт дослідження – фізіолого-агрохімічні процеси, які обумовлюють вплив позакореневої обробки рослин розчинами солей натрію та магнію на життєдіяльність цукрових буряків та життєздатність їх насіння.

Предмет дослідження – обмежений системою "рослини та насіння цукрових буряків – чорнозем типовий" в аспекті вивчення впливу на компоненти системи аерозольного обробітку рослин розчинами солей натрію і магнію та замочування в них насіння як факторів екоагрохімічної оптимізації умов вирощування цукрових буряків.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети використовувались загальновідомі, а також оригінальні методи досліджень, які дали можливість отримати наукову інформацію відносно об’єктів та предметів дослідження для характеристики дії розчинів хлорида натрію та сульфата магнію на показники стану компонентів агроекосистеми при вирощуванні цукрових буряків на чорноземі типовому. Було проведено стаціонарний польовий, мікровегетаційний та лабораторні досліди із супутніми фенологічними спостереженнями, біометричними вимірюваннями, відбором і аналітичним дослідженням рослинних та ґрунтових зразків, здійсненням загальних обліків і математичного обробітку, розрахунку економічної ефективності.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше, в аспекті розвитку наукових ідей академіка М.І. Вавілова про вирішальне значення екологічних умов центрів походження культурних рослин для формування фенотипу, в умовах Лівобережжя Лісостепу України проведено дослідження аерозольного позакореневого впливу розчинів солей натрію та магнію на розвиток, мінеральне живлення, продуктивність та якість цукрових буряків на чорноземі типовому. Встановлено закономірності дії вивчаємих розчинів на стан агроекосистеми при вирощуванні цукрових буряків з точки зору її еколого-агрохімічної оптимізації та економічної доцільності досліджуваних заходів.

Практичне значення одержаних результатів. З метою підвищення продуктивності рослин цукрових буряків та виходу цукру обґрунтовано доцільність застосування в якості позакореневих підживлень розчинів солей натрію та магнію як на неудобреному фоні, так і при основному внесенні добрив.

Особистий внесок здобувача полягає в безпосередній участі в розробці програми і методики дослідів, закладенні і проведенні лабораторних, мікровегетаційного та польових досліджень із супутніми фенологічними спостереженнями, біометричними вимірюваннями, відбором та аналітичним дослідженням рослинних і ґрунтових зразків, здійсненням загальних обліків, математичного обробітку та розрахунку економічної ефективності. Автор самостійно склала теоретичне обґрунтування, проаналізувала отриману наукову інформацію, узагальнила її, сформулювала наукові положення, висновки досліджень та рекомендації виробництву.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на наукових конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів факультету агрохімії і ґрунтознавства ХНАУ (Харків, 1999 –  рр.); на міжнародній науковій конференції "Пам’яті корифеїв – до 100-річчя від дня народження О. М. Гринченка, Г. С. Гриня, М. К. Крупського" (ХНАУ, 2004 р.); на VII з’їзді УТГА "Ґрунти – основа добробуту держави, турбота кожного" (Київ, 2006 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано п’ять наукових робіт у виданнях, затверджених ВАК України як фахові.

Структура дисертації. Робота складається із вступу, трьох розділів, висновків і рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, який включає 144 найменувань, у тому числі 40 іноземних авторів та додатків. Загальний обсяг роботи становить 195 сторінок, з яких основний текст поданий на 142 сторінках тексту комп’ютерного набору, має 56 таблиць та 31 рисунок. Додатки викладені на 32 сторінках, містять 57 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Обґрунтування необхідності проведення досліджень. Відомо, що найбільш стабільні рівні продуктивності цукрових буряків при високому вмісті цукру в коренях можуть бути досягнуті за рахунок покращення мінерального живлення рослин азотом, фосфором та калієм. Проте, поряд з основними поживними елементами, важливе значення для цукрових буряків мають натрій та магній. Існують припущення, що ця особливість обумовлена специфікою первинних екологічних умов географічного регіону походження рослинних аналогів цукрових буряків.

В даному аспекті особливого значення набуває вчення академіка М.І. Вавілова про центри походження культурних рослин, за яким джерела розповсюдження цукрових буряків належать до Середземноморського центру походження. Дикі пращури цукрових буряків представлені тут головним чином специфічним підвидом Beta maritima L. – буряками приморськими або морськими. Загальною екологічною ознакою для цього підвиду був постійний аерозольний вплив морської акваторії, який означав безпосередню хімічну дію морської води як на вегетативні органи рослин, так і на поверхню ґрунту місцевості існування Beta maritima L.

