НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЛИС НАДІЯ МИКОЛАЇВНА

УДК 633.853.494:631.512

ВПЛИВ СПОСОБІВ ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ

НА ПРОДУКТИВНІСТЬ РІПАКУ ОЗИМОГО В УМОВАХ ПЕРЕДКАРПАТТЯ

06.01.01 – загальне землеробство

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті природничих наук Прикарпатського національного університету ім. Василя Стефаника Міністерства освіти і науки України та Івано-Франківському інституті агропромислового виробництва Української академії аграрних наук

Науковий керівник – доктор сільськогосподарських наук, професор

Волощук Мирослав Дмитрович, Інститут природничих наук Прикарпатського національного університету ім. Василя Стефаника, завідувач кафедри агрохімії та ґрунтознавства

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

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

доктор сільськогосподарських наук, професор

Шувар Іван Антонович, Львівський державний аграрний університет, професор кафедри технологій в рослинництві

Захист дисертації відбудеться „21“ травня 2008 р. о „13“ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, Київ – 41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус № 3, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, Київ – 41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус № 4, ауд. 28

Автореферат розісланий „16“ квітня 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.М. Рожко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Основним завданням сільськогосподарського виробництва на сучасному етапі є збільшення прибутковості виробництва сільськогосподарської продукції з мінімальними витратами енергії і ресурсів. Вирішити його поряд з іншими факторами можливо лише упровадженням енерго- і ресурсозберігаючих технологій.

Технології, які розроблені у 80-ті роки минулого століття, або окремі їх елементи, продовжують використовувати у сучасному сільськогосподарському виробництві. Їх розробляли у часи необмеженого застосування дешевих ресурсів, зокрема внесення великої кількості мінеральних добрив, широкого застосування хімічних засобів захисту рослин від бур’янів, шкідників, хвороб, інтенсивного механічного обробітку ґрунту та ін.

За умов енергетичної і економічної кризи, яка продовжується в сільськогосподарському виробництві, функціонування агропромислового виробництва на високовитратних технологіях не можливе. Потрібні нові підходи і принципи розвитку землеробської галузі, зорієнтовані на енерго- та ресурсоощадливі технології.

Основним завданням сучасних технологій повинно бути заощадження енергії, підвищення врожайності і продуктивності праці, зменшення витрат палива, мастил, електроенергії та збереження високої енергоємності ґрунту.

Наукові дослідження, балансові та економічні розрахунки свідчать, що зменшення енерго- та ресурсовитрат у землеробстві цілком можливе і необхідне, є актуальним за вирощування ріпаку озимого в умовах Передкарпаття, так як це завдання не достатньо вирішене в умовах зазначеного регіону.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою частиною наукових досліджень Івано-Франківського інституту АПВ УААН з виконання державної науково-технічної програми № 11.03.–040. „Олійні культури“, номер державної реєстрації 0106U010407.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було розробити ефективні технології основного обробітку дернового опідзоленого ґрунту та мінерального живлення під ріпак озимий, які б сприяли покращанню властивостей ґрунту, забезпечували високу продуктивність культури та зменшення витрат енергоресурсів.

Для досягнення зазначеної мети було поставлено наступні завдання:–

визначити забезпеченість культури вологою;–

виявити вплив способів основного обробітку ґрунту і мінерального живлення на поживний режим ґрунту;–

визначити забур’яненість посівів;–

забезпечити формування врожаю ріпаку озимого;–

визначити урожайність та якість ріпаку озимого за різних способів обробітку ґрунту та мінерального живлення;–

дати економічну та енергетичну оцінку технологій вирощування ріпаку озимого за різних способів основного обробітку ґрунту та удобрення.

Об’єкт дослідження – процес покращання агрохімічних і фізико-хімічних властивостей ґрунту та збільшення продуктивності ріпаку озимого під дією основного обробітку ґрунту та удобрення.

Предмет дослідження – вплив основного обробітку на зміну агрохімічних та фізико-хімічних показників дернового опідзоленого ґрунту, економічна та енергетична ефективність вирощування ріпаку озимого.

Методи дослідження. Польовий і лабораторний з використанням: вагового – для визначення вмісту вологи, структури, щільності та врожайності ріпаку озимого; хімічного – для встановлення агрохімічних та фізико-хімічних властивостей ґрунту, якісних показників насіння; статистичного – для оцінки достовірності результатів досліджень; розрахунково-порівняльного – для економічної та енергетичної оцінки агротехнічних елементів вирощування ріпаку озимого.

Наукова новизна одержаних результатів. За умов достатнього зволоження Передкарпаття вперше встановлено вплив різноглибинного полицевого та безполицевого обробітку ґрунту на основні показники родючості дернового опідзоленого ґрунту: водний режим, фізико-хімічні властивості, вміст і розподіл елементів живлення, забур’яненість посівів ріпаку озимого. Встановлено, що проведення поверхневого обробітку ґрунту під ріпак озимий позитивно впливає на збереження вологи в посушливий період, збільшує використання елементів живлення, що забезпечує, порівняно з оранкою, зростання продуктивності ріпаку озимого на 20 %. У варіантах з безплужним обробітком ґрунту зменшуються енерговитрати на основний обробіток порівняно з оранкою, що за збільшення продуктивності культури призводить до підвищення енергетичної ефективності технології її вирощування.

Практичне значення одержаних результатів полягає у покращанні показників родючості дернового опідзоленого ґрунту за використання енергозберігаючих технологій, які дають змогу отримати високі й сталі врожаї, покращують якість насіння ріпаку озимого, підвищують його продуктивність і зменшують собівартість одиниці продукції.

