ГРИЩЕНКО ОЛЕГ ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК: 631.8:631.582:633.35.003.13

АГРОХІМІЧНА ОЦІНКА ДОВГОТРИВАЛОГО ВИКОРИСТАННЯ ДОБРИВ ТА РИЗОГУМІНУ ПРИ ВИРОЩУВАННІ ГОРОХУ В ПРАВОБЕРЕЖНОМУ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.04 ? агрохімія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ ? 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України

Науковий керівник ? доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН Городній Микола Михайлович,

Національний аграрний університет, професор кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна

Офіційні опоненти : доктор сільськогосподарських наук, професор

Кавецький Володимир Миколайович,

Державний екологічний інститут Міністерства охорони навколишнього природного середовища України, проректор з наукової роботи

кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Дегодюк Станіслав Едуардович,

Національний науковий центр “Інститут землеробства УААН”, завідувач відділу агрохімії і фізіології рослин

Захист відбудеться “12” червня 2008 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, Київ, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус 3, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, Київ, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 28

Автореферат розісланий “10” травня 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради І.В. Присташ

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Азот у землеробстві є найголовнішим чинником формування органічної речовини, що обумовлює негативні зміни його кру-гообігу. У теперішній час з цього колообігу вилучається до 3,5–4,0 млн т азоту, або 140–150 кг з 1 га ріллі. Це пов’язано з втратами гумусу (в середньому на 0,3 % у рік), зменшенням внесення органічних добрив (з 8 т/га ріллі у 1990 р. до 1,1 т/га – у 2007 р.) та мінерального азоту (з 45 кг/га в 1999 р. до 21 кг/га – у 2007 р.), скороченням площ під багаторічними травами та зернобобовими культурами. Забур’яненість посівів обумовлює втрати до 30–35 % азоту, який в балансі не враховується. Сьогодні можна стверджувати, що за допомогою лише азотних добрив вирішити цю проблему неможливо, адже необхідно враховувати надто велику витратність їх виробництва (на 1 т аміачної селітри витрачається близько 800 м3 природного газу, або 4 т нафти). Альтернативою є біологічно зв’язаний азот атмосфери, від правильного використання якого залежить стратегія виробництва і використання мінеральних добрив. На жаль, роль біологічного азоту в нашій країні недооцінюється. Зростання обсягів біологічної фіксації азоту бобовими культурами можна забезпечувати як збільшенням площ посіву гороху і інших зернобобових культур, так і використанням комплексного мікробіологічного препарату ризогумін. Успішне вирішення цього завдання повинне спиратися на наукові розробки, які отримують у довготривалих дослідах. Отже, актуальність досліджень полягає у агрохімічному обґрунтуванні використання добрив під горох та пошуку шляхів підвищення біологічної фіксації азоту за рахунок використання комплексного мікробіологічного препарату ризогуміну.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проведено відповідно до науково-технічних програм Національ-ного аграрного університету. Науково-дослідна робота була складовою комплексної тематики “Агроекологічне обґрунтування та агрохімічне забезпе-чення використання добрив на лучно-чорноземному ґрунті північної частини Лісостепу” (номер державної реєстрації 0100U002832).

Мета і завдання дослідження. Мета досліджень полягала в розробці і теоретичному обґрунтуванні системи удобрення гороху інтенсивних сортів Мадонна та Інтенсивний 92 та шляхів підвищення біологічної фіксації росли-нами азоту для підвищення показників родючості лучно-чорноземного карбо-нат-ного легкосуглинкового ґрунту і отримання стабільних врожаїв культури.

Для досягнення мети дослідження поставлено такі завдання:_

виявити вплив мінеральних добрив та мікробіологічного препарату ризогуміну на динаміку вмісту елементів живлення у ґрунті;_

вивчити зміни мікробіологічної активності ґрунту під впливом систематичного застосування добрив та інокуляції насіння комплексним мікробіологічним препаратом ризогумін; _

дослідити вплив родючості ґрунту, добрив на особливості росту і розвитку рослин інтенсивних сортів гороху, формування їх продуктивного потенціалу;_

встановити рівень врожайності та показники якості зерна гороху за використання добрив і ризогуміну;_

визначити вплив добрив та ризогуміну на величину біологічної фіксації азоту рослинами гороху інтенсивних сортів;_

провести економічну та біоенергетичну оцінку ефективності використання добрив та бактеріального препарату ризогуміну при вирощуванні інтенсивних сортів гороху.

Об’єкт дослідження – агрохімічні процеси в лучно-чорноземному легкосуглинковому на лесовидному суглинку ґрунті та процеси формування врожаю інтенсивних сортів гороху Мадонна і Інтенсивний 92 за використання добрив та ризогуміну.

Предмет дослідження – вміст макроелементів у ґрунті й рослинах гороху, мікробіологічний стан ґрунту, врожайність зерна та показники його якості.

Методи дослідження. Польові, лабораторні, методи математичної статистики, економічна та біоенергетична оцінка.

Наукова новизна одержаних результатів. Полягала у розробці і теоретичному обґрунтуванні технологічних заходів по застосуванню мінеральних добрив і комплексного мікробіологічного препарату ризогуміну на інтенсивних сортах гороху (Мадонна і Інтенсивний 92), що забезпечує отримання стабільних врожаїв культури (4–6 т/га), високу якість продукції та оптимізацію агрохімічних і біологічних показників лучно-чорноземного карбонатного легкосуглинкового ґрунту.

Практичне значення одержаних результатів. Полягає у розробці рекомендацій щодо використання мінеральних добрив під горох та визначення їх оптимальних доз; у підвищенні рівня біологічної фіксації азоту рослинами гороху за рахунок застосування комплексного мікробіологічного препарату ризогумін та забезпеченні стабільного врожаю гороху (4–6 т/га) і покращення показників якості зерна. Проведена виробнича перевірка системи удобрення інтенсивних сортів гороху на чорноземі глибокому та лучно-чорноземному ґрунтах (Хмельницька обл., Шепетівській район,) у ТОВ “Лотівка Еліт” на площі 45 га з сортом гороху Інтенсивний 92, та у ТОВ “Левада” на площі 48 га з сортом Мадонна.

