НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ПІДРУЧНА ОЛЕНА ВІКТОРІВНА

УДК 631.82:633.114:631.6 (833)

ВПЛИВ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ НА УРОЖАЙ І ЯКІСТЬ ЗЕРНА ЯРОЇ

ТВЕРДОЇ ПШЕНИЦІ В УМОВАХ ЗРОШЕННЯ ПІВДНЯ УКРАЇНИ

06.01.04 - агрохімія

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ - 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті зрошуваного землеробства УААН

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УАННП Філіп'єв Іван Давидович, Інститут зрошуваного землеробства УААН, головний науковий співробітник відділу агрохімії.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Кавецький Володимир Миколайович, Інститут агроекології і біотехнології УААН, завідувач лабораторії екотоксикології агроландшафтів;

Провідна установа: Інститут грунтознавства і агрохімії ім. О.Н.Соколовського УААН, відділ агрохімії, м. Харків.

Захист відбудеться "__25__" _жовтня__ 2000 року о _10_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, Київ- 41, вул. Героїв оборони, 11, нав-чальний корпус 10.

Автореферат розіслано "_23__" ___вересня___________ 2000 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.Ф.Балабайко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Виробництво продовольчого зерна завжди було основною проблемою сільського господарства. Особливого значення вона набула в теперішній час, коли з обмеженням енергетичних ресурсів створився гострий дефіцит зерна, в тому числі і ярої пшениці, а по-пит на нього як в Україні, так і на зовнішньому ринку зріс. До того ж зерно ярої пшениці є основною сировиною для виготовлення макарон, високоякісної крупи, хліба, кондитерських виробів. Забезпечення пот-реб у зерні ярої пшениці можливо за рахунок розширення площ посіву цієї культури та удосконалення технології її вирощування і, перш за все, шляхом вне-сення добрив. В умовах зрошення їх доля у можливому підвищенні вро-жаю культури сягає 70 %. Ось чому дос-лідження по розробці ресурсо-зберігаючої системи удобрення ярої пшениці при зрошенні з урахуван-ням впровадження в сільськогосподарське виробництво ринкових відно-син, без сумніву, є своєчасними і актуальними. Вони доз-воляють знач-но ширше використовувати цю цінну культуру як страхову у несприятли-ві за погодними умовами роки для озимої пшениці.

Зв'язок роботи з науковими програмами, проектами, темами. Нау-кові розробки, узагальнені в дисертації, були складовою частиною темплану Інституту зрошуваного землеробства УААН і виконувались за державною науково-технічною програмою "Продовольство", проектом "Зерно", № д.р. 0197V015756.

Мета і задачі досліджень. Метою роботи було виявити оптимальну дозу мінеральних добрив і вияснити ефективність розрахункової дози під яру тверду пшеницю.

Об’єкт досліджень – яра пшениця, грунт, мінеральні добрива.

В задачу досліджень входило:

·

·

·

·

·

·

·

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше на темно-каштано-вому середньосуглинковому грунті при вирощуванні в умовах зрошення ярої твердої пшениці виявлена висока ефективність застосування роз-рахункової дози мінерального добрива на запланований рівень врожаю. Визначено вплив мінеральних добрив на вміст в зерні білка, його фракційний склад, кількість амінокислот і біологічну цінність білків.

Практичне значення одержаних результатів. Вироб-ництву реко-мендована оптимальна доза мінерального добрива при вирощуванні ярої твердої пшениці на зрошуваному темно-каштановому грунті з низьким вмістом в ньому нітратів, середнім рухомого фосфору і обмінного калію. Встановлена висока економічна ефективність та максимальна окупність розрахункової дози мінеральних добрив, яка залежить від запланованого рівня врожаю та оптимального для культури і фактичного вмісту основних елементів живлення в грунті конкретного поля.

Основні положення висновків пройшли виробничу перевірку на по-лях дослідного господарства Інституту зрошуваного землеробства УААН, в КСП ім. Калініна Чаплинського району Херсонської області. Вони ши-роко пропа-гувались у виступах на нарадах та семінарах.

Особистий внесок здобувача полягає у розробці програми, безпо-середній участі у закладанні польових дослідів, проведенні біомет-ричних спостережень, виконанні лабораторних та аналітичних дослід-жень, узагальненні результатів досліджень, літературних джерел, написанні та оформленні дисертації. Ос-новні наукові положення і висновки, які наведені в дисертаційній ро-боті, одержані автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень оприлюднені на міжнародній науково-практичній конференції "Наукове забезпечення агропромислового виробництва" (Одеса, 1999), на науко-во-практичній конференції "Актуальні проблеми ефективного викорис-тання зрошуваних земель" (Херсон, 1999), на Всеукраїнській науко-во-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів "Наукові проблеми виробництва зерна в Україні та сучасні методи їх вирішення" (Дніпропетровськ, 2000), на науково-методичних нарадах Інституту зрошуваного землеробства УААН (1998-2000 рр.).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 5 науко-вих праць, в тому числі 4 статті в наукових журналах і збірниках та 1 тези, отримано позитивне рішення на видачу патента.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 145 сторін-ках комп'ютерного набору, містить 31 таблицю, 13 рисунків. Складається із вступу, семи розділів, основних висновків, списку 196 ви-користаних джерел (в тому числі 7 іноземних авторів) і 4 додатків.

