ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

“ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ”

ПУЦЕНКО ДМИТРО ВАЛЕРІЙОВИЧ

УДК: 631.811: 631.67: 635.64

ВПЛИВ СПОСОБІВ ПОЛИВУ, ДОБРИВ ТА ЗАГУЩЕННЯ РОСЛИН НА ВРОЖАЙ І ЯКІСТЬ ПЛОДІВ ПОСІВНИХ ТОМАТІВ

06.01.02 – сільськогосподарські меліорації

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Херсон – 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державному вищому навчальному закладі “Херсонський державний аграрний університет”, Міністерство аграрної політики України.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН, Заслужений працівник вищої школи України

Ушкаренко Віктор Олександрович,

Державний вищий навчальний заклад “Херсонський державний аграрний університет” Мінагрополітики України, ректор.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Гамаюнова Валентина Василівна,

Державний вищий навчальний заклад

“Херсонський державний аграрний університет”,

завідувач кафедри ґрунтознавства і агрохімії

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник

Васюта Володимир Вікторович,

Інститут землеробства південного регіону УААН, завідувач відділом овочівництва і картоплярства.

Захист відбудеться “_20_”_____березня__________ 2008 р. о _12_____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д .830.01 у Державному вищому навчальному закладі “Херсонський державний аграрний університет” за адресою: 73006, м. Херсон, вул. Рози Люксембург, , аудиторія 92.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Державного вищого навчального закладу “Херсонський державний аграрний університет” за адресою: 73006, м. Херсон, вул. Рози Люксембург, 23.

Автореферат розіслано “__19__”_____лютого__________ 2008 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук, доцент _______________ А.В. Шепель

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У зв’язку із швидким збільшенням населення землі зростає потреба у продуктах харчування, серед яких вагому долю займають овочі і, зокрема, томати, як джерело поповнення людського організму поживними речовинами. Виключна цінність плодів томатів заключається в тому, що вони містять вітаміни, органічні кислоти, мінеральні солі, які необхідні для кращого обміну речовин, підвищення апетиту та збереження працездатності людини. В плодах міститься 5-6% сухої речовини, з якої 50% приходиться на цукри, 0,6-1,1 білків, 0,4-0,9 органічних кислот, 0,2% жирів та ефірних олій, 20-45 мг% вітаміну С, а також містяться вітаміни А, В1, В2, В9, РР, Н. У складі мінеральних солей переважають натрій, калій, кальцій, магній, фосфор та сірка. Проте, хоча технологія вирощування посівних томатів в умовах зрошення на півдні України вивчена достатньо глибоко, проте вона потребує істотного вдосконалення, що пов’язано з впровадженням у виробництво краплинного зрошення та необхідністю економії ресурсів. У зв’язку з цим удосконалення елементів технології вирощування посівних томатів становить безсумнівну теоретичну та практичну цінність.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження та наукові розробки, які узагальнені в дисертаційній роботі, виконувалися автором відповідно з тематичним планом Державного вищого навчального закладу “Херсонський державний аграрний університет” “Вдосконалення технології вирощування овочевих культур при застосуванні нових способів поливу в умовах півдня України” (номер державної реєстрації №0106U011625), де автор був безпосереднім виконавцем досліджень як аспірант.

Мета й завдання досліджень. Основна мета дисертаційної роботи – розробити технологічний комплекс вирощування посівних томатів за різних способів поливу, норм мінеральних добрив на запланований рівень врожаю та густоти стояння рослин, за яких забезпечується формування високих та сталих урожаїв хорошої якості в умовах зрошення на півдні України.

Для досягнення цієї мети були поставлені наступні завдання:

- визначити зміну фізичних властивостей ґрунту і його водопроникність залежно від досліджуваних факторів;

- вивчити вплив густоти рослин на ріст, розвиток та продуктивність посівних томатів;

- визначити ефективність використання мінеральних добрив щодо впливу на формування врожаю та якість плодів посівних томатів;

- розробити математичну модель прогнозування отримання врожаю плодів посівних томатів в умовах зрошення;

- дати порівняльну характеристику вирощування посівних томатів за різних способів поливу та визначити раціональність використання води посівами в умовах зрошення на півдні України;

- розрахувати економічну та енергетичну ефективність технології вирощування плодів посівних томатів залежно від досліджуваних факторів.

Об’єкт досліджень – процеси росту, розвитку та формування врожаю плодів посівних томатів і їх якісних показників залежно від досліджуваних факторів.

Предмет досліджень – середньостиглий сорт томату Ріо Гранде, елементи технології вирощування посівних томатів: застосування мінеральних добрив на запрограмований врожай, використання технологічно різних способів поливу, формування різної густоти стояння рослин.

Методи досліджень: польовий – для визначення рівня врожаю, біометричних обліків та вимірів, лабораторний – структури врожаю та аналізу якості плодів; математико-статистичний – проведення дисперсійного аналізу та статистичного обробітку результатів досліду; розрахунково-порівняльний – оцінка економічної та біоенергетичної ефективності досліджуваних елементів технології вирощування посівних томатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше на темно-каштанових важкосуглинкових ґрунтах півдня України проведена комплексна порівняльна оцінка формування продуктивності та якості плодів посівних томатів середньостиглого сорту Ріо Гранде, за умови застосування наступних елементів технології виробництва: способи поливу, норми мінеральних добрив (розраховані на запланований врожай) та густоти стояння рослин. Вдосконалено технологію вирощування посівних томатів шляхом оптимізації способів поливу, мінерального живлення та густоти стояння рослин. Набули подальшого розвитку питання формування елементів ефективності продуктивності рослин, прогнозування врожаю, економічної і енергетичної ефективності вирощування посівних томатів середньостиглого сорту Ріо Гранде.

