БІЛОЦЕРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИЕТ
ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
СКАЛИГА Олексій Сергійович
УДК 631.582.2.003.13:631.51 (477.4)
ПРОДУКТИВНІСТЬ ПЛОДОЗМІННОЇ СІВОЗМІНИ
ЗАЛЕЖНО ВІД СИСТЕМ основного ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ та рівнів удобрення В ЦЕНТРАЛЬНОМУ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ
06.01.01 – загальне землеробство
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Дніпропетровськ – 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Білоцерківському національному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України протягом 2004–2006 рр.
Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор
Примак Іван Дмитрович
Білоцерківський національний аграрний університет,
завідувач кафедри землеробства
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН,
Лебідь Євгеній Макарович,
Інститут зернового господарства УААН, м. Дніпропетровськ, директор
кандидат сільськогосподарських наук, доцент,
Іванюк Микола Федорович,
Національний аграрний університет, м. Київ,
доцент кафедри землеробства і гербології
Захист відбудеться 18 квітня 2008 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.804.02 при Дніпропетровському державному аграрному університеті за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Ворошилова, 25, корпус 1, конференц-зал (ауд. 342)
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Дніпропетровського державного аграрного університету за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Ворошилова, 25.
Автореферат розісланий “____” березня 2008 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради О.О. Мицик
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. За існуючого на сьогодні диспаритету цін на продукцію землеробства і паливно-мастильні матеріали, агрохімікати та сільськогосподарську техніку зростає необхідність пошуку ресурсозберігаючих технологій механічного обробітку ґрунту. В поширених в Україні короткоротаційних плодозмінних сівозмінах далеко не повністю опрацьовані системи основного обробітку ґрунту, які, як відомо, мають бути ресурсозберігаючими і ґрунтозахисними. Тому розробка таких систем є на сьогодні актуальним завданням як з агротехнічної і еколого-біологічної, так і з економічної точок зору.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою частиною наукових досліджень кафедри землеробства Білоцерківського ДАУ (номер державної реєстрації 0100.001533) і державної тематики (номер державної реєстрації 0106U009621).
Мета і завдання досліджень. Мета – встановити найбільш раціональну систему основного обробітку ґрунту в п’ятипільній плодозмінній сівозміні центрального Лісостепу України, що забезпечує отримання з 1 га ріллі понад 70 ц кормових одиниць за високої економічної і енергетичної ефективності.
Завдання досліджень – встановити вплив інтенсивності основного обробітку за різних рівнів удобрення на оструктуреність і щільність ґрунту, запаси доступної ґрунтової вологи, мікробіологічну активність ґрунту, динаміку елементів зольного і азотного живлення рослин, забур’яненість, урожайність культур і продуктивність сівозміни, економічну та енергетичну ефективність досліджуваних агрозаходів.
Об’єкт досліджень: процес формування і реалізації потенціалу урожайності культур сівозміни та показників і умов родючості ґрунту під впливом різних систем основного обробітку в умовах центрального Лісостепу України.
Предмет дослідження: сівозміна, системи основного обробітку ґрунту, рівні удобрення, родючість ґрунту, продуктивність, економічна і енергетична ефективність сівозміни.
Методи дослідження: польовий і лабораторний методи для проведення агрофізичних і біологічних аналізів, статистичний – для оцінки достовірності отриманих результатів; економіко-математичний – для встановлення економічної та енергетичної ефективності систем обробітку ґрунту та рівнів удобрення.
Наукова новизна одержаних результатів. За умов центрального Лісостепу України вперше встановлений вплив різних систем основного обробітку на фізико-хімічні властивості і мікробіологічну активність ґрунту та продуктивність п’ятипільної плодозмінної сівозміни з 80%-вим насиченням зерновими культурами.
Практичне значення одержаних результатів. Встановлена доцільність застосування в плодозмінній сівозміні тривалого мілкого обробітку, що забезпечує продуктивність ріллі на рівні систематичного полицевого з одночасним підвищенням родючості ґрунту та ефективності рекомендованих агрозаходів.
Особистий внесок здобувача полягає в плануванні та здійсненні науково-дослідних робіт, самостійному отриманні результатів досліджень, математичній обробці та аналізі експериментального матеріалу, а також в узагальненні результатів досліджень.
Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень були викладені на наукових конференціях: “Екологічно обґрунтований захист рослин” 4–7 жовтня 2005 р., м. Київ; “Наукові пошуки молоді на початку ХХІ століття” 11–14 травня 2004 р., “Новітні технології в рослинництві” 22–25 листопада 2004 р., “Наукові пошуки молоді у третьому тисячолітті” 19 травня 2005 р., “Новітні технології в рослинництві” 22–24 листопада 2005 р., “Наукові пошуки молоді у третьому тисячолітті” 16–19 травня 2006 р., м. Біла Церква.
Публікації. За результатами досліджень, викладених у дисертації, опубліковано 5 наукових праць, з яких 3 у фахових виданнях.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 143 сторінках комп’ютерного тексту, включає 32 таблиці, 22 рисунки і 33 додатки. Складається із вступу, 10 розділів, висновків і рекомендацій виробництву. Список використаних джерел нараховує 391 найменування, серед яких 29 латиницею.