МЕТОДИКА ТА УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження з ярою пшеницею проводили на протязі 1997-1999 рр. в дослідному господарстві Інституту зрошувано-го землеробства УААН, розта-шованому в зоні Інгулецької зрошувальної системи. Об’єктом досліджень був сорт твердої пшениці Харківська 23, районований з 1993 р. для південної зони України.

Грунт дослідної ділянки темно-каштановий слабосолонцюватий се-редньосуглинковий. В орному шарі його міститься 2,28 % гумусу, вало-вих азоту, фосфору та калію 0,18; 0,16; 2,7 % відповідно, в тому числі нітратів - 0,89; рухомого фосфору - 3,4 та обмінного калію - 25 мг/100 г грунту. рН водної витяжки 7,0-7,2.

Агрофізичні властивості метрового шару грунту характеризуються слі-дую--чими показниками: щільність зложення - 1,43 г/см3, загальна шпарув-а- тість - 45,0 %, найменша вологоємкість - 20,5 %, вологість в'янення - 9,1 %.

Клімат континентальний, жаркий і сухий. Зими м'які, з нестійкими морозами та відлигами. Роки досліджень відрізнялися за погодними умовами, що значно вплинуло на ріст і розвиток рослин ярої пшениці. Особливістю вегетаційного періоду 1997 року були повітряна і грунтова посуха в період від виходу в трубку до колосіння ярої пшениці та надмірне зволоження, що супроводжувалось градом в період наливу зерна. Все це в кінцевому результаті призвело до значного недобору врожаю зерна.

Погодні умови 1998 року, навпаки, були сприятливими для вирощу-вання ярої пшениці, вегетаційний період був теплим та воло-гим.

В 1999 році слід відзначити холодну без істотних опадів погоду в період виходу рослин в трубку, що несприятливо вплинуло на розвиток ярої пшениці. Коли яра пшениця була в фазі молочної стиглості, вста-новилась дуже жарка з суховіями погода, що негативно позначилось на наливі зерна.

Закладення та проведення дослідів, відбір грунтових і рослинних зразків та підготовку їх до аналізу проводили згідно методичних вка-зівок, посібників та ДОСТів (А.В.Петербургский, 1968; М.М.Горянский, 1979; Агрохимические методы исследования почв, 1975; Методические рекомендации по проведению полевых опытов в условиях орошения юга Украины, 1985; Б.А.Доспехов, 1985).

Повторення досліду чотириразове, посівна площа ділянок 80, облікової - 36 м2. Мінеральні добрива - аміачну селітру, гранульований суперфосфат та калійну сіль вносили врозкид під основний обробіток грунту згідно схеми досліду. В грунті визначали вміст гумусу (за Тю-ріним), нітратного азоту (за Грандваль-Ляжем), рухомого фосфору - в 1 % вуглецевоамонійній витяжці (за Мачигіним), обмінного калію - з цієї ж витяжки на полуменевому фотометрі. Вологість грунту визначали ваговим методом.

В надземній масі рослин та зерні після їх мокрого озолення за Гінзбург з однієї наважки визначали вміст загальних: азоту - за К'єльдалем, фосфору - варіант Мерфі-Рейлі з застосуванням аскорбінової кислоти, калію - на полуменевому фотомет-рі.

Протягом вегетаційного періоду проводили біометричні виміри: ви-соти рослин, площі листової поверхні методом висічок, чистої продук-тивності фотосинтезу (за Нічипоровичем, 1988, за формулою Кидда-Веста-Бриггса), фотосинтетичного потенціалу посіву, наростання сирої та сухої ваги надземної маси ярої пшениці.

Технологічний аналіз якості зерна проводили за загальноприйняти-ми методиками та ДОСТами. Фракційний склад білків визначали за Єрмаковим. Вміст білку, якість макаронів, вміст амінокислот (за методом Штейна, Мура на японському аналізаторі Ніtachi - 835) визначали в лабораторії якості зерна Селекційно-генетичного інституту УААН. Біологічну цінність білків визначали за амінокислотним складом, прирівнюючи до білку курячого яйця (метод Корпаці, Ліндера, Варга). Показник забезпеченості зерна азотом визначали за А.Н.Павловим (1984).

Вміст важких металів визначали на атомно-сорбціонному фотометрі “Сатурн” в 1 м витяжці HCl в лабораторії Інституту грунтознавства і агрохімії УААН; сумарну токсичність зерна – тестовим методом за Мінєєвим.

Дані урожаю і результати досліджень, одержані в дослідах, оброб-ляли, використовуючи сучасні методи математичної статистики.

Біоенергетичну ефективність вирощування ярої пше-ниці в залежності від добрив визначали за методикою О.К.Медведовського, П.І.Іваненка (1988). При розрахунку економічної ефективності користувалися цінами 1999 року.

Розрахункову дозу добрива визначали на рівні врожаю зерна ярої пшениці 30 ц/га за методикою, розробленою в ІЗЗ УААН (Гамаюнова В.В., Філіп`єв І.Д., 1994). В залежності від фактичного вмісту рухомих елементів живлення в грунті поля, в якому висівали цю культуру, під врожай 1997 р. вона становила N84Р0К30; 1998 р. -N76Р0К30; 1999 р. – N50Р0К0, тобто в середньому за три роки досліджень вона становила N70Р0К20.