Наукові розробки пройшли виробничу перевірку 2006 року в дослідному господарстві „Перемога“ Івано-Франківського інституту агропромислового виробництва Тисменицького району Івано-Франківської області на площі 26 га та 2007 року в базових господарствах Івано-Франківського інституту агропромислового виробництва – фермерському господарстві „Прометей“ Коломийського району Івано-Франківської області на площі 45 га і господарстві АТЗТ „Степан Мельничук“ Коломийського району Івано-Франківської області на площі 50 га. Результати досліджень підтвердили високу ефективність застосування поверхневого обробітку ґрунту під час вирощування ріпаку озимого.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем розроблено програму і методику досліджень, опрацьовано наукову літературу, проведено польові та лабораторні дослідження, статистично оброблено результати, перевірено одержані результати досліджень у виробничих умовах.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень оприлюднені на засіданнях кафедри агрохімії та ґрунтознавства Інституту природничих наук Прикарпатського національного університету ім. В. Стефаника (2004–2006 рр.), засіданнях методичної комісії та Вченої ради Івано-Франківського інституту агропромислового виробництва УААН (2004–2006 рр.), обласній нараді з питань енергозберігаючих систем обробітку ґрунту в західному регіоні (27 серпня 2007 р., м. Івано-Франківськ), Всеукраїнському семінарі „Стан та перспективи наукового забезпечення розвитку ріпаківництва в Україні“ (22 липня 2007 р., м. Івано-Франківськ), ІІ Міжнародній науково-практичній конференції „Екологія: проблеми адаптивного ландшафтного землеробства“ (20–22 червня 2006 р., м. Івано-Франківськ), науково-практичній конференції „Проблеми моніторингу ґрунтів і сучасні технології відтворення їх родючості“ (2007 р., м. Кам’янець-Подільський).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 7 наукових праць, з яких 6 – у фахових виданнях.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків, рекомендацій виробництву. Загальний обсяг дисертації складає 179 сторінок, включає 20 таблиць, 21 рисунок, 20 додатків. Список використаних джерел містить 290 найменувань, з них 24 – іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

У розділі подано огляд літературних джерел з питань оцінки впливу різних способів основного обробітку на показники родючості дернового опідзоленого ґрунту, забур’яненість посівів, урожайність та якість насіння ріпаку озимого залежно від системи удобрення. На основі аналізу сучасних літературних джерел визначено актуальні питання та обґрунтовано доцільність застосування енергозберігаючих способів основного обробітку ґрунту під ріпак озимий та їх вплив у поєднанні з мінеральним живленням на урожайність насіння ріпаку озимого та його якість.

УМОВИ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження з визначення ефективності різних способів основного обробітку ґрунту і мінерального живлення під ріпак озимий в умовах Передкарпаття проводили у відділі технології Івано-Франківського інституту агропромислового виробництва УААН в стаціонарному досліді протягом 2003–2006 рр.

Дослід було закладено 2003 року згідно з „Методикою польового досліду“ Б.О. Доспєхова.

Ґрунт дослідного поля – дерновий опідзолений. Потужність гумусового горизонту становить 40–60 см. За гранулометричним складом ґрунт грубопилувато-середньосуглинковий. Структура орного шару розпилена, тому після випадання дощів ці ґрунти можуть запливати і на них утворюється кірка. Вміст гумусу в орному шарі коливається від 2,1 до 3,7 %. Сума ввібраних основ становить у середньому 11–12 мг-екв./100 г ґрунту, ступінь насичення основами – 85 %, реакція слабокисла (сольової витяжки рН – 4,6–5,6). Ґрунти слабо забезпечені рухомим фосфором та обмінним калієм.

Метеорологічні умови за роки проведення досліджень (2003–2006 рр.), протягом яких виявляли вплив способів основного обробітку ґрунту на продуктивність ріпаку озимого були різними. Так, 2003 року кількість опадів становила у третій декаді серпня 15,3 мм за місячної кількості 167,0 мм і 6,5 мм у першій декаді вересня, за місячної кількості 53,6 мм. У жовтні та грудні було зменшення опадів відповідно на 11,0 та 6,0 мм від середньобагаторічного показника. Середня температура повітря за рік становила 9,8 °С.

2004 року період сівби ріпаку озимого супроводжувався різким зменшенням опадів. Так, у третій декаді серпня і першій декаді вересня випало відповідно 26,6 та 4,0 мм опадів за місячної норми 134,6 та 50,1 мм, а у жовтні їхня кількість становила 9,6 мм за середньобагаторічного показника 33,0 мм. Річна норма складала 675,0 мм. Середньорічна температури повітря становила 9,7 °С.

2005 року розподіл опадів за місяцями був рівномірнішим. Так, у квітні випало 56 мм опадів, травні – 49,5 мм, червні – 54,3 мм. У серпні, і особливо у вересні кількість опадів була значно нижчою у відповідні місяці за 2003 та 2004 рр. У третій декаді серпня випало 10,0 мм опадів, а початок вересня супроводжувався повною їх відсутністю. За 2005 рік випало на 44,6 мм менше опадів, порівняно із середньобагаторічним показником.

Під час весняно-літньої вегетації ріпаку озимого 2006 року кількість опадів була задовільною. У травні і червні випало 134,1 та 107,4 мм опадів за середньобагаторічного показника 59,4 та 46,0 мм. Температурний режим повітря впродовж вегетації був сприятливим для росту і розвитку рослин ріпаку озимого в усі роки досліджень.

Аналіз метеорологічних даних (метеостанція м. Івано-Франківськ) показав, що суттєвих відхилень від норми для зазначеного регіону, які б мали негативний вплив на ріст, розвиток та формування врожаю ріпаку озимого на фоні мінеральних добрив, які досліджували, не встановлено.