Зміст роботи
Проблеми основного обробітку ґрунту в сучасному землеробстві. В цьому розділі узагальнені результати досліджень вітчизняних і зарубіжних вчених. Встановлено, що досить мало даних з питання застосування раціонального обробітку ґрунту в короткоротаційних сівозмінах Лісостепу України. Практично не проводились досліди з вивчення ефективності зростаючих рівнів удобрення в короткоротаційних сівозмінах залежно від інтенсивності обробітку ґрунту. Вітчизняне землеробство потребує пошуку найбільш оптимального поєднання ресурсозберігаючих систем основного обробітку ґрунту і удобрення, що забезпечує високу продуктивність ріллі і якість урожаю. Ці питання вивчені недостатньо, тому для їх вирішення були проведені досліди, що стали основою дисертаційної роботи.
Програма і умови проведення досліджень. Експериментальна робота виконувалась в умовах Білоцерківського агрогрунтового району центрального Лісостепу України.
Ґрунт під дослідом – чорнозем типовий глибокий малогумусований, крупнопилувато-легкосуглинковий на карбонатному лесі. В орному (30 см) шарі вміст гумусу становить 3,48%, азоту – 0,243–0,342, рухомих форм фосфору – 13,2, обмінного калію – 8,9 мг на 100 г абсолютно сухого ґрунту.
В районі проведення досліджень сума опадів становила 562 мм, середньорічна температура – 7,5 оС в середньому за 2003–2006 роки.
Погодні умови в роки проведення досліджень були переважно сприятливими для вирощування культур сівозміни, типовими для даного регіону.
Спостереження, обліки і вимірювання проводилися за загальноприйнятими методиками агрофізичних, агрохімічних і біологічних досліджень: агрономічно цінна структура – за І.М. Бакшеєвим; щільність ґрунту – згідно з ДСТУ ІSO 11272-2001; вологість ґрунту – згідно з ДСТУ ІSO 11465:2001; нітратний азот – згідно з ГОСТ 26951-86; рухомий фосфор і калій – згідно з ДСТУ 4115-2002; засміченість ґрунту насінням бур’янів – методом відмивання насіння з проби, взятої буром Калентьєва; забур’яненість посівів – кількісно-ваговим методом; інтенсивність виділення СО2 з ґрунту – за методом В.І. Штатнова; ступінь розкладу лляної тканини – методом аплікації лляного полотна. Облік урожаю проводився суцільним (прямим) методом.
Дослідження проводились в стаціонарному польовому досліді впродовж 2004–2006 рр. на дослідному полі Білоцерківського ДАУ в п’ятипільній плодозмінній сівозміні, повністю розгорнутій в просторі і часі. Вивчали чотири системи основного обробітку ґрунту (табл. 1) і чотири рівні удобрення: нульовий – без добрив; одинарний – 4 т гною + N16P24K24, подвійний – 8 т гною + N32P48K48 і потрійний – 12 т гною + N48P72K72 на 1 га сівозміни.
Таблиця 1
Системи обробітку ґрунту в плодозмінній сівозміни
№
поля | Культура сівозміни | Системи основного обробітку ґрунту
систематичний полицевий (контроль) | систематичний безполицевий (плоскорізний) | комбінований (диференційо-ваний) | тривалий мілкий
Глибина (см) і знаряддя обробітку
1 | Конюшина лучна на зелений корм––––
2 | Озима пшениця | 20–22 (о.) | 20–22 (п.) | 10–12 (п.л.) | 10–12 (п.л.)
3 | Кукурудза на зерно | 25–27 (о.) | 25–27 (п.) | 25–27 (о.) | 25–27 (о.)
4 | Горох на зерно | 15–17 (о.) | 15–17 (п.) | 10–12 (д.б.) | 10–12 (д.б.)
5 | Ячмінь на зерно з підсівом конюшини лучної | 10–12 (п.л.) | 10–12 (п.) | 15–17 (п.) | 10–12 (п.л.)
Примітка. о. – оранка; п. – плоскорізний обробіток, п.л. – полицеве лущення, д.б. – обробіток дисковими боронами.
Повторність досліду триразова, розміщення повторень на площі суцільне. Площа облікової ділянки – 112 м2. Оранку виконували плугом ПЛН –3-35, безполицевий обробіток – плоскорізом КПГ –250, лущення на 10–12 см – лущильником ПЛ –5-25 і дисковою бороною БДВ –3,0.
Вплив систем основного обробітку ґрунту за різних рівнів удобрення на агрофізичні властивості чорнозему типового. Під озимою пшеницею вміст водотривких агрегатів в орному (0–30 см) шарі ґрунту при заміні систематичного полицевого обробітку на систематичний безполицевий зменшився на 1,1–1,7 %, комбінований і тривалий мілкий – 0,2–0,5 % (рис. 1).
Найбільш оструктуреною на всіх варіантах досліду була нижня частина (20–30 см) орного шару. Різниця за вмістом агрономічно цінних агрегатів між нижньою
(20–30 см) і верхньою (0–10 см) частинами орного шару під озимою пшеницею, кукурудзою, горохом, ячменем і конюшиною сягала відповідно: за систематичного полицевого обробітку – 3,3; 4,8; 4,9; 4,2 і 5,1 %, систематичного безполицевого – 3,2; 6,6; 4,0; 3,9 і 4,6 %, комбінованого – 3,4; 5,1; 4,4; 4,1 і 4,9 % і за тривалого мілкого – 3,3; 4,9; 4,4; 4,5 і 5,3 %. В цілому по сівозміні в орному шарі величини агрономічно цінних агрегатів знаходились: за систематичного полицевого обробітку в межах 55,2 %, систематичного безполицевого – 53,9 %, комбінованого – 54,5 % і тривалого мілкого – 54,4 %.