Практичне значення одержаних результатів. Визначено економічно доцільні параметри досліджуваних елементів технології вирощування посівних томатів в умовах зрошення на півдні України, взаємодія яких забезпечує отримання високого врожаю плодів хорошої якості.

Розроблені елементи технології вирощування посівних томатів дають можливість отримати врожайність плодів на рівні 100-110 т/га та до 30 тис. грн./га чистого прибутку. Виробничу перевірку та впровадження результатів досліджень проведено в 2006-2007 рр. в господарствах Херсонської області: приватно-орендному сільськогосподарському підприємстві “Маяк” Білозерського району на площі 120 га та товаристві з обмеженою відповідальністю “Славута Юг” Чаплинського району на площі 20 га.

Особистий внесок здобувача. Автором разом з науковим керівником розроблена схема досліду, особисто проведені польові та лабораторні дослідження, зроблений аналітичний огляд вітчизняної та зарубіжної літератури, опрацьовані експериментальні результати дослідів, обчислені показники економічної й енергетичної ефективності технологічних елементів, що досліджувалися, зроблені висновки та рекомендації для практичного використання. Особистий внесок у наукових працях, надрукованих у співавторстві, склав 80%.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень доповідались на щорічних наукових конференціях викладачів та аспірантів агрономічного факультету Державного вищого навчального закладу “Херсонський державний аграрний університет” (м. Херсон, 2004-2007 рр.); Всеукраїнській науковій конференції молодих вчених (м. Умань, 21-22.02.2007 р.); міжнародній науково-практичній конференції “Стан, проблеми та перспективи адаптивного землеробства в геоінформаційному просторі” (м. Херсон, 14-16.06.2007 р.).

Публікації. Результати досліджень опубліковані у 5 статтях, із них 4 у фахових виданнях, отримано два позитивні рішення на заявку щодо отримання патенту на корисну модель із номером заявки №  та №  . У спільних публікаціях особистий внесок автора складає 80%.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація викладена на 130 сторінках машинописного тексту та складається зі вступу, 7-и розділів, аналізу і узагальнення результатів досліджень, висновків, списку використаних літературних джерел та

додатків. Робота містить 43 таблиці, 8 рисунків, 23 додатки. Список використаних літературних джерел включає 218 найменувань, у тому числі 31 – латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано необхідність і актуальність проведення досліджень, їх наукову новизну, практичну цінність, відображено апробацію.

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ З ДОСЛІДЖУВАНИХ ПИТАНЬ

У розділі проаналізовано стан вивченості питань та результати досліджень вітчизняних і зарубіжних вчених, щодо реакції рослин на різні фони мінерального живлення, способи поливу, густоти стояння рослин та їх вплив на продуктивність і якість плодів посівних томатів. На основі їх узагальнення обґрунтовано доцільність проведення досліджень з даних питань в умовах зрошення на півдні України.

МІСЦЕ, УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДІВ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ ПРИ ВИРОЩУВАННІ ПЛОДІВ ПОСІВНИХ ТОМАТІВ

Дослідження проводили протягом 2004-2006 pр. на зрошуваних землях сільськогосподарського товариства з обмеженою відповідальністю “Мрія” Білозерського району Херсонської області. Територія землекористування господарства розташована у підзоні сухого Степу, ґрунтовий покрив якої представлений темно-каштановими важкосуглинковими слабкосолонцюватими ґрунтами. Ґрунтоутворююча порода – лес. Вміст гумусу у орному шарі середній - 2,2-2,9%. Забезпеченість ґрунту елементами живлення характеризується такими агрохімічними показниками: легкогідролізуючого азоту – 3,8-5,7, рухомого фосфору – 6,2-8,6, рухомого калію – 33,4-49,2 мг/100 г ґрунту.

Метеорологічні умови в роки досліджень були типовими для південного регіону України, за виключенням 2004 року, коли розподіл опадів протягом вегетації був нерівномірним. Середня температура повітря за вегетаційний період культури була близькою до середньобагаторічної.

До схеми досліду були включені наступні фактори та їх варіанти: Фактор А – спосіб поливу: дощування, краплинне зрошення; фактор В – фон живлення (розрахований балансовим методом на запланований рівень урожаю): без добрив, N50P20 (на заплановану врожайність 40 т/га); N150P70 (на заплановану врожайність 80 т/га); N250P120 (на заплановану врожайність 120 т/га); фактор С – густота стояння рослин: 40 тис. шт./га, 50 тис. шт./га, 60 тис. шт./га. Для порівняння було закладено варіант абсолютного контролю – без зрошення і без добрив. Вегетаційні поливи проводили дощувальною машиною “Кубань М” та краплинною трубкою “Eurodrip”. Передполивну вологість ґрунту підтримували на рекомендованому рівні (70-80-70% НВ) залежно від фази росту та розвитку культури.

Досліди закладені методом розщеплених ділянок відповідно до вимог методики польових дослідів (Белик В.С., 1979). Повторність чотириразова.