Попередником ріпаку озимого сорту Свєта була пшениця озима. Розмір облікової ділянки з дослідження обробітку ґрунту становив 270 м2, а системи удобрення – 90 м2. Повторення досліду триразове, розміщення варіантів – послідовне.

Схему досліду № 1 наведено в табл. 1. Згідно зі схемою досліду № 2 визначали ефективність внесення гербіцидів різної дії у посівах ріпаку озимого за різних способів основного обробітку ґрунту (БГ – без внесення гербіцидів; ГГ – внесення ґрунтового гербіциду Бутізан 400, 40% к.с.; КГ – внесення ґрунтового гербіциду Бутізан 400, 40% к.с. та внесення гербіцидів Лонтрел 300 в.р., Зелек 12,5 к.е. у період вегетації культури).

Для характеристики агрохімічних показників ґрунту залежно від способів обробітку відбирали зразки на період сходів культури, під час бутонізації та перед збиранням.

Таблиця 1

Схема досліду №1

Спосіб основного обробітку

Фактор А | Мінеральне живлення Фактор Б

№ варіанта | основне | підживлення

по тало-мерзлому ґрунту | початок інтенсивно-го росту |

фаза бутонізації

Оранка,

20-22 см

(контроль) | 1

2

3 | P70K120

N30P70K120

N40P70K120 | -

N70

N80 | -

N70

N50 | -

-

N30

Оранка,

25-27 см |

1

2

3 | P70K120

N30P70K120

N40P70K120 | -

N70

N80 | -

N70

N50 | -

-

N30

Оранка,

14-16 см | 1

2

3 | P70K120

N30P70K120

N40P70K120 | -

N70

N80 | -

N70

N50 | -

-

N30

Поверхневий обробіток,

10-12 см | 1

2

3 | P70K120

N30P70K120

N40P70K120 | -

N70

N80 | -

N70

N50 | -

-

N30

Чизелюван-ня,

25-27 см | 1

2

3 | P70K120

N30P70K120

N40P70K120 | -

N70

N80 | -

N70

N50 | -

-

N30

Чизелюван-ня,

20-22 см | 1

2

3 | P70K120

N30P70K120

N40P70K120 | -

N70

N80 | -

N70

N50 | -

-

N30

Чизелюван-ня,

14-16 см | 1

2

3 | P70K120

N30P70K120

N40P70K120 | -

N70

N80 | -

N70

N50 | -

-

N30

Дослідження проводили за такими методиками:–

щільність орного шару ґрунту за методом М.А. Качинського у шарі 0–30 см через кожні 10 см;–

структурно-агрегатний склад ґрунту за методом Саввінова;–

вологість ґрунту термостатно-ваговим методом пошарово через 10 см до глибини 100 см висушуванням за температури 105 С ;–

вміст амонійного азоту в ґрунті за допомогою реактиву Несслера;–

вміст нітратного азоту в ґрунті з дисульфофеноловою кислотою за методом Гряндваль-Ляжу;–

вміст рухомих форм фосфору та обмінного калію за Кірсановим;–

вміст гумусу за методом Тюріна з використанням фотоелектроколори-метра;–

сольової витяжки рН – потенціометричним методом, гідролітичну кислотність – методом Каппена-Гільковиця;–

біологічну активність ґрунту (розкладання лляного полотна) за методикою Ємцева, Мішустіна, Вострової в шарах 0–10, 10–20, 20–30 см; –

загальну кількість мікроорганізмів в орному шарі за методикою Виноградського на МПА;–

облік бур’янів в осінній період – кількісним методом, перед збиранням – кількісно-ваговим;–

площу листкової поверхні – методом висічок, чисту продуктивність фотосинтезу за методикою А.А. Ничипоровича ;–

фенологічні спостереження за ростом та розвитком ріпаку озимого за методикою Держкомісії із сортовипробування сільськогосподарських культур;–

облік урожаю – методом суцільного збирання з облікової ділянки та перерахунком на гектар;–

вміст глюкозинолатів у насінні ріпаку озимого – фотоколориметричним методом з паладієвим реактивом;–

жирнокислотний склад – за допомогою газорідинної хроматографії, олійність – методом обезжиреного залишку за Сокслетом;–

економічну ефективність за методикою О.М. Онищенка, В.В. Юрчишина; –

енергетичну ефективність визначали за методикою, розробленою В.М. Володіним, В.В. Корінцем, О.В. Морозом;–

статистичний аналіз одержаних експериментальних даних за методикою Б.О. Доспєхова.

ВПЛИВ СПОСОБІВ ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ НА ПОКАЗНИКИ

РОДЮЧОСТІ ҐРУНТУ

Динаміка доступної вологи за різних способів обробітку ґрунту. Встановлено, що на час сходів ріпаку озимого різниця вологозапасів між досліджуваними варіантами обробітку ґрунту була незначною. Дещо більше вологи спостерігалось у варіантах без обертання скиби. Так, запас вологи в шарі 0–10 см був майже на одному рівні в усіх варіантах оранки. У варіанті поверхневого обробітку в цьому ж шарі він був дещо вищий. У метровому шарі ґрунту вміст вологи зменшувався в міру поглиблення орного шару. Так, за поверхневого обробітку на 10–12 см він був 167,3 мм, за оранки на 14–16 см – 163,2 мм, а за поглиблення обробітку до 25–27 см зменшився на 11,3 мм порівняно із дискуванням. Нагромадженню вологи в ґрунті за осінньо-зимовий період сприяло чизелювання. На час бутонізації у всі роки досліджень спостерігався різкий дефіцит опадів. За таких умов вміст вологи в шарі 0–10 см за дискування був у 1,4 раза вищим, ніж після звичайної оранки, а в шарі 0–20 см в 1,6 раза. Покращання водного режиму, як показали дослідження, пов’язано з ефектом від мульчування післязбиральних решток, які за поверхневого обробітку концентруються на поверхні ґрунту. Велика кількість опадів, що відмічена під кінець вегетації ріпаку озимого 2006 року, значно підвищила вологість 0–50 см та метрового шару ґрунту. Так, у метровому шарі ґрунту за оранки на 20–22 см (контроль) запаси вологи сягали 222,2 мм, за чизелювання на цю ж глибину – 232,8 мм, а за поверхневого обробітку ґрунту на 10–12 см – 235,5 мм.