Щорічне внесення на 1 га ріллі одинарного, подвійного і потрійного рівня добрив підвищувало оструктуреність орного шару на 0,8–1,0, 1,9–2,2 і 2,8–3,2 % порівняно з неудобреними ділянками.
Впродовж вегетації конюшини, озимої пшениці, кукурудзи, гороху і ячменю щільність ґрунту орного шару на неудобрених ділянках склала, відповідно: за систематичної полицевої системи обробітку – 1,24; 1,21; 1,23; 1,23 і 1,20 г/см3, систематичної безполицевої – 1,26; 1,22; 1,25; 1,25 і 1,23 г/см3, комбінованої – 1,24; 1,21; 1,25; 1,24 і 1,21 г/см3 і тривалої мілкої – 1,24; 1,21; 1,23; 1,24 і 1,21 г/см3.
Динаміка вмісту вологи в ґрунті. Системи основного обробітку справляють різний вплив на запаси доступної вологи в ґрунті (табл. 2).
Таблиця 2
Запаси доступної вологи під озимою пшеницею за нульового рівня удобрення залежно від систем основного обробітку ґрунту, мм (середнє за 2002–2006 рр.)
Система обробітку ґрунту | Строки визначення
сходи | весняне відновлення вегетації | перед збиранням
шар ґрунту, см
0–30 | 0–100 | 0–30 | 0–100 | 0–30 | 0–100
Систематична полицева | 39,6 | 102,3 | 54,6 | 146,1 | 24,7 | 87,7
Систематична безполицева | 42,5 | 114,4 | 55,3 | 147,3 | 25,7 | 101,0
Комбінована | 40,9 | 103,6 | 54,8 | 147,4 | 24,1 | 88,2
Тривала мілка | 40,4 | 102,9 | 54,6 | 148,1 | 24,3 | 88,9
НІР0,052,5 | 5,8 | 3,2 | 6,2 | 1,0 | 3,7
На період весняного відновлення вегетації озимої пшениці запаси доступної вологи в ґрунті були практично на одному рівні за всіх систем обробітку.
На дату збирання озимої пшениці кількість вологи зменшується у всіх шарах ґрунту, що пояснюється метеорологічними умовами (незначне випадання опадів та високі температури) даного періоду і використанням вологи на формування біомаси. Вищий запас вологи за плоскорізного обробітку (82,6 мм) був за рахунок меншого використання її на формування врожайності. Аналогічна закономірність спостерігається і по інших культурах.
Запаси доступної вологи в сівозміні у період весняного відновлення вегетації конюшини і озимої пшениці та на час сівби кукурудзи, гороху та ячменю за різних систем обробітку ґрунту знаходились на одному рівні, а на період збирання культур за систематичного полицевого обробітку в орному і метровому шарах ґрунту вони становили відповідно 23,1 і 79,3 мм, а за систематичного безполицевого, комбінованого і тривалого мілкого вони були дещо вищими, відповідно на 11,7 і 18,9; 0,4 і 2,8; 1,3 і 1,4 %. Найбільше використовували ґрунтової вологи рослини на контрольному варіанті обробітку. Практично однакові показники водоспоживання отримані за комбінованого і тривалого мілкого обробітку ґрунту. Найвищі показники коефіцієнта водоспоживання зафіксовані за систематичного безполицевого обробітку.
Зміна потенційної і актуальної забур’яненості за різних систем основного обробітку ґрунту. Заміна систематичної полицевої системи безполицевою призводило до збільшення забур’яненості посівів культур сівозміни. За комбінованої і тривалої мілкої систем обробітку цей показник знаходився на рівні контролю.
Так, на дату збирання кукурудзи (рис. 2, 3.) засміченість орного шару насінням бур’янів була вищою за безполицевої, в порівнянні з полицевою системою обробітку, на 43 %.
За комбінованого і тривалого мілкого обробітку різниця становила відповідно – 2,9 і 1 % на користь систематичного полицевого обробітку. Сира маса бур’янів вища за безполицевої системи на 48,1 %, комбінованої – 3,6 %, ніж на контролі. З підвищенням рівня удобрення кількість бур’янів зменшувалась за всіх варіантів об-
робітку. На дату збирання культур маса однієї рослини бур’яну з підвищенням рівня внесення добрив знижувалась.
Мікробіологічна активність ґрунту. Дещо вища мікробіологічна активність ґрунту в сівозміні спостерігалась за полицевої системи, найнижча – за систематичного безполицевого обробітку. В початковий період вегетації ячменю (з 1 по 30 травня) за контрольної системи обробітку максимальну біологічну активність ґрунту встановлено в шарі 0–10 см, куди зароблялись внесені добрива і післяжнивні рештки, а в шарах 10–20 і 20–30 см показники біологічної активності були мінімальними. За комбінованого і тривалого мілкого обробітку виявлено аналогічну тенденцію. Найвища біологічна активність шару ґрунту 0–10 см зафіксована за систематичного безполицевого обробітку.
Під озимою пшеницею найкращу біологічну активність ґрунту в орному шарі відмічено при застосуванні систематичного полицевого обробітку ґрунту, найгіршу – систематичного безполицевого. За періоди з 15 вересня по 15 жовтня і з 15 квітня по 15 травня зменшення маси лляної тканини в орному шарі склало відповідно: за систематичного полицевого обробітку –16,7 і 15,9 %, систематичного безполицевого –15,3 і 14,6, комбінованого –16,1 і 15,5 і за тривалого мілкого –16,0 і 15,4 % (табл. 3).