ЗМІНА ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ҐРУНТУ ЗАЛЕЖНО ВІД ДОСЛІДЖУВАНИХ ФАКТОРІВ

На час сівби оптимальні фізичні властивості орного 0-30 см шару ґрунту для росту та розвитку рослин посівних томатів складалися у варіантах із застосуванням обох способів поливу за щільності ґрунту 1,24 г/см3 та його шпаруватості 53%. На час

збирання томатів під дією вегетаційних поливів, атмосферних опадів, а також самих рослин відбувалося ущільнення ґрунту на всіх варіантах досліду. Найбільш розпушеним перед збиранням (1,29 г/см3) залишався орний 0-30 см шар ґрунту за краплинного зрошення.

Для росту, розвитку й формування врожаю рослинами посівних томатів складалися сприятливі водно-фізичні властивості ґрунту. Швидкість поглинання та кількість поглинутої води за першу годину визначення мали задовільні показники за обох способів поливу, але за краплинного зрошення вони були кращими: швидкість поглинання коливалась від 1,91 мм/хв (при збиранні) до 2,20 мм/хв (по сходах), кількість поглинутої води - від 1145 до 1318 м3 за першу годину визначення, відповідно.

Проаналізувавши обидва способи поливу та контури змочування ґрунту, зроблено висновок про те, що з фізіологічної точки зору для рослин кращим є розподіл вологи при дощуванні. Проте необхідно приймати до уваги те, що при краплинному зрошенні інтенсивність подачі води є значно меншою за всмоктуючу здатність ґрунту, тому при поливі відбувається капілярне насичення ґрунту вологою. Це дозволяє протягом всього вегетаційного періоду підтримувати у кореневмісному шарі оптимальний водно-повітряний режим. Крім того при краплинному зрошенні зволожується не більше 50% поверхні поля, що значно скорочує невиробничі витрати води на випаровування.

ВПЛИВ ДОСЛІДЖУВАНИХ ФАКТОРІВ НА ЗМІНУ РОСТОВИХ ПРОЦЕСІВ ПОСІВНИХ ТОМАТІВ

У фазу цвітіння висота рослин коливалась по варіантах від 38,7 до 64,4 см, у фазу плодоутворення – від 51,3 до 81,2, у фазу дозрівання – від 55,8 до 89,1 см, причому найвищою лінійною висотою вирізнялися рослини при наступному поєднанні елементів технології вирощування: полив краплинним способом на фоні внесення добрив нормою N250P120 та при густоті стояння рослин 60 тис. шт./га.

У фазу цвітіння зрошення істотно впливало на накопичення сухої маси вегетативних органів. Дощування збільшило її на 48,6, а краплинне зрошення - на 76,2%, порівняно з варіантом абсолютного контролю. У фазу плодоутворення накопичення сухої маси було найбільшим і становило 779 г/м2 при краплинному зрошенні на фоні внесення N250P120 та густоті стояння рослин 60 тис. шт./га. У фазу дозрівання абсолютно суха маса вегетативних органів зменшувалась порівняно із фазою плодоутворення. Так, при дощуванні кількість сухої маси, в середньому, була меншою на 25,2, а при краплинному зрошенні – на 16,5% порівняно із фазою плодоутворення.

Площа листкової поверхні досягла максимальних значень у фазу плодоутворення і становила 54,8 тис. м2/га за умови застосування краплинного способу поливу, внесення добрив нормою N250P120 та густоті рослин 60 тис. шт./га. На формування асиміляційного апарату більшою мірою впливали добрива та способи поливу, значно меншою – густота стояння рослин. Кореляційний зв’язок між площею листкової поверхні та врожаєм у фазу плодоутворення був сильним (r=0,89).

Середня маса коренів у шарі ґрунту 0-40 см при дощуванні складала 8,57 ц/га, а при краплинному зрошенні вона була більшою на 30% і склала 11,11 ц/га. Найбільша маса коренів посівних томатів розміщувалась у верхньому 0-10 см шарі незалежно від способу поливу. В середньому по дощуванню масова частка коренів у верхньому шарі склала 5,17 ц/га або 60%, тоді як при краплинному зрошенні – 7,99 ц/га або 72% від загальної маси коренів у 40-сантиметровому шарі ґрунту. Ці дані свідчать, що при краплинному зрошенні у верхньому шарі розміщується значно більша кількість і маса

коренів, ніж при дощуванні, що зумовлено більш сприятливими умовами для росту і розвитку кореневої системи томатів, переважно завдяки стабільному, регулярному вологозабезпеченню рослин та відсутності стресів при даному способі поливу.

УРОЖАЙ ТА ЯКІСТЬ ПЛОДІВ ПОСІВНИХ ТОМАТІВ ЗАЛЕЖНО ВІД ДОСЛІДЖУВАНИХ ФАКТОРІВ

Способи поливу істотно впливали на показники структури врожаю посівних томатів. Маса плодів з однієї рослини суттєво змінювалась залежно від способу поливу. При дощуванні середня маса плодів із одного куща склала 795 г, а при краплинному зрошенні на 480 г або на 60,3% була більшою. Дощування збільшило середню кількість плодів на одній рослині на 65,4, а краплинне зрошення - на 94,2% порівняно із кількістю плодів, сформованих на рослинах контрольного варіанту.