Попередником ярої пшениці була кукурудза на зерно. Перед сівбою проводили культивацію, протруювання насіння препаратом вітавакс 200, після сівби - прикочування. Поливи проводили дощувальним агрегатом ДДА-100 МА. Вологість в шарі грунту 0-50 см підтримували на рівні 70-75 % НВ. Врожай збирали комбайном "Сампо".

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вплив мінеральних добрив на поживний режим грунту. Основною формою азотного живлення рослин на зрошуваних землях є нітратна (Попова І.М.,1972; Простаков П.Є., 1964). Аміачна і амідні форми азотних туків в умовах жаркого клімату під дією мікроорганізмів дуже швидко перетворюються в нітратну, яку ми і вивчали. Одержані нами дані свідчать про те, що вміст нітратів у грунті в період сходів ярої пшениці збільшувався при внесенні азотного добрива. Причому значної різниці в їх кількості по шарах грунту при застосу-ванні повного мінерального, азотно-фосфорного добрива і розрахунко-вої дози не виявлено (табл. 1). Встановлено, що з підвищенням дози азоту у складі повного мінерального добрива збільшується і вміст нітратів в 0-100 см шарі грунту. В період сходів ярої пшениці в се-редньому за три роки на фоні N60Р60К30 їх було 12,8, N90Р60К30 - 15,0 і N120Р60К30 - 18,3 мг/кг.

Від сходів до колосіння кількість нітратів зменшилась в грунті більшості варіантів практично наполовину. Аналогічно змінювався їх вміст і в міжфазний період колосіння - повна стиглість зерна. В цей період їх витрати з грунту становили біля четвертини всієї кількості.

Мінеральні добрива, як показали наші дослідження, змінюють і се-редньодобові витрати нітратів. Чим вища доза азоту у складі повного мінерального добрива, тим суттєвіше збільшуються середньодобові витрати нітратів. При внесенні N60Р60К30 з метрового шару грунту ярою пшеницею за вегетаційний період вони збільшились на 50 % в порівнянні з неудобреним контролем.

В наших дослідах дози фосфорних добрив під яру пшеницю ми не вивчали. В період сходів цієї культури вміст рухомого фосфору в 0-30 см шарі грунту коливався в межах 34,6-36,5 мг/кг. Збільшення дози азоту у складі повного мінерального добрива призводило до деякого підвищення його рухомості на протязі вегетації ярої пшениці, що є характерним для зрошуваних земель, де при систематичному внесенні добрив під культури значно знижується швидкість грунтового поглинання фосфору, збільшуються запаси засвоюваних фосфатів та підвищується їх рухомість.

Найбільш інтенсивно за час вегетації ярої пшениці вміст рухомого фосфору в грунті знижується в міжфазний період колосіння - повна стиглість зерна. В порівнянні з періодом сходи- колосіння , кількість його в грунті неудобреного контроля зменшується на 29,1, а в удобрених варіан-тах - на 27,3 - 28,2 %. До того ж і середньодобові витрати рухомого фосфору в період колосіння - повна стиглість зерна були максимальни-ми і становили з 0-50 см шару грунту при застосуванні Р60К30, N60Р60К30 відповідно 0,17; 0,18, а розрахункової дози - 0,20 мг/кг. Внесення азотного добрива на фосфорно-калійному фоні сприяло деякому підвищенню цього показника. Середньодобові витрати рухомого фосфору удобреними рослинами ярої пшениці в цілому за вегетаційний період були більшими, ніж неудобреними, на 16,7 %, причому вони не залежали від дози азотного добрива.

