Агрохімічне обґрунтування застосування добрив та бактеріального препарату діазофіт за вирощування пшениці ярої на лучно-чорноземному ґрунті правобережного лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ університет біоресурсів і природокористування україни

УДК 631.582/.8:633.11"321"(477.41)

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Агрохімічне обґрунтування застосування добрив та бактеріального препарату діазофіт за вирощування пшениці ярої на лучно-чорноземному ґрунті правобережного лісостепу україни

06.01.04 - агрохімія

Шквир Тетяна Миколаївна

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному університеті біоресурсів і природокористування України Кабінету Міністрів України.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор, академік НААН України Городній Микола Михайлович, Національний університет біоресурсів і природокористування України, професор кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Кавецький Володимир Миколайович, Державна екологічна академія післядипломної освіти Мінприроди України, професор кафедри екології кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник Корсун Світлана Георгіївна, ННЦ "Інститут землеробства НААН України", провідний науковий співробітник лабораторії агроекології та аналітичних досліджень.

Захист відбудеться "23" вересня 2010 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 у Національному університеті біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус 3, ауд. 65

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

Автореферат розісланий "__" ___________ 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради І.В. Логінова

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Збільшення виробництва зерна і поліпшення його якості є нині однією з актуальних проблем країни. Пшениця яра є важливою продовольчою і страховою культурою. Середня врожайність пшениці ярої в Україні у 2008 р. становила 1,76 т/га, у 2009 р. - 2,73 т/га, тоді як за результатами Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва НААН України (м. Харків) продуктивність пшениці ярої у конкурсному сортовипробуванні становила по твердій пшениці 3,64, а по м'якій - 4,04 т/га з білковістю зерна 14,0 і 15,2% відповідно. Тому важливого значення в умовах сьогодення набуває пошук та вдосконалення технологічних заходів вирощування пшениці ярої, які мають бути спрямовані на підвищення врожайності і якості зерна в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах.

Пшениця яра вимоглива до умов живлення. У зв'язку з нинішньою складною економічною та екологічною ситуацією використання під сільськогосподарські культури традиційних мінеральних добрив в Україні обмежене. Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є застосування мікробіологічних препаратів, а також використання нових видів добрив, що містять макро- і мікроелементи. Отже, для сьогодення є актуальним розроблення технології вирощування пшениці ярої, що базується на збалансованій системі удобрення, яка поєднує застосування мінеральних та органічних добрив і підвищення ефективності їх використання за рахунок застосування мікробіологічних препаратів та мікроелементів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-дослідна робота була складовою тематики Національного університету біоресурсів і природокористування "Удосконалення методів діагностики забезпечення сільськогосподарських культур азотом та систем їх азотного живлення" та "Розробка способів отримання та використання нових добрив пролонгованої дії з місцевої сировини для сталого розвитку землеробства" (номери державної реєстрації відповідно 0107U004583 та 0107U004584).

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження - вдосконалення традиційної технології вирощування пшениці ярої шляхом поєднання удобрення та мікробіологічного препарату асоціативних азотфіксаторів діазофіту, оптимізації мінерального живлення пшениці ярої відповідно до етапів органогенезу рослин.

Для досягнення поставленої мети виконані такі завдання:

- виявити вплив мінеральних добрив та мікробіологічного препарату діазофіт на вміст та динаміку основних елементів живлення у ґрунті;

- встановити дію мінеральних добрив та післядію органічних у сівозміні на біометричні показники, динаміку вмісту елементів живлення в рослинах та елементи структури врожаю пшениці ярої;

- визначити вплив мінеральних добрив і діазофіту на врожайність та показники якості зерна пшениці ярої;

- показати ефективність впливу позакореневого підживлення комплексними добривами інтермаг-зернові та нутрібор на продуктивність пшениці ярої;

- розрахувати агрохімічну, економічну та енергетичну ефективність використання добрив під пшеницю яру в умовах Правобережного Лісостепу України.

Об'єкт дослідження - поживний режим лучно-чорноземного карбонатного ґрунту; фізіолого-біохімічні процеси в рослинах пшениці ярої.

Предмет дослідження - основні показники родючості лучно-чорноземного карбонатного ґрунту, урожайність і якість зерна пшениці ярої сорту Рання 93.

Методи дослідження. Польовий, лабораторний, математичної статистики, економічної та біоенергетичної оцінки.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше в умовах Правобережного Лісостепу на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті проведено оцінку впливу мікробіологічного препарату на агрохімічні й мікробіологічні показники ґрунту, проходження фізіолого-біохімічних процесів у рослинах пшениці ярої та показано позитивну дію комплексних водорозчинних добрив інтермаг-зернові та нутрібор на продуктивність пшениці ярої. Удосконалена технологія вирощування пшениці ярої шляхом запровадження передпосівної бактеризації мікробіологічним препаратом діазофіт та підживлень комплексними водорозчинними добривами нутрібор та інтермаг-зернові на фоні використання традиційних добрив.

Практичне значення одержаних результатів полягало в удосконаленні традиційної технології вирощування пшениці ярої шляхом проведення передпосівної бактеризації насіння та проведення позакореневих підживлень комплексними водорозчинними добривами інтермаг-зернові та нутрібор для отримання врожайності пшениці ярої на рівні 5,0-5,5 т/га І класу якості. Виробничу перевірку проведено на площі 213 га в ТОВ "Лотівка Еліт" (Хмельницька обл., Шепетівський р-н, с. Лотівка) та на площі 74 га в ТОВ "Левада" (Хмельницька обл., Шепетівський р-н, с. Чотирбоки).