Мінеральні добрива сприяли формуванню більшої кількості плодів на рослині - на варіантах без добрив кількість плодів, у середньому, складала 11,5 шт. Внесення мінеральних добрив нормою N50P20 призводило до збільшення кількості плодів, у середньому, на 38,3% порівняно з варіантом без добрив. Подальше підвищення норми добрив до N150P70 збільшувало кількість плодів на 34%, порівняно з нормою N50P20, а внесення добрив високою нормою - N250P120 збільшувало кількість плодів на 22,5%, порівняно з нормою N150P70.

Густота стояння посівних томатів суттєво не впливала на кількість плодів на рослині. У середньому, збільшення густоти стояння рослин на одному гектарі на 10 тис. призводило до зменшення кількості плодів, у середньому, на 9,8%, а збільшення на 20 тис. - зменшувало їх на 16,6%, порівняно із густотою рослин 40 тис. шт./га.

Зрошення сприяло формуванню середньої маси одного плоду - 51,3 г, що на 76,9% більше, ніж на контрольному варіанті (без зрошення). При максимальній нормі добрив N250P120 плоди формувалися найкрупнішими, в середньому, 66,6 г. Плоди з найбільшою середньою масою – 82 г були отриманні на краплинному зрошенні на фоні внесення добрив нормою N250P120 та за густоти рослин на рівні 40 тис. шт./га.

Таблиця 1

Урожайність плодів посівних томатів залежно від досліджуваних факторів, т/га

Середнє за 2004-2006 рр.

Спосіб поливу

(Фактор А) | Фон живлення

(Фактор В) | Густота стояння рослин, тис. шт./га (Фактор С)

40 | 50 | 60

Без зрошення | Без добрив | 12,0 | - | -

Дощування | Без добрив | 16,7 | 18,1 | 17,8

N50P20 | 26,9 | 28,4 | 27,6

N150P70 | 43,1 | 44,5 | 44,5

N250P120 | 64,3 | 67,2 | 65,8

Краплинне зрошення | Без добрив | 27,1 | 28,2 | 28,1

N50P20 | 38,6 | 39,7 | 39,0

N150P70 | 72,9 | 76,9 | 74,5

N250P120 | 102,4 | 110,6 | 108,2

Примітка: НІР05 за роки досліджень змінювалась в межах, т/га: для фактора А - 1,23-1,67; для фактора С – 1,51-2,05; для фактора В – 1,74-2,36; для взаємодії АВ – 2,46-3,34; АС – 2,13-2,90; ВС – 3,01-4,10; для комплексної взаємодії АВС – 4,26-5,79.

На основі аналізу даних, отриманих у польових дослідах, можна зробити висновок, що врожайність плодів посівних томатів коливалась у широких межах - від 16,7 до 110,6 т/га залежно від досліджуваних факторів (табл. 1). Найбільший приріст урожаю плодів посівних томатів отримано від застосування мінеральних добрив. Максимальна врожайність, в середньому за три роки, сформована на фоні N250P120 за дощування - 67,2 т/га, а за краплинного зрошення - 110,6 т/га, що на 460 і 822%, відповідно, більше контрольного варіанту. Найменша врожайність плодів томатів формувалася у варіантах без добрив і складала, в середньому по фактору, 22,7 т/га. Внесення мінеральних добрив нормою N50P20 забезпечило збільшення врожайності на 10,1 т/га (45%), N150P70 - на 36,5 (161%), N250P120 – на 63,8 т/га (281%).

Рослини томатів посівних позитивно реагували на зрошення підвищенням урожаю. Так, при дощуванні середня врожайність по фактору перевищувала контрольний варіант на 26,9 т/га або на 224%, а при краплинному зрошенні – на 49,4 т/га або на 512%. Порівнюючи способи поливу можна зробити висновок, що краплинне зрошення забезпечило приріст урожайності, в середньому по досліду, на 22,5 т/га (58%) більше, ніж дощування.

Серед варіантів із різною густотою стояння рослин суттєвої різниці не отримано, в дослідах відмічена лише тенденція формування більш високого врожаю при густоті стояння рослин 50 тис. шт./га.

Середній вміст сухих речовин у плодах при дощуванні складав 5,33%, або 21,5 ц/га, а при краплинному зрошенні - збільшувався до 5,51% (32,2 ц/га) (табл. 2). Суттєво впливало на цей показник внесення мінеральних добрив – чим більшою була норма внесення, тим менше накопичувалось сухих речовин в плодах, але за рахунок збільшення кількості плодів загальний збір сухих речовин на 1 га зростав. Так, застосування максимальної кількості добрив - N250P120 знижувало кількість сухих речовин, в середньому, до 4,96% (46,3 ц/га), що на 0,9% менше, ніж у плодах неудобреного варіанту, але загальний збір сухих речовин при цьому збільшився на 32,3 ц/га або на 221% порівняно з неудобреним фоном. Кращим по досліду виявився варіант краплинного зрошення на фоні внесення N250P120 та густоті стояння рослин 50 тис. шт./га, на якому отримано максимальний збір сухих речовин – 58,6 ц/га.

Важливе значення при оцінці якості плодів томатів належить вмісту цукрів. Аналізуючи отримані дані, спостерігали поступове зниження вмісту цукрів від внесення добрив. Способи поливу та густота стояння рослин суттєво не впливали на цей показник. При вирощуванні томатів без зрошення і без добрив вміст цукрів у плодах, в середньому за три роки, склав 3,06%. Під впливом зрошення та мінеральних добрив вміст цукрів знижувався від 3,09 до 2,36% залежно від варіанту досліду.

Усі досліджувані фактори призводили до зниження вмісту вітаміну С у плодах посівних томатів – від 15,2 до 13,6 мг%.