Аналіз вітчизняних та зарубіжних літературних джерел показав, що дослідження проводилися в двох методичних напрямках: вивчався вплив хлористого натрію на рослини буряків, який вносили в ґрунт у вигляді добрив та вплив передпосівної обробки насіння розчинами, що містять сполуки натрію. Як це не парадоксально, але з поля зору вчених фактично випала можливість вивчення впливу хлористого натрію на вегетативні органи рослин у вигляді аерозольних позакореневих підживлень, які в найбільшій мірі імітують краплево-повітряний вплив морської акваторії.

Умови та методика проведення досліджень. Наукові дослідження проводились протягом 1999–2004 рр. Методика досліджень передбачала проведення лабораторних, мікровегетаційного та польового дослідів.

В лабораторних дослідах вивчалась реакція насіння цукрових буряків на обробку сольовими розчинами натрію та магнію. Дослідження проводились в лабораторії кафедри агрохімії ХНАУ імені В. В. Докучаєва. Дослідна культура – цукрові буряки сорту Веселоподолянський.

Концентрація окремих солей, яка відповідає хімічному складу морської води Середземного моря, була прийнята для кожної солі за 100що дорівнює: NaCl – 27,2 г/л; MgCl2 – 7,7 г/л; MgSO4 – 3,6 г/л. Досліджувані концентрації були виражені в залежності від існуючого 100-відсоткового рівня. Насіння цукрових буряків розміщували у чашках Петрі по 50 штук між двома зволоженими фільтрувальними папірцями і витримували в термостаті при t = +  ?С протягом 10 діб. По необхідності фільтрувальний папір зволожувався. Через 5 діб визначали енергію проростання насіння цукрових буряків, а через 10 діб – їх схожість. Повторність дослідів – триразова. Всі отримані дані оброблялися математично.

Усього було проведено 4 лабораторних досліди за наступними схемами:

Дослід № 1 передбачав вивчення пророщування насіння в наступних розчинах NaCl: 1. Контроль (дист. вода); 2. NaCl – 6,8 г/л (25; 3. NaCl – 13,6 г/л (50; 4.– 20,4 г/л (75 %); 5. NaCl – 27,2 г/л (100 %); 6. NaCl – 34,0 г/л (125 %).

Дослід № 2 передбачав вивчення реакції насіння цукрових буряків на замочування їх на 2 години  хв. в аналогічних розчинах хлористого натрію (схема досліду № ) з подальшим пророщуванням насіння у дистильованій воді.

Дослід № 3 полягав у вивченні реакції насіння цукрових буряків на пророщування їх в сольових розчинах за наступною схемою: 1. Контроль (дист. вода); 2. NaCl – 1,7 г/л (6,25 %) + MgCl2 – 1,9 г/л (25 %) + MgSO4 – 0,9 г/л (25 %); 3.– 3,4 г/л (12,5 %) + MgCl2 – 3,8 г/л (50 %) + MgSO4 – 1,8 г/л (50 %); 4. NaCl – 5,1 г/л (18,75 %) + MgCl2 – 5,8 г/л (75 %) + MgSO4 – 2,7 г/л (75 %); 5. NaCl – 6,8 г/л (25 %) + MgCl2 – 7,7 г/л (100 %) + MgSO4 – 3,6 г/л (100 %); 6. NaCl – 8,5 г/л (31,25 %) + MgCl2 – 9,6 % (125 %) + MgSO4 – 4,5 г/л (125 %).

Дослід № 4 передбачав вивчення впливу замочування насіння цукрових буряків на їх життєздатність за наступною схемою, де концентрація всіх солей у розчинах дорівнювала 6,25від вмісту їх в морській воді: 1. Контроль (дист. вода); 2. NaCl (1,7 г/л ); 3. NaCl + MgCl2 (1,7 + 0,5 г/л); 4. NaCl + MgSO4 (1,7 + 0,2 г/л); 5. NaCl + MgCl2 + MgSO4 (1,7 + 0,5 + 0,2 г/л).

Методика мікровегетаційних досліджень передбачала проведення аерозольних позакореневих обробок вегетативних органів рослин цукрових буряків розчином хлористого натрію за наступною схемою: 1. Контроль (дист. вода); 2. NaCl – 6,8 г/л (25 %); 3. NaCl – 13,6 г/л (50 %); 4. NaCl – 20,4 г/л (75 %); 5. NaCl – 27,2 г/л (100 %).