Особистий внесок здобувача. Здобувач брав безпосередню участь в аналізі літературних джерел за темою дисертації, розробці програми досліджень, закладці та проведенні польових і лабораторних досліджень, узагальненні одержаних ре-зультатів та їх статистичній обробці, написанні дисертаційної роботи та статей.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень і основні положення доповідались та були опубліковані на Міжнародному науковому практичному форумі “Теорія і практика розвитку АПК” (Львівський державний аграрний університет, Львів, 2006 р.); на Всеукраїнській науковій конференції “Розширене використання у земле-робстві біологічного азоту як складова частина концепції продовольчої та енергетичної незалежності України на етапі Євроінтеграції” (Чабани, 2006 р.); на Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих учених (Умань, 2008 р.); обговорювались щорічно на засіданнях кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душеч-кіна НАУ (2005–2007 рр.) та наукових конференціях викла-даць-кого складу і аспірантів НДІ агротехнологій та якості продукції рослин-ництва Національного аграрного університету (Київ, 2005–2007 рр.).

Публікації. Основні положення дисертації викладено у 8 наукових працях, з них 4 статті, опубліковані у фахових виданнях, 3 матеріалів конференцій та рекомендації виробництву.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 8 розділів, висновків та рекомендацій виробництву, списку використаних літературних джерел. Основний матеріал викладено друкованим текстом на 130 сторінках. Робота містить 41 таблицю, 19 рисунків та 5 додатків. Список літератури нараховує 205 джерел, 35 з яких – латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

МІНЕРАЛЬНЕ ЖИВЛЕННЯ, УДОБРЕННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ МІКРОБНИХ ПРЕПАРАТІВ ЗА ВИРОЩУВАННЯ ГОРОХУ
(огляд літератури)

Розглянуто і проаналізовано вплив мінеральних добрив та мікробіоло-гічних препаратів на відтворення родючості ґрунту, динаміку агрохімічних показників, умови живлення, врожайність та якість зерна гороху. Серед основних факторів, що впливають на урожай гороху та ефективність інокуляції, найважливішими є забезпечення рослин міне-ральним азотом (Посипанов Г.С., 1985; Водяник А.С., 1987; Волкогон В.В., 2006; Лихочвор В.В., 2006 та ін.). Від його кількості залежить величина біологічної фіксації горохом. Тому деякі автори вказують на доцільність внесення стартових доз азотних добрив та оброблення насіння зернобобових культур мікробними препаратами (Doberreinez J., 1978; Дубовенко Є.К., Малинская С.М. 1984; Amelirt A., 1996; Бабич А.О., 1996; Патика В.П. Волкогон В.В., 2003).

Аналіз літератури свідчить, що удобренню за використання мікро-біологічних препаратів при вирощуванні гороху приділялося недостатньо уваги. Крім того, дані з впливу ризогуміну на величину біологічної фіксації на лучно-чорноземному карбонатному легкосуглинковому ґрунті взагалі відсутні.

УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводили упродовж 2005–2007 рр. на Агрономічній дослідній станції Національного аграрного університету у тривалому польовому досліді кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна (атестат УААН № 080 від 2006 р. про надання статусу Національного надбання). Стаціонарний дослід – 10-пільна зерно-бурякова сівозміна, освоєна в 1956–1958 рp. Чергування культур у сівозміні таке: багаторічні трави, пшениця озима, буряк цукровий, кукурудза на силос, пшениця яра, горох, пшениця озима, буряк цукровий, кукурудза на зерно, ячмінь з підсівом багаторічних трав. Ґрунт дослідної ділянки – лучно-чорноземний карбонатний легкосуглинкових на лесі. Орний шар харак-те-ризується середнім вмістом гумусу (4,07 %), середнім ступенем забезпе-ченням рухомим фосфором (26,7 мг/кг) і низьким – обмінним калієм (77,1 мг/кг); місткість катіонного обміну становить 31,2 мг-екв/100 г; рН водної витяжки 8,32.

Для вивчення ефективності внесення у тривалому польовому досліді фосфорно-калійних добрив у різних нормах та на їх фоні стартових доз азоту (N30 та N45) на продуктивність гороху сорту Мадонна, величину азотфіксації та мікробіологічну активність ґрунту було обрано таку схему: 1. Без добрив (контроль); 2. Р60; 3. Р60К60; 4.30Р60К60; 5.45P90K90. На фоні цих варіантів удобрення вивчали вплив обробки зерна гороху ризогуміном.

Для з’ясування відзиву гороху сорту Інтенсивний 92 на внесення мінеральних добрив у нормі Р45К45 і стартових доз азоту N30 та N60 на азотфіксацію, мікробіологічну активність ґрунту та продуктивність гороху був закладений тимчасовий дослід за такою схемою: 1. Без добрив (контроль); 2. Р45К45; 3.30Р45К45; 4.60P45K45. На фоні цих варіантів удобрення вивчали вплив обробки зерна гороху ризогуміном.

Норма витрати комплексного мікробіологічного препарату ризогуміну становила 200 г на гектарну норму насіння. Він складається із спеціально підготовленого торфу з розмноженому в ньому бактеріальними клітинами Rhizobium leguminosarum bv. viceae. Розробником препарату є Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН (м. Чернігів).