Показники кислотності плодів суттєво не змінювалися залежно від досліджуваних факторів, вміст їх частково знижувався під дією зрошення, проте незначно збільшувався від застосування мінеральних добрив. Коливання кислотності було в межах 0,34-0,49%.

Найменша кількість нітратів накопичувалась в плодах, вирощених на неудобреному фоні і без поливу - 27,7 мг/кг, тоді як зрошення, в середньому, збільшувало вміст нітратів на 41,9% до 39,3 мг/кг. Внесення добрив та збільшення їх кількості підвищувало накопичення нітратів, в середньому, від 38,3 до 42,9 мг/кг, що не перевищувало гранично допустиму концентрацію (150 мг/кг).

Таблиця 2

Вміст сухих речовин в плодах посівних томатів (%) та їх збір (ц/га) залежно від досліджуваних факторів

Середнє за 2005-2006 рр.

Спосіб поливу

(Фактор А) | Фон живлення

(Фактор В) | Густота стояння рослин, тис. шт./га (Фактор С)

40 | 50 | 60

% | ц/га | % | ц/га | % | ц/га

Без зрошення | Без добрив | 5,58 | 6,2 | - | - | - | -

Дощування | Без добрив | 5,67 | 10,1 | 5,73 | 11,0 | 5,83 | 11,1

N50P20 | 5,40 | 15,2 | 5,49 | 16,3 | 5,56 | 16,3

N150P70 | 5,11 | 23,7 | 5,20 | 24,6 | 5,23 | 24,5

N250P120 | 4,83 | 33,9 | 4,91 | 35,7 | 4,96 | 35,6

Краплинне зрошення | Без добрив | 5,86 | 16,4 | 5,97 | 17,5 | 6,09 | 17,6

N50P20 | 5,62 | 22,9 | 5,67 | 23,6 | 5,71 | 23,6

N150P70 | 5,33 | 41,7 | 5,37 | 43,8 | 5,44 | 43,1

N250P120 | 4,96 | 55,4 | 5,03 | 58,6 | 5,08 | 58,3

Примітка. НІР05 за роки досліджень змінювалася в межах, %: для фактора А - 0,03-0,04; для фактора В - 0,04-0,05; для фактора С - 0,03-0,05; для взаємодії АВС – 0,09-0,13.

Одна з величин, яка дозволяє визначити ступінь впливу технологічних заходів на величину врожаю є коефіцієнт кореляції, що дозволяє об'єктивно відобразити існуючу закономірність.

Сила кореляційного зв’язку Х7 - густота стояння рослин, Х2 - сума опадів за вегетацію та Х1 - сума активних температур з урожаєм томатів - слабка (0,024, 0,157 та 0,166 відповідно); Х4 - поливна норма, Х5 - енергоємність засобів поливу та Х3 - кількість поливів – середня (0,357, 0,408 та 0,423 відповідно), Х6 - норма добрив – сильна (0,858).

Множинний коефіцієнт кореляції всіх визначаючих факторів свідчить про сильний, майже повний, взаємозв’язок урожаю плодів посівних томатів з усіма досліджуваними факторами, який склав 0,966. Тісні кореляційні зв’язки отримані при аналізі парних та множинних зв’язків визначаючих факторів з урожаєм і свідчать про можливість їх використання у виробництві (табл. 3).

Таблиця 3

Результати кореляційного і регресійного аналізів даних урожаю плодів посівних томатів

Середнє за 2004-2006 рр.

До якого Хі відносяться дані | Коефіцієнти при змінних | di – часткові коефіцієнти детермінації | b0 і bi – коефіцієнти регресії | t – критерій

фактичний | 0,05

Х1 | 0,166 | 0,028 | 0,720 | 0,21 | 7,84

Х2 | -0,157 | -0,025 | 3,419 | 0,59

Х3 | 0,423 | 0,179 | 1,640 | 1,48

Х4 | -0,357 | -0,127 | 0,087 | 1,58

Х5 | 0,408 | 0,166 | 0,041 | 3,07

Х6 | 0,858 | 0,736 | 0,172 | 26,49

Х7 | 0,024 | 0,001 | 0,085 | 0,75

Аналізуючи отримані дані, можна стверджувати, що 73,6% варіації залежної змінної Y зумовлюється дією фактора Х6, 17,9% - Х3, 16,6 - Х5, 12,7 - Х4, 2,8 - Х1, 2,5 – Х2, 0,1% - Х7. Загальна частка участі досліджуваних факторів у зміні врожаю - 93,4%.

За допомогою коефіцієнтів регресії та вільного члена була складена математична модель урожаю плодів посівних томатів:

Y = 0,720Х1+3,419Х2+1,640Х3+0,087Х4+0,041Х5+0,172Х6+0,085Х7-88,575,

де: Х1 - сума активних температур (>10?С) за вегетацію, ?С?102; Х2 - сума опадів за вегетацію, тис. м3/га; Х3 - кількість поливів, шт; Х4 – середня поливна норма, м3/га; Х5 - енергоємність засобів поливу, тис. ГДж; Х6 - норма добрив, кг д.р./га; Х7 - густота стояння рослин, тис. шт./га.

Програмувати врожай посівних томатів за лінійним рівнянням складно, тому ми використали апроксимуючу (згладжену) криву по поліному, на основі якої можна робити висновки про вплив на врожай визначаючих факторів і прогнозувати його найбільш наближеним до реальних умов вирощування. Отримане рівняння має вигляд:

Y = - 0,0009x4 + 0,0467x3 - 1,2175x2 + 15,069x - 22,213.