Таблиця 1 - Вплив мінеральних добрив на вміст нітратів в грунті

(середнє за 1997 - 1999 рр.), мг/кг

Дози добрив | Ш а р г р у н т у, см

0 - 30 | 30 - 50 | 0 - 50 | 0 – 100

СХОДИ

Без добрив | 8,9 | 8,0 | 8,5 | 7,9

N60P60K30 | 13,1 | 16,5 | 14,5 | 12,8

P60K30 | 7,0 | 6,6 | 6,8 | 6,1

N60P60 | 12,6 | 14,1 | 13,2 | 11,3

N90P60K30 | 15,8 | 19,5 | 17,3 | 15,0

N120P60K30 | 19,5 | 24,2 | 21,4 | 18,3

Розрахункова доза | 15,0 | 17,2 | 15,9 | 13,2

КОЛОСІННЯ

Без добрив | 3,3 | 2,4 | 2,9 | 2,6

N60P60K30 | 7,5 | 5,8 | 6,8 | 5,8

P60K30 | 3,9 | 3,3 | 3,7 | 3,8

N60P60 | 6,8 | 5,9 | 6,4 | 5,4

N90P60K30 | 10,0 | 5,9 | 8,4 | 7,2

N120P60K30 | 11,7 | 7,4 | 10,0 | 9,3

Розрахункова доза | 9,0 | 6,6 | 8,0 | 6,9

ПОВНА СТИГЛІСТЬ ЗЕРНА

Без добрив | 3,0 | 1,7 | 2,5 | 1,7

N60P60K30 | 5,1 | 3,7 | 4,5 | 3,4

P60K30 | 2,9 | 2,3 | 2,7 | 1,6

N60P60 | 4,9 | 3,6 | 4,4 | 3,3

N90P60K30 | 5,5 | 4,2 | 5,0 | 4,2

N120P60K30 | 5,9 | 4,7 | 5,2 | 4,6

Розрахункова доза | 5,2 | 3,9 | 4,7 | 4,1

Калійні добрива, внесені під основний обробіток грунту, на азот-ному, фосфорному чи азотно-фосфорному фонах, а також в варіанті, де застосовували розрахункову дозу, до періоду сходів ярої пшениці дещо під-вищили кількість обмінного калію в орному шарі грунту. Вміст його в цих варіантах коливався в межах 272-281 мг/кг. До кінця вегетації вміст обмінного калію зменшувався. В найбільшій мірі це спостерігається в міжфазний період колосіння - повна стиглість зер-на. Кількість обмінного калію зменшувалась в грунті неудобреного контролю на 14,2, а в удобрених варіантах - до 17,2 %. В цей же пе-ріод спостерігали і максимальні середньодобові витрати обмінного ка-лію з грунту. У рослин, удобрених N60Р60К30, та на фоні застосування розрахункової дози вони були більшими відповідно на 32,6 та 29,3 %, ніж у неудобрених. При підвищенні дози азоту у складі повного міне-рального добрива ці витрати зменшувались.

ПРИРІСТ НАДЗЕМНОЇ МАСИ, ВМІСТ В НІЙ ПОЖИВНИХ РЕЧОВИН ТА ЇХ ВИНОС В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ДОБРИВ

Приріст надземної маси. Приріст надземної маси рослин ярої пшениці в значній мірі залежав як від дози азотного добрива, так і від сполук елементів живлення у добривах. Так, в фазу колосіння вага сирої надземної маси при внесенні N60Р60К30 перевищувала приріст неудобрених рослин - на 45,3, N90Р60К30 - на 58,9, N120Р60К30 - на 75,8 %, а при застосуванні розрахункової дози (N70Р0К20) - на 54,1 %. Як зменшення дози азоту, так і виключення його зі складу повного мінерального добрива, негативно позначилося на цьому показникові.

Встановлено, що удобрена яра тверда пшениця накопичує в період кущіння до 23,6, виходу в трубку - 45,7 і колосіння - до 88,8 % су-хої надземної маси від кількості її в період повної стиглості зерна, що більше, ніж накопичують неудобрені рослини, відповідно на 7,6; 13,2 і 19,9 %. Причому суттєвої різниці в цьому показникові по варіантах досліду, в яких застосовували азотні добрива, не спотерігали (рис. 1).

Добрива впливають і на середньодобові прирости надземної маси. Максимальними вони були на фоні застосування N120Р60К30 і перевищу-вали неудобрені рослини в міжфазний період сходи - кущіння на 97,2, кущіння - вихід в трубку - на 74,7, вихід в трубку - колосіння - на 55,1 %, а при застосуванні розрахункової дози добрива - відповідно на 66,7; 59,0 і 38,9 %. Як зменшення дози азоту, так і виключення його із складу повного мінерального добрива, негативно позначилося на цьому показникові.

Розмір листової поверхні, продуктивність фотосинтезу та фотосин-тетичний потенціал. Під дією добрив збільшувалась площа листової по-верхні, найвищою у всі фази розвитку рослин вона була при внесенні N120Р60К30 (табл. 2). Максимальних розмірів на цьому фоні вона досягла в період колосіння і перевищувала площу рослин неудобреного контроля на 85,7 %, а при застосуванні розрахункової дози - на 45,7 %. Між роз-міром листової поверхні і рівнем врожаю зерна існує пряма кореляцій-на залежність. У фазу кущіння коефіцієнт кореляції становив - 0,91 ± 0,06 і колосіння - 0,92 ± 0,05.

Мінеральні добрива вплинули і на фотосинтетичний потенціал. Так, у міжфазний період кущіння - вихід в трубку при внесенні N60Р60К30 він збільшився в порівнянні з неудобреним контролем на 22,6, N90Р60К30 - на 43,5, N120Р60К30 - на 93,5, а розрахункової дози добрива – на 22,6 %. Між фотосинтетичним по-тенціалом і рівнем врожаю ярої пшениці встановлена тісна залежність. Коефіцієнт кореляції становить 0,85 ± 0,15. Залежність врожаю зерна від фотосинтетичного потенціалу описується рівнянням:

Ух = 40,9 - 0,2 Х + 0,001 Х2, де

Ух - урожай зерна, ц/га;

Х - фотосинтетичний потенціал за період кущіння - колосіння, тис.м2/добу.

Рис. 1 Накопичення сухої надземної маси ярою пшеницею по фазах розвитку у відсотковому відношенні від кількості її в період повної стиглості зерна (середнє за 1997-1999 рр.)

- без добрив - N60P60K30 - N120P60K30

- P60K30 - N90P60K30

Таблиця 2 - Вплив добрив на площу листової поверхні

(середнє за 1997 - 1999 рр.)