Досліди закладено за трикратної повторності, площа посівної ділянки – 172 м2, облікової – 100 м2. Восени під основний обробіток ґрунту вносили аміачну селітру, суперфосфат простий гранульований та калій хлористий. Посів гороху сортів Мадонна (оригінатор ,,НПЦ Лембке“, Німеччина) та Інтенсивний 92 (оригінатор Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН, Україна) проводили 17 квітня у 2005 та 2006 рр. і 27 березня у 2007 р. Технологія вирощування інтенсивних сортів гороху була характерною для зони Лісостепу. Попередник гороху – пшениця яра. Норма висіву для сорту Інтенсивний 92 становила 1,4, Мадонни – 1,1 млн шт. схожих насінин на 1 га. Після посіву поле коткували. У фазу 3–4 листочків гороху застосовували Півот 10 % в.р.к. в дозі 0,6 л/га. З появою перших квіток гороху посіви обробляли інсектицидом Бі-58 новий к.е. (0,8 л/га) проти брухусу та попелиць. Збирання здійснювали прямим комбайнуванням за вологості зерна 16–17

Аналізи ґрунту, рослин та добрив проводили у сертифікованій лабо-раторії оцінки якості земель, добрив та продукції рослинництва кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна Національ-ного аграрного університету (атестат акредитації за № UA 6.001.Н.326).

Відбір та підготовку зразків ґрунту до аналізів проводили згідно з ГОСТ 28168-89 та ДСТУ ISO 11464-2001. В них визначали: вміст вологи – термогравіметричним методом (ГОСТ 29268-89), гумусу – за методом І.В. Тюріна в модифікації В.Н. Сімакова, амонійного азоту – фотоколо-риметричним методом з використанням реактиву Несслера, нітратного азоту _ іонометричним методом (ГОСТ 26951-86), рухомого фосфору і обмінного калію _ за методом Б.П. Мачигіна (ДСТУ 4114-2002), рН водної і сольової витяжок – потенціометричним методом (ДСТУ ISO 10390-2001), місткість катіонного обміну – з використанням розчину барію хлориду (ДСТУ ISO 11260-2001).

Відбір зразків рослин і їх підготовку до аналізів проводили за загальноприйнятими в агрохімії методиками. Озолення рослинного матеріалу здійснювали за методом А. Гінзбург та ін. з наступним визначенням азоту – фотоколориметрично з реактивом Несслера, фосфору – за Деніже в модифікації А. Левицького, калію – за допомогою полуменевого фотометра. Нітрати визначали потен-ціометрично за допомогою іонселективних електродів (ГОСТ 5048-89).

У зерні вміст білка визначали методом інфрачервоної спектроскопії, фракційний склад білка – методом М.В. Козлова і М.М. Городнього.

Мікробіологічні аналізи проводили в інституті мікробіології та вірусології НАНУ за методом Д.І. Звягінцева. Для проведення мікробіологічних аналізів зразки ґрунту відбирали з кожного варіанту досліду у фазу цвітіння. Чисельність мікроорганізмів визначали методом посіву ґрунтової суспензії на агаризовані поживні середовища : сапрофітні бактерії – на МПА, гриби – на СА, актиноміцети – на КАА, педотрофні – на ґрунтовому агарі, азотфіксуючі – на Ешбі, фосфатмобілізуючі – на середовищі Наумової, нітрифікуючі бактерії – на голодному агарі з магнієм-амонієм фосфорнокислим.

Статистичну обробку отриманої інформації проводили за Б.О. Доспєховим з використанням комп’ютерних програм Ехеl та Agrostat. Економічну оцінку ефективності використання добрив під горох вирахували за середніми цінами, що були в роки проведення досліджень, біоенергетичну – за методикою, викладеною Ю.О. Тараріко та ін.

ВПЛИВ ТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ ПІД ГОРОХ
У ЗЕРНО-БУРЯКОВІЙ СІВОЗМІНІ НА ВМІСТ ТА ДИНАМІКУ ПОЖИВНИХ РЕЧОВИН У ЛУЧНО-ЧОРНОЗЕМНОМУ ЛЕГКОСУГЛИНКОВОМУ ҐРУНТІ

При дослідженні вмісту доступних сполук основних елементів живлення у ґрунті протягом періоду вегетації гороху встановлено, що він залежав від мінералізації органічних сполук, кількості добрив, що поєд-ну-вались з комплексним бактеріальним препаратом ризогумін. Останній підсилював проходження мікробіологічних процесів у ґрунті, що обумов-лю-вало підвищення вмісту рухомих сполук макроелементів. При засто-суванні добрив під горох сорту Мадонна встановлено збільшення кількості мінеральних сполук азоту порівняно з контролем на 2,3–10,3 мг/кг ґрунту (табл. 1). Найбільший його вміст був у варіанті з внесенням їх полуторної норми і становив 37,6 мг/кг ґрунту. Обробка насіння ризогуміном обумовлювала подальше збільшення кількості азоту мінеральних сполук у варіантах з добривами порівняно з контролем (3,3–12,6 мг/кг ґрунту).

Щодо рухомих сполук фосфору та калію відмічено збільшення їх вмісту у ґрунті на початку вегетації гороху за умови внесення мінеральних добрив. До фази повної стиглості їх кількість зменшувалась. Це пояс-ню-ється інтенсивним засвоюванням елементів живлення рослинами гороху.

Використання ризогуміну обумовлювало зменшення вмісту фосфору і калію у ґрунті, що пов’язано із більшим їх виносом урожаєм гороху.