де: Y –рівень показника, що вирівнюється за прямою і вільний від коливань;

х вимір часу (динамічного ряду).

ВОДОСПОЖИВАННЯ ПОСІВНИХ ТОМАТІВ, ОКУПНІСТЬ УРОЖАЄМ ВОДИ, МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ ТА ЕФЕКТИВНИХ ТЕМПЕРАТУР

Зрошувальна норма при дощуванні коливалась від 1370 м3/га у 2004 році до 2930 м3/га у 2006 році, тоді як при краплинному зрошенні коливання було від 940 до 2135 м3/га. Така різниця в зрошувальних нормах по роках пояснюється зміною погодних умов, зокрема опадів. У середньому ж за три роки, зрошувальна норма при дощуванні склала 2350 м3/га, при краплинному зрошенні на 30% менше – 1650 м3/га.

Величина сумарного водоспоживання, в середньому за три роки, значно змінювалась і коливалась у межах від 3197 до 4014 м3/га залежно від досліджуваних факторів (табл. 4).

Збільшення зрошувальної норми при дощуванні сприяло зростанню накопичення вологи в ґрунті та максимальним її витратам рослинами посівних томатів на формування врожаю плодів. При цьому сумарне водоспоживання на варіантах із дощуванням склало 3971 м3/га, тоді як при краплинному зрошенні – тільки 3297 м3/га.

На варіанті абсолютного контролю – без зрошення і без добрив, сумарне водоспоживання склало 1583 м3/га, що було найнижчим показником у досліді. На варіантах без добрив, але із поливом, сумарне водоспоживання складало 3572 м3/га, що порівняно з абсолютним контролем більше на 126%. Застосування добрив нормою N50P20 збільшувало водоспоживання на 128%. Із подальшим підвищенням норми добрив до N150P70 відмічено зростання сумарного водоспоживання, в середньому, на 2072 м3/га, або на 131%, а при внесенні N250P120 - на 2115 м3/га, або на 134% порівняно з ділянками абсолютного контролю.

При густоті стояння рослин від 40 до 60 тис. шт./га водоспоживання томатів несуттєво збільшувалась із коливанням від 5 до 18 м3/га на всіх варіантах досліду. Максимальне значення - 4014 м3/га було зафіксовано при дощуванні на фоні внесення N250P120 та за густоти рослин 60 тис. шт./га. Краплинне зрошення на тому ж фоні живлення та густоті стояння зменшувало водоспоживання на 616 м3/га або на 15,4%.

Краплинне зрошення суттєво вплинуло на коефіцієнт водоспоживання порівняно із дощуванням, різниця становила, в середньому, 62 м3/т, витрати води на формування одиниці врожаю при краплинному зрошенні складали 69 м3/т, що на 47,3% менше, ніж при дощуванні.

Таблиця 4

Сумарне водоспоживання та його коефіцієнт у посівних томатів залежно від досліджуваних факторів

Середнє за 2004-2006 рр.

Спосіб поливу | Фон живлення | Густота стояння рослин, тис. шт./га

40 | 50 | 60

Сумарне водоспоживання, м3/га

Без зрошення | Без добрив | 1583 | - | -

Дощування | Без добрив | 3933 | 3938 | 3945

N50P20 | 3951 | 3963 | 3968

N150P70 | 3974 | 3979 | 3986

N250P120 | 3996 | 4008 | 4014

Краплинне зрошення | Без добрив | 3197 | 3203 | 3212

N50P20 | 3256 | 3262 | 3267

N150P70 | 3325 | 3332 | 3336

N250P120 | 3382 | 3389 | 3398

Коефіцієнт водоспоживання, м3/т

Без зрошення | Без добрив | 128 | - | -

Дощування | Без добрив | 238 | 219 | 224

N50P20 | 148 | 140 | 145

N150P70 | 93 | 90 | 90

N250P120 | 63 | 60 | 62

Краплинне зрошення | Без добрив | 119 | 114 | 115

N50P20 | 85 | 83 | 85

N150P70 | 46 | 44 | 45

N250P120 | 34 | 31 | 32

В середньому за три роки, коефіцієнт водоспоживання на неудобреному фоні склав 171 м3/т. При внесенні мінімальної норми мінеральних добрив - N50P20, рослини посівних томатів витрачали на формування 1 т плодів 114 м3 води, що на 57 м3 менше , порівняно із варіантами без добрив. У варіантах, де добрива вносили нормою N150P70, рослини посівних томатів витрачали вологи, в середньому, на 103 м3/т менше порівняно з варіантами без добрив. При застосуванні максимальної норми N250P120 даний показник зменшився на 124 м3/т. Коливання коефіцієнту водоспоживання по фактору густоти стояння були в межах від 1 до 19 м3/т.

Ефективність використання води на одиницю врожаю була найкращою у варіантах із застосуванням краплинного зрошення на фоні внесення максимальної кількості добрив N250P120 та при густоті стояння рослин на рівні 50 тис. шт./га, де коефіцієнт водоспоживання склав 31 м3/т, що на 48,4% менше, порівняно із дощуванням.

Найбільший збір плодів посівних томатів із розрахунку на 1 м3 води – 32,7 кг, в середньому за три роки досліджень, забезпечило поєднання таких технологічних

елементів: краплинне зрошення на фоні внесення мінеральних добрив нормою N250P120 та за густоти стояння рослин 50 тис. шт./га.