Варіанти | Площа листової поверхні, тис. м2/га

кущіння | вихід в трубку | колосіння

Без добрив

N60Р60К30

Р60К30

N60Р60

N90Р60К30

N120Р60К30

Розрахункова доза | 9,5 17,5 10,8 15,9 18,3 19,2

14,8 | 15,7

25,1

18,7

23,2

27,2

31,2

22,4 | 18,2

28,0

20,8

25,7

29,8

33,8

25,1

Вміст елементів живлення в рослинах та їх винос ярою пшеницею. Наші дослідження показали, що мінеральні добрива змінюють концентрацію елементів живлення в рослинах ярої пшениці вже на початку її розвитку. За багаторічними даними на період кущіння на фоні N60Р60К30 вміст загального азоту в надземній масі рослин, в порівнянні з неудобреним контролем, збільшився на 27,5, виходу рослин в трубку – на 22,4, колосіння – на 38,6 %, а при внесенні N120Р60К30 – відповідно 28,8; 39,8 і 39,9 5. Застосування розрахункової дози добрива забезпечило вміст цього елемента живлення практично на рівні N60Р60К30. Вміст загального фосфору в рослинах в залежності від добрив у більшості випадків змінювався несуттєво. Що ж стосується кількості загального калію в надземній масі, то під впливом добрив вона змінювалась вже в період виходу рослин в трубку. При внесенні N60Р60К30 вміст загального калію збільшився, в порівнянні з неудобреним контролем, на 8,8, N90Р60К30 – на 18,4, N120Р60К30 – на 30,1, а розрахункової дози – на 30,9 %.

Вміст елементів живлення в зерні та соломі ярої пшениці при внесенні добрив зростає. В зерні найбільше містилося азоту, потім – фосфору і найменше - калію. В соломі, навпаки, вміст калію був максимальним. Мінеральні добрива в більшій мірі впливали на вміст елементів живлення в соломі, ніж в зерні. Якщо при їх застосуванні максимальний вміст азоту в зерні, в порівнянні з неудобреним контролем, збільшився на 8,8, фосфору – на 19,7, калію – на 13,5 %, то в соломі – відповідно на 42,8; 100,0 і 34,1 %.

А.Н.Павлов вважає, що кількість азоту в рослині (зерно+ солома), яка припадає на одиницю ваги зрілого зерна в період повної стиглості пшениці, визначає рівень вмісту в ньому білку. Цей показник автор назвав показником забезпеченості зерна азотом. Наші дослідження показали, що щорічно при внесенні N60Р60К30 він був більшим, ніж в неудобреному контролі, на 41,1, N90Р60К30 – на 58,4, N120Р60К30 – на 62,6 , а розрахункової дози добрив – на 49,5 %.

Встановлено, що між кількістю азоту в рослині (зерно + солома) – показником забезпеченості зерна азотом - у фазу повної стиглості зерна і вмістом в ньому білку існує висока кореляційна залежність. Коефіцієнт кореляції становить 0,99 ± 0,08. Приводимо рівняння регресії:

У = 8,6 + 0,2 Х , де

У - вміст білка в зерні, %;

Х - показник забезпеченості зерна азотом.

Добрива, які вивчали в досліді, збільшували загальний винос еле-ментів живлення ярою пшеницею (табл. 3). Максимальне збільшення виносу з кожного гектару азоту, в порівнянні з неудобреним контролем, становило 51,2, фосфору – 52,9, а калію – 70,8 % і спостерігали його на фоні N120Р60К30. Зменшення дози азоту в складі повного мінерального добрива приводило і до зниження виносу всіх елементів живлення.

Встановлено, що неудобрена яра пшениця на формування 1 т зерна і відповідної кількості соломи витрачає азоту 23,8, фосфору - 13,6, а калію- 17,3 кг. При внесенні мінеральних добрив витрати зростають. Макси-мальне збільшення становить по азоту на 26,5, фосфору - на 25,7 і калію - на 25,4 %.

Таблиця 3 - Винос поживних речовин ярою пшеницею

(середнє за 1997-1999 рр.)

Варіант | кг/га

N | Р2О5К2О

Без добрив

N60Р60К30

N60К30

Р60К30

N60Р60

N90Р60К30

N120Р60К30

Розрахункова доза добрив | 58,2

76,1

72,6

59,0

76,1

84,0

88,0

77,7 | 34,2

47,9

44,4

43,5

51,4

51,5

52,3

50,3 | 43,5

58,4

61,3

49,4

65,3

66,8

74,3

65,2

ВОДОСПОЖИВАННЯ РОСЛИН В ЗВ'ЯЗКУ

З ЗАСТОСУВАННЯМ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБ-РИВ

Встановлено, що мінеральні добрива значно впливають на водо-споживання ярої пшениці. Відповідно одержаним даним коефіцієнт водо-споживання цієї культури на неудобреному фоні становить 526 м3/т. При внесенні добрив він зменшувався. Зменшення його на фоні Р60К30 залежало від дози азотного добрива. При внесенні N60Р60К30 коефіцієнт водоспоживання зменшився, в порівнянні з неудобреним контролем, на 21,3, N90Р60К30 – на 32,3, N120Р60К30 – на 36,1, а розрахункової дози добрива – на 26,4 %. Виключення зі складу повного мінерального добрива як фосфору, так і калію, практично не позначилось на цьому показникові. Без азоту ці елементи живлення не впливали на коефіцієнт водоспоживання. Встановлена висока зворотня кореляція між цим показником і урожаєм зерна ярої пшениці (коефіцієнт кореляції становить -0,99 ± 0,05). Одержані дані дозволили нам розрахувати рівняння регресії:

У = 54,5 - 0,05 Х, де

У - урожайність зерна ярої пшениці, ц/га;

Х - коефіцієнт водоспоживання, м3/т.

Для оцінки ефективності зрошення особливо показовими є дані про окупність врожаєм зерна одного кубічного метру зрошувальної води. Відповідно одержаним даним мінеральні добрива позитивно впливають на цей показник. Внесення розрахункової дози добрива та N60Р60К30 збільшило окупність зрошувальної води зерном ярої твердої пшениці, в порівнянні з неудобреним контролем, на 12,5 %, а застосування N90Р60К30 та N120Р60К30 - відповідно на 16,7 і 25,0 %.