Таблиця 3
Біологічна активність ґрунту під озимою пшеницею на неудобрених ділянках залежно від систем обробітку
Система обробітку ґрунту | Шар ґрунту, см | Розклад лляної тканини, до початкової маси, за період, % | Виділилось СО2 за добу, мг на 1 м2
15.09–15.10 | 15.04–15.05 | 15.09–15.10 | 15.04–15.05
Систематична полицева | 0–10 | 16,7 | 15,8 | 4853,9 | 6851,3
20–30 | 13,4 | 13,3
Систематична безполицева | 0–10 | 18,4 | 17,9 | 4399,6 | 6155,4
20–30 | 9,2 | 8,7
Комбінована | 0–10 | 17,0 | 16,4 | 4812,4 | 6752,2
20–30 | 12,1 | 12,1
Тривала мілка | 0–10 | 17,0 | 16,3 | 4801,2 | 6708,8
20–30 | 11,8 | 11,7
НІР0,05 | 0–10 | 1,1 | 1,0 | 204,1 | 279,6 | 20–30 | 0,8 | 0,7 | Різниця в кількості виділеного протягом доби вуглекислого газу за вказані строки знаходилась на рівні: за систематичного безполицевого обробітку – 499,4 і745,3 мг/м2, комбінованого – 105,4 і 117,8 і за тривалого мілкого – 137,2 і 165,4 мг/м2 в користь систематичного полицевого обробітку. Вищу мікробіологічну активність в орному шарі під кукурудзою з 15.05 по 15.06 відмічено при комбінованій і тривалій мілкій системах обробітку, ніж на контролі, найнижчу – за систематичного обробітку плоскорізом.
За систематичної безполицевої, комбінованої і тривалої мілкої систем біологічна активність орного шару під ячменем, конюшиною, озимою пшеницею і горохом знижувалась, порівняно з щорічним полицевим обробітком. Під кукурудзою за комбінованої і тривалої мілкої систем обробітку цей показник зростав в порівнянні з контролем. Збільшення рівня удобрення спричиняло підвищення інтенсивності виділення з орного шару ґрунту вуглекислого газу.
Вміст елементів живлення в ґрунті. Дещо вища біологічна активність орного шару під культурами сівозміни за систематичного полицевого обробітку, порівняно з іншими варіантами, сприяла в деякій мірі і більшому накопиченню нітратного азоту.
Рухомих сполук фосфору в орному шарі в фазу сходів кукурудзи за всіх систем обробітку виявлено практично однакова кількість. В фазу семи листків і повної стиглості кукурудзи за систематичного безполицевого обробітку вміст їх був на 0,4 мг на 100 г ґрунту меншим, ніж на контролі, а за комбінованого і тривалого мілкого обробітку – на рівні контролю. Показники вмісту К2О в орному шарі у всі строки визначення були практично однаковими на контрольному, комбінованому та тривалому мілкому обробітках. За систематичного безполицевого обробітку в фазу сходів кукурудзи на 1,0 мг/100 г, семи листків – 0,8 і повної стиглості на 0,3 мг/100 г нижчий, ніж за систематичного полицевого обробітку. Аналогічна закономірність і під іншими культурами сівозміни.
Урожайність сільськогосподарських культур і продуктивність сівозміни залежно від систем обробітку ґрунту. Встановлено, що конюшина негативно реагує на систематичний безполицевий обробіток. Зниження врожайності, порівняно з контролем, склало 23,6–32,8 ц/га зеленої маси. Заміна систематичного полицевого обробітку на комбінований та тривалий мілкий під покривну культуру (ячмінь) не справляє помітного впливу на урожайність конюшини (табл. 4).
Застосування комбінованого та тривалого мілкого обробітків ґрунту замість систематичного не супроводжувалось істотними змінами в урожайності озимої пшениці. За систематичного безполицевого обробітку спостерігалось суттєве зниження її урожайності. Більша щільність ґрунту за обробітку плоскорізом негативно вплинула на урожайність озимої пшениці. За комбінованого і тривалого мілкого обробітків урожайність за всіх рівнів удобрення була на рівні контролю.
Урожайність кукурудзи істотно вища за тривалого мілкого, ніж систематичного полицевого обробітку. Тривала мілка система обробітку в середньому за три роки забезпечила приріст зерна залежно від рівня удобрення на 1,5–6,0 ц/га при НІР0,05 – 2,6, що пояснюється кращими агрофізичними умовами
Таблиця 4
Урожайність культур сівозміни залежно від систем обробітку ґрунту та рівнів удобрення, ц/га (середнє за 2002–2006 рр.)