Дослід було закладено 13 січня 2000 року у скляних посудинах ємністю 1 л і діаметром 10 см. Ґрунт був відібраний з польового досліду – чорнозем типовий глибокий легкоглинистий на карбонатному лесі – з глибини 0 –  см. Підготовку ґрунту для досліду та заповнення ним посудин проводили за методикою Доспєхова. Ґрунт у досліді доводився до 60 ПҐВ. У першу половину дня рослини освітлювались природно, а у другу – за допомогою тепличного опромінювача ОТ – . Обробка рослин почалася 2 лютого і проводилась кожного тижня у кількості 1,5 мл на 1 посудину. Повторення досліду – трикратне.

Згідно з програмою досліджень, кожну декаду визначали біометричні показники розвитку рослин. Після збирання рослин з посудин (17 травня) визначали масу надземної і підземної частин, а також вміст в них сухої речовини і вологи гравіметричним методом (ГОСТ 13586.5-93). Після мокрого озолення в одній наважці визначали вміст азоту (з реактивом Несслера), фосфору (з молібденовою кислотою) і калію (МВВ-31-497058-019-2005). Азот і фосфор визначали колориметрично на ФЕК – , а калій – на полуменевому фотометрі.

Головна мета польового досліду – вивчення ефективності застосування сольових розчинів натрію і магнію в якості позакореневих підживлень цукрових буряків. Дослід закладено у 2000 р. на території дослідного поля ХНАУ ім. В. В. Докучаєва на базі багаторічного польового досліду кафедри агрохімії з вивчення ефективності різних рівнів насиченості добривами на урожай та його якість. Ґрунт дослідного поля – чорнозем типовий глибокий легкоглинистий на карбонатному лесі, який характеризується наступними агрохімічними показниками у шарі 0 – 20 см: pHKCl – ,7; Hг – 2,62 мг-екв, NH4 обм. – ,30; P2O5 CH3COOH – ,59; K2OCH3COOH – ,5; NO3 – ,4 мг/100 г ґрунту. Вміст гумусу – 5,4 – 5,5 %.

Метеорологічні умови в роки досліджень відрізнялися від середньобагаторічних і не були подібні між собою. Вегетаційний період 2000 р. проходив в умовах досить високих середньодобових температур повітря та значного дефіциту вологи у повітрі та ґрунті, особливо у серпні. Найбільш сприятливим за опадами і температурою був вегетаційний період 2003 р., що сприяло отриманню високих урожаїв цукрових буряків. Початок вегетаційного періоду 2004 р. був прохолодним і посушливим. Однак у період найбільшого споживання вологи рослини потрапили у кращі умови за вологозабезпеченням та температурним режимом.

Агротехніка вирощування цукрових буряків – загальноприйнята для зони Лісостепу. Аерозольні позакореневі обробки вегетативних органів рослин проводили за наступною схемою: 1. Контроль (без обробки); 2. H2O (дистильована); 3. NaCl (27,2 г/л розчину); 4. MgSO4 (3,6 г/л розчину); 5. NaCl + MgSO4 (27,2 + 3,6 г/л розчину). Згідно зі схемою досліду обробки проводили на двох фонах: неудобреному та при основному внесенні добрив у кількості N140P70K70. Для цього вносили 400 кг/га аміачної селітри, 350 кг/га суперфосфату та 116,7 кг/га хлористого калію.

Кількість дослідних рослин на кожному варіанті становила 10 шт. Повторення досліду – трикратне. По кожному повторенню проводилась обробка та подальші спостереження для 10 рослин, тобто масив отриманих даних для кожного варіанту складав 30 визначень.

Витрати розчину на 1 га становили 250 л. Обробки розпочали у 1 декаді липня. Протягом вегетаційного періоду було здійснено 9 обробок. Загальна кількість NaCl та MgSO4, внесених на 1 га, становила 61,2 та 8,1 кг відповідно.

Протягом вегетаційних періодів 2000, 2003 та 2004 рр. вели фенологічні спостереження за рослинами та біометричні вимірювання: через кожні 10 діб визначали висоту рослин, площу листкової поверхні рослини, питому вагу листової пластинки та обводненність гички. Тричі за вегетацію відбирали рослинні зразки (по рослин з кожного варіанту) і визначали масу надземної та підземної частин рослини (зважуванням), цукристість коренеплодів – поляриметричним методом (методом гарячої дігестії) на цукрометрі, вміст в них сухої речовини (гравіметричним методом).

Перший відбір рослинних зразків проводили у 3-ій декаді червня, другий – кінець липня – початок серпня, третій – 2 – декада вересня. Рослинні зразки піддавали мокрому озоленню сірчаною кислотою та пероксидом водню, потім в них визначали: азот – з реактивом Несслера, фотоколориметрично на ФЕК – 56; фосфор – з молібденовою кислотою, фотоколориметрично на ФЕК – 56; калій – на полуменевому фотометрі.