Таблиця 1 – Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні та ризогуміну на окремі показники поживного режиму лучно-чорноземного карбонатного ґрунту (шар 0–25 см) за вирощування гороху сорту Мадонна, (середнє за 2005–2007 рр.), мг/кг ґрунту

Варіант досліду | Вміст рухомих сполук

мінерального азоту | фосфору | калію

насіння

необроб-лене | оброб-лене | необроб-лене | оброб-лене | необроб-лене | оброб-лене

Без добрив

(контроль) | 26,7 | 27,9 | 39,7 | 37,3 | 87,4 | 83,7

P60 | 29,0 | 30,2 | 44,6 | 40,5 | 94,7 | 89,2

P60K60 | 31,3 | 33,3 | 46,7 | 43,5 | 108 | 96,6

N30P60K60 | 34,7 | 36,8 | 50,3 | 47,5 | 119 | 104

N45P90K90 | 37,6 | 40,5 | 53,1 | 50,7 | 130 | 123

НІР05, мг/кг | 2,2 | 2,0 | 3,5 | 3,3 | 7,2 | 6,8

ВПЛИВ ДОВГОТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ ТА ОБРОБЛЕННЯ НАСІННЯ ГОРОХУ РИЗОГУМІНОМ НА ФУНКЦІОНУВАННЯ МІКРОБНИХ УГРУПОВАНЬ

За вирощування гороху в ґрунті спостерігалась найбільша кількість педотрофів, яка характеризує інтенсивність загального розвитку мікрофлори в ґрунті. Вони беруть участь у перетворенні водорозчинних мінеральних і органічних сполук азоту, фосфору калію, мікроелементів, неспецифічних сполук органічної речовини ґрунту (білки, амінокислоти, вуглеводи, полісахариди, вітаміни, тощо), а також специфічних гумусових речовин (фульвати і гумати). На другому місці за чисельністю знаходились амоніфікуючі мікроорганізми, кількість яких залежала від внесення добрив. Крім зазначеної групи, яка має важливу роль у формуванні азотного балансу, в ґрунті знаходилась значна кількість фосфатмобі-лі-зуючих мікроорганізмів, що продукують фосфатазу, яка сприяє гідролітичному дефосфорилюванню органічних сполук. У варіантах, де насіння гороху обробляли ризогуміном, чисельність всіх мікроорганізмів в 1 г ґрунту була більшою, порівняно із відповідними варіантами без застосування мікробіологічного препарату.

Таблиця 2 _ Вплив мінеральних добрив на чисельність головних таксономічних груп мікроорганізмів в лучно-чорноземному карбонатному легкосуглинковому ґрунті (середнє за 2005-2006 рр.)

Варіант

досліду | Бактерії

(на МПА), млн КУО/г ґрунту | Гриби

(на СА), млн КУО/г ґрунту | Актиноміцети

(на КАА),

млн КУО/г ґрунту | Загальна кількість мікроорганізмів, млн КУО/г ґрунту

Сорт Мадонна

Без добрив

(контроль) | 11,0±1,19 | 0,10±0,01 | 2,0±0,18 | 23,1±1,89

N30P60K60 | 99,0±7,71 | 0,12±0,11 | 21,0±2,37 | 120±10,7

N45P90K90 | 125±11,4 | 0,08±0,002 | 28,0±2,69 | 153±14,4

Сорт Інтенсивний 92

Без добрив

(контроль) | 20,0±1,37 | 0,11±0,01 | 12,0±1,14 | 23,5±1,95

N30P45K45 | 75,0±6,83 | 0,14±0,01 | 25,0±2,55 | 100±8,5

N60P45K45 | 110±9,91 | 0,08±0,002 | 25,0±2,58 | 135±12,7

Загальна кількість мікроорганізмів при вирощуванні гороху сорту Мадонна за внесення N30P60K60 становила 120 млн КУО/г ґрунту, а у варіанті з полуторною нормою – 153 млн., за показника у контролі – 23,1 млн КУО/г ґрунту (табл. 2). Для сорту гороху Інтенсивний 92 була характерна загальна тенденція до зменшення кількості мікроорганізмів. Так, за внесення N30P45K45 вона сягала 100 млн КУО/г ґрунту, а N60P45K45 – 135 млн КУО/г ґрунту.

Поряд з вивченням кількісного складу мікроорганізмів у лучно-чорноземному карбонатному ґрунті визначали різноманітність бактеріальної мікрофлори. Вона була представлена такими групами: Pseudоmonаs fluorescense, Basillus megaterium, Bacillus mycoides, Micrococcus agilis i Actinomyces albus. Найбільша чисельність була характерна для Pseudomonas fluorescense і Basillus megaterium, а найменша – для Bacillus mycoides.

Отже, внесення добрив і застосування мікробного препарату ризогуміну поліпшувало мікробіологічний стан лучно-чорноземного карбонатного легкосуглинкового ґрунту при вирощуванні гороху.

НАКОПИЧЕННЯ СУХОЇ РЕЧОВИНИ ТА ВИНОС ЕЛЕМЕНТІВ ЖИВЛЕННЯ ІНТЕНСИВНИМИ СОРТАМИ ГОРОХУ
МАДОННА ТА ІНТЕНСИВНИЙ 92

Накопичення рослинами гороху сортів Мадонна та Інтенсивний 92 сухої речовини відбувалося нерівномірно упродовж періоду вегетації. У фазу сходів приріст був незначним, а у фазу цвітіння цей процес значно інтенсифікувався. Найбільш інтенсивний приріст відмічався у фазу повної стиглості. У варіантах, де вносили мінеральні добрива, маса сухої речовини значно переважала контрольні показники. Внесення N45Р90К90 при вирощуванні гороху сорту Мадонна сприяло накопиченню сухої речовини до 1045 г на 100 рослин (контроль – 723 г). Інокуляція насіння гороху ризогуміном обумовлювала підвищення рівня накопичення сухої речовини до 1128 г на 100 рослин (контроль – 794 г).

Проведені дослідження показали, що для гороху характерним є надходження поживних речовин більш швидким темпами в перші періоди росту і розвитку рослин. Найбільші вимоги до цих елементів живлення рослини гороху проявляли у фазу цвітіння.