Особистий внесок здобувача. Здобувач брала безпосередню участь у опрацюванні наукових літературних джерел за темою дисертації, визначенні мети і завдань досліджень, розробці програми досліджень, проведенні польових досліджень, виконанні польових і лабораторних досліджень, узагальненні і статистичній обробці одержаних даних, написанні роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати досліджень викладені та опубліковані в матеріалах Міжнародної науково-практичної конференції "Агрохимия и Экология: история и современность" (м. Нижній Новгород, 2008 р.); Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених (м. Умань, 2010 р.); наукової конференції викладачів і аспірантів ННІ рослинництва і ґрунтознавства (2008, 2010 рр.); щорічних засідань кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна.

Публікації. Результати досліджень за темою дисертації опубліковано у 7 працях, з них 5 статей у фахових виданнях, 2 - матеріалів конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, 7 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, додатків, списку використаних джерел. Матеріал викладений друкованим текстом на 119 сторінках. Робота містить 35 таблиць, 13 рисунків, 4 додатки. Список літератури нараховує 235 джерел, у т.ч. 25 - латиницею.

Основний зміст роботи

Удобрення та використання бактеріальних препаратів за вирощування пшениці ярої (огляд літератури)

У розділі зроблені узагальнення та аналіз наукових досягнень вітчизняних і зарубіжних вчених (Мінеєв В.Г., 2005; Кумаков В.А., 1980; Городній М.М., 2000; Сайко В.Ф., 2004; Campbell C.A., 1993) з питань живлення пшениці ярої, які зазначають, що висока продуктивність цієї культури значно обумовлюється ґрунтовою родючістю та застосуванням добрив. Внесення добрив сприяє поліпшенню показників якості зерна пшениці ярої та хлібопекарських якостей борошна. Ряд науковців (Патика В.П., 2004; Шерстобоєва Е.В. 2000, Вовкогон В.В., 2004) також відмічають ефективність використання бактеріальних препаратів для різних сільськогосподарських культур, ефективність застосування цих препаратів залежить від факторів оточуючого середовища. Проте залишається недостатньо висвітленим питання використання бактеріальних препаратів асоціативної азотфіксації та застосування нових комплексних добрив на фоні основного удобрення під пшеницю в умовах Правобережного Лісостепу.

Умови та методика проведення дослідження

діазофіт врожайність пшениця яровий

Дослідження за темою дисертації проводили у 2007 - 2009 рр. в Агрономічній дослідній станції Національного університету біоресурсів і природокористування України в тривалому польовому досліді кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна та у мікропольовому досліді.

Ґрунт дослідної ділянки - лучно-чорноземний карбонатний грубопилувато-легкосуглинковий на лесовидному суглинку. Орний шар його характеризувався високим вмістом гумусу (4,11 %), середнім ступенем забезпечення рухомим фосфором (28,0 мг/кг) та низьким обмінним калієм (82,3 мг/кг). рН водної витяжки становив 8,1, а ємність катіонного обміну - 32,5 мг-екв/100 г.

Тривалий дослід є 10-пільною зерно-буряковою сівозміною, яка освоєна у 1956-1958 рр. Чергування культур у сівозміні таке: багаторічні трави, пшениця озима, буряк цукровий, кукурудза на силос, пшениця озима, горох, пшениця яра, буряк цукровий, кукурудза на зерно, ячмінь ярий.

Для вивчення впливу застосування різних видів добрив та їх поєднань у сівозміні на продуктивність пшениці ярої були обрані такі варіанти: 1) без добрив (контроль); 2) гній (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - фон; 3) фон + P₈₀; 4) фон + P₈₀K₈₀; 5) фон + N₈₀P₈₀K₈₀; 6) фон + N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀; 7) N₈₀P₈₀K₈₀. У досліді використовували аміачну селітру (ГОСТ 2-85), гранульований суперфосфат (ГОСТ 5956-78) та калій хлористий (ГОСТ 4568-95). Повторення досліду триразове, розміщення варіантів - систематичне. Розмір посівної ділянки - 172 м², облікової - 100 м².

Для вивчення ефективності дії мікробіологічного препарату діазофіт на продуктивність пшениці ярої проводили інокуляцію посівного матеріалу мікробіологічним препаратом діазофіт, що містить Agrobacterium radiobacter 204 - штам бактерій асоціативних азотфіксаторів (4 - 5 млрд. живих клітин/1 мл), виробник - Інститут сільськогосподарської мікробіології НААН України. Спосіб обробки - інокуляція насіння робочою сумішшю, яка складалася з 200 мл препарату і 2 л води, на гектарну норму висіву (5 млн схожих насінин / га).

Для вивчення впливу підживлення комплексними водорозчинними добривами інтермаг-зернові та нутрібор на продуктивність пшениці ярої закладено мікропольовий дослід на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті. Схема досліду: 1) N₈₀P₈₀K₈₀ + вода (300л/га) - фон; 2) фон + інтермаг (фаза кущення); 3) фон + інтермаг (фаза виходу в трубку); 4) фон + інтермаг (фаза кущення + фаза виходу в трубку); 5) фон + нутрібор (фаза кущення); 6) фон + нутрібор (фаза виходу в трубку); 7) фон + нутрібор (фаза кущення + фаза виходу в трубку). Площа посівної ділянки мікропольового досліду - 10 м², облікової - 8 м². Повторення досліду - шестиразове. Склад добрива інтермаг-зернові, %: N - 15,0; MgO - 2,5; B - 0,5; Cu - 0,1; Fe - 0,5; Mn - 0,5; Mo - 0,005; Zn - 0,5; Ti - 0,03. Склад нутрібору, %: B - 8; Mn - 1; Mo - 0,04; MgO - 5,0; Zn - 0,1; S - 12. Добриво інтермаг-зернові вносили з розрахунку 2,5 л/га при використанні 300 л води на 1 га у позакореневе підживлення. Нутрібор - з розрахунку 2,5 кг/га при використанні 300 л/га води.

Сорт пшениці ярої Рання 93 (оригінатор Інститут землеробства НААН України).