Системи обробітку | Рівні
удобрення | Конюшина лучна | Озима пшениця* | Кукурудза | Горох | Ячмінь
Систематична полицева | 0 | 175,0 | 35,4 | 26,6 | 16,2 | 23,3
1 | 279,8 | 46,9 | 48,1 | 24,9 | 32,9
2 | 346,6 | 62,7 | 62,6 | 30,4 | 41,2
3 | 381,2 | 74,7 | 75,3 | 35,2 | 49,6 | Систематична безполицева | 0 | 151,4 | 30,0 | 24,1 | 13,8 | 19,7
1 | 255,3 | 39,6 | 43,5 | 19,7 | 28,9
2 | 317,0 | 54,3 | 57,7 | 25,1 | 36,9
3 | 348,4 | 65,2 | 68,8 | 30,2 | 44,3 | Комбінована | 0 | 167,3 | 35,0 | 27,7 | 15,4 | 21,6
1 | 268,2 | 46,3 | 49,3 | 22,8 | 31,1
2 | 336,8 | 61,7 | 62,9 | 28,5 | 39,1
3 | 366,8 | 73,4 | 75,9 | 33,8 | 46,8
Тривала мілка | 0 | 169,2 | 34,7 | 29,8 | 15,2 | 22,4
1 | 273,0 | 46,1 | 54,1 | 22,7 | 31,7
2 | 337,3 | 61,5 | 64,1 | 28,2 | 39,8
3 | 370,6 | 73,1 | 78,7 | 33,5 | 47,7
HІP0,05 | А | 4,9 | 2,7 | 1,3 | 1,4 | 1,5
В | 4,9 | 2,7 | 1,3 | 1,4 | 1,5
АВ | 9,9 | 5,3 | 2,6 | 2,7 | 3,0
* – за 2003 рік дані по ярій пшениці
для росту кореневої системи. Різниця в урожайності кукурудзи за комбінованого обробітку ґрунту була в межах найменшої істотної різниці як на неудобрених, так і удобрених варіантах. Систематичний безполицевий обробіток призводить до суттєвого зниження урожайності кукурудзи. У 2004 р., сприятливому за погодними умовами для вирощування кукурудзи, спостерігалось істотне зменшення урожайності за обробітку плоскорізом – на 2,9–6,0 ц/га проти контролю при НІР0,05 2,8. За тривалого мілкого обробітку приріст зерна досяг 4,1–4,5 ц/га.
Урожайність гороху за систематичного безполицевого обробітку, проти контролю, була нижчою на 2,4–5,3 ц/га, що обумовлено високою забур’яненістю посівів і погіршенням агрофізичних властивостей ґрунту. Показники урожайності гороху за комбінованого і тривалого мілкого обробітку виявились на 0,8–2,1 і 1–2,2 ц/га нижчими, ніж на контролі.
Найвищу урожайність ячменю забезпечило лемішне лущення за систематичного полицевого обробітку. За систематичного безполицевого обробітку відмічено суттєве зниження урожайності ячменю (на 3,6–5,3 ц/га). За комбінованого і тривалого мілкого обробітку урожайність ячменю дещо нижча, ніж на контролі, проте ця різниця знаходилась в межах похибки досліду.
Продуктивність сівозміни була практично однаковою за систематичного полицевого, комбінованого і тривалого мілкого обробітку за всіх рівнів удобрення. Систематичний безполицевий обробіток істотно знижував продуктивність сівозміни за всіх рівнів удобрення (табл. 5).
Таблиця 5
Продуктивність сівозміни залежно від систем обробітку ґрунту і рівнів удобрення, ц/га (середнє за 2002–2006 рр.)
Системи обробітку ґрунту | Рівні
удобрення | Суха речовина* | Кормові одиниці* | Перетравний протеїн*
Систематична полицева | 0 | 42,7 | 37,9 | 2,77
1 | 65,4 | 58,3 | 4,23
2 | 84,7 | 75,1 | 5,37
3 | 101,0 | 89,0 | 6,27
Систематична безполицева | 0 | 37,8 | 33,2 | 2,39
1 | 58,4 | 51,5 | 3,68
2 | 77,1 | 67,7 | 4,77
3 | 92,1 | 80,3 | 5,61
Комбінована | 0 | 42,1 | 37,2 | 2,69
1 | 64,3 | 57,2 | 4,08
2 | 83,6 | 73,7 | 5,22
3 | 99,5 | 87,3 | 6,10
Тривала мілка | 0 | 43,2 | 38,3 | 2,73
1 | 66,5 | 59,4 | 4,18
2 | 83,9 | 74,2 | 5,23
3 | 100,8 | 88,7 | 6,16
*Показники наведені з урахуванням основної і побічної продукції
З підвищенням кількості добрив ефект від кожного наступного рівня зменшується за всіх систем обробітку ґрунту.
Економічна і енергетична оцінка досліджуваних агрозаходів. Найвищий рівень рентабельності за всіх рівнів удобрення (78,6 %) отриманий за тривалого мілкого обробітку. Заміна систематичного полицевого обробітку систематичним безполицевим призвела до зниження цього показника на 20–26 %. Рентабельність за комбінованого обробітку вища, ніж на контролі на 0,4–9,4 % (табл. 6).
Найбільший умовно чистий прибуток (1538 грн/га) забезпечили систематичний полицевий і тривалий мілкий обробітки ґрунту за потрійного рівня добрив, а рівень рентабельності (82,5 %) – тривалий мілкий обробіток з подвійним рівнем удобрення.
Найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності (3,37) отриманий за тривалого мілкого обробітку і внесення 8 т/га гною + N32P48K48 (табл. 7). Внесення 12 т/га гною + N48P72K72 привело до незначного зменшення (на 0,02) коефіцієнта енергетичної ефективності, проте продуктивність сівозміни при цьому значно зросла (на 14,5 ц/га кормових одиниць). Енергоємність урожаю, відповідно, збільшилася з 151,7 до 182,4 ГДж з 1 гектара сівозміни.
Заміна систематичного полицевого обробітку систематичним безполицевим призводило не тільки до зниження продуктивності сівозміни, а й до зменшення коефіцієнта енергетичних затрат (на 0,28). При заміні полицевої системи обробітку комбінованою спостерігалося незначне зниження продуктивності сівозміни, але коефіцієнт енергетичної ефективності підвищував (на 0,12).