Встановлено, що найбільший винос головних елементів живлення (рис. 1) був у варіантах, де вносили N45P90K90: винос азоту – 313 кг/га, фосфору – 138 та калію – 163 кг/га. Витрати на формування 1 т зерна становили: азоту – 52,8, фосфору – 20,3, калію – 23,2 кг (у контролі відповідно 51,1, 18,4, 19,9 кг).

Обробка зерна ризогуміном обумовлювала винос більшої кількості елементів живлення за рахунок їх інтенсивнішого поглинання для синтезу сухої речовини. Для формування 1 т зерна у цих варіантах було витрачено 54,0–58,4 кг азоту, 19,5–24,1 кг фосфору та 23,8–29,9 кг калію, при показниках у контролі відповідно 53,0, 17,9 та 21,3 кг.

Для гороху сорту Інтенсивний 92 встановлено, що винос елементів живлення з врожаєм та побічною продукцією був вищим порівняно з сортом Мадонна. На створення 1 т зерна було витрачено азоту від 67,2 до 67,6 кг, фосфору від 21,3 до 22,9 кг, калію від 27,3 до 31,9 кг (контроль відповідно 69,1, 19,0 і 22,4 кг).

Рис. 1. Вплив добрив на винос азоту, фосфору та калію з урожаєм гороху сорту Мадонна (середнє за 2005–2007рр.).

Отже, внесення N45P90K90 та проведення інокуляції насіння сорту Мадонна ризогуміном обумовлювало закономірності щодо підвищення виносу макроелементів урожаєм.

ВПЛИВ ДОБРИВ ТА МІКРОБНОГО ПРЕПАРАТУ РИЗОГУМІНУ НА БІОЛОГІЧНУ ФІКСАЦІЮ АЗОТУ ГОРОХОМ

Відомо, що утворення бульбочок на коренях гороху залежить від наявності в ґрунті мікроорганізмів, які вступають у симбіоз з бобовими рослинами, від норм добрив та обробки насіння гороху мікробіологічними препаратами.

Нашими дослідженнями встановлено, що кількість бульбочок на коренях гороху сорту Мадонна збільшувалась від фази сходів до цвітіння. У варіантах з добривами та обробкою насіння гороху ризогуміном вона була більшою порівняно з контролем на 1–16 шт. на одну рослину. Максимальна їх кількість утворилась за внесення N45P90K90 як за обробки насіння, так і без такої. У фазу цвітіння вона досягала 49 і 47 шт. на одну рослину (контроль відповідно 33 і 33 шт.).

Утворення бульбочок на коренях гороху сорт Інтенсивний 92 відбувалося менш інтенсивно порівняно з сортом Мадонна. Це можна пояснити особливостями сорту та впливом добрив. У фазу цвітіння у варіантах з внесенням добрив їх кількість становила 40–48 шт. на одну рослину (контроль – 37 шт.). Обробка ризогуміном забезпечила незначне збільшення цього показника.

Визначивши масу кореневої системи і рослинних решток, які залишаються на полі, можна спрогнозувати додаткову кількість азоту, яка надійде в ґрунт за рахунок їх мінералізації. Дослідженнями встановлено, що добрива, які вносилися під горох, сприяли збільшенню кількості кореневих і пожнивних решток. У варіантах з добривами для гороху сорту Мадонна вона становила 0,72–1,04 т/га. Найбільша маса рослинних залишків була характерна для варіантів із внесенням N45P90K90 і становила 1,04 т/га, що на 0,39 т/га більше, ніж у контролі. Обробка насіння бактеріальним препаратом, обумовила підвищення цього показника. У варіантах з добривами він становив 0,76–1,10 т/га, контроль – 0,71 т/га.

Для гороху сорту Інтенсивний 92,була характерна менша їх кількість порівняно з сортом Мадонна, що, можливо, пояснюється його сорто-генетичними особливостями. Проте вищезазначені тенденції зберігалися.

Таблиця 3 – Вплив добрив та ризогуміну на накопичення біологічного азоту горохом сорту Мадонна,
(середнє за 2005–2007 рр.), кг/га

????т

???? | ?????? ??????
?? ? ?????? ???, ?/?

?к

2005 | 2006 | 2007 | ????

?????? ?????м

?? ??? (????) | 88,7 | 82,6 | 52,8 | 74,7

?60 | 98,1 | 90,5 | 61,9 | 83,5

?60?60 | 107 | 107 | 75,4 | 96,3

N30?60?60 | 129 | 133 | 92,6 | 118

N45?90?90 | 151 | 150 | 115 | 139

?? ??????

?? ??? (????) | 76,3 | 70,2 | 44,1 | 63,6

?60 | 86,6 | 78,6 | 53,3 | 72,8

?60?60 | 95,8 | 98,6 | 62,8 | 85,7

N30?60?60 | 117 | 120 | 78,9 | 105

N45?90?90 | 132 | 135 | 104 | 124

Біологічна фіксація азоту є дієвим фактором оптимізації режиму живлення лучно-чорноземного карбонатного ґрунту. Внесені добрива за вирощування гороху сорту Мадонна (табл. 3) сприяли фіксації біологічного азоту в середньому за три роки в межах – 72,8–124 кг/га (контроль 63,6 кг/га). Обробка насіння ризогуміном обумовила збільшення становила цього показника до рівня 83,5–139 кг/га.

Таблиця 4 _ Вплив добрив та ризогуміну на накопичення біологічного азоту горохом сорт Інтенсивний 92, (середнє за 2005–2007 рр.), кг/га

???? ???? | ?????? ?????? ??у
? ?????? ???, ?/?

?к

2005 | 2006 | 2007 | ????

?????? ?????м

?? ??? (????) | 75,9 | 82,2 | 60,4 | 72,8

?45?45 | 84,5 | 93,5 | 73,6 | 83,9

N30?45?45 | 99,8 | 105 | 88,9 | 97,9

N60?45?45 | 113 | 116 | 99,5 | 109

?? ??????