Аналізи ґрунту, рослин та визначення показників якості зерна пшениці ярої проводили у випробувальній лабораторії оцінки якості земель, добрив та продукції рослинництва кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна Національного університету біоресурсів і природокористування України з наступною статистичною обробкою даних. Зразки ґрунту відбирали та готували до аналізів згідно з ДСТУ ISO 11464-2001. Відбір зразків рослин та їх підготовку проводили загальноприйнятими в агрохімії методами. Їх відбирали в основні фази росту і розвитку рослин: кущення, вихід в трубку, колосіння, цвітіння, молочна стиглість, повна стиглість.

У зразках ґрунту визначали вміст: вологи - гравіметричним методом (ДСТУ ISO/TR 11465-2001); гумусу - за методом І.В. Тюріна (ДСТУ 4289-2004); загального азоту - за ДСТУ 4726-2007; легкогідролізованого азоту - методом Шлавіцької; амонійного азоту - фотоколориметричним методом із реактивом Несслера (ДСТУ 4729-2007); нітратного азоту - іонометричним методом (ДСТУ 4729-2007). рН водне - потенціометричним методом (ДСТУ ISO 10390-2001); вміст рухомих сполук фосфору і калію - в одній витяжці за модифікованим методом Б.П. Мачігіна (ДСТУ 4114-2002); суму ввібраних основ - з використанням розчину хлориду барію (ДСТУ ISO/TR 11260-2001).

Площу листків та чисту продуктивність фотосинтезу визначали розрахунковим методом за А.А. Ничипоровичем, кількість сухої речовини - гравіметричним методом. Після мокрого озолення рослинного матеріалу за К. Гінзбург вивчали: азот - фотометричним методом із реактивом Несслера; фосфор - фотометрично за методом Деніже в модифікації А.Левицького; калій - за допомогою полуменевого фотометра.

Визначення чисельності мікроорганізмів у ґрунті проводили в Інституті сільськогосподарської мікробіології НААН України. Чисельність мікроорганізмів встановлювали методом посіву ґрунтової суспензії на поживні середовища: амоніфікаторів - на м'ясо-пептонному агарі; іммобілізаторів - крохмаль-альдегідному агарі; азотфіксаторів - середовищі Ешбі. Потенційну активність азотфіксації ризосферного ґрунту визначали ацетиленовим методом.

Дослідження структури врожаю проводили методом Майсуряна; маси 1000 зерен за ГОСТ 10842-89; натури зерна - за допомогою пурки (ГОСТ 10840-64); вмісту білка і клейковини в зерні - методом інфрачервоної спектроскопії (ДСТУ 4117:2007), ІДК за ISO 21415:2006; фракційного складу білків зерна пшениці - за методикою М.В. Козлова та М.М. Городнього. Визначення хлібопекарсько-технологічних показників якості зерна проводили в лабораторії Українського Інституту експертизи сортів рослин. Розрідженість, валориметричну оцінку, ВПЗ встановлювали за допомогою фаринографа (ДСТУ 4111.1-2002), силу борошна - альвеоргафа (ДСТУ 4111.4-2002) Випічку хліба проводили безопарним методом згідно з методикою Державної комісії України по випробуванню та охороні сортів рослин.

Біоенергетична ефективність технології вирощування пшениці ярої розрахована за методичними рекомендаціями Ю.О. Тараріко, а економічна ефективність використання добрив - за середніми на період дослідження цінами.

Математичну та статистичну обробку даних проводили методом дисперсійного аналізу за Б.О. Доспєховим та з використанням редактора електронних таблиць MS Excel і програми Agrostat.

Метеорологічні умови за період проведення досліджень різнилися за роками. Посуха, зумовлена високими температурами та недостатньою кількістю опадів у 2007 році спричинила суттєве зниження врожайності пшениці ярої. Найбільш сприятливі погодні умови були у 2008 р., що в подальшому відобразилось на врожаї зерна та його якості.

Вплив добрив та діазофіту на основні агрохімічні показники грунту

Проведені дослідження показали, що тривале внесення органічних і мінеральних добрив у сівозміні підвищило вміст загального азоту порівняно з контролем. Застосування повного мінерального добрива на фоні післядії органічних сприяло збільшенню вмісту зального азоту у орному шарі на 495 мг/кг за застосування N₈₀P₈₀K₈₀ і 584 мг/кг за внесення N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀.

Впродовж вегетаційного періоду вміст легкогідролізованого азоту зменшувався від фази кущіння до фази повної стиглості. Проте у всі фази росту і розвитку рослин він був найвищим у варіанті із застосуванням полуторної норми мінеральних добрив на фоні післядії органічних і становив 75,7-106 мг/кг в орному шарі і 52,8-68,4 мг/кг в підорному. Статистично значуще збільшення вмісту легкогідролізованого азоту за інокуляції діазофітом було відмічено починаючи з фази виходу в трубку лише в орному шарі.

Результатами наших досліджень підтверджено, що тривале застосування добрив у сівозміні сприяло значному підвищенню вмісту мінерального азоту в ґрунті порівняно з контролем (табл. 1). Найбільша його кількість забезпечувалась внесенням N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії органічних. Передпосівна бактеризація насіння пшениці ярої достовірно збільшила вміст мінерального азоту у всіх варіантах на 0,8-6,1 мг/кг у фазу виходу в трубку та на 4,3-11,1 мг/кг у фазу повної стиглості. У фазу кущення мікробіологічна асоціація азотфіксуючих бактерій та коріння ще не були повністю сформовані і тому достовірної різниці між варіантами не встановлено.

Найвищий вміст рухомих сполук фосфору в ґрунті відмічений у варіанті із внесенням N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії органічних добрив, і становив 75,4-104 мг/кг ґрунту в орному шарі залежно від фази росту і розвитку рослин.