Таблиця 6
Економічна ефективність вирощування культур сівозміни залежно
від системи обробітку ґрунту і рівнів удобрення (середнє за 2002–2006 рр.)
№ варіа-нту | Глибина (см), спосіб та система обробітку під | Норми добрив | Вартість урожаю, грн | Затрати, грн/га на: | Всі затрати на вирощу-вання, грн./га | Умовно чистий прибуток, грн./га | Собівар-тість 1 ц, грн | Рівень рентабе-льності,
%
конюшину | озиму пшеницю | кукурудзу | горох | ячмінь | гній, т/га | мінеральні, кг/га д.р. | мінеральні добрива, гній | обробіток ґрунту і збирання урожаю | насіння
1 | 20–22 25–27 15–17 10–12
(о.) (о.) (о.) (п.л.)
систематична полицева
(контроль) | без добрив (К) | 1517,9– | 615,2 | 304 | 919,2 | 598,7 | 24,3 | 65,1
2 | 4 | N16P24K24 | 2276,2 | 327,9 | 663,5 | 304 | 1295,4 | 980,8 | 22,2 | 75,7
3 | 8 | N32P48K48 | 2935,1 | 655,8 | 683,9 | 304 | 1643,7 | 1291,4 | 21,9 | 78,6
4 | 12 | N48P72K72 | 3543,4 | 983,7 | 711,7 | 304 | 1999,4 | 1544,0 | 22,5 | 77,2
5 | 20–22 25–27 15–17 10–12
(п.) (п.) (п.) (п.)
систематична безполицева | без добрив (К) | 1309,2– | 578,3 | 304 | 882,3 | 426,9 | 26,6 | 48,4
6 | 4 | N16P24K24 | 1968,7 | 327,9 | 623,7 | 304 | 1255,6 | 713,1 | 24,4 | 56,8
7 | 8 | N32P48K48 | 2599,0 | 655,8 | 642,9 | 304 | 1602,7 | 996,3 | 23,7 | 62,2
8 | 12 | N48P72K72 | 3175,5 | 983,7 | 673,0 | 304 | 1960,7 | 1214,8 | 24,4 | 62,0
9 | 10–12 25–27 10–12 15–17
(п.л.) (о.) (д.б.) (п.)
комбінована
(диференційована) | без добрив (К) | 1489,8– | 566,0 | 304 | 870,0 | 619,8 | 23,4 | 71,2
10 | 4 | N16P24K24 | 2198,2 | 327,9 | 610,4 | 304 | 1242,3 | 955,9 | 21,7 | 76,9
11 | 8 | N32P48K48 | 2866,6 | 655,8 | 629,2 | 304 | 1589,0 | 1277,6 | 21,6 | 80,4
12 | 12 | N48P72K72 | 3448,7 | 983,7 | 654,8 | 304 | 1942,5 | 1506,2 | 22,3 | 77,5
13 | 10–12 25–27 10–12 10–12
(п.л.) (о.) (д.б) (п.л.)
тривалий мілкий | без добрив (К) | 1504,6– | 559,8 | 304 | 863,8 | 640,8 | 22,5 | 74,2
14 | 4 | N16P24K24 | 2201,4 | 327,9 | 603,8 | 304 | 1235,7 | 965,7 | 20,8 | 78,2
15 | 8 | N32P48K48 | 2887,3 | 655,8 | 622,3 | 304 | 1582,1 | 1305,2 | 21,3 | 82,5
16 | 12 | N48P72K72 | 3474,2 | 983,7 | 647,6 | 304 | 1935,3 | 1538,9 | 21,8 | 79,5
Примітка. о. – оранка, п. – плоскорізний обробіток, п.л. – полицеве лущення, д.б. – обробіток дисковими боронами.
Таблиця 7
Продуктивність сівозміни, енергоємність та коефіцієнт енергетичної ефективності в залежності
№
п/п | Системи обробітку ґрунту | Глибина обробітку (см) під: | Норми добрив | Продуктивність 1 га | Енергоємність ГДж | Коефіцієнт енергетичної ефективності
коню-шину лучну | озиму пшеницю | куку-рудзу | горох | ячмінь | гній,
т/га | мінеральні,
кг/га д.р. | кормових
одиниць | перетрав-
ного про-
теїну | витрати, всього | одержано
з урожаєм
1 | І | 20–22
(о.) | 25–27
(о.) | 15–17
(о.) | 10–12
(п.л.) | без добрив (К) | 37,9 | 2,77 | 88,5 | 261,9 | 2,96
2 | 4 | N16P24K24 | 58,3 | 4,23 | 127,9 | 401,7 | 3,14
3 | 8 | N32P48K48 | 75,1 | 5,37 | 161,2 | 517,4 | 3,21
4 | 12 | N48P72K72 | 89,0 | 6,27 | 193,4613,2 | 3,17
5 | ІІ | 20–22
(п.) | 25–27
(п.) | 15–17
(п.) | 10–12
(п.) | без добрив (К) | 33,2 | 2,39 | 84,6 | 229,2 | 2,71
6 | 4 | N16P24K24 | 51,5 | 3,68 | 124,5 | 354,8 | 2,85
7 | 8 | N32P48K48 | 67,7 | 4,77 | 159,7 | 466,5 | 2,92
8 | 12 | N48P72K72 | 80,3 | 5,61 | 192,8 | 553,3 | 2,87
9 | ІІІ | 10–12
(п.л.) | 25–27
(о.) | 10–12
(д.б.) | 15–17
(п.) | без добрив (К) | 37,2 | 2,69 | 84,0 | 257,0 | 3,06
10 | 4 | N16P24K24 | 57,2 | 4,08 | 121,3 | 394,1 | 3,25
11 | 8 | N32P48K48 | 73,7 | 5,22 | 152,0 | 507,8 | 3,34
12 | 12 | N48P72K72 | 87,3 | 6,10 | 182,8 | 601,5 | 3,29
13 | ІV | 10–12
(п.л.) | 25–27
(о.) | 10–12
(д.б) | 10–12
(п.л.) | без добрив (К) | 38,3 | 2,73 | 83,7 | 264,7 | 3,16
14 | 4 | N16P24K24 | 59,4 | 4,18 | 121,0 | 406,3 | 3,35
15 | 8 | N32P48K48 | 74,2 | 5,23 | 151,7 | 511,2 | 3,37
16 | 12 | N48P72K72 | 88,7 | 6,16 | 182,4 | 611,2 | 3,35
від системи основного обробітку ґрунту і рівнів удобрення (середнє за 2002–2006 рр.)