ВПЛИВ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ НА УРОЖАЙ I ЯКІСТЬ ЗЕРНА

Урожай зерна. Результати обліку врожаю зерна ярої пшениці пока-зали, що в усі роки наших досліджень, мінеральні добрива позитивно позначились на продуктивності цієї культури (табл. 4).

Відповідно одержаним даним за три роки, при низькому вмісті в грунті азоту і середньому фосфору та обмінного калію, фосфорні і ка-лійні добрива слабо вплинули на урожай зерна. Внесення ж на цьому фоні N60 збільшило його рівень на 23,4 %. Подальше підвищення дози азоту позитивно позначилось на продуктивності ярої пшениці. Розра-хунки показали, що між дозами азотних добрив і урожаєм зерна цієї культури існує висока кореляційна залежність (коефіцієнт кореляції становить 0,99 ± 0,10). Нами розраховано рівняння регресії:

У = 26,3 + 0,1 Х, де

У - урожайність зерна ярої пшениці, ц/га;

Х - доза азотного добрива на фоні Р60К30, кг/га.

Максимальну прибавку врожаю зерна ярої пшениці одержали при за-стосуванні N120Р60К30. В той же час окупність повного мінерального добрива зерном була більшою при внесенні N90Р60К30. Розрахункова до-за мінерального добрива, яка в середньому за 1997 - 1999 рр. склала N70К20, забезпечила формування врожаю зерна 30,8 при запланованому рівні 30,0 ц/га, або лише на 4,7 % менше в порівнянні з N90Р60К30. В той же час окупність 1 кг міне-рального добрива зерном на фоні розра-хункової дози була максимальною.

Таблиця 4 - Вплив мінеральних добрив на урожайність зерна зрошуваної твердої ярої пшениці, ц/га

Дози добрив | Роки досліджень | Приріст

врожаю,

ц/га | Окупність 1кг

д.р. добрива

зерном, кг

1997 | 1998 | 1999 | 1997-

1999 | 1998-

1999 | 1997-

1999 | 1998-

1999 | 1997-

1999 | 1998-

1999

Без добрив

N60Р60К30

N60К30

Р60К30

N60Р60

N90Р60К30

N120Р60К30

Розрахункова доза добрив | 17,7

22,6

21,6

19,9

23,1

22,8

23,4

22,1 | 29,8

36,7

36,0

30,4

36,2

38,0

38,9

37,5 | 25,8

31,0

28,9

27,2

30,4

36,0

36,9

32,9 | 24,4

30,1

28,8

25,8

29,9

32,3

33,1

30,8 | 27,8

33,8

32,4

28,8

33,3

37,0

37,9

35,2 | -

5,7

4,4

1,4

5,5

7,9

8,7

6,4 | -

6,0

4,6

1,0

5,5

9,2

10,1

7,4 | -

3,8

4,9

1,5

4,6

4,4

4,1

7,1 | -

4,0

5,1

1,1

4,6

5,1

4,8

8,2

НІР05, ц/га 0,6 1,0 0,8

Під впливом мінеральних добрив збільшується кількість продуктив-них па-гонів, довжина колосу, а маса 1000 зерен дещо зменшується в порівнянні з неу-добреним контролем (табл. 5). Між останнім показником і рів-нем врожаю вста-нов-лена висока зворотня кореляція (коефіцієнт кореля-ції становить -0,81 ± 0,10).

Вміст в зерні білка і його фракційний склад. На вміст в зерні білка і його збір найбільш позитивно впливали азотні добрива (табл. 5). Причо-му чим більша доза азоту в складі повного мінерального добрива, тим більшими були ці показники. Вміст білка в зерні збільшився при вне-сенні N60Р60К30 на 6,7, N90Р60К30 - на 11,1, N120Р60К30 - на 13,3, а при застосуванні розрахункової дози добрива - на 10,4 %. Між збором білка і урожаєм зерна встановлена висока пряма кореляція (r = 0,99 ± 0,05). Приводимо рівняння регресії:

У = 0,2 Х - 2,3, де

У - збір білка, ц/га;

Х - урожайність зерна, ц/га.

Мінеральні добрива вплинули і на сумарний вміст білка в зерні ярої пшениці. Максимальним він був при внесенні N90Р60К30, тобто при співвідношенні елементів живлення як 1,5 : 1 : 0,5. Як зменшення, так і збільшення дози азоту на N30, було менш ефективним.

Застосування мінерального добрива, до складу якого входить азот, підвищує синтез високомолекулярних білків гліадінів і глютелінів і практично не впливає на синтез простих білків - альбумінів і глобу-лінів.

При внесенні N60Р60К30 в сумарному білку на долю гліадінів і глю-телінів припадає 61,1, N90Р60К30 - 63,5, N120Р60К30 - 66,8 %, а роз-рахункової дози мінерального добрива - 64,2 %. Розрахунки показали, що між збором білка і вмістом в ньому цих фракцій існує висока кореляційна залежність. Коефіцієнт кореляції становить 0,93 ± 0,16. Приводимо рівняння регресії:

У = 6,7 Х - 4,6, де

У - збір білка, ц/га; Х - вміст гліадінів та глютелінів, % абс. сухої речовини.

