УМАНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЗАБОЛОТНИЙ Олександр Іванович

УДК 633.15:632.954:631.811.98

БІОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ В РОСЛИНАХ І ҐРУНТІ ТА ПРОДУКТИВНІСТЬ КУКУРУДЗИ ПРИ ЗАСТОСУВАННІ ГЕРБІЦИДУ БАЗИС 75, ЗЕАСТИМУЛІНУ І РЕКСОЛІНУ В УМОВАХ ПРАВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

03.00.12 – фізіологія рослин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата

сільськогосподарських наук

УМАНЬ – 2007

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Уманському державному аграрному університеті

Міністерства аграрної політики України.

Науковий керівник доктор сільськогосподарських наук, професор

ГРИЦАЄНКО Зінаїда Мартинівна,

Уманський державний аграрний університет,

завідувач кафедри біології.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

ВЛАСЕНКО Микола Юхимович,

Київський обласний інститут післядипломної освіти педагогічних кадрів, професор кафедри педагогіки і психології;

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

ШКАТУЛА Юрій Миколайович,

Вінницький державний аграрний університет,

в.о. завідувача кафедри екології та охорони навколишнього середовища.

Захист відбудеться 15 червня 2007 року о _9_____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 74.844.02 в Уманському державному аграрному університеті за адресою: вул. Інститутська, 1, м. Умань, Черкаська обл., Україна, 20305.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Уманського державного аграрного університету за адресою: вул. Давиденка, 2, м. Умань.

Автореферат розісланий 14 травня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.П. Карпенко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сучасному етапі розвитку сільського господарства одержання продукції рослинництва пов’язане з великими витратами, які повинні окуповуватися високими врожаями. Однак урожайність сільськогосподарських культур обмежується не лише кліматичними факторами та нестачею біогенних елементів, в першу чергу азоту та фосфору, але й великою забур’яненістю посівів (Кузін В.Ф., 1990, Курдиш І.К., 2001). Від забур’янення полів світові втрати врожаю тільки зернових культур сягають 167,3 млн. т або 35% потенційного врожаю (Грицаєнко З.М. та ін., 1996; Ніколаєва Н.Г., Ладан С.С., 1998). Тому невід’ємною складовою технологій вирощування сільськогосподарських культур є боротьба з бур’янами. Разом з тим, лише агротехнічні та біологічні заходи знищення бур’янів не дають відповідних результатів, тому основною ланкою новітніх науково обгрунтованих, енергозберігаючих технологій вирощування сільськогосподарських культур у всіх розвинених країнах світу є застосування хімічних заходів, за допомогою яких бур’яни знищуються своєчасно, що покращує живлення, ріст і розвиток культурних рослин, забезпечуючи одержання додаткових врожаїв і економію затрат на їх вирощування. При цьому в декілька разів збільшується продуктивність праці, знижується собівартість продукції й кожна гривня, витрачена на хімічну обробку посівів, окуплюється в 5-10 разів (Зуза В.С., 2001; Мордерер Є.Ю., 2004). Однак гербіциди можуть викликати глибокі зміни в різних процесах життєдіяльності рослин, впливаючи на активність ферментів, фотосинтез, дихання, транспірацію, надходження і транспорт речовин, анатомічну будову органів рослин, що лежать в основі формування врожаю (Леонтюк І.Б., 2001). У зв’язку з цим необхідно розробляти нові технології, за яких рослини формували б високий урожай і були б екологічно безпечними. Одним з елементів таких технологій може бути сумісне застосування гербіцидів з фізіологічно активними речовинами, які дозволяють у повній мірі реалізувати потенціал рослини, закладений в ній природою і селекцією. Однак на даний час питання сумісного застосування гербіцидів з фізіологічно активними речовинами та механізм дії цих сумішей на рослини та ґрунт є недостатньо вивченими, що й обумовило вибір теми дисертаційної роботи і визначило основні напрями наших досліджень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною програми досліджень кафедри біології Уманського державного аграрного університету „Розробка новітніх технологій виробництва екологічно чистої продукції рослинництва з мінімальним пестицидним навантаженням у сівозміні”, номер державної реєстрації 0105U00560.

Мета і завдання досліджень. Головною метою роботи було дослідити вплив різних норм гербіциду Базис 75, внесеного без фізіологічно активних речовин та сумісно з Зеастимуліном або Рексоліном на біологічні процеси в рослинах кукурудзи і ґрунті та забур’яненість її посівів, що лежать в основі формування врожаю високої якості та отримання високого економічного рівня господарювання при мінімальному гербіцидному навантаженні на ґрунт, рослини та навколишнє середовище і на підставі отриманих даних розробити науково обґрунтовані та екологічно безпечні заходи боротьби з бур’янами в посівах кукурудзи в умовах Правобережного Лісостепу України.

Завданням досліджень було встановити вплив гербіциду Базис 75, Зеастимуліну і Рексоліну при різних нормах і способах їх застосування на: ріст рослин кукурудзи у висоту, ріст асиміляційної поверхні та накопичення біомаси кукурудзи, анатомічну будову листків та стебел кукурудзи, синтез хлорофілів, чисту продуктивність фотосинтезу, активність ферментів окисно-відновного характеру дії, інтенсивність дихання, мікробіологічну активність ґрунту в ризосфері кукурудзи, рівень забур’яненості посівів кукурудзи, формування врожаю і якостей зерна кукурудзи, економічну і енергетичну ефективність.