Порівнюючи способи поливу, найкраща ефективність від зрошення отримана при краплинному зрошенні, де середній коефіцієнт ефективності зрошення склав 50 м3/т, що у 5 разів менше, ніж при дощуванні (248 м3/т).

Максимальна окупність внесених добрив урожаєм плодів томатів в досліді – 568 кг/кг д.р. визначена при краплинному зрошенні на фоні внесення мінімальної кількості добрив N50P20 та густоті стояння рослин 50 тис. шт./га.

Ефективні температури вегетаційного періоду посівних томатів мали найбільшу окупність при використанні наступного технологічного комплексу: застосування краплинного способу поливу на фоні внесення мінеральних добрив нормою N250P120 та при густоті стояння рослин 50 тис. шт./га. При цьому на 1?С ефективних температур посівні томати формували 79,3 кг плодів.

ЕКОНОМІЧНА ТА БІОЕНЕРГЕТИЧНА ОЦІНКА ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ ТОМАТІВ

Найбільшими матеріальні витрати на вирощування посівних томатів були при краплинному зрошенні на фоні внесення N250P120 за густоти стояння рослин 50 тис. шт./га – 13,71 тис. грн./га (це пов’язане з найвищим урожаєм у цьому варіанті та, відповідно, зростанням додаткових витрат на збирання та транспортування продукції); тоді як при дощуванні при такому ж поєднанні фону живлення і густоті стояння витрати були нижчими на 22,5% і склали 10,62 тис. грн./га.

Залежно від поєднання технологічних заходів при вирощуванні посівних томатів, собівартість 1 тони вирощених плодів коливалась у межах від 87 до 368 грн./т (табл. 5). Найменше на собівартість впливала густота стояння рослин.

Суттєві зміни в собівартості відмічені за рахунок внесення норм мінеральних добрив. Ці заходи значно збільшували додаткові фінансові вкладення, проте вони найістотніше впливали на врожай, а отже, і на собівартість. У варіантах із внесенням максимальної норми добрив N250P120 собівартість була найнижчою – 124 грн./т.

Залежно від способу поливу собівартість змінювалася у широких межах. За умови поливу дощуванням середня собівартість була найбільшою – 243 грн./т, а за краплинного зрошення середній показник був майже у 2 рази нижчим – 129 грн./т.

Найбільший чистий прибуток - 30,53 тис. грн./га було отримано при внесенні мінеральних добрив нормою N250P120, застосуванні краплинного зрошення та формуванні густоти стояння рослин 50 тис. шт./га. Використання краплинної системи зрошення, порівняно із дощуванням, зумовлювало збільшення чистого прибутку, в середньому, у 2 рази.

Неудобрений варіант забезпечував чистий прибуток з гектару посіву в розмірі 2,23 тис. грн./га, внесення добрив нормою N50P20 збільшувало чистий прибуток на 146,2% (до 5,49 тис. грн./га), внесення норми N150P70 – на 152,1% (до 13,84 тис. грн./га) порівняно із попередньою нормою, на фоні застосування максимальної норми добрив N250P120 отримано найбільший чистий прибуток – 22,53 тис. грн./га, що більше за попередній фон на 62,8%.

Густота стояння рослин на економічні показники впливала менш суттєво порівняно з іншими факторами. Збільшення густоти стояння від 40 до 50 тис. шт./га підвищувало прибуток на 8,9% (до 11,46 тис. грн./га), а до 60 тис. шт./га - призводило до зменшення чистого прибутку на 3,2% (до 11,10 тис. грн./га) порівняно із густотою

стояння 50 тис/га, що пов’язано з незначним зменшенням урожайності, отриманої за густоти рослин 60 тис. шт./га.

Таблиця 5

Економічні та біоенергетичні показники при вирощуванні посівних томатів залежно від досліджуваних факторів

Середнє за 2004-2006 рр.

Фон живлення | Густота стояння рослин, тис. шт./га | Економічні показники | Біоенергетичні показники*

Собівартість, грн./т | Чистий прибуток, тис. грн./га | Енергетичний коефіцієнт | Енергоємність 1 т продукції, ГДж

Без зрошення - контроль

Без добрив | 40 | 359 | 0,49 | 1,47 | 1,66

Спосіб поливу - дощування

Без добрив | 40 | 368 | 0,53 | 1,04 | 2,34

50 | 344 | 1,01 | 1,12 | 2,18

60 | 349 | 0,91 | 1,10 | 2,21

N50P20 | 40 | 265 | 3,63 | 1,41 | 1,73

50 | 254 | 4,15 | 1,47 | 1,66

60 | 260 | 3,87 | 1,44 | 1,70

N150P70 | 40 | 201 | 8,58 | 1,72 | 1,42

50 | 196 | 9,06 | 1,77 | 1,38

60 | 196 | 9,06 | 1,77 | 1,38

N250P120 | 40 | 163 | 15,26 | 2,07 | 1,18

50 | 158 | 16,26 | 2,14 | 1,14

60 | 160 | 15,78 | 2,11 | 1,16

Спосіб поливу – краплинне зрошення

Без добрив | 40 | 179 | 3,40 | 1,42 | 1,72

50 | 174 | 3,78 | 1,47 | 1,66

60 | 175 | 3,75 | 1,46 | 1,67

N50P20 | 40 | 148 | 6,93 | 1,72 | 1,42

50 | 146 | 7,31 | 1,76 | 1,39

60 | 147 | 7,07 | 1,73 | 1,41

N150P70 | 40 | 104 | 18,14 | 2,45 | 1,00

50 | 101 | 19,53 | 2,55 | 0,96

60 | 103 | 18,70 | 2,49 | 0,98

N250P120 | 40 | 90 | 27,68 | 2,79 | 0,87

50 | 87 | 30,53 | 2,96 | 0,83

60 | 88 | 29,70 | 2,91 | 0,84

Примітка.* З урахуванням побічної продукції.