?? ??? (????) | 65,8 | 73,5 | 53,7 | 64,3

?45?45 | 75,5 | 83,5 | 63,9 | 74,2

N30?45?45 | 88,3 | 96,5 | 79,1 | 88,0

N60?45?45 | 101 | 106 | 89,2 | 98,8

За вирощування гороху сорту Інтенсивний 92 (табл. 4) з обробкою насіння ризогуміном кількість біологічного азоту була більшою за варіанти без неї і становила 83,9–109 кг/га (контроль 72,8 кг/га).

Отже, для посилення азотфіксації доцільно вносити стартові дози азоту та проводити інокуляцію зерна гороху комплексним мікробіоло-гічним препаратом ризогуміном.

ВПЛИВ ДОБРИВ ТА РИЗОГУМІНУ НА УРОЖАЙНОСТЬ ТА ЯКІСТЬ ЗЕРНА ГОРОХУ ІНТЕНСИВНИХ СОРТІВ

Мінеральне живлення істотно впливає на формування величини та структуру врожаю. Під впливом добрив поліпшились всі структурні показники гороху відносно контролю. У варіантах з внесенням N30P60K60 і N45P90K90 маса 1000 зерен для сорту Мадонна становила 234 і 239 г, а для Інтенсивного 92 становила залежно від удобрення від 198 до 200 г. Обробка насіння ризогуміном підвищила крім цього показника число бобів на рослині та кількість насінин у бобі. На показник врожайності впливали погодні умови та кількість добрив. Так, у 2006 р. врожайність гороху перевищувала показники інших років досліджень, що пов’язано з більш сприятливими погодними умовами. Найбільший врожай гороху сорту Мадонна в середньому за три роки був отриманий у варіанті з внесенням N45P90K90 – 5,52 т/га; обробка насіння ризогуміном прияла підвищенню врожайності зерна до 5,90 т/га (табл. 5)

Таблиця 5 – Вплив застосування добрив та ризогуміну на врожайність та вміст білка в зерні гороху сорту Мадонна на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті (середнє за 2005–2007рр.)

Варіант досліду | Врожайність зерна, т/га | Вміст білка, % | Збір білка | Приріст збору білка

2005р. | 2006р. | 2007р. | середнє | 2005р. | 2006р. | 2007р. | середнє | т/га | т/га | %

Без інокуляції

Без добрив (контроль) | 2,97 | 3,08 | 2,84 | 2,96 | 23,3 | 22,0 | 22,7 | 22,7 | 0,67__

P60 | 3,35 | 3,40 | 3,22 | 3,32 | 22,8 | 21,1 | 22,2 | 22,0 | 0,73 | 0,06 | 9,0

P60 K60 | 3,98 | 4,25 | 3,61 | 3,95 | 22,5 | 20,8 | 21,4 | 21,6 | 0,85 | 0,18 | 27,0

N30P60K60 | 4,98 | 5,09 | 4,56 | 4,88 | 21,6 | 20,5 | 20,9 | 21,0 | 1,02 | 0,35 | 52,7

N45P90K90 | 5,41 | 5,64 | 5,51 | 5,52 | 21,1 | 20,3 | 20,6 | 20,7 | 1,14 | 0,47 | 70,0

НІР05 | 0,18 | 0,18 | 0,16 | 0,4 | 0,3 | 0,3

Інокуляція Ризогуміном

Без добрив (контроль) | 3,39 | 3,58 | 3,27 | 3,41 | 24,5 | 22,9 | 23,8 | 23,7 | 0,81__

P60 | 3,73 | 3,85 | 3,64 | 3,74 | 24,0 | 22,4 | 23,1 | 23,2 | 0,87 | 0,06 | 7,1

P60 K60 | 4,21 | 4,44 | 4,34 | 4,33 | 23,7 | 22,2 | 22,3 | 22,7 | 0,98 | 0,18 | 21,6

N30P60K60 | 5,38 | 5,46 | 5,17 | 5,34 | 22,9 | 21,7 | 22,0 | 22,2 | 1,19 | 0,38 | 46,5

N45P90K90 | 5,87 | 5,98 | 5,86 | 5,90 | 22,6 | 21,3 | 21,5 | 21,8 | 1,29 | 0,48 | 58,9

НІР05 | 0,22 | 0,21 | 0,16 | 0,5 | 0,3 | 0,4

Слід зазначити, що в тимчасовому досліді врожайність гороху сорту Інтенсивний 92 була нижчою порівняно з сортом Мадонна, що можна пояснити більш високою потенційною можливістю останнього. У варіанті із внесенням N30P45K45 цей показник становив 3,62 т/га, що на 0,7 т/га більше відносно фону (Р45К45). У варіанті з N60P45K45 приріст врожаю становив 1,09 т/га до контролю та 0,8 т/га відносно фону.

Горох використовується на продовольчі та кормові цілі і повинен містити як можна більше білка. В умовах наших досліджень цей показник змінювався під впливом добрив як за вирощування гороху сорту Мадонна, так і сорту Інтенсивний 92. У контролі в усі роки досліджень вміст білка був вищим, що пояснюється нижчою врожайністю зерна і меншим ростовим розбавленням білка, ніж у варіантах з добривами. Обробка насіння гороху ризогуміном обумовила підвищення його вмісту.

При вирощуванні гороху сорту Мадонна без інокуляції насіння ризогуміном найвищий вміст білка встановлено у 2005 р., який за використання добрив досягав 21,1–22,8 %, а в контролі – 23,8 %.

Добрива і ризогумін вплинули на співвідношення фракцій білка у зерні гороху. Підтверджено, що фракція проламінів була майже відсутня. У варіанті, де вносили N30P60K60, частка альбумінів становила 31, глобулінів – 41 та глютамінів – 17 %. У варіанті із внесенням полуторної норми добрив зростала частка глобулінів та глютамінів.