Об’єкт досліджень – біологічні процеси в рослинах і ґрунті як основа формування продуктивності кукурудзи та якості зерна при застосуванні гербіциду Базис 75, внесеного окремо і сумісно з Зеастимуліном та Рексоліном.

Предмет досліджень – гібрид кукурудзи Харківський 295 МВ, гербіцид Базис 75, біостимулятор росту Зеастимулін та комплексне мікродобриво Рексолін.

Методи досліджень: польовий та лабораторний методи – для агрофізичних і біологічних аналізів; математично-статистичний метод – для оцінки достовірності отриманих результатів; економіко-математичний метод – для встановлення економічної та енергетичної ефективності застосування препаратів.

Наукова новизна одержаних результатів. В умовах Правобережного Лісостепу України обґрунтовано можливість зменшення норм гербіциду Базис 75 за рахунок поєднаного його використання з рістрегулюючими препаратами, які стимулюють активність фізіолого-біохімічних процесів у рослинах. На основі отриманих експериментальних даних розроблено науково обґрунтовану екологічно безпечну технологію застосування Базису 75 сумісно з Зеастимуліном і Рексоліном, яка дає змогу знизити гербіцидне навантаження на ґрунт і навколишнє природне середовище та забезпечити високі економічні показники вирощування кукурудзи в умовах Правобережного Лісостепу України.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблена науково обґрунтована екологічно безпечна новітня технологія застосування гербіциду Базис 75, Зеастимуліну і Рексоліну пройшла виробничу перевірку в посівах кукурудзи в СТОВ „Стебне” Звенигородського району Черкаської області, забезпечивши отримання додаткового прибутку в розмірі 855 грн/га в цінах 2005 року за окупності додаткових витрат на внесення препаратів у 4,8 рази при застосуванні 20 г/га Базису 75 сумісно з Зеастимуліном, 10 мл/га.

Особистий внесок здобувача в одержанні результатів досліджень полягає в безпосередній розробці програми досліджень, аналізі наукової літератури, проведенні польових та лабораторних дослідів, опрацюванні та аналізі експериментальних даних, формулюванні висновків та пропозицій виробництву, написанні статтей та виробничій перевірці результатів досліджень.

Апробація результатів досліджень. Результати досліджень доповідались і обговорювались на засіданнях кафедри біології Уманського державного аграрного університету та наукової лабораторії Мінагрополітики України з вивчення дії гербіцидів і біостимуляторів росту в посівах сільськогосподарських культур. Основні положення досліджень доповідалися на ІІ Міжнародній конференції „Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти” м. Львів (серпень, 2004), на Всеукраїнських конференціях молодих вчених, м. Умань (лютий, 2005; березень, 2006; лютий, 2007), на Міжнародній науковій конференції „Аграрна наука і освіта ХХІ століття”, м. Умань (липень, 2006).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано дев’ять друкованих праць, з них три – у фахових наукових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційну роботу викладено на 135 сторінках комп’ютерного набору, ілюстровано 33 таблицями та чотирма рисунками і складається з вступу, п’яти розділів, висновків, пропозицій виробництву та додатків на 39 сторінках. Список використаних джерел нараховує 260 позицій, в тому числі 35 латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури

У розділі подається аналіз наукових джерел вітчизняних і зарубіжних авторів з вивчення впливу гербіцидів і фізіологічно активних речовин на біологічні процеси в рослинах сільськогосподарських культур і ґрунті, на забур’яненість посівів, формування врожаю і його якості, економічну ефективність.

Показана необхідність досліджень закономірностей дії гербіцидів залежно від норм і способів застосування та грунтово-кліматичних умов зони.

Місце, Умови та методика проведення досліджень

Грунтово-кліматичні і погодні умови. Експерементальну частину роботи проводили на дослідному полі навчально-науково-виробничого відділу Уманського державного аграрного університету, розташованого в Маньківському природно-сільськогосподарському районі Середньо-Дніпровсько-Бузького округу Лісостепової правобережної провінції України протягом 2003–2005 років.

Ґрунтовий покрив дослідного поля – чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі, відзначається глибоким заляганням карбонатів та невисоким вмістом в орному шарі гумусу (3,3%). Ступінь насиченості ґрунту основами знаходиться в межах 81-97%, реакція розчину – слабокисла (pH 6,0), гідролітична кислотність – 1,8-2,0 мг.-екв./100 г ґрунту, вміст рухомих форм фосфору та обмінного калію (за методом Чирикова) – 80-112 мг/кг ґрунту, азоту лужногідролізованих сполук (за методом Корнфілда) – 80-108 мг/кг ґрунту.