Величина енергетичного коефіцієнту по досліду коливалася в межах від 1,04 до 2,96. У варіанті абсолютного контролю енергетичний коефіцієнт складав 1,47. Способи поливу збільшували його, в середньому, при дощуванні до 1,60, при краплинному зрошенні – до 2,14. На неудобреному фоні даний показник був нижчим від абсолютного контролю і складав 1,27, що енергетично доцільно, але ставить під сумнів енергозатрати на зрошення без застосування добрив під томати. Внесення добрив нормою N50P20

підвищувало коефіцієнт, в середньому, до 1,59, за норми N150P70 енергетичний коефіцієнт склав 2,13, а N250P120 - досягнув 2,50. Серед варіантів густоти стояння більш високий енергетичний коефіцієнт визначено за густоти 50 тис. шт./га – 1,91, тоді як при густоті 40 і 60 тис. шт./га він склав 1,83 і 1,88, відповідно.

В середньому, при дощуванні енергоємність 1 тони продукції склала 1,63 ГДж, за краплинного зрошення вона знижувалась до 1,23 ГДж/т або на 24,1%.

Найбільшою енергоємність виявилася на неудобреному фоні – 1,96 ГДж/т. Від внесення мінімальної норми добрив N50P20 енергоємність знижувалась на 20,9%, середня норма добрив N150P70 зменшувала енергоємність на 39,8, а максимальна норма добрив N250P120 – на 49,0%, порівняно з неудобреним фоном.

Серед варіантів із різною густотою рослин 40, 50 і 60 тис. шт./га різниця в енергоємності продукції була незначною: 1,46, 1,40 та 1,42 ГДж/т, відповідно.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі подано теоретичне обґрунтування і практичне вирішення технологічних прийомів по підвищенню врожаю і якості плодів посівних томатів сорту Ріо Гранде, зокрема способів поливу, фонів живлення та густоти стояння рослин. Отримані результати дозволяють зробити наступні висновки:

1. Застосування краплинного зрошення забезпечувало оптимальну щільність складення у шарі 0-30 см ґрунту для посівних томатів, яка була в межах 1,24 – 1,29 г/см3, та задовільну шпаруватість - 51,3-53,2%. При цьому за краплинного зрошення кращою була водопроникність (1,9-2,2 мм/хв) за першу годину визначення. Дослідження контуру змочування ґрунту довели перевагу краплинного способу поливу, завдяки підтриманню у кореневмісному шарі протягом всього вегетаційного періоду оптимальних водно-повітряного і поживного режимів, порівняно із дощуванням.

2. Найвищої лінійної висоти рослини посівних томатів (89,1 см) досягали у фазу дозрівання при краплинному зрошенні за умови внесення мінеральних добрив нормою N250P120 та при формуванні густоти стояння рослин 60 тис. шт./га.

3. Найбільше накопичення абсолютно сухої маси вегетативних органів – 779 г/м2 та формування максимальної площі листя - 54,83 тис. м2/га спостерігалося у фазу плодоутворення на фоні внесення мінеральних добрив нормою N250P120 та за густоти стояння рослин 60 тис. шт./га.

4 Кращі умови для формування могутньої кореневої системи (13,09 ц/га сухих коренів) посівними томатами в шарі ґрунту 0-40 см створювались при краплинному зрошенні, на фоні внесення добрив нормою N250P120.

5. Найбільш сприятливі умови для росту й розвитку рослин, формування якісних товарних плодів складалися при поєднанні таких агротехнічних заходів, як зрошення краплинним способом на фоні внесення N250P120 та формування густоти стояння рослин 40 тис. шт./га, де маса плодів на 1 рослині досягала 2560 г, при середній їх кількості 31,1 шт. та масі одного плоду 82 г.

6. Максимальну врожайність плодів посівних томатів – 110,6 т/га в умовах зрошення на півдні України було отримано при наступному технологічному комплексі: зрошенні краплинним способом, внесенні мінеральних добрив нормою N250P120 та формуванні густоти стояння рослин на рівні 50 тис. шт./га.

7. Внесення мінеральних добрив найбільше впливало на вміст сухих речовин: чим більшою була норма внесення, тим менше накопичувалось сухих речовин в плодах, але

за рахунок більш високого врожаю збір сухих речовин з 1 га збільшувався і досягнув, в середньому по фону, 46,3 ц/га.

8. Зрошення та добрива призводили до зниження вмісту загальних цукрів в плодах томатів, порівняно з варіантом абсолютного контролю, а густота стояння рослин дещо збільшувала цей показник. Вміст цукрів по досліду коливався у межах 2,36-3,09%.

Всі досліджувані фактори поступово знижували вміст вітаміну С (аскорбінової кислоти) – від 15,2 до 13,6 мг%.

Найменша кислотність плодів – 0,34% отримана на