Вміст амінокислот і біологічна цінність білків зерна. Відповідно одержаних даних, в середньому за 1997-1999 рр. максималь-на кількість всіх амінокислот в зерні ярої пшениці формується при внесенні N120Р60К30. На цьому фоні сума амінокислот становила 16,65, в т.ч. незамінних – 4,69, лімітуючих – 1,74 мг/100 мг повітряно-сухої речовини, а в неудобреному контролі – відповідно 12,61; 3,79 та 1,45. Зменшення дози азоту в складі повного мінерального добрива призводило до деякого зниження цих показників. Вплив мінеральних добрив на вміст окремих амінокислот залежав від кількос-ті опадів в період формування і наливу зерна. На біологічну цінність білків зерна ярої пшениці мінеральні добрива практично не вплинули. На неудобреному фоні вона становила 62,1, а при застосуванні добрив-не перевищувала 61,9 %.

Таблиця 5 - Вплив добрив на вміст і збір білка та технологічні показники якості зерна ярої твердої пшениці (середнє за 1997 – 1999 рр.)

Дози добрив | Вміст білка в зерні, % | Збір білка, ц/га | Клейко-вина в борошні, % | Скловид-ність зерна, % | Маса 1000 зерен, г

Без добрив

N60Р60К30

N60К30

Р60К30

N60Р60

N90Р60К30

N120Р60К30

Розрахункова

доза добрив | 13,5

14,4

14,6

13,7

14,2

15,0

15,3

14,9 | 2,7

3,6

3,6

3,0

3,6

4,1

4,2

3,9 | 21,8

25,9

25,9

22,0

25,2

28,7

29,3 26,7 | 84

95

92

90

96

97

95

97 | 33,3

33,2

33,4

33,8

33,1

32,0

30,9

32,3

Технологічні показники якості зерна. Максимальна скловидність зерна формується на фоні застосування розрахункової дози добрива та N90Р60К30. Як зменшення, так і збільшення дози азоту у складі повного мінерального добрива дещо її знижувало. Встановлено, що між скловидністю зерна і рівнем врожаю існує висока пряма кореляційна залежність.

Основним елементом живлення, від якого залежить вміст сирої клейковини в борошні ярої пшениці, є азот. З підвищенням його дози на фоні застосування фосфорно-калійного добрива (Р60К30) кількість її збільшується і максимуму досягає при внесенні N120Р60К30. Мінеральні добрива практично не позначились на показни-ках якості клейковини (табл. 5).

Вміст важких металів в зерні та його сумарна токсичність. Остан-нім часом необхідно приділяти увагу проблемі захисту навколишнього середовища від забруднювачів. В значній мірі це стосується зрощуваного землеробства, де для одержання високих рівнів урожаїв застосовують значну кількість добрив та засобів захисту рослин, що збільшує антропогенне навантаження на агроценози. В зв'язку з цим ми оцінювали вплив добрив з екологічної точки зору - визначали забруднення зерна важкими металами, хоча більшість з них, якщо вони знаходяться в рослинах в оптимальній кількості, необхідні і відомі як мікроелементи.

Наші дослідження показали, що в середньому за 1997-1998 рр. в зерні ярої пшениці при внесенні різних доз мінеральних добрив вміст цинку, кобальту, заліза, марганцю та міді був меншим гранично допустимої кількості (ГДК). В той же час вміст нікеля в зерні при внесенні N60К30, N60Р60 та розрахункової дози добрив досяг рівня ГДК і становив 0,5 мг/кг сухої речовини. Максимальною кількість нікеля виявилася в неудобреному зерні та на фоні N60К30, що перевищило ГДК відповідно на 34 та 30 %. Значно більшим за ГДК в зерні виявився і вміст найбільш токсичного з важких металів кадмію. При внесенні N60К30 та розрахункової дози добрив він був найнижчим і становив 0,18 мг/кг, а в зерні, вирощеному на інших фонах добрив, - від 0,23 до 0,26 при ГДК 0,03 мг/кг.

Більш повну інформацію про забруднення продукції дає визначення в ній сумарної токсичності методом тестування (Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. 1995). Відповідно проведеному тестуванню, зерно ярої пшениці на протязі двох років, незважаючи на перевищення ГДК в ньому деяких важких металів, виявилося не токсичним - сумарна токсичність його по варіан-тах досліда коливалася в межах 14,7-18,0 % (не перевищувала 20%).

Тобто зерно ярої твердої пшениці, вирощене в досліді при внесенні різних доз мінеральних добрив, не забруднене і не токсичне. Все ж слід враховувати, що найменша кількість кадмію, нікеля і кобальта виявлена на фоні азотно-калійного та розрахункової дози добрива, а з внесенням фосфорного добрива вона підвищується.

ЕКОНОМІЧНА І БІОЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ МІНЕРАЛЬ-НИХ ДОБРИВ ПІД ЯРУ ПШЕНИЦЮ

Економічний аналіз показав, що мінімаль-ну собівартість зерна ярої пшениці і найвищий рівень рентабельнос-ті забезпечує внесення N90Р60К30. При подальшому підвищенні дози азоту на цьому ж фоні фосфорно-калійного добрива собівартість збіль-шується, а рівень рентабельності дещо знижується. Найбільш економіч-но вигідним є внесення розрахункової дози мінеральних добрив.