Вміст обмінного калію у фазу кущення на удобрюваних варіантах в орному шарі ґрунту коливався в межах 97,2-149 мг/кг ґрунту та 69,1-117 мг/кг ґрунту в підорному шарі ґрунту.

За передпосівної обробки насіння пшениці ярої мікробіологічним препаратом діазофіт відмічалося зниження вмісту рухомого фосфору порівняно з відповідними варіантами без обробки. Не було відмічено статистично значущих змін у кількості сполук обмінного калію в ґрунті, але спостерігалася тенденція до зниження цього показника.

У процесі росту і розвитку рослин пшениці ярої відбулося поступове зниження вмісту елементів живлення за рахунок використання їх рослинами.

Застосування препарату діазофіт сприяло збільшенню бактерій-амоніфікаторів у фаз виходу в трубку у 1,2 - 2,1 раза (табл. 2). Чисельність іммобілізаторів у варіанті без добрив достовірно не змінювалась, за внесення N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні гною зростала у 1,3 раза. Кількість азотфіксаторів у варіанті без добрив зросла у 10 разів.

Для характеристики структури мікробної спільноти нами були розраховані коефіцієнти мінералізації та оліготрофності. В усіх варіантах вони були вищими за 1, що свідчить про незбалансованість в ґрунті деструкційних і іммобілізаційних процесів. У фазу воскової стиглості коефіцієнт мінералізації був більший, ніж у фазу виходу трубку. Це вказує на збільшення інтенсивності мінералізаційних процесів. Коефіцієнт оліготрофності був менший за 1, що свідчить про наявність доступних сполук азоту.

Потенційна азотфіксуюча активність ризосферного ґрунту під пшеницею ярою була вищою у варіантах з передпосівною бактеризацією. В контролі вона зросла у 1,6 раза, а за внесення N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії органічних добрив у 2,1 раза.

Таблиця 1 - Вплив тривалого застосування добрив та інокуляції насіння діазофітом на окремі показники поживного режиму лучно-чорноземного карбонатного ґрунту, пшениця яра, фаза виходу в трубку, мг/кг ґрунту (середнє за 2007 - 2009 рр.)

Варіант досліду	Вміст рухомих форм
	мінерального азоту, Nмін.	рухомого фосфору, Р2О5	обмінного калію, К2О
	0-25	25-50	0-25	25-50	0-25	25-50
Без інокуляції	Без добрив (контроль)	23,0	18,8	27,4	20,1	61,4	67,9
	Гній (післядія за насиченості сівозміни 12 т/га) - фон	27,2	21,8	36,0	28,1	74,4	69,4
	Фон+P80	31,5	28,5	63,0	38,2	80,2	70,0
	Фон+P80K80	36,9	27,5	78,8	53,2	103	89,6
	Фон+N80P80K80	44,7	36,2	71,9	57,8	115	107
	Фон+N110P120K120	47,4	39,1	82,3	66,2	139	107
	N80P80K80	40,3	31,6	68,8	54,5	101	85,6
З інокуляцією	Без добрив (контроль)	26,1	22,0	23,8	19,4	67,7	54,4
	Гній (післядія за насиченості сівозміни 12 т/га) - фон	29,3	26,1	34,6	28,5	73,8	64,6
	Фон+P80	32,7	28,2	58,5	40,9	84,0	66,9
	Фон+P80K80	40,6	32,0	74,2	48,1	99,4	84,7
	Фон+N80P80K80	47,7	37,8	70,3	55,4	110	101
	Фон+N110P120K120	50,6	39,9	80,7	64,8	133	105
	N80P80K80	40,4	31,4	64,5	54,0	101	85,3
НІР05, мг/кг НІР05 інокуляція, мг/кг НІР05 добрива, мг/кг	5,1 1,9 3,6	6,4 2,4 4,5	7,5 2,8 5,3	5,6 2,1 4,0	23,5 8,9 16,6	20,7 7,8 14,6

Таблиця 2 - Вплив інокуляції насіння діазофітом на чисельність основних еколого-трофічних груп мікроорганізмів у лучно-чорноземному карбонатному ґрунті, млн КУО/г а.с.г. (2008 р.)

Варіант досліду	Амоніфікатори, млн	Іммобілізатори, млн	Азотфіксатори, тис.
Вихід у трубку
Без добрив	без інокуляції	5,43±0,48	13,68±1,1	171
	з інокуляцією	6,67±0,30	13,80±1,3	1725
Фон + N80P80K80	без інокуляції	5,64±0,17	17,01±1,02	46
	з інокуляцією	11,57±0,65	22,77±1,63	50
Воскова стиглість
Без добрив	без інокуляції	3,21±0,27	8,78±1,68	1740
	з інокуляцією	3,4±0,04	13,3±0,74	1856
Фон + N80P80K80	без інокуляції	3,74±0,10	21,16±1,17	1121
	з інокуляцією	5,47±0,79	17,65±0,52	1785

Вплив добрив на фізіологічні процеси в рослинах пшениці ярої

Застосування добрив у нашому досліді сприяло поліпшенню умов живлення рослин, що зумовило інтенсифікацію ростових процесів. Різниця між варіантами була помітною вже у фазу кущення і становила 4,4 - 36,8 % порівняно з контролем. Найбільша висота рослин характерна для варіанта із внесенням N₁₁₀Р₁₂₀К₁₂₀ на фоні післядії гною. Приріст від бактеризації діазофітом становив 1,8 - 18,0 %.

Вплив добрив на накопичення сухої речовини проявлявся протягом усього періоду росту і розвитку рослин пшениці. Інтенсивніше накопичували суху речовину рослини тих варіантів, де вносився азот у складі повного мінерального добрива. За застосування N₈₀Р₈₀К₈₀ на фоні післядії органічних добрив цей показник становив 40 - 855 г/100 сухих рослин. Найбільший вміст сухої речовини спостерігався за внесення полуторної норми мінеральних добрив (N₁₁₀Р₁₂₀К₁₂₀) на фоні післядії органічних (49 - 893 г/100 сухих рослин).