Збирання урожаю коренеплодів проводили вручну з наступним доочищенням і роздільним зважуванням коренеплодів і гички (по 24 рослини на кожному варіанті). Урожайні дані було оброблено математично за методом Б.О. Доспєхова.

Ґрунтові зразки відбирались після обліку урожаю по всіх варіантах польового досліду з шару 0 –  см, в яких визначали склад та кількість поглинених катіонів ґрунту (ДСТУ.ISO.11260-2001) та гідролітичну кислотність (ГОСТ 26212-91).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження впливу розчинів солей натрію та магнію на показники життєздатності насіння цукрових буряків (лабораторні досліди). Результати лабораторного досліду № , дозволяють зробити висновок, що розчин NaCl у концентраціях більше 25від вмісту його в морській воді має абсолютну інгібуючу дію в якості зволожуючого фактора на проростання насіння цукрових буряків. При пророщуванні насіння у 25ному розчині NaCl показники життєздатності насіння були майже вдвічі нижчими, ніж при замочуванні їх у воді.

Результати лабораторного досліду № показали, що максимальні показники життєздатності насіння спостерігались на варіанті з NaCl – 50Тут енергія проростання дорівнювала 39,3а схожість – 41,3що більше контролю на 12,6 та 10,6відповідно.

У той же час, дані лабораторного досліду № 3 свідчать, що при замочуванні насіння цукрових буряків в розчинах солей не тільки натрію, але й магнію, максимальну енергію проростання і схожість одержали при застосуванні розчину, який містив 6,25NaCl та по 25MgCl2 і MgSO4 від вмісту цих сполук в морській воді. Вони складали відповідно 47,3 та 56,0проти 36,0 та 52,0на контрольному варіанті. Із збільшенням концентрації солей у розчинах показники життєздатності насіння помітно зменшувалися.

За результатами досліду № 4 встановлено, що найкращих показників життєздатності насіння цукрових буряків можна досягти при сумісному використанні солей у співвідношенні 1,7 г/л NaCl, 0,5 г/л MgCl2 та 0,2 г/л MgSO4. Енергія проростання збільшилась до 38,7а схожість до 54,0що більше контролю на 5,4 та 16,0відповідно.

Дослідження впливу розчинів солей натрію та магнію в якості позакореневих підживлень на ріст і розвиток рослин цукрових буряків (мікровегетаційний дослід). Проведення мікровегетаційного досліду показало, що вже на ранніх етапах розвитку рослини, які оброблялися розчинами NaCl, позитивно відрізнялися від контролю по висоті. Найвищі рослини спостерігалися на варіанті з NaCl – і переважали контроль на 1,6 см. На момент збирання рослин з посудин ця різниця збільшилася до 2,2 см. Результати визначень площі листкової поверхні рослин дозволяють зробити досить обґрунтований висновок про позитивну дію позакореневих підживлень розчинами NaCl на розвиток листового апарату дослідних рослин. Причому, на ранніх фазах розвитку цукрові буряки найкраще реагують на невисокі дози NaCl, а в більш пізні строки – максимального позитивного ефекту було досягнуто на варіанті з NaCl – де площа листкової поверхні рослини дорівнювала 61,5 см2 і переважала контроль майже на 12 см2. Також у цих рослин спостерігалася найбільш обводнена гичка – 84,5проти 80,0 % на контрольному варіанті та максимальний вміст сухої речовини в коренеплодах, який перевищував контроль на 1,4

Аналіз рослинної маси на вміст азоту показав, що процес накопичення цього елементу живлення на 5-ому варіанті проявлявся активніше за інші і його вміст в гичці тут дорівнював 2,2що більше контролю на 0,15В коренеплодах навпаки – чим більше концентрація сольового розчину, тим менше азоту міститься в них. Так, на варіанті з NaCl – його вміст дорівнював 0,77що на 0,59менше за контроль. Аналогічну тенденцію до збільшення вмісту в гичці і зменшення в коренеплодах ми спостерігали при визначенні вмісту фосфору в рослинах цукрових буряків. Результати визначення вмісту калію в рослинах цукрових буряків дозволяють зробити висновок про відсутність будь-якого впливу позакореневих підживлень рослин розчинами хлористого натрію на їх калійне живлення.

Зважування рослин після збирання їх з посудин показало, що позакореневі обробки розчинами NaCl призвели до деякого збільшення маси гички в порівнянні з контролем. Те, що ми не виявили очікуваного позитивного впливу розчину NaCl на збільшення маси коренеплоду цукрових буряків, на наш погляд, можна пояснити дуже ранніми строками забирання рослин з посудин, внаслідок чого позитивна дія розчину NaCl ще не встигла проявитися у повній мірі.