За даними Уманської метеостанції, середньобагаторічна кількість опадів в умовах проведення досліджень складає 633 мм, проте в окремі роки спостерігаються значні відхилення. Опади протягом року розподіляються нерівномірно. В теплий період (квітень – жовтень) випадає біля 70% річної кількості. За тепловим режимом клімат регіону – помірно-середньо- континентальний. Безморозний період продовжується 160-170 днів. Період з річною сумою температур, що перевищує 10°С, триває 140-160 днів. Середньодобова температура понад 5°С триває 225 днів. Погодні умови в роки проведення досліджень відрізнялися між собою за сумою опадів та температурним режимом. Так, в 2003 році недобір вологи спостерігався протягом вегетаційного періоду і в цьому ж році була зафіксована висока температура та низька вологість повітря. В 2004 році кількість опадів, температура та відносна вологість повітря були вищими за середньобагаторічні показники, що сприяло кращому розвитку культури. Вегетаційний період 2005 року характеризувався дещо нижчою в порівнянні з середньобагаторічними даними кількістю опадів, проте за рахунок високої відносної вологості повітря та оптимальної температури, рослини кукурудзи добре росли і розвивалися. В цілому кліматичні умови регіону були сприятливі для більшості сільськогосподарських культур, у тому числі й кукурудзи.

Агротехніка вирощування кукурудзи – загальноприйнята для регіону. Попередником була озима пшениця. Норма висіву становила 55 тис. схожих насінин гібриду Харківський 295 МВ. Внесення Базису 75 (15, 20, 25 і 30 г/га), Зеастимуліну (10 мл/га) і Рексоліну (200 г/га) проводили згідно схеми досліду по сходах культури у фазу 3-5 листків з витратою 300 л/га робочого розчину. Урожай кукурудзи з облікових ділянок збирали шляхом виламування качанів вручну з наступним їх обмолочуванням та зважуванням зерна, а у виробничих умовах – зернозбиральним комбайном СК–5 „Нива” з пристосуванням ППК–4 суцільним методом.

Методика проведення досліджень. Ефективність проведених заходів визначали шляхом розрахунків результатів обліків та спостережень у порівнянні з контрольними варіантами, де гербіцид, Зеастимулін і Рексолін не вносили, а також з контролем, де проводили ручне прополювання бур’янів. Загальна площа дослідної ділянки складала 120 м2, облікової – 80 м2. Повторність у досліді триразова з рендомізованим розміщенням варіантів.

Ріст рослин у висоту (вимірювання 100 типових рослин з варіанту), площу фотосинтетичної поверхні визначали за методикою, описаною В.Ф. Мойсейченком та В.О. Єщенком (1994).

Анатомічну будову епідермісу листя та судинно-волокнистих пучків визначали за методикою А.О. Грицаєнка (2003).

Вміст зелених пігментів фоторецепторного комплексу хлоропластів визначали за методикою М.І. Третьякова (1990).

Продуктивність фотосинтезу встановлювали за методикою А.О. Ничипоровича (1956), а біомасу рослин – гравіметричним методом К.М. Векірчика (1990).

Активність дії ферментів антиоксидантних систем рослин кукурудзи визначали за методикою Х.М. Починка (1984), інтенсивність дихання рослин кукурудзи – за методикою Бойсен-Ієнсена (2003).

Підрахунок загальної кількості мікроорганізмів виконували за методикою М.В. Федорова (1957), а еколого-трофічних груп – за К.З. Теппер із співавторами (1979).

Визначення забур’яненості посівів кукурудзи проводили кількісно-ваговим методом.

Урожай кукурудзи з облікових ділянок збирали шляхом виламування качанів вручну з наступним їх обмолочуванням.

Якості зерна: натуру визначали за ГОСТ 10840-64 (1990), масу 1000 насінин – за ГОСТ 10842-89 (1990), енергію проростання та схожість встановлювали за методикою, описаною В.Ф. Мойсейченком та В.О. Єщенком (1994), активність амілази – за Починком (1990), вміст крохмалю – об’ємним методом за методикою Починка (1987). Вміст жиру визначали за допомогою рефрактометра за Єрмаковим (1987), вміст клітковини – за Кюршнером і Ганеком (1987).

Економічну оцінку доцільності проведення даного агроприйому встановлювали за технологічними картами у цінах 2005 року, біоенергетичну оцінку – за методикою О.К. Медведовського і П.І. Іваненка (1998).

Дисперсійний аналіз експериментальних даних проводили за методикою, описаною Б.О. Доспєховим (1985).

Біологічні процеси в рослинах кукурудзи І ҐРУНТІ при застосуванні Базису 75, Зеастимуліну і Рексоліну

Ріст рослин кукурудзи у висоту. Встановлено, що внесення гербіциду Базис 75, Зеастимуліну і Рексоліну впливало на висоту рослин кукурудзи. Так, при дії лише Базису 75 у нормі 25 г/га препарату у фазу молочної стиглості висота рослин перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання на 18,6%. При дії цієї ж норми Базису 75 з фізіологічно активними речовинами – Зеастимуліном і Рексоліном, висота кукурудзи перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання – відповідно на 30,1 і 28,1%. Однак, найбільш активно ріст кукурудзи проходив при застосуванні гербіциду в нормі 20 г/га з Зеастимуліном (на 35,0% приріст перевищував контроль) і в суміші з Рексоліном (на 30,8% ріст перевищував контроль без препаратів і ручного прополювання).