Отже, використання добрив та ризогуміну за вирощування гороху збільшувало його врожайність, загальний збір білка та сприяло підвищенню частки водо- та солерозчинних фракцій білка.

ЕКОНОМІЧНА ТА БІОЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ДОБРИВ ТА РИЗОГУМІНУ ПІД ГОРОХ

Найвищий умовно-чистий дохід було отримано у варіанті із внесенням N45P90K90 (3023 грн/га), що забезпечило рентабельність на рівні 121 %. Інокуляція насіння гороху ризогуміном в цьому варіанті підвищила умовно-чистий дохід на 309 грн/га, а рентабельність – на 9 %.

Найвищим коефіцієнт використання фотосинтетично-активної радіації був у варіанті із внесенням N45P90K90 та обробкою насіння ризогуміном і становив 3,08 %. Без обробки насіння у варіанті з полуторною нормою Кфар становив 2,88 %. Аналізуючи показник коефіцієнта енергетичної ефективності можна відмітити, що інокуляція насіння гороху сорту Мадонна ризогуміном на фоні добрив сприяла його підвищенню; у варіанті із внесенням N45P90K90 та інокуляцією він становив 5,8, а без інокуляції – 5,4.

Отже, можна стверджувати, що за використання мінеральних добрив і ризогуміну при вирощуванні гороху коефіцієнт фотосинтетично-активної радіації досягав високого рівня, а коефіцієнт енергетичної ефективності – середнього.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі розроблено і теоретично обґрунтовано систему удобрення гороху інтенсивних сортів Мадонна та Інтенсивний 92 і встановлено шляхи підвищення біологічної фіксації рослинами азоту за використання ризогуміну для відтворення родючості лучно-чорноземного карбонатного легкосуглинкового ґрунту і отримання стабільних врожаїв культури.

1. Систематичне використання мінеральних добрив в нормі N45P90K90 та інокуляція насіння ризогуміном забезпечила найбільш високий рівень врожайності для сорту Мадонна – 5,90 т/га, за відмови від останнього заходу отримано меншу на 0,38 т/га врожайність зерна гороху.

2. За внесення N45P90K90 та обробки насіння ризогуміном вміст білка в зерні гороху сорту Мадонна становив 21,8 %, його збір – 1,29 т/га. Інокуляція підвищувала вміст білка, а застосування добрив за впливом на цей показник поступалося контролю. Аналогічна тенденція була виявлена і для сорту Інтенсивний 92.

3. Систематичне внесення добрив позитивно впливало на якість фракційного складу білка зерна гороху. Найвищий вміст альбумінів (43 %) був у зерні варіантів з внесенням N45P90K90. При зменшенні дози до N30P60K60 цей показник зменшився до 41 %. Обернена тенденція була для глобулінів. Не виявлено впливу добрив на вміст глютамінів.

Обробка насіння гороху ризогуміном сприяла збільшенню вмісту альбумінів і глобулінів порівняно з контролем. Так у варіанті із внесенням N45P90K90 вміст альбумінів і глобулінів становив відповідно 30 і 43 %.

4. Тривале застосування добрив у сівозміні при вирощуванні гороху сорту Мадонна сприяло оптимізації поживного режиму ґрунту. У варіанті з внесенням N45P90K90 підвищувався вміст азоту мінеральних сполук, рухомого фосфору та обмінного калію порівняно з контролем. Так, у фазу цвітіння в орному шарі ґрунту вміст мінерального азоту, рухомого фосфору та обмінного був більшим, ніж у контролі відповідно на 21,5, 14,7 і 36,0 мг/кг ґрунту. Інокуляція насіння гороху ризогуміном сприяла підвищенню вмісту мінерального азоту, але зниженню рухомого фосфору і обмінного калію.

5. Під впливом добрив збільшувалась чисельність головних таксономічних груп мікроорганізмів у ґрунті. Але динаміка цього процесу була більш вираженою за вирощування гороху сорту Мадонна: за внесення добрив їх загальна кількість збільшувалася порівняно з контролем на 96,9–129 млн КУО/г ґрунту, тоді як за вирощування гороху сорту Інтенсивний 92 – на 76,5–112 млн КУО/г ґрунту.

6. Накопичення сухої речовини рослинами гороху сортів Мадонна та Інтенсивний 92 протягом вегетації проходило нерівномірно. Максимум припадав на фазу повної стиглості і у варіантах з добривами цей показник сягав 812–1046 г/ 100 рослин (контроль – 723 г/100 рослин). За інокуляції насіння гороху цей процес інтенсифікувався і у варіантах з добривами становив 885–1128 г/100 рослин (контроль – 793 г/100 рослин). Накопичення сухої речовини рослинами гороху сорту Інтенсивний 92 було нижчим порівняно з сортом Мадонна.

7. Внесення мінеральних добрив та інокуляція насіння гороху комплексним мікробіологічним препаратом ризогумін позитивно вплинули на кількість бульбочок на коренях рослин. Найбільше їх утворювалося у варіантах з добривами у фазу цвітіння (47,8–64,1 шт. на 1 рослині за показника у контролі – 46,3 шт.). Слід відзначити, що для гороху сорту Інтенсивний 92 була характерна менша кількість бульбочок порівняно з сортом Мадонна.

8. За вирощування гороху сорту Мадонна без інокуляції насіння ризогуміном найбільша кількість біологічного азоту встановлена у варіанті з внесенням N45P90K90 – 124 кг/га при контролі – 63,6 кг/га. Інокуляція насіння гороху забезпечила збільшення величини біологічної фіксації: за внесення N45P90K90 вона становила 139 кг/га, що на 64,3 кг/га більше за контроль.