Таким чином, у зоні достатнього зволоження за полицевих способів основного обробітку вміст вологи був менший на 3–6 % порівняно з безполицевими обробітками. Аналогічну закономірність простежували як за умов посушливого року, так і в роки зі звичайним рівнем вологозабезпеченості.

Щільність ґрунту. Дослідження впливу способів основного обробітку на зміну об’ємної маси ґрунту впродовж трьох років під посівами ріпаку озимого свідчать, що менша щільність будови верхнього 0–10 см шару ґрунту відмічена у варіантах мілкої оранки та чизелювання, а також у варіанті поверхневого обробітку ґрунту, де вона була в межах 1,08–1,26 г/см3, що є наслідком концентрації в цьому шарі свіжих органічних речовин (післяжнивних та кореневих решток польових культур).

У шарі 10–20 см за цих обробітків щільність вища, ніж за звичайної оранки. З глибиною величина об’ємної маси у варіантах з мілкими обробітками різко зростала. Так, за мілкої оранки вона складала 1,29 г/см3, а за поверхневого обробітку – 1,35 г/см3. Ці дані свідчать про те, що мілкий обробіток ґрунту створює різко гетерогенний за щільністю орний шар ґрунту. Висока щільність 10–20 см шару є наслідком дії сільськогосподарських машин під час підготовки ґрунту. Об’ємна маса нижніх шарів ґрунту була високою і в горизонті 20–30 см, де за мілких та поверхневого обробітків у середньому складала 1,35–1,37 г/см3. Це зумовило зменшення довжини центрального кореня ріпаку озимого під час осінньої вегетації, проте не вплинуло на діаметр кореневої шийки, що є основним фактором оптимальної моделі рослин ріпаку озимого під час входження в зиму.

Під впливом глибокої оранки та чизелювання відбувається розпушування ґрунту за всією глибиною цієї товщі обробітку, за чого динаміка зниження щільності в нижніх шарах значно менша, ніж за мілких обробітків. Так, виконання глибокої оранки зменшує об’ємну масу 20–30 см шару під час сходів порівняно з мілкою оранкою та поверхневим обробітком на 0,06–0,10 г/см3.

У період бутонізації об’ємна маса верхнього 0–10 см шару підвищилась до 1,18–1,25 г/см3. Збільшувалась щільність нижніх шарів, особливо у варіантах з мілким та поверхневим обробітком ґрунту. Об’ємна маса 20–30 см шару була за звичайної оранки – 1,31, за глибокої оранки – 1,29, за мілкої оранки – 1,38, за поверхневого обробітку – 1,42 г/см3.

У процесі вегетації ріпаку озимого під дією опадів, техніки ґрунт ущільнювався і показники об’ємної маси збільшувалися в усіх варіантах досліду.

Протягом трьох років досліджень спостерігалась зміна щільності ґрунту за різних способів основного обробітку під посівом озимого ріпаку. Відмічено збільшення щільності за мілких та поверхневого обробітків. Глибока оранка під попередник ріпаку озимого – пшеницю озиму, та один раз на 4–5 років глибоке чизелювання ліквідує диференціацію орного шару за щільністю, що відбувається під час проведення поверхневого обробітку ґрунту. Щільність ґрунту впродовж вегетаційного періоду в цих варіантах перебуває у межах оптимальних показників для ріпаку озимого.

Забезпеченість посівів ріпаку озимого азотом. Способи основного обробітку ґрунту впливають на вміст азоту та його розподіл в орному шарі. Вміст мінерального азоту на дернових ґрунтах під час проведення оранки під ріпак озимий на глибину 20–22 см у шарі ґрунту 0–10см у період сходів ріпаку озимого становив 11,0 мг/100 г ґрунту за першого варіанта мінерального живлення і 13,6 за третього варіанта мінерального живлення. Близькі результати одержано за проведення оранки на глибину 25–27 см і 14–16 см – відповідно 10,5; 13,2 і 11,7; 14,8 мг/100 г ґрунту. Ця ж закономірність простежується за різноглибинного чизелювання. Найбільший вміст мінерального азоту спостерігали, застосовуючи поверхневий обробіток ґрунту на 10–12 см, який становив за першого варіанту мінерального живлення 13,1 і за третього варіанта – 14,9 мг/100 г ґрунту.

У підорному шарі ґрунту вміст мінерального азоту залежав від міграції нітратних сполук азоту в нижні шари ґрунту та особливостей процесів нітрифікації й амоніфікації. Протягом вегетаційного періоду ріпаку озимого за рахунок інтенсивного використання рослинами азоту запас його в ґрунті зменшувався. Проте закономірність запасів та розподілу мінерального азоту, залежно від способів основного обробітку ґрунту, зберігається (рис. 1).

НІP0,5 – 0,54

Рис. 1. Вміст азоту в 0–10 см шарі ґрунту за різних способів основного

обробітку, середнє за 2003–2006 рр.