Формування асиміляційної поверхні кукурудзи. Відомо, що важливим показником, який визначає продуктивність рослин, є швидкість наростання та розміри площі їх листкової поверхні, так як активність фізіологічних процесів у рослинах і їх продуктивність залежать від роботи фотоактивної асиміляційної поверхні. Нами встановлено, що найбільш активно наростала листкова поверхня кукурудзи у фазу викидання мітелки за внесення 25 г/га Базису 75 – на 4,4% перевищувало контроль без препаратів і ручного прополювання. Застосування 25 г/га Базису 75 в суміші з Зеастимуліном та Рексоліном також сприяло активному формуванню розмірів фотосинтетичного апарату кукурудзи в порівнянні з дією лише гербіциду. У цих варіантах досліду площа листя перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання відповідно на 4,8 і 4,5%. Однак найбільш інтенсивно ріст листової поверхні відбувався при внесенні 20 г/га Базису 75 сумісно з Зеастимуліном та Рексоліном – відповідно на 5,7 та 5,1% вище контролю без препаратів і ручного прополювання (табл. 1). Під час проходження інших фаз росту і розвитку кукурудзи залежність формування асиміляційної поверхні листя від норми та способу застосування препаратів зберігалася.

Синтез хлорофілів у листках кукурудзи. Важливим фізіологічним показником фотосинтетичної діяльності рослин є формування фоторецепторного комплексу хлоропластів – пігментної системи, оскільки пігменти відіграють важливу роль у функціонуванні фотосинтетичного апарату. Фотосинтетичні пігменти, і, в першу чергу, хлорофіл, є дуже чутливими індикаторами стану листкового апарату рослин і їх вміст зазнає змін при дії різних факторів. Нашими дослідами встановлено, що при дії Базису 75, Зеастимуліну і Рексоліну в оптимальних нормах відбувається посилення синтезу зелених пігментів. Найвищим їх вміст був у фазу викидання мітелки за

внесення 25 г/га гербіциду без фізіологічно активних речовин – на 0,22 мг/г сирої речовини вище контролю без препаратів і ручного прополювання у 2003 році та на 0,20 і 0,34 мг/г сирої речовини – відповідно у 2004 і 2005 роках. Сумісна дія препаратів сприяла більш інтенсивному синтезу хлорофілів. Так, при внесенні 20 г/га Базису 75 сумісно з Зеастимуліном накопичення пігментів відбувалося найбільш активно: на 0,45 мг/г сирої речовини вище контролю без препаратів і ручного прополювання у 2003 році та на 0,43 і 0,48 мг/г сирої речовини – відповідно у 2004 і 2005 роках.

Анатомічна структура епідермісу листків і судинно-волокнистих пучків стебел кукурудзи. Анатомічна будова органів рослин є системою, що в значній мірі відображає умови їх життєдіяльності. Проте, під впливом ряду екологічних чинників, зокрема і внесення гербіцидів, анатомічна будова листя і стебел може змінюватися. Нами встановлено, що застосування гербіциду Базис 75, Зеастимуліну і Рексоліну призводить до зменшення розмірів клітин при збільшенні їх кількості. Зменшення кількості клітин відбувалося при підвищенні норми гербіциду. Найбільша кількість клітин була при дії 30 г/га гербіциду сумісно з Зеастимуліном – 69,6 шт./мм2 проти 65,8 шт./мм2 на контролі без препаратів і ручного прополювання. Кількість судин у судинно-волокнистих пучках була найбільшою при дії 20 г/га Базису 75 у суміші з Зеастимуліном – 4,6 шт. при контролі 3,1. У цьому варіанті досліду формувалася найбільшою площа провідних тканин: 313,3 мкм2 – площа ксилеми та 82,7 мкм2 – площа флоеми при контролі – відповідно 149,0 і 52,2 мкм2. Збільшення площ провідних тканин супроводжувалося одночасним зменшенням розмірів механічної тканини, що може призводити до ламкості стебел кукурудзи.

Продуктивність фотосинтезу. Досліджувані препарати активно впливали на фотосинтетичну діяльність рослин, можливо, через безпосередній вплив на інтенсивність фотосинтезу, метаболізм вуглецю і енергетичний обмін фотосинтезуючих клітин. Нами встановлено, що показник ЧПФ був різний у варіантах досліду і залежав від норми та способу застосування препаратів (табл. ). Так, при застосуванні лише Базису 75 продуктивність фотосинтезу у фазу викидання мітелки була найбільшою і перевищувала контроль за внесення 25 г/га препарату – на 0,23 г/м2 за добу – у 2003 році; на 0,17 г/м2 за добу – у 2004 році та на 0,28 г/м2 за добу – у 2005 році. При сумісній дії гербіциду з фізіологічно активними речовинами найвищі показники ЧПФ формувалися при застосуванні 20 г/га препарату з Зеастимуліном. Тут продуктивність фотосинтезу перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання в роки досліджень – відповідно на 1,03; 0,71 і 0,53 г/м2 за добу, а при дії 20 г/га гербіциду з Рексоліном – відповідно на 0,93; 0,61 і 0,47 г/м2 за добу.