Ефективність позакореневих підживлень цукрових буряків розчинами солей натрію та магнію на чорноземі типовому (польовий дослід). Ріст і розвиток дослідних рослин. Вимірювання висоти рослин протягом трьох вегетаційних періодів свідчать про позитивний вплив розчинів солей натрію та магнію на висоту цукрових буряків на обох досліджуваних фонах. Максимального ефекту було досягнуто при застосуванні розчину хлористого натрію. В середньому за три роки досліджень висота рослин на цьому варіанті перевищувала контроль на неудобреному фоні на 9 см і на удобреному на 6 см відповідно.

Результати біометричних вимірювань показали, що позакореневі обробки цукрових буряків розчинами солей натрію та магнію мали також позитивний вплив і на показники довжини і ширини листя та їх кількість, що, у свою чергу, не могло не відобразитись на площі листкової поверхні дослідних рослин. Максимальні показники на обох фонах характерні для варіантів із застосуванням розчину NaCl4. Протягом вегетаційних періодів 2000 та 2003 рр. найбільша площа була у 2-й декаді серпня і перевищувала контроль на неудобреному фоні на 13,0 та 45,0 дм2 відповідно, а на удобреному – на 4,0 та 16,7 дм2. Протягом вегетації 2004 р. максимально розвинутий листковий апарат на неудобреному фоні ми спостерігали наприкінці липня, де площа дорівнювала 55,8 дм2 проти 23,0 дм2 на контролі. Для удобреного фону максимальними показниками характеризувався кінець серпня – відповідно 65,2 проти 46,9 дм2.

Визначення питомої ваги листкової пластинки протягом трьох років показали, що обробки рослин розчином хлористого натрію максимально збільшили її на обох досліджуваних фонах, яка в середньому дорівнює 4,3 г/дм2, що більше контролю на 0,5 г/дм2. Інші розчини, крім сульфату магнію, теж сприяли деякому збільшенню цього показника.

Максимальний вміст вологи на неудобреному фоні протягом вегетаційного періоду спостерігався при обробці рослин розчином NaCl. У вересні 2000 та 2003 рр. різниця між цим варіантом та контролем досягала 10На фоні внесених добрив розчини солей натрію та магнію теж сприяли збільшенню вмісту вологи в надземних органах рослин, але в дещо меншій мірі.

Результати досліджень вмісту сухої речовини в коренеплодах цукрових буряків показали, що на контрольних варіантах її містилося в середньому близько 28на обох досліджуваних фонах. При обробці рослин розчином хлористого натрію цей показник був вищим за контрольні на 1при внесенні добрив та на 2 % без їх внесення, що дозволяє нам говорити про наявність позитивного ефекту від застосування цього розчину.

Таким чином, наведені вище результати трирічних досліджень дозволяють зробити висновок про існування стабільної чітко вираженої позитивної залежності між позакореневими обробками цукрових буряків розчинами солей натрію та магнію і біометричними показниками розвитку рослин.

Особливості мінерального живлення рослин. Аналіз рослинної маси на вміст основних елементів живлення показав, що позакореневі обробки цукрових буряків сольовими розчинами впливають на азотне живлення рослин (табл. ). Найбільш чітко це простежується при використанні розчину хлористого натрію на неудобреному фоні, де вміст загального азоту в надземних органах в порівнянні з контролем збільшився на 0,37У коренеплодах спостерігається зменшення кількості азоту на варіанті з хлористим натрієм на 0,03та збільшення на аналогічну величину при використанні розчину NaCl+MgSO4. Розчин сульфату магнію окремо не впливав на вміст загального азоту в коренеплодах. На фоні внесених добрив максимальний вміст загального азоту в гичці рослин спостерігався на контрольному варіанті і становив 2,49У коренеплодах найбільше азоту містилось на варіанті з розчином NaCl + MgSO4 – 0,80що більше контролю на 0,04 %. На інших варіантах цей показник не перевищував контрольні дані. Суттєвих змін у фосфорно-калійному живленні дослідних рослин від застосування позакореневих підживлень сольовими розчинами не спостерігалося.