9. Застосування мінеральних добрив та ризогуміну за вирощування гороху є економічно доцільним заходом, який забезпечив 1770–3323 грн чистого прибутку та рівень рентабельності 139 %. Коефіцієнт біоенергетичної ефективності становив 5,8, фотосинтетично-активної радіації – 3,08 %. У варіанті з внесенням N45P90K90 вищеописані показники відповідно становили 3023 грн/га, 121 %, 2,88% і 5,4.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для отримання стабільної врожайності (5–6 т/га) з високою якістю зерна гороху сорт Мадонна на лучно-чорноземному карбонатному легкосуглинковому ґрунті в правобережному Лісостепу України з середнім вмістом гумусу, середньою забезпеченістю рослин рухомим фосфором та низькою обмінним калієм рекомендується застосовувати мінеральні добрива в нормі N45P90K90 в основне удобрення.

2. Для забезпечення біологічної фіксації азоту на рівні 139 кг/га необхідно проводити інокуляцію насіння гороху ризогуміном з розрахунку 200 г на гектарну норму насіння.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Городній М.М., Грищенко О.В., Богданець В.А., Павлюк С.Д. Діагностика живлення зернових і зернобобових культур та стратегія їх удобрення // Вісник Харківського національного аграрного університету ім. В.В.Докучаєва. – 2006. – №6. – С. 120-124 (аналіз літературних джерел).

2. Яригіна Н.Я., Пасічник Н.А., Грищенко О.В. Вплив біологічної фіксації на азотний режим лучно-чорноземного ґрунту // Збірник наукових праць ННЦ "Інститут землеробства УААН". – К.: ЕКМО, . – С. 207-211 (аналіз літературних джерел, узагальнення результатів).

3. Городній М.М., Яригіна Н.Я., Грищенко О.В. Вплив мінеральних добрив та бактеріального препарату ризогуміну на фіксацію азоту інтенсивним сортом гороху // Аграрна наука і освіта. – 2007. – Том 8, № 3-4. – С. 27-33 (аналіз літературних джерел, отримання експериментальних даних).

4. Грищенко О.В., Городній М.М., Польовий В.М., Остапенко А.Д. Функціонування мікробних угрупувань при внесенні добрив під горох інтенсивного сорту // Науковий вісник НАУ. – 2007. – Вип. . – С. 61-65 (отримання експериментальних даних та їх аналіз).

5. Городній М.М., Павлюк С.Д., Богданець А.В., Грищенко О.В. Вплив добрив нового покоління на продуктивність ярого тритикале, ярої пшениці та гороху // Теорія і практика розвитку АПК: Міжнародний науково-практичний форум. Львівський державний аграрний університет, 19-20 вересня 2006 р. – Львів, 2006. – Т.1. – С. .

6. Грищенко О.В., Білєра Н.М. Бактеріальні препарати як засіб підвищення врожайності інтенсивних сортів гороху та ячменю ярого // Матеріали всеукраїнської науково-практичної конференції молодих учених _ Умань, 2008. – Ч. 1. – С.10-11.

7. Gorodnyj N., Bykin A., Grischenko O. Symbiotic nitrogen fixation by intensive pea sorts and its meaning in biological agriculture // International scientific conference “S.P. Kostychev and contemporary agricultural microbiology“ (Yalta, October 8-12, 2007). – Chernigiv: CSTEI, 2007. – P. 107.

8. Остапенко А.Д., Грищенко О.В., Городній М.М. Мікробіологічне тестування ґрунтів // Вчені НАУ – виробництву. Бюлетень завершених наукових розробок. – 2007. – №2(4). – С. .

Грищенко О.В. Агрохімічна оцінка довготривалого використан-ня добрив та ризогуміну при вирощуванні гороху в Правобережному Лісостепу України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.04 – агрохімія. – Національний аграрний університет, Київ, 2008.

Дисертаційну роботу присвячено вивченню тривалого застосування мінеральних добрив та комплексного мікробіологічного препарату ризогумін на показники родючості, мікробіологічний стан ґрунту та продуктивність і якість зерна гороху інтенсивних сортів.

Результати досліджень показали, що тривале застосування мінеральних добрив під горох інтенсивних сортів Мадонна та Інтенсивний 92 у сівозміні забезпечувало отримання в зоні Правобережного Лісостепу України 5,0–6,0 т/га зерна гороху високої якості.

Систематичне внесення добрив N45P90K90 сприяло поліпшенню поживного режиму лучно-чорноземного карбонатного легкосуглинкового ґрунту, підвищуючи вміст мінеральних форм азоту, рухомого фосфору та обмінного калію та оптимізувало ріст і розвиток рослин.

Встановлено, що тривале використання добрив під інтенсивні сорти гороху у сівозміні збільшувало біологічну азотфіксацію. Обробка насіння гороху комплексним мікробіологічним препаратом ризогумін як без добрив, так і на їх фоні підвищувала азотфіксацію гороху.

Визначено агрохімічну, економічну, енергетичну ефективність застосування добрив та ризогуміну під інтенсивні сорти гороху на лучно-чорноземному карбонатному легкосуглинковому ґрунті.

Ключові слова: азотфіксація, добрива, азот, фосфор, калій, норма, інтенсивні сорти, горох, мікрофлора ґрунту.

Грищенко О.В. Агрохимическая оценка длительного использования удобрений и ризогумина при выращивании гороха в Правобережной Лесостепи Украины. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.04 – агрохимия. –Национальный аграрный университет, Киев, 2008.

В диссертации изложены результаты исследования влияния длительного применения минеральных удобрений и комплексного микробиологического препарата ризогумина на питательный режим почвы, ее плодородие, продуктивность и качество зерна гороха интенсивных сортов.

Результаты исследований показали, что длительное применение минеральных удобрений в севообороте под горох интенсивных сортов Мадонна и Интенсивный 92 обеспечивают получение в зоне Правобережной Лесостепи Украины 5,0–6,0 т/га зерна гороха высокого качества.

Систематическое внесение удобрений