За передпосівної бактеризації насіння рослини накопичували більше сухої речовини, наприклад у фазу виходу в трубку на 16-65%, а у цвітіння на 12 - 31%.

Використання фосфорних добрив сприяло збільшенню листкової поверхні у фазу цвітіння на 3,6 тис.м²/га, калійних на фоні внесення фосфорних і післядії органічних - на 4,4 тис.м²/га, азотних на фоні фосфорних і калійних і післядії органічних - на 9,3 тис.м²/га. Найбільший вплив на її формування мали азотні добрива. Підвищення норми добрив до N₁₁₀Р₁₂₀К₁₂₀ збільшило цей показник на 5,0 тис.м²/га.

Застосування діазофіту позитивно позначилося на площі листкової поверхні рослин пшениці ярої, вона була більшою протягом усіх етапів органогенезу. У фазу цвітіння різниця становила 4,0 - 6,0 м²/га.

Чиста продуктивність фотосинтезу у нашому досліді поступово збільшувалась від початку росту і розвитку рослин до фази колосіння, а потім почала знижуватися. У варіантах із застосуванням добрив цей показник був більшим, ніж у контролі в 1,2 - 1,5 раза.

Передпосівна обробка насіння пшениці ярої діазофітом сприяла збільшенню показників чистої продуктивності фотосинтезу. Найбільша різниця у варіантах без застосування діазофіту та із застосуванням відмічена у контролі 1,0 г/м²/добу, найменша (0,5 г/м²/добу) за застосування N₈₀Р₈₀К₈₀ (відповідно 4,6 і 5,1 г/м²/добу)на фоні післядії гною і N₁₁₀Р₁₂₀К₁₂₀ на фоні післядії гною (відповідно 5,1 і 5,6 г/м²/добу) (рис. 1).



1. Без добрив (контроль)

2. Гній (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - фон

3. Фон+P₈₀

4. Фон+P₈₀K₈₀

5. Фон+N₈₀P₈₀K₈₀

6. Фон+N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀

7. N₈₀P₈₀K₈₀

Рис. 1. Залежність чистої продуктивності фотосинтезу від рівня застосування добрив та інокуляції насіння діазофітом

Найбільший винос основних елементів живлення відмічений у варіанті, де вносили N₁₁₀Р₁₂₀К₁₂₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га): азоту - 197 кг/га, фосфору - 86,8 кг/га, калію - 149 кг/га. Передпосівна обробка насіння діазофітом обумовлювала винос більшої кількості елементів живлення за рахунок формування більшої біомаси рослин.

Урожайність та якість зерна пшениці ярої

Застосування добрив у сівозміні обумовило значні зміни урожайності зерна пшениці ярої (табл. 3).

Внесення N₈₀Р₈₀К₈₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) підвищило врожайність в середньому 4,67 т/га, при цьому окупність 1 кг NPK становила 6,6 кг зерна.

Таблиця 3 - Вплив тривалого застосування добрив та інокуляції насіння діазофітом на урожайність зерна пшениці ярої сорту Рання 93 (2007-2009 рр.)

Варіант досліду	Урожайність, т/га	Середнє за 3 роки	Приріст від застосування діазофіту
	2007	2008	2009
Без інокуляції	Без добрив (контроль)	2,53	3,81	2,87	3,07	-
	Гній (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - фон	2,69	3,91	2,99	3,20	-
	Фон+P80	2,95	4,24	3,19	3,46	-
	Фон+P80K80	3,48	4,35	3,34	3,72	-
	Фон+N80P80K80	3,75	5,38	4,87	4,67	-
	Фон+N110P120K120	4,03	6,10	5,58	5,24	-
	N80P80K80	3,34	5,29	4,75	4,46	-
З інокуляцією	Без добрив (контроль)	3,02	4,35	3,30	3,56	0,49
	Гній (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - фон	3,04	4,50	3,40	3,65	0,45
	Фон+P80	3,33	4,73	3,56	3,87	0,41
	Фон+P80K80	3,88	4,86	4,10	4,15	0,42
	Фон+N80P80K80	3,92	5,79	5,49	5,07	0,40
	Фон+N110P120K120	4,78	6,60	5,68	5,69	0,45
	N80P80K80	3,96	5,75	4,99	4,90	0,44
НІР05 , т/га НІР05 інокуляція, т/га НІР05 добрива, т/га	0,14 0,05 0,10	0,63 0,24 0,45	0,49 0,19 0,35	0,47 0,18 0,33

Найвищу (5,24 т/га) врожайність в середньому за роки досліджень отримано у варіанті з внесенням N₁₁₀Р₁₂₀К₁₂₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га). Окупність 1 кг NPK становила 6,2 кг зерна. Передпосівна обробка насіння пшениці мікробіологічним препаратом діазофіт сприяла збільшенню врожаю зерна в середньому на 11,2 - 13,7 % порівняно з варіантами без обробки. Найбільший приріст врожаю був отриманий у контролі (0,49 т/га).

Дисперсійний аналіз даних, одержаних при вивченні впливу застосування добрив і асоціативної азотфіксації на приріст врожаю (рис. 2) показав, що на 95 % рівні достовірності найбільший вклад у варіацію приросту врожаю мало внесення добрив (84,4 %), тоді як передпосівна інокуляція (7,9 %), взаємодія факторів (1,7 %). Отже, внесення добрив є неодмінною умовою отримання високих приростів урожаю, а передпосівну бактеризацію можна розглядати лише як допоміжний чинник.