Таблиця 1

Вміст загального азоту в рослинах цукрових буряків

на момент збирання урожаю, %

Фон | Варіан | Вміст загального азоту, % | 2000 р. | 2003 р. | 2004 р. | Середнє | гичка | корене-плід | гичка | корене-плід | гичка | коре-неплідгичка | корене-плід | Неудобрений | 1. Контроль | 1,48 | 0,65 | 1,75 | 0,65 | 1,43 | 0,67 | 1,55 | 0,66 | 2. H2O1,73 | 0,62 | 2,09 | 0,65 | 1,44 | 0,68 | 1,75 | 0,65

3. NaCl | 2,06 | 0,59 | 2,20 | 0,62 | 1,50 | 0,69 | 1,92 | 0,63

4. MgSO4 | 1,82 | 0,64 | 2,03 | 0,77 | 1,76 | 0,58 | 1,87 | 0,66

5. NaCl+MgSO4 | 1,77 | 0,64 | 2,01 | 0,79 | 1,52 | 0,65 | 1,77 | 0,69 | Удобрений | 1. Контроль | 2,10 | 0,64 | 2,43 | 0,72 | 2,95 | 0,91 | 2,49 | 0,76 | 2. H2O1,93 | 0,60 | 2,27 | 0,70 | 2,50 | 0,69 | 2,23 | 0,66

3. NaCl | 2,08 | 0,56 | 2,17 | 0,68 | 2,52 | 0,96 | 2,26 | 0,73

4. MgSO4 | 1,15 | 0,64 | 2,01 | 0,70 | 2,97 | 0,88 | 2,04 | 0,74

5. NaCl+MgSO4 | 1,84 | 0,67 | 1,82 | 0,77 | 2,32 | 0,95 | 1,99 | 0,80 |

Вплив позакореневих підживлень на склад та кількість поглинених катіонів ґрунту. Наші дослідження були сплановані таким чином, щоб з’явилася можливість запобігти контакту між ґрунтом та розчинами солей, які вивчались. Зрозуміло, що повністю уникнути цього явища неможливо, тому згідно програми досліджень нами було передбачено аналітичне дослідження ґрунтових зразків у відношенні складу та кількості обмінних катіонів ґрунту. Отримані дані наведені в таблиці , з якої видно, що кількість поглиненого водню, яку можна визначити як гідролітичну кислотність ґрунту, не перевищує 1,3 мг-екв/100 г ґрунту. Зрозуміло, що така концентрація іонів водню свідчить про специфічний напрям ґрунтових процесів, які притаманні чорнозему типовому.

Результати аналізу ґрунтових зразків свідчать про те, що проведення позакореневих підживлень розчинами вказаних солей практично не впливає на склад та кількість поглинених катіонів. Деяка тенденція, яка не може бути визнана значною зміною, спостерігається лише у відношенні натрію та магнію. На тих варіантах, де застосовувались розчини з цими катіонами, виявлено дуже слабку тенденцію до збільшення їх кількості. Для натрію це збільшення не перевищує 0,1 мг-екв/100 г ґрунту, а для магнію – 1,5 мг-екв/100 г ґрунту.

Таким чином, проведені дослідження дозволяють констатувати відсутність суттєвого впливу позакореневих обробок рослин розчинами солей натрію та магнію на склад та кількість поглинених катіонів. Це дозволяє зазначити досліджуваний захід як цілковито безпечний для природного стану ґрунту, особливо у відношенні складу поглинених катіонів, що може впливати на фізичні та біологічні властивості ґрунту.

Таблиця 2

Склад та кількість поглинених катіонів у шарі ґрунту 0 –  см

після збирання цукрових буряків, мг-екв/100 г ґрунту

Варіант | Поглинені катіони

H+ | Ca++ | Mg++ | Na+ | K+

2000 р.

1. Контроль | 1,24 | 37,82 | 4,18 | 0,15 | 0,52 | 2. H2O1,19 | 34,35 | 3,89 | 0,18 | 0,41 | 3. NaCl | 1,30 | 36,53 | 4,48 | 0,24 | 0,53

4. MgSO4 | 1,29 | 35,00 | 5,56 | 0,17 | 0,48

5. NaCl + MgSO4 | 1,20 | 34,73 | 4,85 | 0,19 | 0,51 | 2003 р. | 1. Контроль | 1,57 | 36,72 | 5,12 | 0,17 | 0,43 | 2. H2O1,28 | 35,18 | 4,73 | 0,14 | 0,37

3. NaCl | 1,34 | 36,50 | 4,56 | 0,23 | 0,48

4. MgSO4 | 1,48 | 37,20 | 5,34 | 0,18 | 0,52

5. NaCl + MgSO4 | 1,37 | 36,13 | 5,21 | 0,21 | 0,49 | 2004 р. | 1. Контроль | 1,19 | 36,87 | 4,82 | 0,13 | 0,41 | 2. H2O1,27 | 35,34 | 5,12 | 0,17 | 0,36

3. NaCl | 1,12 | 36,52 | 5,04 | 0,21 | 0,49

4. MgSO4 | 1,23 | 35,48 | 5,86 | 0,15 | 0,37

5. NaCl + MgSO4 | 1,15 | 34,80 | 5,32 | 0,20 | 0,45 |

Урожай, структура та якість урожаю. Обробка цукрових буряків досліджуваними розчинами мала також позитивний вплив і на структуру урожаю. Під впливом розчину NaCl на неудобреному фоні збільшилася відносна доля коренеплоду до загальної маси рослини в середньому на 8а на фоні внесених добрив – на 6.