Динаміка рухомого фосфору. Згідно досліджень дернові опідзолені ґрунти мають низький вміст рухомих фосфатів. Оранка в системі полицевого основного обробітку ґрунту рівномірно розподіляє фосфор за профілем орного шару. Так, різниця за його вмістом між шарами не перевищує 2–5 %. Застосування мілких та поверхневого обробітків ґрунту призводить до істотної диференціації оброблюваного шару.

У період сходів ріпаку озимого у варіанті, де проводили оранку на глибину 20–22 см під ріпак озимий, уміст рухомого фосфору в шарі 0–30 см сягав 65 мг/кг ґрунту. Найменший уміст фосфору в шарі 30 см був за поверхневого обробітку ґрунту на глибину 10–12 см і становив 56 мг/кг. Мілка оранка, поверхневий обробіток та чизелювання на глибину 14–16 см підвищили вміст рухомого фосфору в шарі 0–10 см порівняно зі звичайною оранкою та знизили в нижніх горизонтах.

На кінець вегетації ріпаку озимого у всіх шарах, а також у всіх варіантах обробітку відмічено суттєве зниження вмісту фосфатів внаслідок використання рослинами. Проте закономірність за вмістом та розподілом зберігається (рис. 2).

Кількість рухомого фосфору в ґрунті протягом вегетації за існуючої системи удобрення була достатньою для отримання високого врожаю насіння ріпаку озимого.

НІP0,5 – 0,86

Рис. 2. Динаміка вмісту рухомого фосфору залежно від способів основного обробітку ґрунту, середнє за 2003–2006 рр.

Динаміка вмісту обмінного калію. Калій відіграє важливу біохімічну роль у житті рослин і мікроорганізмів. Для одержання високих врожаїв потрібна значна кількість цього елемента. Вміст доступного калію збільшується у періоди, коли у ґрунті висока мікробіологічна активність. Обробіток ґрунту найбільш активно сприяє процесам вивітрювання і розкладу органічних речовин у ґрунті, сприяючи переходу калію із важкодоступних у доступні для рослини форми.

Калій – більш рухомий елемент у ґрунті, ніж фосфор. Однак дослідженнями встановлено, що залежність впливу способів обробітку на кількість і розподіл в окремих шарах ґрунту калію була аналогічною їх впливу на нагромадження і розподіл у ґрунті фосфору (рис. 3).

НІP0,5 – 1,12

Рис. 3. Динаміка вмісту обмінного калію залежно від способів основного

обробітку ґрунту, середнє за 2003–2006 рр.

Застосування оранки на глибину 14–16 см та поверхневого обробітку ґрунту на глибину 10–12 см сприяє збільшенню обмінного калію у верхньому шарі 0–10 см, що становить відповідно 107 та 117 мг/кг ґрунту. Порівняно з оранкою на 20–22 см його вміст за поверхневого обробітку був на 13 мг/кг ґрунту більшим, що зумовлено зосередженням мінеральних добрив у верхній частині орного шару.

У варіанті з чизелюванням показник вмісту обмінного калію наближався до показника вмісту за оранки. Досліджуючи вплив способів основного обробітку на родючість ґрунту встановлено, що застосування мілких та поверхневого обробітку дернового опідзоленого оглеєного ґрунту супроводжується покращанням фізичних властивостей верхнього 0–10 см шару, яке відбувається за рахунок концентрації в ньому свіжих органічних речовин, але разом з тим значним збільшенням щільності підорного шару та призводить до диференціації орного шару за вмістом елементів живлення. Для усунення цього явища слід один раз на кілька років проводити глибоке чизелювання або оранку під попередник.

Забур’яненість посівів ріпаку озимого. Способи основного обробітку ґрунту по-різному впливали на забур’яненість посівів ріпаку озимого. Так, найменшою кількість бур’янів була на безгербіцидному фоні після оранки на глибину 25–27 см та 20–22 см і становила відповідно 70 і 74 в осінній період та 67 і 89 шт./м2 на час збирання ріпаку (рис. 4).

НІP0,5 – 7,15

Рис. 4. Вплив способів основного обробітку ґрунту та гербіцидів на забур’яненість посівів ріпаку озимого перед збиранням, шт./м2,

середнє за 2004–2006 рр.

Безполицеві обробітки, які виконували у системі різноглибинного чизелювання та поверхневого обробітку ґрунту, сприяли розміщенню основної маси насіння бур’янів у верхньому шарі ґрунту і, як наслідок, збільшенню фактичної забур’яненості посівів ріпаку в 1,4 рази порівняно до контролю. Забур’яненість посівів ріпаку за поверхневого обробітку ґрунту становила 91 шт./м2 в осінній період і 127 шт./м2 на час збирання.

Внесення ґрунтового гербіциду Бутізан 400 в нормі 2,0–2,5 л/га, після сівби ріпаку озимого, знизило забур’яненість посівів на 74–80 %. Так, у варіанті з поверхневим обробітком ґрунту фактична забур’яненість становила 31 шт./м2, тоді як у варіанті з контрольною оранкою – 19 шт./м2.

ВПЛИВ СПОСОБІВ ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ ТА МІНЕРАЛЬНОГО ЖИВЛЕННЯ НА РІСТ І РОЗВИТОК РОСЛИН

РІПАКУ ОЗИМОГО

Дослідженнями встановлено, що на осінній розвиток рослин ріпаку озимого суттєвий вплив мали способи основного обробітку ґрунту. Так, найменшу висоту рослин, 25,0 см, відмічено у варіанті оранки на глибину 25–27см. Найоптимальнішу модель з осені ріпак озимий мав за поверхневого обробітку ґрунту. Кількість справжніх листочків становила 7 шт., діаметр кореневої шийки 1,74 см.