Ріст біомаси кукурудзи. Одним з показників реалізації потенціалу ростових процесів рослин є інтенсивність накопичення вегетативної маси. Вегетативна маса рослин, як відомо, приростає більш активно у тих варіантах досліду, де спостерігаються вищі показники синтезу органічних речовин у процесі фотосинтезу. Так, при дії лише Базису 75 у нормі 25 г/га маса рослин у фазу викидання мітелки була найвищою і складала 111,2% проти контролю без препаратів і ручного прополювання. Сумісне застосування гербіциду з Зеастимуліном і Рексоліном сприяло більш активному росту маси рослин кукурудзи. Так, при дії суміші 20 г/га Базису 75 з Зеастимуліном маса кукурудзи перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання на 15,2%. Внесення 20 г/га гербіциду з Рексоліном менш активно впливало на приріст маси кукурудзи в порівнянні з дією 20 г/га Базису 75 з Зеастимуліном. У цьому варіанті досліду біомаса кукурудзи перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання на 13,4%. Така ж залежність наростання маси кукурудзи від дії різних норм та способів застосування препаратів зберігалася і в інші фази розвитку рослин.

Активність ферментів антиоксидантних систем рослин кукурудзи. Дія гербіцидів може прямо чи побічно змінювати активність клітинних ферментів. Нами встановлено, що активність ферментів окисно-відновного характеру дії залежала від норми і способу внесення досліджуваних хімічних реагентів та від фази росту і розвитку культури (табл. 2). Так, у фазу викидання мітелки при застосуванні лише Базису 75 активність ферментів була найвищою при дії 25 г/га препарату і перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання в 2003 році на 1,2 мк моль розкладеного перекису водню, а в 2004 і 2005 роках – відповідно на 1,3 і 1,2 мк моль. Активність пероксидази у цьому варіанті досліду в 2003 році перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання на 0,9 мк моль розкладеного гваяколу, а в 2004 і 2005 роках – відповідно на 3,4 і 2,5 мк моль. При дії 25 г/га гербіциду активність поліфенолоксидази у фазу викидання мітелки в 2003 році перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання на 1,0 мк моль розкладеної аскорбінової кислоти, а в 2004 і 2005 роках – відповідно на 0,6 і 0,9 мк моль. За сумісної дії Базису 75 з фізіологічно активними речовинами спостерігалося підвищення активності ферментів у порівнянні з контролем без препаратів і ручного прополювання та з дією лише одного Базису 75. Найвища активність ферментів була при дії 20 г/га гербіциду сумісно з Зеастимуліном.

Інтенсивність дихання. Нами встановлено, що при дії досліджуваних реагентів підвищується інтенсивність дихання, що сприяє вивільненню лабільної енергії, яка накопичується в макроергічних зв’язках АТФ і може бути використана для численних енергоємних процесі у рослинах. Найвищою інтенсивність дихання при застосуванні різних норм гербіциду була за дії 25 г/га Базису 75 – на 13,3% вище контролю без препаратів і ручного прополювання.

За сумісного застосування Базису 75 з фізіологічно активними речовинами найвищою інтенсивність дихання була при внесенні гербіциду в нормі 20 г/га сумісно з Зеастимуліном – на 24,1% вище контролю без препаратів і ручного прополювання.

Мікробіологічна активність ґрунту при дії Базису 75, Зеастимуліну і Рексоліну

Загальна кількість бактерій і грибів. Родючість ґрунту тісно пов’язана з життєдіяльністю сапрофітної мікрофлори. Завдяки діяльності ґрунтових мікроорганізмів у ґрунті нагромаджуються елементи живлення, і не лише азот, а й фосфор та калій у доступній формі для культурних рослин. Встановлено, що за дії гербіциду Базис 75 в нормі 25 г/га спостерігався більш інтенсивний розвиток ґрунтової мікрофлори, ніж при дії інших норм гербіциду. У цьому варіанті досліду загальна кількість бактерій зросла на 32,3% до контролю без препаратів і прополювання, а загальна кількість грибів – на 37,4% (табл. 3).

Таблиця 3

Загальна кількість ризосферної мікрофлори кукурудзи через 25 днів після внесення препаратів (середнє за 2003-2005 рр.)

Варіант досліду | Загальна кількість

бактерій | Загальна кількість

грибів | тис. шт. в 1 г ґрунту | % до контролю | тис. шт. в 1 г ґрунту | % до контролю | Контроль (без гербіциду і ручного прополювання) | 1164 | 100,0 | 214 | 100,0 | Контроль (без гербіциду + ручне прополювання) | 1334 | 114,6 | 233 | 108,9 | Зеастимулін | 1304 | 112,0 | 240 | 112,1 | Рексолін | 1213 | 104,2 | 223 | 104,2 | Базис 75, 15 г/га | 1360 | 116,8 | 244 | 114,0 | Базис 75, 20 г/га | 1463 | 125,7 | 262 | 122,4 | Базис 75, 25 г/га | 1540 | 132,3 | 294 | 137,4 | Базис 75, 30 г/га | 1313 | 112,8 | 242 | 113,1 | Базис 75, 15 г/га + Зеастимулін | 1387 | 119,2 | 254 | 118,7 | Базис 75, 20 г/га + Зеастимулін | 1653 | 142,0 | 327 | 152,8 | Базис 75, 25 г/га + Зеастимулін | 1574 | 135,2 | 301 | 140,7 | Базис 75, 30 г/га + Зеастимулін | 1367 | 117,4 | 240 | 112,1 | Базис 75, 15 г/га + Рексолін | 1372 | 117,9 | 250 | 116,8 | Базис 75, 20 г/га + Рексолін | 1631 | 140,1 | 305 | 142,5 | Базис 75, 25 г/га + Рексолін | 1555 | 133,6 | 296 | 138,3 | Базис 75, 30 г/га + Рексолін | 1323 | 113,7 | 240 | 112,1 | При вивченні сумісної дії гербіциду і фізіологічно активних речовин на розвиток ґрунтової мікрофлори встановлено, що найбільш інтенсивно мікроорганізми розвивалися при дії 20 г/га Базису 75 з Зеастимуліном. Тут загальна кількість бактерій і грибів перевищувала контроль – відповідно на 42,0 і 52,8%.