Найвищий урожай коренеплодів у всі роки досліджень спостерігався при обробці цукрових буряків розчином хлористого натрію із сульфатом магнію, що підтверджують дані, наведені в табл. . На неудобреному фоні в середньому було отримано 699 ц/га, а при внесенні добрив – 745 ц/га, що перевищує контрольні показники на 422 та 250 ц/га відповідно.

Таблиця 3

Середній біологічний урожай цукрових буряків, ц/га

Фон | Варіант | Біологічний урожай, ц/га

2000 р. | 2003 р. | 2004 р. | Середнє

урожай | приріст урожаю | урожай | приріст урожаю | урожай | приріст урожаю | урожай | приріст урожаю

Неудобрений | 1. Контроль | 291 | 285 | 256 | 277

2. H2O | 438 | 147 | 399 | 114 | 365 | 109 | 401 | 124

3. NaCl | 671 | 380 | 660 | 375 | 414 | 158 | 582 | 305

4. MgSO4 | 651 | 360 | 816 | 351 | 367 | 111 | 611 | 334

5. NaCl+MgSO4 | 684 | 393 | 839 | 554 | 574 | 318 | 699 | 422

НСР05, ц/га | 81 | 73 | 57

Удобрений | 1. Контроль | 467 | 614 | 403– | 495

2. H2O | 561 | 94 | 634 | 20 | 447 | 44 | 547 | 52

3. NaCl | 718 | 251 | 847 | 233 | 508 | 105 | 691 | 196

4. MgSO4 | 705 | 238 | 670 | 56 | 461 | 58 | 612 | 117

5. NaCl+MgSO4 | 750 | 283 | 905 | 291 | 579 | 176 | 745 | 250

НСР05, ц/га | 76 | 189 | 64

Вміст загальних цукрів у коренеплодах був максимальним при застосуванні розчинів NaCl та NaCl +4 (табл. ). На неудобреному фоні він становив по 16,6а на удобреному 17,0 та 16,6відповідно, що більше контролю на 0,4

Таблиця 4

Середній вміст цукру в коренеплодах цукрових буряків, %

Фон | Варіант | Цукристість, %

2000 р. | 2003 р. | 2004 р. | середнє

Неудобрений | 1. Контроль | 14,0 | 18,4 | 16,3 | 16,2

2. H2O | 14,0 | 18,1 | 16,4 | 16,2

3. NaCl | 14,2 | 19,4 | 16,3 | 16,6

4. MgSO4 | 14,0 | 16,7 | 15,2 | 15,3

5. NaCl + MgSO4 | 14,3 | 19,2 | 16,4 | 16,6

Удобрений | 1. Контроль | 14,4 | 18,1 | 17,3 | 16,6

2. H2O | 14,6 | 18,2 | 17,3 | 16,7

3. NaCl | 15,4 | 18,4 | 17,3 | 17,0

4. MgSO4 | 14,5 | 17,4 | 17,0 | 16,3

5. NaCl + MgSO4 | 14,9 | 17,9 | 17,1 | 16,6

Максимальний вихід умовного цукру з гектару протягом трьох років досліджень було одержано на варіанті з NaCl4. Він дорівнював 11,8 т/га на неудобреному фоні та 12,4 т/га на удобреному, при відповідних показниках на контролі 4,5 та 7,3 т/га. Дещо менший вихід цукру було отримано при застосуванні розчину NaCl (табл. ).

Таблиця 5

Середній розрахунковий вихід цукру, т/га

Варіант | Неудобрений фон | Удобрений фон

2000 р. | 2003 р. | 2004 р. | середнє | 2000 р. | 2003 р. | 2004 р. | середнє

1. Контроль | 4,1 | 5,2 | 4,2 | 4,5 | 6,7 | 8,2 | 7,0 | 7,3

2. H2O | 6,1 | 7,2 | 6,0 | 6,4 | 8,2 | 11,5 | 7,7 | 9,1

3. NaCl | 9,5 | 12,8 | 6,7 | 9,7 | 11,1 | 15,6 | 8,8 | 11,8

4. MgSO4 | 9,1 | 13,6 | 5,6 | 9,4 | 10,2 | 11,6 | 7,8 | 9,9

5. NaCl+MgSO4 | 9,8 | 16,1 | 9,4 | 11,8 | 11,2 | 16,2 | 9,9 | 12,4

Розрахунки економічної ефективності показали, що застосування розчинів солей натрію та магнію в якості позакореневих підживлень при вирощуванні цукрових буряків було більш рентабельним на неудобреному фоні, де окупність витрат в середньому дорівнювала від 16,0 до 19,1 грн. (табл. ). Максимальних показників економічної ефективності було досягнуто на варіанті з NaCl.