У фазу цвітіння ріпаку озимого найбільша висота рослин була у варіанті, де проводили поверхневий обробіток ґрунту як за мінімальної, так і за максимальної дози внесення мінеральних добрив. Із застосуванням різноглибинного чизелювання було зафіксовано незначне збільшення висоти рослин, на 3–4 см порівняно до контролю. Визначення цього показника у кінці вегетації ріпаку, перед збиранням, показало значну різницю між варіантами, які досліджували. Так, із застосуванням полицевих способів основного обробітку ґрунту висота рослин була меншою порівняно до варіантів без обертання скиби.

ПРОДУКТИВНІСТЬ РІПАКУ ОЗИМОГО

Урожайність насіння ріпаку озимого залежить як від глибини, так і від способів обробітку ґрунту (табл. 2).

За оранки, проведеної під ріпак озимий після пшениці озимої, краще загортається в ґрунт стерня, проте за мілкого та поверхневого обробітку залишається мульчуючий шар, що знижує випаровування вологи та сприяє нагромадженню гумусу у верхніх горизонтах.

Збільшення глибини оранки від 20–22 см до 25–27 см спричинило зниження врожайності насіння ріпаку озимого в середньому за роки досліджень від 32,5 до 30,9 ц/га за удобрення N200P70K120, що зумовлено погіршенням поживного режиму в результаті винесення на поверхню частини нижнього, менш родючого, шару ґрунту, а також запасом вологи в ґрунті на початку вегетації.

Дещо нижчою, у середньому за три роки, виявилась врожайність у варіанті з чизелюванням на глибину 25–27см порівняно до контролю. Мілке ж чизелювання за третього варіанту мінерального живлення сприяло збільшенню врожайності на 1,2 ц/га порівняно до контролю.

Статистична обробка даних свідчить, що частка впливу способів основного обробітку ґрунту на урожайність становить 12 %, а частка впливу мінерального живлення – 61 % . У той же час на урожайність культури значно впливали погодні умови, які склалися протягом 2003–2006 рр.

За результатами проведених досліджень, не було виявлено негативного впливу способів основного обробітку ґрунту та системи удобрення на вміст ерукової кислоти в олії ріпаку озимого, стосовно вмісту глюкозинолатів, то тут простежувалась чітка залежність.

Таблиця 2

Урожайність ріпаку озимого залежно від способів

основного обробітку ґрунту та мінерального живлення, ц/га

Спосіб основного обробітку | Мінеральне живлення | Рік | Серед-нє за 3 роки | Відхилення від контролю

2004 | 2005 | 2006 | ц/га | %

Оранка,

20-22 см

(контроль) | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 21,8

29,0

33,2 | 22,7

33,5

36,2 | 16,7

24,0

28,0 | 20,4

28,8

32,5 | -

-

- | -

-

-

Оранка,

25-27 см |

P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 18,0

27,7

33,2 | 21,2

32,4

34,2 | 15,7

20,8

25,3 | 18,3

27,6

30,9 | -2,1

-1,8

-1,6 | 10,2

6,2

4,9

Оранка,

14-16 см | P70K120

N30P70K120

N40P70K120 | 21,3

26,8

33,9 | 23,9

35,5

39,6 | 18,4

26,4

29,4 | 21,2

29,6

34,3 | +0,8

+0,8

+1,8 | 3,9

2,8

5,5

Поверхневий обробіток,

10-12 см | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 20,4

31,5

36,8 | 28,0

39,1

42,5 | 20,7

30,2

34,7 | 23,0

33,6

38,0 | +2,6

+4,8

+5,5 | 12,7

16,7

16,9

Чизелюван-ня,

25-27 см | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 17,3

26,7

28,5 | 19,3

27,9

30,6 | 16,0

21,2

23,4 | 17,5

25,3

27,5 | -2,9

-3,5

-5,0 | 14,2

12,2

15,4

Чизелюван-ня,

20-22 см | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 19,1

28,7

34,3 | 23,7

34,9

37,3 | 17,4

24,7

28,9 | 20,1

29,4

33,5 | -0,3

+0,6

+1,0 | 1,5

2,1

3,1

Чизелюван-ня,

14-16 см | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 22,3

24,5

34,6 | 23,8

32,1

36,4 | 18,5

26,6

30,1 | 21,5

27,4

33,7 | +1,1

-1,4

+1,2 | 5,4

4,9

3,4

НІP0,5 загальна, ц/га | 3,54 | 3,81 | 3,12 | 3,49

за обробітками, ц/га | 2,21 | 2,81 | 2,12 | 2,38

за добривами, ц/га | 1,24 | 1,30 | 1,09 | 1,21

Із зростанням глибини основного обробітку збільшувався вміст глюкозинолатів. Так, за глибокої оранки та чизелювання він становив 28,6 та 27,0 мкмоль/г. За контрольної оранки на глибину 20–22 см та чизелювання на таку ж глибину вміст глюкозинолатів складав 25,2 і 25,7 мкмоль/г. Мілкі обробітки знизили вміст шкідливої сполуки до 22,3 мкмоль/г за оранки і 22,9 мкмоль/г за чизелювання. Найменшого показника було досягнуто за проведення поверхневого обробітку ґрунту – 21,4 мкмоль/г.

Результати досліджень показують, що способи основного обробітку ґрунту незначною мірою впливають на олійність ріпаку озимого та вміст протеїну. Відмічена тенденція до зниження олійності за глибоких обробітків і водночас часткове збільшення вмісту протеїну. Суттєвий вплив на ці показники мало азотне живлення. Так, із збільшенням дози азоту від 0 до 170 і до 200 кг діючої речовини на гектар вміст протеїну в насінні збільшувався на 0,22–0,33 %, а олійність знижувалася на 1,7–2,4 %.