1. інокуляція

2. добрива

3. взаємодія добрив і інокуляції

4. повторення

5. неконтрольовані фактори

Рис. 2. Залежність варіації приросту врожаю пшениці ярої сорту Рання 93 від застосування добрив і інокуляції насіння діазофітом

Застосування добрив позитивно вплинуло на ступінь розвитку репродуктивних органів пшениці. В контролі отримали такі показники колоса: довжина - 6,5 см, озерненість - 12,8 шт., кількість колосків у колосі - 18,0 шт. За внесення добрив залежно від варіанта довжина колоса збільшилася на 3 - 23%, кількість колосків у колосі на 2 - 22%, кількість зерен у колосі на 8 - 57%, маса зерен на 1 3- 98%. За інокуляції насіння діазофітом показники кущистості і розвитку колоса дещо збільшуються порівняно з варіантами без бактеризації. Хоча і тут спостерігалася загальна тенденція: більшими є показники, отримані у варіантах із внесенням повного мінерального добрива на фоні післядії органічних.

Наші дослідження показали (табл. 4), що у варіантах із застосуванням добрив вміст білка в зерні збільшився на 0,5 - 2,6 % за значення його у контролі - 12,8 %, "сирої" клейковини на 2,2 - 6,5 %, контроль 25,2 %. Найвищий вміст білка (15,4 %) та "сирої" клейковини (31,7 %) одержали за внесення N₁₁₀Р₁₂₀К₁₂₀ на фоні післядії гною. За застосування N₈₀Р₈₀К₈₀ на фоні післядії органічних і одних мінеральних добрив - 14,8 % і 30,3 % та 14,6 % і 30,0 % відповідно. У цих варіантах також був одержаний найвищий збір білка та "сирої" клейковини.

Передпосівна обробка насіння діазофітом сприяла достовірному підвищенню вмісту білка на 0,7-1,1 % порівняно з відповідними варіантами без неї, а "сирої" клейковини на 1,1-3,6 %. Це збільшувало збір білка на 0,08-0,12 т/га і "сирої" клейковини на 0,20-0,26 т/га в усіх варіантах.

Таблиця 4 - Вплив застосування добрив та інокуляції насіння діазофітом на якість зерна пшениці ярої сорту Рання 93 (середнє за 2007-2009 рр.)

Варіант досліду	Вміст у зерні, %
	білка	"сирої" клейковини
Без інокуляції	Без добрив (контроль)	12,8	25,2
	Гній (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - фон	13,3	27,4
	Фон+P80	13,7	27,9
	Фон+P80K80	13,9	28,3
	Фон+N80P80K80	14,8	30,3
	Фон+N110P120K120	15,4	31,7
	N80P80K80	14,6	29,9
З інокуляцією	Без добрив (контроль)	13,7	28,8
	Гній (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - фон	14,1	29,4
	Фон+P80	14,4	30,8
	Фон+P80K80	15,0	31,5
	Фон+N80P80K80	15,8	32,1
	Фон+N110P120K120	16,1	33,3
	N80P80K80	15,4	31,0
НІР05, % НІР05 інокуляція, % НІР05 добрива, %	0,7 0,3 0,5	2,0 0,7 1,4

Добрива помітно вплинули на співвідношення білкових фракцій у зерні пшениці (табл. 5). За внесення добрив зростав вміст клейковинних білків гліадинів і глютенінів, зменшувався - альбумінів і глобулінів, що узгоджується із збільшенням вмісту в зерні пшениці ярої "сирої" клейковини за внесення добрив. В удобрюваних варіантах сума альбумінів і глобулінів становила 0,48 - 0,59 %, гліадинів - 0,99 - 0,70 %, глютенінів - 0,70 - 0,55 %. Співвідношення між фракціями гліадину і глютеніну розширилося до 1,43 за показника на контролі - 1,29.

Застосування діазофіту збільшило суму вилученого азоту фракцій, але загальні закономірності зміни вмісту білкових фракцій не змінювалися.

Результати досліджень показали, що внесення під пшеницю яру повного мінерального добрива на фоні післядії гною поліпшило хлібопекарно-технологічні показники борошна порівняно з контролем.

Показник ВДК поліпшився з 90 до 75 од., сила борошна коливалась в межах 198-250 W.o.a., розрідженість тіста змінювалась із 150 о.ф. у контролі, до 102 о.ф. Ці зміни обумовили збільшення об'єму хліба зі 100 г борошна від 610 до 750 мл, а його загальну оцінку з 6,0 до 7,1 бала. Найбільший вплив на характеристики борошна і хліба мало застосування повного мінерального добрива на фоні післядії органічних. Внесення фосфорних і калійних добрив на фоні останніх не достатньо впливало на ці показники. Застосування діазофіту сприяло деякому покращенню пружності, сили борошна, розрідженості тіста. Також збільшився вихід хліба зі 100 г борошна і загальна хлібопекарська оцінка.

Таблиця 5 - Вплив тривалого застосування добрив та інокуляції насіння діазофітом на фракційний склад білка пшениці ярої сорту Рання 93 (середнє за 2007-2009 рр.)

Варіант досліду	Фракції білка, % N на суху речовину	сума вилученого азоту
	альбуміни + глобуліни	гліадини	глютеніни	негідролізований залишок
Без інокуляції	Без добрив (контроль)	0,62	0,66	0,51	0,15	1,94
	Гній (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - фон	0,59	0,70	0,55	0,17	2,01
	Фон+P80	0,59	0,69	0,54	0,16	1,98
	Фон+P80K80	0,60	0,69	0,55	0,15	1,99
	Фон+N80P80K80	0,53	0,93	0,65	0,15	2,26
	Фон+N110P120K120	0,48	0,99	0,70	0,12	2,29
	N80P80K80	0,55	0,85	0,60	0,15	2,15
З інокуляцією	Без добрив (контроль)	0,61	0,72	0,56	0,15	2,04
	Гній (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - фон	0,58	0,74	0,56	0,16	2,04
	Фон+P80	0,60	0,76	0,60	0,14	2,10
	Фон+P80K80	0,59	0,79	0,59	0,14	2,11
	Фон+N80P80K80	0,52	0,95	0,68	0,13	2,28
	Фон+N110P120K120	0,43	1,05	0,75	0,15	2,38
	N80P80K80	0,47	0,89	0,65	0,18	2,19

За позакореневого підживлення у всіх варіантах був одержаний статистично значущий приріст урожаю (табл. 6). Найбільшим він був порівняно з фоном за дворазового підживлення нутрібором - 0,46 т/га. За дворазового підживлення інтермагом - зернові приріст становив 0,33 т/га. Збільшення врожаю в основному проходило за рахунок підвищення кількості колосків і зерен у колосі.