Примітка. о. – оранка, п. – плоскорізний обробіток, п.л. – полицеве лущення, д.б. – обробіток дисковими боронами.
ВИСНОВКИ
За умов центрального Лісостепу України вперше встановлений вплив різних систем основного обробітку на зміну фізико-хімічних властивостей і мікробіологічної активності ґрунту та продуктивності п’ятипільної плодозмінної сівозміни з 80%-вим насиченням зерновими культурами. За результатами досліджень зроблено наступні висновки:
1. В цілому по сівозміні найвищий вміст водотривких агрегатів в орному шарі спостерігається при застосуванні системи систематичного полицевого обробітку (55,2 %), найнижчий – систематичного безполицевого (53,9 %). Добрива поліпшують структурний стан ґрунту.
2. Під озимою пшеницею показники щільності ґрунту практично однакові на всіх варіантах обробітку – 1,20–1,21 г/см3. Під конюшиною, кукурудзою, горохом та ячменем вони виявились меншими у варіанті систематичного полицевого (1,23, 1,22, 1,22 і 1,19 г/см3), а найбільші – за систематичного плоскорізного обробітку (1,25, 1,24, 1,24 і 1,22 г/см3). Показники щільності ґрунту зменшувались із збільшенням норм добрив.
3. В фазу весняного відновлення вегетації конюшини вміст доступної вологи в шарах ґрунту 0–10, 0–30 і 0–100 см був практично однаковим за систематичного полицевого, комбінованого і тривалого мілкого обробітку і дещо менший – за систематичного безполицевого, а під озимою пшеницею спостерігалась зворотна тенденція. Під рештою культур сівозміни протягом вегетації запаси доступної вологи були практично однаковими у всіх варіантах обробітку ґрунту.
Коефіцієнт водоспоживання під кукурудзою найнижчий (8,03 мм/ц) за тривалого мілкого обробітку, а під рештою культур – за систематичного полицевого. Збільшення норми внесення добрив сприяло зменшенню коефіцієнта водоспоживання за всіх систем обробітку на 22,7–62,8 %.
4. Актуальна і потенційна забур’яненість ріллі на період сівби культур і збирання урожаю сама низька при застосуванні системи тривалого мілкого обробітку, а найвища – за систематичного безполицевого. Із збільшенням норм добрив забур’яненість знижуються на 5,6–51,4 %.
5. Біологічна активність орного шару під кукурудзою вища за тривалого мілкого, під рештою культур сівозміни – за систематичного полицевого обробітку, найнижча під всіма культурами – за систематичного плоскорізного обробітку. Із збільшенням норм добрив біологічна активність зростала.
6. Вміст нітратного азоту, рухомого фосфору і обмінного калію в орному шарі під кукурудзою вищий у варіанті тривалої мілкої системи обробітку грунту. За систематичного плоскорізного обробітку спостерігається локалізація елементів живлення у верхньому (0–10 см) шарі ґрунту. Під іншими культурами сівозміни кращі умови щодо елементів живлення були на контрольному варіанті обробітку.
7. Тривала мілка система обробітку ґрунту забезпечила найвищу урожайність зерна кукурудзи (78,7 ц/га), а конюшини (381,2), озимої пшениці (74,7), гороху (35,2) і ячменю (49,6 ц/га) – систематична полицева система обробітку. Найнижча урожайність всіх культур отримана за систематичної безполицевої системи обробітку. Урожайність культур за комбінованого та тривалого мілкого (за виключенням кукурудзи) обробітків дещо нижча, ніж за систематичного полицевого.
8. Застосування системи тривалого мілкого обробітку ґрунту забезпечує найвищу рентабельність (78,6 %) та енергетичну ефективність (3,31). Найбільш енергетично та економічно доцільною нормою добрив є 8 т гною + N32P48K48 на 1 га ріллі сівозміни.
9. В зоні нестійкого зволоження центрального Лісостепу України найбільш ефективною системою основного обробітку ґрунту в короткоротаційних сівозмінах зернового напрямку є тривалий мілкий.
рекомендації виробництву
Результати досліджень дають змогу запропонувати господарствам зони нестійкого зволоження центрального Лісостепу України в п’ятипільній плодозмінній сівозміні з 80-ти % насиченням зерновими культурами тривалу мілку систему обробітку, що передбачає під конюшину лучну – полицеве лущення на 10–12 см + N30P30K30, озиму пшеницю – полицеве лущення на 10–12 см + N40P60K60, кукурудзу на зерно – оранку на 25–27 см + 40 т/га гною + N60P80K80, горох – дискове лущення на 10–12 см + N30P40K40 і ячмінь з підсівом конюшини лучної – полицеве лущення на 10–12 см + P30K30.