Чисельність еколого-трофічних груп мікроорганізмів. Чутливими до дії Базису 75 виявилися безспорові форми бактерій – нітрифікатори І і ІІ фази нітрифікації. При 25 г/га гербіциду кількість нітрифікаторів І фази перевищувала контроль на 10,5%, а ІІ фази – на 11,9%. Кількість амоніфікуючих і целюлозоруйнівних бактерій зросла при дії 25 г/га препарату – відповідно на 25,0 і 10,7%. При вивченні сумісної дії Базису 75 з Зеастимуліном кількість нітрифікаторів І і ІІ фаз нітрифікації підвищувалась – відповідно на 13,8 і 23,4% проти контролю, а амоніфікуючих і целюлозоруйнівних бактерій – відповідно на 41,4 і 17,4%.

Кількість асоціативних фіксаторів повітряного азоту роду азотобактер. Нами також встановлено, що застосування Базису 75 без Зеастимуліну і Рексоліну призводило до часткового пригнічення росту азотобактера на 10-й день після внесення гербіциду. Застосування Базису 75 у суміші з Зеастимуліном або Рексоліном сприяло зниженню негативного впливу гербіциду на ріст азотфіксаторів у перші дні дії препарату. На 25-й день після внесення препаратів ріст азотобактера повністю відновлювався у всіх варіантах досліду.

Агроекологічна ефективність застосування Базису 75, зеастимуліну і рексоліну в посівах кукурудзи

Забур’яненість посівів. При вирощуванні кукурудзи за інтенсивною технологією важливе значення у формуванні високих урожаїв має своєчасне знищення бур'янів, до яких кукурудза чутлива більше, ніж інші зернові культури, особливо на ранніх стадіях розвитку до утворення першого надземного стеблового вузла. Для знищення бур'янів, поряд з механічними заходами, в посівах кукурудзи застосовують гербіциди, що є одним з важливих елементів інтенсивної технології її вирощування. При підрахунку рівня забур’яненості через місяць після внесення препарату нами встановлено, що у варіанті з внесенням 15 г/га Базису 75 було знищено 63,1% бур’янів за кількістю та 65,8% за масою в порівнянні з контролем без внесення препаратів і ручного прополювання. З підвищенням норми гербіциду частка знищення бyр’янів зростала і при 20 г/га Базису 75 рівень забур’яненості зменшився на 65,6% за кількістю та на 69,0% за масою, а при 25 г/га частка знищення бур’янів становила 69,3% за кількістю і 70,7% за масою в порівнянні з контролем без препаратів та прополювання. Найбільше знищення бур’янів було при застосуванні 30 г/га гербіциду – 72,7% за кількістю і 74,3% за масою до контролю.

Перед збиранням врожаю кількість і маса бур’янів була більшою, ніж через місяць після внесення препаратів у всіх варіантах досліду, що пояснюється проростанням і розвитком нових бур’янів у проміжку часу між двома підрахунками забур’яненості. Зміна рівня забур’яненості при визначенні її перед збиранням врожаю відбувалася також у залежності від внесених норм Базису 75. Так, при збільшенні норми Базису 75 від 15 до 30 г/га частка знищених бур’янів за кількістю збільшувалася від 53,0 до 76,2%, а маса бур’янів зменшувалася на 58,9-69,7% до контролю без препаратів і ручного прополювання.

При дії Базису 75 в нормах від 15 до 30 г/га сумісно з Зеастимуліном забур’яненість посівів через місяць після внесення препаратів зменшувалася на 66,7-77,8% за кількості та відповідно на 70,2-81,6% за масою в порівнянні з контролем без препаратів і ручного прополювання. Дещо меншим був відсоток знищення бур'янів при дії суміші Базису 75 з Рексоліном. Так, через місяць після внесення препаратів кількість бур’янів знизилась відповідно до норм Базису 75 на 65,4-76,0% за кількістю та на 66,8-75,6% за масою до контролю без препаратів і ручного прополювання.

Перед збиранням урожаю при дії суміші Базису 75 в тих же нормах з Зеастимуліном було знищено 58,5-79,7% бур’янів за кількістю та 64,9-79,0% за масою до контролю без препаратів і ручного прополювання, а при внесенні Базису 75 сумісно з Рексоліном – відповідно 56,2-77,8% за кількістю та 60,2-72,6% за масою.