Найкращі показники якості отримані у варіанті із підживленням у два строки за використання інтермагу-зернового - 16,0 % білка і 32,6 % "сирої" клейковини, нутрібору відповідно 16,7 % і 33,8 %.

Таблиця 6 - Вплив позакореневого підживлення на урожайність зерна пшениці ярої сорту Рання 93 (2007 - 2009 рр.)

Варіант досліду	Врожайність, т/га	Вміст в зерні, %
	2007	2008	2009	середнє	білка	"сирої" клейковини
N80P80K80+вода (300л/га)-фон	3,72	5,27	4,69	4,56	14,6	30,2
Фон+інтермаг-зернові (фаза кущення)	3,84	5,46	4,98	4,76	15,3	31,1
Фон+інтермаг-зернові (фаза виходу в трубку)	3,79	5,57	4,94	4,77	15,2	30,9
Фон+інтермаг-зернові (фаза кущення + фаза виходу в трубку)	3,93	5,65	5,10	4,89	16,0	32,6
Фон+нутрібор (фаза кущення)	3,87	5,56	4,93	4,79	15,6	32,4
Фон+ нутрібор (фаза виходу в трубку)	3,84	5,42	5,08	4,78	15,9	32,6
Фон+ нутрібор (фаза кущення + фаза виходу в трубку)	4,00	5,82	5,23	5,02	16,7	33,8
НІР05, т/га	0,11	0,15	0,12	0,13	1,1	2,3

Енергетична та економічна ефективність застосування добрив під пшеницю яру

Основним показником енергетичної оцінки виробництва продукції є коефіцієнт енергетичної ефективності (К_ее), який характеризує віддачу врожаєм одиниці витрат антропогенної енергії. Найвищим цей показник був у варіанті із застосуванням гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - 6,0 %. Найнижчим - за внесення N₈₀P₈₀K₈₀ і N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні гною - 4,4 %.

Використання мікробіологічного препарату діазофіт підвищувало площу і тривалість функціонування фотосинтетичного апарату рослин пшениці ярої, а відтак і стимулювало засвоєння сонячної енергії. Акумуляція енергії у врожаї перевищувала енерговитрати на обробку, що видно з К_ее, який був більший на 0,4 - 0,8 % (основна продукція), 0,5 - 1,0 % (основна і побічна продукція). Слід відмітити, що ефект від передпосівної бактеризації був більший у варіанті без внесення добрив.

Найвищі показники економічної ефективності за застосування добрив отримали у варіанті із внесенням N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - рівень рентабельності 75,0 %, умовно-чистий прибуток становив 2628 грн/га.

Застосування бактеріальних добрив є економічно доцільним прийомом. Найвищі показники рівня рентабельності отримали у контролі і фоні - відповідно 158 і 176 %. Однак у цих варіантах приріст врожаю був у 1,5 раза нижчий, порівняно із внесенням N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га), де рентабельність становила 88,0 %. Застосування діазофіту знижувало собівартість зерна порівняно з варіантами без інокуляції з 501 - 827 грн/т до 457 - 785 грн/т залежно від рівня удобрення.

Найбільш економічно вигідним є проведення підживлень у два строки. За дворазового застосування інтермагу-зернові рівень рентабельності підвищувався до 76,0 %, при значенні на фоні 64,0 %. Умовно-чистий прибуток збільшувався на 519 грн/га, а собівартість 1 т зерна знизилась на 25,0 грн. За дворазового підживлення нутрібором рівень рентабельності відносно до фону збільшився на 17,0 %, умовно-чистий прибуток підвищився на 703 грн/га, собівартість 1 т зерна зменшилась на 42,0 грн.

Висновки

У дисертаційній роботі подано теоретичне узагальнення та розроблено наукове рішення, спрямоване на підвищення продуктивності пшениці ярої за рахунок комплексного застосування традиційних, бактеріальних та комплексних водорозчинних добрив в умовах Правобережного Лісостепу України. Отримані результати дають змогу зробити наступні висновки:

1. Внесення N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) забезпечило отримання найвищого рівня врожайності пшениці ярої сорту Рання 93, яка залежала від погодних умов періоду вегетації становила від 4,03 до 6,10 т/га.

2. Застосування мікробіологічного препарату діазофіт на фоні традиційних добрив істотно підвищувало врожайність зерна - на 0,40-0,49 т/га. Найвищий приріст урожаю - 0,49 т/га (13,7 %) отримали у варіанті без внесення добрив.

3. Позакореневе підживлення пшениці ярої комплексними добривами інтермаг-зернові і нутрібор у фази кущення і виходу в трубку сприяло зростанню ефективності традиційних добрив у нормі N₈₀P₈₀K₈₀ та дозволило отримати істотний приріст урожаю - 0,33 т/га від застосування інтермаг-зернові та 0,46 т/га - нутрібору.

4. Повне мінеральне добриво сприяло істотному підвищенню вмісту білка і "сирої" клейковини і отриманню зерна пшениці І класу, поліпшенню хлібопекарських показників борошна та загальної оцінки хліба. За внесення N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) вміст білка становив 14,6 %, "сирої" клейковини - 29,9 %.

5. Інокуляція насіння діазофітом сприяла достовірному підвищенню вмісту білка на 0,7-1,0 % і "сирої" клейковини 1,1-3,6 % порівняно з варіантами без інокуляції.