Таким чином, на підставі результатів досліджень встановлено, що в умовах Передкарпаття на дерновому опідзоленому ґрунті за вирощування ріпаку озимого після пшениці озимої найдоцільніше проводити поверхневий обробіток (дискування важкими боронами на глибину 10–12 см) та вносити мінеральні добрива в дозі N200P70K120, що забезпечує одержання високих та сталих врожаїв доброї якості.

ЕКОНОМІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ СПОСОБІВ ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ ТА МІНЕРАЛЬНОГО ЖИВЛЕННЯ У ПОСІВАХ РІПАКУ ОЗИМОГО

Економічна eфективність. Економічна ефективність вирощування ріпаку озимого за різних способів основного обробітку ґрунту та мінерального живлення обумовлена рівнем урожайності та витратами на її формування.

Розрахунки економічної ефективності вирощування ріпаку озимого, наведені в цінах 2006 року, показують, що в середньому за 2004–2006 рр. економічні показники змінювались залежно від способів обробітку ґрунту і від удобрення (табл. 3).

Найвищі витрати були за застосування полицевого основного обробітку ґрунту. У варіанті з поверхневим обробітком ґрунту відмічено зниження виробничих витрат порівняно до контролю на 109 грн./га, та у варіанті з чизелюванням на глибину 14–16 см – на 78 грн./га. Інші обробітки ґрунту значного зменшення витрат не показали.

Найвищу собівартість одного центнера насіння встановлено у варіантах з глибоким обробітком, що пояснюється суттєвим зниженням урожайності у цих варіантах досліду. Так, за оранки на глибину 25–27 см цей показник був у межах 81,9–100,2 грн./ц, за чизелювання на таку ж глибину – 91,3– 103,6 грн./ц. Найнижчу собівартість одного центнера насіння отримано на варіанті з поверхневим обробітком ґрунту та внесенням мінеральних добрив у нормі N200P70K120, де вона становить 63,4 грн./ц.

Різна продуктивність посівів ріпаку озимого обумовила отримання різного рівня рентабельності. Розрахунки свідчать, що найвищий рівень рентабельності під час вирощування ріпаку озимого на насіння отриманий за проведення поверхневого обробітку ґрунту. Відмова від полицевого основного обробітку ґрунту і запровадження у системі поверхневого обробітку підвищило економічні показники на 37,2 %.

Отже, енергозберігаючі обробітки в технології вирощування ріпаку озимого економічно доцільніші, ніж традиційна оранка. Проведення поверхневого обробітку на глибину 10–12 см під ріпак озимий дозволяє отримувати високий урожай з найвищим рівнем рентабельності порівняно з іншими способами основного обробітку ґрунту, які досліджували.

Таблиця 3

Економічна ефективність вирощування ріпаку озимого,

середнє за 2004–2006 рр.

Спосіб

основного обробітку | Мінеральне живлення | Урожайність, ц/га | Вартість вало-вої продукції, грн./га | Загальні витрати, грн./га | Умовно чистий прибуток, грн./га | Собівартість грн./ц | Рівень рента-бельності, %

Оранка,

20-22 см

(контроль) | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 20,4

28,8

32,5 | 2652

3744

4225 | 1818

2392

2517 | 834

1352

1708 | 89,1

83,1

77,4 | 45,9

56,5

67,9

Оранка,

25-27 см |

P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 18,3

27,6

32,5 | 2379

3588

4017 | 1833

2407

2532 | 546

1181

1485 | 100,2

87,2

81,9 | 29,8

49,1

58,6

Оранка,

14-16 см | P70K120

N30P70K120

N40P70K120 | 21,2

29,6

34,3 | 2756

3848

4459 | 1803

2377

2502 | 953

1471

1957 | 85,0

80,3

72,9 | 52,9

61,9

78,2

Поверхневий обробіток,

10-12 см | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 23,7

33,6

38,0 | 3081

4368

4940 | 1709

2283

2408 | 1372

2085

2532 | 72,1

67,9

63,4 | 80,3

91,3

105,1

Чизелювання,

25-27 см | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 17,5

25,3

27,5 | 2275

3289

3575 | 1813

2387

2512 | 462

902

1063 | 103,6

94,3

91,3 | 25,5

37,8

42,3

Чизелювання,

20-22 см | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 20,1

29,4

33,5 | 2613

3822

4355 | 1801

2375

2450 | 812

1147

1905 | 89,6

80,8

73,1 | 45,1

60,9

77,7

Чизелювання,

14-16 см | P70K120

N170P70K120

N200P70K120 | 21,5

27,4

33,7 | 2795

3562

4381 | 1790

2364

2439 | 1005

1198

1942 | 83,3

86,3

72,4 | 56,1

50,1

79,6

Енергетична ефективність. Встановлено, що способи основного обробітку по-різному впливають на енергетичну ефективність вирощування культури. Технологіями, які сприяють найбільшому ресурсо- і енергозбереженню є ті, що передбачають застосування безполицевих знарядь. Вони забезпечують економію енергоресурсів порівняно з контрольним варіантом, на 3,1–4,3 ГДж/га, а також сприяють формуванню врожаю високої енергоємності.

Розрахунки показують, що найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності для ріпаку озимого був за поверхневого основного обробітку ґрунту і становив у варіанті без внесення азотних добрив – 1,93 та з повним внесенням азотних добрив – 1,88.