Урожайність і якість зерна. Одним із головних показників ефективності дії гербіцидів є їх вплив на формування урожайності і якості зерна вирощуваної культури. Встановлено, що досліджувані нами речовини сприяли підвищенню урожайності зерна кукурудзи. Величина приросту врожаю залежала як від норми, так і від способу застосування препаратів (табл. 4). Найбільша прибавка врожаю отримана при дії 25 г/га Базису 75, внесеного без фізіологічно активних речовин і складала 15,1 ц/га проти контролю та при нормі 20 г/га Базису 75, внесеного в сумішах з Зеастимуліном – на 23,3 ц/га і Рексоліном – на 20,5 ц/га проти контролю.

Одночасно зі зростанням урожайності зерна змінювалися також фізичні й хімічні показники його якості. Так, при дії 25 г/га Базису 75 натура зерна перевищувала контроль без препаратів і ручного прополювання на 15,2 г/л, а маса 1000 зерен – на 14,6 г. При застосуванні 20 г/га Базису 75 сумісно з Зеастимуліном натура зерна становила 730,5 г/л проти 704,1 г/л на контролі, а маса 1000 зерен – 247,7 г проти 222,2 на контролі. У цьому варіанті досліду високими були також показники вмісту крохмалю (74,7% проти 72,6% на контролі), жиру (5,4% проти 4,4% на контролі) та активності амілази при проростанні насіння кукурудзи (0,056 мг гідролізованого крохмалю за 1 годину на 1 мл білка проти 0,031 на контролі). Вміст клітковини знаходився в межах 2,0-2,4%.

Таблиця 4

Урожайність зерна кукурудзи залежно від різних норм гербіциду

Базис 75, Зеастимуліну і Рексоліну

Варіант досліду | Роки досліджень | Середнє за 3 роки | % до конт-ролю | 2003 | 2004 | 2005 | Урожайність, ц/га | Контроль (без препаратів і ручного прополювання) | 55,8 | 58,8 | 50,8 | 55,1 | 100,0 | Контроль (без препаратів + ручне прополювання) | 62,8 | 64,6 | 58,3 | 61,9 | 112,3 | Зеастимулін | 59,6 | 61,1 | 62 | 60,9 | 110,5 | Рексолін | 58,7 | 59,3 | 60,2 | 59,4 | 107,8 | Базис 75, 15 г/га | 60,3 | 64,3 | 62,3 | 62,3 | 113,1 | Базис 75, 20 г/га | 64,7 | 66,1 | 64,2 | 65,0 | 118,0 | Базис 75, 25 г/га | 68,8 | 70,0 | 69,4 | 69,4 | 126,0 | Базис 75, 30 г/га | 57,8 | 63,3 | 65,8 | 62,3 | 113,1 | Базис 75, 15 г/га + Зеастимулін | 64,8 | 66,8 | 68,5 | 66,7 | 121,1 | Базис 75, 20 г/га + Зеастимулін | 76,3 | 79,1 | 77,4 | 77,6 | 140,8 | Базис 75, 25 г/га + Зеастимулін | 70,5 | 70,8 | 71,1 | 70,8 | 128,5 | Базис 75, 30 г/га + Зеастимулін | 60,3 | 62,2 | 70,1 | 64,2 | 116,5 | Базис 75, 15 г/га + Рексолін | 62,1 | 64,3 | 68,6 | 65,0 | 118,0 | Базис 75, 20 г/га + Рексолін | 73,3 | 75,2 | 75,9 | 74,8 | 135,8 | Базис 75, 25 г/га + Рексолін | 66,1 | 69,1 | 72,1 | 69,1 | 125,4 | Базис 75, 30 г/га + Рексолін | 59,9 | 60,5 | 67,5 | 62,6 | 113,6 | НІР 05 | 4,8 | 3,8 | 3,9

Економічна та біоенергетична ефективність застосування Базису 75, Зеастимуліну і Рексоліну. При вирощуванні зернової кукурудзи важливо забезпечити не тільки ріст урожайності та якісного складу зерна, а й економічної ефективності виробництва. В результаті проведеної економічної оцінки застосування препаратів встановлено, що найбільш економічно та енергетично доцільним є застосування 20 г/га Базису 75 сумісно з Зестимуліном. Тут отримано найвищий рівень рентабельності – 97,0% при окупності додаткових витрат у 5,6 рази. У цьому варіанті собівартість 1 ц продукції була найнижчою і складала 25,4 грн/ц, а коефіцієнт енергетичної ефективності був на рівні 4,00 проти 2,93 на контролі (табл. 5).

ВИСНОВКИ

1. Огляд літератури свідчить про те, що експериментальний матеріал, одержаний вченими як в Україні, так і за кордоном, з вивчення дії гербіцидів і регуляторів росту в посівах сільськогосподарських культур є неоднозначним. Спостерігаються протиріччя в поглядах на закономірність проходження основних біологічних процесів у рослинах і ґрунті, формування продуктивності вирощуваних культур. Маловивченими залишаються питання впливу на життєдіяльність рослин і мікробіологічні процеси в ґрунті за сумісного застосування гербіцидів і регуляторів росту.

2. Базис 75 у нормах 15 – 30 г/га, внесений в посівах кукурудзи як окремо, так і сумісно з Зеастимуліном і Рексоліном позитивно впливає на ростові процеси кукурудзи. Найбільша висота рослин формується на фоні сумісного застосування гербіциду в нормі 20 г/га з Зеастимуліном: на 35,3% вище контролю без гербіцидів у фазу 8-10 листків та на 35,0% – у фазу молочної стиглості зерна.