Додаткові витрати енергії на одержання прибавки врожаю в значній мірі залежать від азотних добрив. При підвищенні їх дози вони збіль-шуються. Максимальний приріст енергії (3,82 тис. МДж/га) та енерге-тичний коефіцієнт (1,57) забезпечуються при внесенні розрахункової дози добрив.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ

1. Азотне добриво, внесене під основний обробіток грунту, підвищує в ньому вміст нітратів - на період сходів ярої пшениці у 0-100 см шарі грунту, в порівнянні з неудобреним контролем, при застосуванні N60Р60К30 – на 62,0, розрахункової дози добрива– на 67,1, а N90Р60К30– на 89,9 %.

Cередньодобові витрати росли-нами нітратів при внесенні розрахункової дози добрива, в порівнянні з неудобреними рослинами, збільшувались в міжфазний період сходи - колосіння на 20,0 %, сходи - повна стиглість зерна - на 50,0 %, а на фоні за-стосування N90Р60К30 - відповідно на 46,7 і 75,0 %.

2. Основну кількість рухомого фосфору і обмінного калію яра пшениця поглинає з грунту після колосіння. Від сходів до колосіння у шарі грунту 0-50 см вміст Р2О5 зменшився на 13,9%, К2О - на 7,9 %, а в міжфазний період колосіння – повна стиглість зерна – відповідно на 29,4 і 22,3 %. Суттєвої різниці в цих показниках при внесенні добрив не встановлено.

3. Рослини ярої пшениці на фоні N90Р60К30 до періоду кущіння накопичують 21,2, виходу рослин в трубку – 44,1, колосіння – 87,1 % сухої надземної маси від загальної кількості її в кінці вегетації, а при використанні розрахункової дози відповідно: 22,8; 46,5 і 91,2 %. Після колосіння неудобрені рослини накопичують ще 31,1 % надземної маси, а на фоні застосування мінеральних добрив – 9-13 %.

4.Максимальних розмірів листова поверхня у ярої пшениці досягає в період колосіння. Внесення N60Р60К30 збільшило її, в порівнянні з неудобреними рослинами, в період кущіння на 84,2, виходу в трубку - на 59,9, колосіння - на 53,8 %, а при застосуванні N90Р60К30 - від-повідно на 92,6; 73,2 і 63,7 %.

Аналогічно листовій поверхні змінювався і фотосинтетичний потен-ціал. Встановлено, що як площа листової поверхні, так і фотосинтетичний потенціал тісно корелюють з рівнем врожаю.

5. Загальний винос елементів живлення ярою пшеницею тим більший, чим вища доза азоту у складі повного мінерального добрива. На формування однієї тони врожаю неудобрена яра пше-ниця витрачає азоту 23,8, фосфору - 13,6, калію - 17,3 кг, а удобре-на N90Р60К30 та при внесенні розрахункової дози - відповідно 26,0; 15,5; 20,3 і 25,2; 15,9; 20,2 кг.

6. При низькому вмісті в грунті рухомого азоту, середньому фосфору та ка-лію внесення фосфорно-калійного добрива, в порівнянні з неудобреним контролем, підвищило врожай зерна на 5,7 %, а при засто-суванні на цьому фоні N60 - на 23,4 %. Подальше підвищення дози азо-ту позитивно позначилось на продуктивності зрошуваної твердої ярої пшениці. Між дозами азотних добрив і врожаєм зерна цієї культури встановлена висока пряма кореляційна залежність.

Найвищий врожай формується при внесенні N120Р60К30 але окупність одиниці добрива зерном на фоні N90Р60К30 була більшою, а максимальною – при застосуванні розрахункової дози мінерального добрива.

7. Найбільш сприятливо на вміст білка в зерні впливає повне мінеральне добриво. Збір його при внесенні N60Р60К30, в порівнянні з варіантом без добрив, підвищується на 33,3, N90Р60К30 - на 51,8, а розрахункової дози - на 44,4 %.

При застосуванні N90Р60К30 та розрахунко-вої дози добрив в зерні формується максимальна кількість високомолекулярних білків гліадінів і глютелінів.

8. Сума всіх амінокислот в зерні, а також незамінних і лімітуючих, виявилася максимальною при внесенні N120Р60К30. Зменшен-ня дози азоту у складі повного мінерального добрива призводить до деякого зниження їх вмісту.

На біологічну цінність білків зерна ярої пшениці мінеральні доб-рива практично не вплинули.

9. Вміст сирої клейковини у борошні при внесенні N60Р60К30, в порівнянні з неудобреним контролем, підвищувався на 18,8, N90Р60К30 – на 31,6, а розрахункової дози добрива – на 22,9 відносних відсотка.

Максимальна скловидність зерна формується на фоні застосу-вання розрахункової дози добрива та N90Р60К30. На колір макарон мінеральні добрива практично не впливали.

10. В зерні ярої пшениці, вирощеному у всіх варіантах досліда, вміст цинку, кобальту, заліза, марганцю та міді був меншим гранично допустимої кількості. Вміст нікеля при внесені N60К30, N60Р60 та розрахункової дози добрив досяг рівня ГДК, в зерні інших варіантів – перевищував його. Максимальною кількість нікеля вияви-лася в неудобреному зерні та на фоні Р60К30 – відповідно вище ГДК на 34,0 та 30,0 %.

В зерні ярої пшениці усіх варіантів значно більшим за ГДК виявився вміст кадмію. Найнижчим – по 0,18 мг/кг він був при внесенні N60К30 та розрахункової дози добрив, на інших фонах – від 0,23 до 0,26 мг/кг. На сумарній токсичності зерна це не позначилося, в