Список опублікованих праць за темою дисертації
статті у фахових виданнях
1. Вахній С.П., Скалига О.С. Зміна агрофізичних властивостей ґрунту й урожайності зерна ячменю залежно від систем обробітку ґрунту в плодозмінній сівозміні Центрального Лісостепу України // Наукові праці Полтавської державної аграрної академії. Том 4 (23), Полтава, 2005. – С. 167–171. (Особистий внесок: проведення досліджень, написання статті).
2. Вахній С.П., Скалига О.С. Зміна деяких властивостей чорнозему типового та урожайності культур за різних систем обробітку ґрунту в плодозмінній сівозміні Центрального Лісостепу України // Вісник Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 2004. – Вип.30. – С. 26–32. (Особистий внесок: проведення досліджень, написання статті).
3. Скалига О.С. Зміна агрофізичних властивостей ґрунту і врожайності зерна кукурудзи залежно від систем обробітку ґрунту в плодозмінній сівозміні Центрального Лісостепу України // Вісник Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 2005. – Вип. 32. – С. 148–152.
ІНШІ ПУБЛІКАЦІЇ
4. Скалига О.С., Король В.С. Вплив систем обробітку на забур’яненість посівів і продуктивність кукурудзи в плодозмінній сівозміні Центрального Лісостепу України // Екологічно обґрунтований захист рослин. – К., 2005. – С. 30–35. (Особистий внесок: проведення досліджень, написання статті).
5. Примак І.Д., Косолап М.П., Ковбасюк П.У., Андрієнко В.В., Іваніна В.В., Лі М., Метью Г., Скалига О.С. Довідник з гербології. За ред.. І.Д. Примака – К.: Кондор, 2006. – 370 с.
АНОТАЦІЯ
Скалига О.С. Продуктивність плодозмінної сівозміни залежно від систем основного обробітку ґрунту та рівнів удобрення в центральному Лісостепу України. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.01 – загальне землеробство. – Дніпропетровський державний аграрний університет, Дніпропетровськ, 2008.
В дисертації представлені результати досліджень з вивчення впливу різних способів та глибин основного обробітку за різних рівнів удобрення на зміну агрофізичних властивостей ґрунту, запасів доступної вологи, вмісту елементів живлення, біологічної активності ґрунту, актуальної і потенційної забур’яненості, урожайності культур і продуктивності п’ятипільної плодозмінної сівозміни в центральному Лісостепу України.
Розраховано економічну та енергетичну ефективність досліджуваних варіантів основного обробітку ґрунту за різних рівнів удобрення.
Запропоновано господарствам підзони нестійкого зволоження центрального Лісостепу України в п’ятипільній плодозмінній сівозміні з 80-ти % насиченням зерновими культурами тривалу мілку систему обробітку, яка передбачає проведення під конюшину лучну – полицевого лущення на 10–12 см + N30P30K30, озиму пшеницю – полицеве лущення на 10–12 см + N40P60K60, кукурудзу на зерно – оранка на 25–27 см + 40 т/га гною + N60P80K80, горох – дискове лущення на 10–12 см + N30P40K40 і ячмінь з підсівом конюшини лучної – полицеве лущення на 10–12 см + P30K30.
Ключові слова: культури, сівозміна, способи обробітку, глибина обробітку, системи обробітку, рівні удобрення, продуктивність посівів, ефективність.
Аннотация
Скалига А.С. Продуктивность плодосменного севооборота в зависимости от систем основной обработки почвы и уровней удобрений в центральной Лесостепи Украины. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйст-венных наук по специальности 06.01.01 – общее земледелие. – Днепропетровский государственный аграрный университет, Днепропетровск, 2008.
В диссертации представлены результаты исследований по изучению влияния разных способов и глубин основной обработки при разных уровнях удобрения на изменение агрофизических свойств почвы, запасов доступной влаги, содержания элементов питания, биологической активности почвы, актуальной и потенциальной засоренности, урожайности культур и продуктивности пятипольного плодосменного севооборота в центральной Лесостепи Украины.
Наивысшая урожайность кукурузы (78,7 ц/га) получена при длительной мелкой системе обработки, а клевера лугового (381,2), озимой пшеницы (74,7), гороха (35,2) и ячменя (49,6 ц/га) – при систематической отвальной обработке. Самая низкая урожайность всех культур получена при систематической безотвальной системе обработки. Урожайность культур севооборота несколько ниже при комбинированной и длительной мелкой (за исключением кукурузы), чем при систематической отвальной обработке.
Наивысшие показатели рентабельности (78,6 %) и энергетической эффективности (3,31) получены при длительной мелкой обработке почвы в севообороте, которая предусматривает отвальное лущение на 10–12 см – под клевер луговой и озимую пшеницу, вспашку на 25–27 см – кукурузу на зерно и дисковое лущение на 10–12 см – под горох и ячмень с подсевом клевера. Наиболее энергетически и экономически целесообразными нормами удобрений в севообороте оказались: под клевер луговой – N30P30K30, озимую пшеницу – N40P60K60, кукурузу на зерно – 40 т/га навоза + N60P80K80, горох – N30P40K40 и ячмень с подсевом клевера лугового – P30K30. Последующее повышение норм удобрений приводило к снижению уровня рентабельности выращивания культур на 0,3–3,6 %.
Наилучшие агрофизические, агрохимические и биологические