3. Площа фотосинтетичної поверхні кукурудзи формується найбільшою при застосуванні 25 г/га Базису 75 без регулятора росту і при 20 г/га – з регулятором росту Зеастимуліном.

4. Синтез хлорофілів „а” і „в” в листках кукурудзи відбувається найбільш активно при 20 г/га Базису 75, внесеного сумісно з Зеастимуліном. Його кількість перевищувала контроль у фазу викидання мітелки: на 17,3% – у 2003 році, на 15,5 – у 2004 році і на 17,2% – у 2005 році.

5. Застосування Базису 75 сприяє збільшенню площі ксилеми і флоеми та кількості клітин епідермісу в листках кукурудзи. Активно змінюється анатомічна структура органів рослин при внесенні гербіциду з біологічно активними речовинами: при 20 г/га Базису 75 з Зеастимуліном площа ксилеми зростала в 2,1 рази в порівнянні з контролем, а площа флоеми – в 1,58 рази.

6. Базис 75, внесений як окремо, так і сумісно з Зеастимуліном і Рексоліном, позитивно впливає на продуктивність фотосинтезу посівів кукурудзи. Найвищі показники чистої продуктивності фотосинтезу формуються за дії 25 г/га Базису 75 без фізіологічно активних речовин та за внесення 20 г/га гербіциду з Зеастимуліном.

7. Біомаса рослин кукурудзи формується відповідно до показників площі листя, вмісту хлорофілу та продуктивності фотосинтезу. Найбільш активно біомаса наростає за дії 20 г/га Базису 75 сумісно з Зеастимуліном і у фазу молочної стиглості зерна кукурудзи перевищує контроль на 11,5%.

8. Базис 75, Зеастимулін і Рексолін у значній мірі впливають на процеси метаболізму в рослинах кукурудзи, що проявляється в підвищенні активності окисно-відновних ферментів. Активність каталази, поліфенолоксидази та пероксидази підвищується при внесенні 25 г/га Базису 75 без фізіологічно активних речовин та за внесення його в нормі 20 г/га сумісно з Зеастимуліном і Рексоліном.

9. Інтенсивність дихання рослин кукурудзи при дії Базису 75, Зеастимуліну і Рексоліну змінюється аналогічно підвищенню активності окисно-відновних ферментів і досягає найвищого рівня за внесення 20 г/га Базису 75 сумісно з Зеастимуліном (на 24,1% вище контролю).

10. Гербіцид Базис 75 не впливає негативно на розвиток ґрунтової біоти. За сумісного застосування Базису 75 з Зеастимуліном і Рексоліном ризосферна мікрофлора розвивається більш активно, ніж при дії одного гербіциду. Чутливими до гербіциду виявилися нітрифікуючі види мікроорганізмів і азотобактер, малочутливими – амоніфікатори і целюлозоруйнівні бактерії. Найбільш активно ризосферна мікрофлора розвивалася при 20 г/га гербіциду, внесеного сумісно з Зеастимуліном.

11. Максимальне знищення бур’янів у посівах кукурудзи відбувається за дії Базису 75 при нормі внесення 30 г/га як без регуляторів росту, так і сумісно з фізіологічно активними речовинами, при якій знищуються бур’яни на 75-80%. Однак за рахунок активного проходження біологічних процесів у рослинах кукурудзи і ґрунті найвищий приріст урожайності в середньому за роки досліджень формується при застосуванні 20 г/га Базису 75, внесеного сумісно з Зеастимуліном – на 40,8% вище контролю без препаратів і ручного прополювання та при 25 г/га Базису 75, внесеного без фізіологічно активних речовин – на 26,0% вище контролю. При цьому підвищувалася якість зерна кукурудзи: зростає на 5,3-5,4% вміст жиру та на 2,0-2,9% – вміст крохмалю. Вміст клітковини майже не змінюється.

12. Застосування Базису 75, Зеастимуліну і Рексоліну окуповується отриманою прибавкою врожаю. При внесенні 25 г/га гербіциду отримано 556,4 грн/га додаткового прибутку за окупності додаткових витрат в 2,8 рази, а при застосуванні 20 г/га Базису 75 з Зеастимуліном додатковий прибуток становив 987,6 грн./га при окупності додаткових витрат в 5,6 рази. Додаткові енергетичні вкладення на внесення препаратів компенсуються енергією, отриманою з прибавкою врожаю. Так, при застосуванні 25 г/га Базису 75 Кее становив 3,55, а при внесенні 20 г/га гербіциду сумісно з Зеастимуліном і Рексоліном Кее збільшився відповідно до 4,00 і 3,84.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. В умовах Правобережного Лісостепу України на чорноземах опідзолених важкосуглинкових при забур’яненості посівів кукурудзи однорічними (вівсюг пустий, куряче просо, мишій сизий та зелений, пажитниця багатоквіткова, пальчатка кровозупиняюча, сорго двоколірне) та багаторічними (гумай, пирій повзучий) злаковими, а також дводольними (різновиди гірчаку, амброзії, гірчиці,