Таким чином, застосовуючи полицеву систему основного обробітку ґрунту, в основі якої є проведення різноглибинної оранки під ріпак озимий, отримуємо коефіцієнт енергетичної ефективності на ділянках без внесення азотних добрив – 1,20–1,58, на ділянках з повною дозою – 1,31–1,57, що пояснюється більшими енергетичними витратами під час її проведення. Найвищу енергетичну ефективність за вирощування ріпаку озимого забезпечує поверхневий основний обробіток ґрунту.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у визначенні та обґрунтуванні шляхів мінімізації основного обробітку ґрунту під ріпак озимий після пшениці озимої на дернових опідзолених ґрунтах в умовах Передкарпаття, які сприяють покращенню властивостей ґрунту і забезпечують високу продуктивність культури за зменшення економічних і енергетичних витрат.

1. За мілкого та поверхневого обробітку відбувається збереження і нагромадження доступної вологи у метровому шарі ґрунту порівняно з оранкою на 20–22 та 25–27 см .

2. Пожнивні рештки і органічні добрива зменшують щільність верхнього 0–10 см шару ґрунту при проведенні поверхневого та чизельного обробітку порівняно з оранкою. В шарах 10–20 і 20–30 см відбувається зворотна залежність.

3. Застосування мілких та поверхневого обробітку ґрунту призводить до диференціації орного шару за родючістю – утворення гетерогенного оброблюваного шару з переважаючим розміщенням елементів живлення у шарі ґрунту 0–10 см. При щорічній оранці утворюється гомогенний, з рівномірним розподілом елементів живлення по всій глибині, орний шар.

4. Концентрація пожнивних решток і мінеральних добрив у верхньому 0–10 см шарі ґрунту за мілкого та поверхневого обробітку обумовила найвищу біологічну активність та наявність значної кількості біоти в цьому шарі. На фоні оранки біологічна активність ґрунту була рівномірною по профілю орного шару.

5. За мілкого та поверхневого обробітку ґрунту на безгербіцидному фоні забур’яненість посівів ріпаку озимого збільшилася на 39,6 % порівняно з оранкою. Застосування ґрунтового гербіциду Бутізан 400 зменшило кількість бур’янів до рівня контролю. Проте, у кінці вегетації ріпаку озимого кількість та маса бур’янів були вищими за безполицевих способів основного обробітку ґрунту, порівняно з оранкою.

6. Поверхневий обробіток ґрунту на 10–12 см у поєднанні з мінеральними добривами сприяв кращому розвитку рослин ріпаку озимого: висота рослин збільшилася на 16,9 %, кількість стручків на рослині – на 12,5 %, маса 1000 насінин – на 3,6 % порівняно з контролем.

7. На фоні різних обробітків ґрунту найбільш оптимальною дозою мінеральних добрив було внесення N200P70K120, за весняно-літнього підживлення азотними добривами у три етапи (N80 + N50 + N30 ). Найбільшу прибавку врожаю (15 ц/га) насіння ріпаку озимого від мінеральних добрив отримано за поверхневого обробітку ґрунту.

8. Урожайність ріпаку озимого залежала від способів основного обробітку, мінерального живлення та рівня забур’яненості. Найвищої врожайності досягнуто за поверхневого обробітку ґрунту і мінерального живлення в дозі N200P70K120 – 38,0 ц/га. Прибавка врожаю складала 5,5 ц/га порівняно з оранкою на 20–22 см (контроль). Істотне зниження врожайності ріпаку озимого було за виконання оранки та чизельного обробітку на глибину 25–27 см. Відхилення від контролю становило відповідно 10,2 та 14,2 %.

9. Найвищий вміст глюкозинолатів у насінні ріпаку озимого був за глибоких обробітків ґрунту. Найнижчого показника було отримано за поверхневого обробітку ґрунту на 10–12 см – 21,4 мкмоль/г, що на 3,8 мкмоль/г менше, ніж за оранки на 20–22 см (контроль). Суттєвого впливу досліджуваних елементів технології на жирнокислотний склад не встановлено. Із збільшенням норм азотних добрив збільшувався вміст протеїну в насінні на 0,25–0,43 % і зменшувався вихід олії на 1,2–3,4 %.

10. Найнижчої собівартості продукції було досягнуто за поверхневого обробітку ґрунту із внесенням N200P70K120, – 63,4 грн./ц, де рівень рентабельності становив 105,1%. Найнижчий цей показник відмічено за глибокого чизелювання та фоновому удобренні, де собівартість продукції становила 103,6 грн/ц.

11. Енерговитрати залежали як від способів основного обробітку ґрунту, так і від застосування системи удобрення. Найбільший коефіцієнт енергетичної ефективності 1,93 одержали за поверхневого обробітку ґрунту та внесення мінеральних добрив у дозі P70K120, де енергоємність урожаю становила 49,1 ГДж/га. Найбільшу енергоємність урожаю 80,6 ГДж/га одержано за цього ж способу основного обробітку ґрунту та внесення мінеральних добрив у дозі N200P70K120.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

В умовах Передкарпаття на дернових опідзолених ґрунтах під ріпак озимий доцільно проводити поверхневий обробіток ґрунту на глибину 10–12 см важкими боронами у поєднанні із внесенням ґрунтового гербіциду Бутізан 400 та мінеральних добрив у дозі N200P70K120. Азотні добрива необхідно вносити: N40 – восени та N80 + N50 + N30 – у весняно-літнє підживлення.

СПИСОК ОСНОВНИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ

ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Дем’янчук Г.Т., Микитин М.С., Бойчук М.П., Лис Н.М., Дуб’як С.М. Селекція ріпаку на знижений уміст глюкозинолатів // Вісник аграрної науки. – 2003. – № 10. – С. 41–42