6. Систематичне застосування добрив у сівозміні при вирощуванні пшениці ярої сорту Рання 93 сприяло збільшенню вмісту доступних форм макроелементів у лучно-чорноземному карбонатному ґрунті. У варіантах із внесенням N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ та N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) у фазу кущення в орному шарі ґрунту вміст мінерального азоту становив 62,6 і 64,9 мг/кг, рухомого фосфору - 89,8 і 104 мг/кг, рухомого калію - 123 і 142 мг/кг за вмісту в контролі відповідно 35,4, 31,7 та 90,7 мг/кг. Інокуляція насіння пшениці ярої діазофітом сприяла підвищенню вмісту мінерального азоту в орному і підорному шарах ґрунту, починаючи з фази виходу в трубку, але обумовила зниження рухомих форм калію внаслідок інтенсифікації накопичення сухої речовини і збільшення виносу елементів живлення з ґрунту. Відмічалася тенденція до зниження вмісту рухомого фосфору.

7. Застосування добрив вплинуло на ростові процеси у рослинах. У варіанті з N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) площа листя у фазу колосіння становила 46,9 тис. м²/га, накопичення сухої речовини зростало від 40 г/100 сухих рослин у фазу кущення до 910 г/100 сухих рослин у фазу повної стиглості. Показник ЧПФ становив 4,6 г/м² за добу. Передпосівна бактеризація насіння діазофітом сприяла посиленню фізіолого-біохімічних процесів у рослинах. У варіанті із внесенням N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) площа листкової поверхні у фазу колосіння збільшилася до 49,7 тис. м²/га. Подовжилась тривалість функціонування фотосинтетичного апарату. Накопичення сухої речовини зросло на 14,5-32,5 % залежно від фази росту і розвитку.

8. Добрива сприяли збільшенню виносу головних елементів живлення порівняно з неудобреними варіантами. Найбільший винос відмічений на варіанті із внесенням N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) N -197 кг/га, Р₂О₅ - 86,8 кг/га, К₂О - 149 кг/га. За передпосівної бактеризації насіння пшениці ярої діазофітом винос основних елементів живлення збільшився для азоту на 14,3-25,9 %, фосфору на 11,9-16,7 %, калію на 8,4-22,7 % залежно від варіанту.

9. Внесення N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) є найбільш економічно доцільним, рівень рентабельності становив 75 %. Найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності за вирощування пшениці ярої було отримано у варіанті із внесенням гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - 6,0 % на основну продукцію і 13,1 % на основну і побічну продукцію; найнижчий - за внесення N₈₀P₈₀K₈₀ і N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) - 4,4 %.

10. Інокуляція насіння діазофітом сприяла зростанню коефіцієнта енергетичної ефективності і коефіцієнта використання енергії ФАР порівняно з варіантами без інокуляції. Застосування діазофіту за внесення N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні гною (післядія в сівозміні з насиченістю 12 т/га) дозволило знизити собівартість зерна на 51 грн/т та підвищити рентабельність його виробництва до 88 %.

Рекомендації виробництву.

1. На лучно-чорноземному карбонатному ґрунті для отримання 5,0 - 5,5 т/га зерна пшениці ярої сорту Рання 93 І класу якості на фоні післядії насиченості в сівозміні гною 12 т/га доцільно вносити N₈₀P₈₀K₈₀ і проводити передпосівну бактеризацію насіння мікробіологічним препаратом діазофіт у розрахунку 200 мл на гектарну норму.

2. У фазу кущення та виходу рослин у трубку проводити позакореневе підживлення комплексними добривами інтермаг-зернові (2,5 л/га) або нутрібор (2,5 кг/га) по фону N₈₀P₈₀K₈₀.

Список праць, опублікованих за темою дисертації

1. Городній М.М. Ефективність застосування добрив на лучно-чорноземному ґрунті під пшеницю яру а зоні Лісостепу / М.М. Городній, Т.М. Шквир // Науковий вісник НАУ. - 2007. - Вип. 116. - С. 177-182. (Здобувач отримала експериментальні дані та зробила їх аналіз, написала статтю та підготовила її до друку).

2. Городній М.М. Вплив підживлень на продуктивність зернових культур в північній частині Лісостепу України [Електронний ресурс] / М.М. Городній, Н.М. Білєра, Д.Й. Мотринчук, Т.М. Шквир // "Наукові доповіді НАУ", 2008. - 1 (9) Режим доступу: http://www.nbuv.gov.ua/e-Journals/nd/2008-1/08gmmsou.pdf. (Здобувач отримала експериментальні дані та зробила їх аналіз, написала статтю та підготовила її до друку).

3. Городній М.М. Вплив тривалого та безпосереднього застосування добрив на фотосинтетичну активність рослин пшениці ярої / М.М. Городній, Л.І. Мазуркевич, Т.М. Шквир // Науковий вісник НАУ. - Вип. 129. - 2008. - С.80-84. (Здобувач отримала експериментальні дані та зробила їх аналіз, написала статтю та підготовила її до друку).

4. Шквир Т.М. Бактеріальний препарат діазофіт як засіб підвищення продуктивності пшениці ярої / Т.М. Шквир // Вісник Харківського національного аграрного університету. -2009. - № 1. - С. 144-149.

5. Городній М.М. Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні на врожайність і якість пшениці ярої в умовах Лісостепу України [Електронний ресурс] / М.М. Городній, Л.І. Мазуркевич, Т.М. Шквир // "Наукові доповіді НУБіП України", 2009. - 7 (16) Режим доступу: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/Nd/2009_4/09gmmvlu.pdf. (Здобувач отримала експериментальні дані та зробила їх аналіз, написала статтю та підготовила її до друку).

6. Городний Н.М. Сортовая отзывчивость пшеницы ...