Таблиця 6

Економічна ефективність застосування розчинів солей

натрію та магнію в якості позакореневих підживлень

Варіант | Біологічний урожай, ц/га | Окупність витрат, грн.

2000 р. | 2003 р. | 2004 р. | середнє | 2000 р. | 2003 р. | 2004 р. | середнє

Неудобрений фон

1. Контроль | 291 | 285 | 256 | 277 | - | - | - | -

2. H2O438 | 399 | 365 | 401 | 19,7 | 18,8 | 17,4 | 18,0

3. NaCl671 | 660 | 414 | 582 | 20,5 | 20,6 | 16,2 | 19,1

4. MgSO4 | 651 | 816 | 367 | 611 | 17,9 | 19,7 | 10,4 | 16,0

5. NaCl+MgSO4 | 684 | 839 | 574 | 699 | 17,3 | 19,1 | 15,1 | 17,2

Удобрений фон | 1. Контроль

(N140P70K70) | 467 | 614 | 403 | 495 | 4,3 | 7,0 | 3,7 | 5,0

2. H2O | 561 | 634 | 447 | 547 | 2,4 | 0,6 | 1,2 | 1,4

3. NaCl | 718 | 847 | 508 | 691 | 5,0 | 4,9 | 2,4 | 4,1

4. MgSO4 | 705 | 670 | 461 | 612 | 4,8 | 1,3 | 1,3 | 2,5

5. NaCl+MgSO4 | 750 | 905 | 579 | 745 | 5,4 | 5,6 | 3,6 | 4,9

На фоні внесених добрив проведення позакореневих обробок розчином NaCl4 дозволило отримати найвищий рівень окупності витрат, який дорівнював 4,9 грн. Дещо менші показники економічної ефективності були отримані при застосуванні розчину NaCl.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене нове вирішення питання агрохімічної оптимізації стану агроекосистеми при вирощуванні цукрових буряків на одному з найбільш розповсюджених типів ґрунтів України – чорноземі типовому. Результати проведених нами досліджень по застосуванню розчинів солей натрію та магнію на цукрових буряках в якості позакореневих підживлень та при пророщуванні насіння дозволяють зробити наступні висновки.

1. Розчин хлористого натрію у концентраціях більше 25від вмісту його в морській воді (тобто більше 6,8 г/л розчину) має абсолютну інгібуючу дію в якості зволожуючого фактору на проростання насіння цукрових буряків. При пророщуванні насіння у 25ному розчині хлористого натрію енергія проростання і схожість були майже вдвічі нижчими, ніж при замочуванні у воді.

2. При замочуванні насіння цукрових буряків у розчинах хлористого натрію різних концентрацій і подальшому пророщуванні їх в дистильованій воді максимальні показникі життєздатності насіння спостерігалися для розчину хлористого натрію в кількості 13,6 г/л, тобто 50від вмісту його в морській воді. На цьому варіанті енергія проростання дорівнювала 39,3а схожість – 41,3тоді як на контролі відповідно 26,7 та 30,7

3. При замочуванні насіння цукрових буряків в розчинах солей натрію та магнію максимальну енергію проростання і схожість отримали при застосуванні розчину, який містив 6,25NaCl та по 25MgCl2 і MgSO4 від вмісту цих сполук в морській воді. Вони складали відповідно 47,3 та 56проти 36,0 та 52,0на контрольному варіанті. Із збільшенням концентрації солей у розчинах показники життєздатності насіння помітно зменшувалися.

4. Вивчення впливу хлористого натрію окремо та разом з солями магнію на показники життєздатності насіння цукрових буряків показало, що найкращих результатів можна досягти при сумісному застосуванні солей у співвідношенні 1,7 г/л NaCl, 0,5 г/л MgCl2 та 0,2 г/л MgSO4. Енергія проростання збільшилась до 38,7а схожість до 54,0що більше контролю на 5,4 та 16,0відповідно.

5. Застосування розчину хлористого натрію в кількості 27,2 г/л (тобто від вмісту його в морській воді) в якості позакореневих підживлень на рослинах цукрових буряків в умовах мікровегетаційного досліду сприяє кращому росту і розвитку рослин, збільшуючи площу листкової поверхні, вміст вологи в гичці та сухої речовини в коренеплодах. Кількість