Продуктивність культур зерно-бурякової сівозміни залежно від систем удобрення в лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

АВТОРЕФЕРАТ

на здобуття наукового ступеня кандидата

сільськогосподарських наук

Продуктивність культур зерно-бурякової сівозміни залежно від систем удобрення в лісостепу України

КОЛІБАБЧУК ТЕТЯНА ВОЛОДИМИРІВНА

Київ - 2006

Дисертацією є рукопис

Дослідження проведені на Верхняцькій дослідно-селекційній станції Інституту цукрових буряків УААН протягом 1994-2001 років

Науковий керівник	доктор сільськогосподарських наук, професор ЗАРИШНЯК Анатолій Семенович, Інститут цукрових буряків УААН, завідувач лабораторії діагностики та оптимізації живлення
Офіційні опоненти:	доктор сільськогосподарських наук, професор, ЕРМАНТРАУТ Едуард Рудольфович, Інститут цукрових буряків УААН, завідувач лабораторії математичного моделювання та інформаційних технологій кандидат сільськогосподарських наук, доцент СКРИПЛЬОВ Олександр Людвигович, Національний аграрний університет Ради міністрів України, доцент кафедри рослинництва і кормовиробництва
Провідна установа	Уманський державний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, м. Умань.

Захист дисертації відбудеться 14 лютого 2006 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26. 360. 01 при Інституті цукрових буряків УААН за адресою: 03141, м. Київ, вул. Клінічна, 25.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту цукрових буряків УААН (другий корпус).

Автореферат розісланий 10 січня 2006 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат с.-г. наук Л. І. Сторожик

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Задоволення зростаючих потреб населення в продуктах харчування базується на широкому впровадженні у виробництво нових сортів і гібридів сільськогосподарських культур, науково-обґрунтованих технологій їх вирощування, удосконаленні систем сівозмін, обробітку ґрунту, удобрення та застосуванні інтегрованого захисту рослин від бур'янів, шкідників і хвороб.

Актуальність теми. Однією з умов ефективного використання добрив є внесення їх у сівозміні у певній системі. В цьому відношенні особливої цінності набувають дані багаторічних стаціонарних польових досліджень, де враховується не лише пряма дія добрив, але й їх післядія.

Доцільність подальшого вивчення впливу застосування органічних і мінеральних добрив на продуктивність культур у сівозміні обумовлена необхідністю раціонального їх використання - диференційованого внесення в оптимальних дозах із врахуванням конкретних грунтово-кліматичних умов і біологічної потреби рослин в елементах живлення.

Поряд з цим зростає цінність даних тривалого внесення мінеральних і органічних добрив і їх поєднання в різних дозах на ріст та розвиток таких важливих сільськогосподарських культур як буряки цукрові, пшениця озима, ячмінь ярий, і впливу цих факторів на деякі показники родючості чорнозему опідзоленого і винос урожаєм поживних речовин з ґрунту.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження, що подані в дисертаційній роботі до захисту, є складовою частиною тематики Інституту цукрових буряків УААН і виконані відповідно до завдання НТП УААН „Цукрові буряки" на 1990 - 1995 рр., 1996 - 2000 рр. та 2001 - 2005 рр. (номери державної реєстрації UA01001023P, 0196U012876 і 0101U001246 ) і були складовою тематики: „Розробка та обґрунтування системи удобрення в зерно-буряковій сівозміні, яка забезпечує найбільший вихід продукції з одиниці площі та підвищення родючості ґрунту".

Мета і завдання досліджень. Основною метою досліджень було виявити особливості формування продуктивності культур в окремій ланці зерно-бурякової сівозміни залежно від системи удобрення.

Для досягнення цієї мети програмою досліджень були визначені такі завдання:

– встановити параметри впливу тривалого застосування добрив на водний та поживний режими ґрунту;

– провести аналіз дії та післядії різних доз добрив і співвідношення в них елементів живлення на процеси росту та розвитку рослин, формування урожаю і його якості в зерно-буряковій сівозміні;

– визначити винос і коефіцієнти використання основних елементів живлення із мінеральних добрив на фонах з гноєм і без нього;

– дослідити залежність технологічних якостей зерна пшениці озимої, ячменю ярого та коренеплодів буряків цукрових від умов живлення;

– дати енергетичну і економічну оцінку ефективності застосування органічних і мінеральних добрив під культури ланки зерно-бурякової сівозміни.

Об'єкт дослідження - процес росту, розвитку та формування продуктивності пшениці озимої, буряків цукрових та ячменю ярого під впливом дії та післядії мінеральних та органічних добрив.

Предмет дослідження - сорти пшениці озимої, буряків цукрових і ячменю ярого, агрономічна і біоенергетична ефективність вирощування даних культур за різних систем удобрення.

Методи дослідження. Польовий - для спостереження за ростом і розвитком рослин, умовами зовнішнього середовища, оцінки агротехнічного та економічного ефекту досліджуваних прийомів вирощування культур ланки сівозміни; вимірювально-ваговий - для обліку врожайності; аналітичний - для визначення агрохімічних властивостей ґрунту, мінеральних добрив, підстилкового гною, технологічних якостей коренеплодів цукрових буряків і хімічного складу основної та побічної продукції культур; математично-статистичний - для оцінки достовірності результатів досліджень; розрахунково-порівняльний - для встановлення економічної ефективності внесення добрив.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для умов інтенсивного землеробства на чорноземі опідзоленому правобережного Лісостепу України в підзоні нестійкого зволоження встановлено особливості росту і розвитку рослин та продуційних процесів в ланці пшениця озима - буряки цукрові - ячмінь ярий. Здійснена кількісна оцінка тривалого застосування добрив, як одного з провідних факторів підвищення родючості ґрунту і величини урожайності культур ланки зерно-бурякової сівозміни в широкому діапазоні застосування органічних та мінеральних добрив. Це дало змогу глибше розкрити механізм споживання та виносу поживних речовин із ґрунту та з добрив. добриво урожай буряковий сівозміна

Отримано дані про особливості змін технологічних якостей зерна пшениці озимої, ячменю ярого та коренеплодів буряків цукрових залежно від рівня удобрення та визначено шляхи їх регулювання.

Практичне значення одержаних результатів. За результатами досліджень розроблено науково-обґрунтовані системи удобрення, реалізація яких сприяє підвищенню урожайності культур в ланці зерно-бурякової сівозміни при збереженні і підвищенні родючості ґрунту.

Основні результати досліджень пройшли виробничу перевірку на площі 420 гектарів в дослідних господарствах „Нива" і „Христинівське" Інституту цукрових буряків УААН, на Верхняцькій дослідно-селекційній станції та СТОВ „Верхнячка-Агро", що розміщені в Христинівському районі Черкаської області.

Особистий внесок здобувача полягає в узагальненні й аналізі наукових даних вітчизняних і зарубіжних дослідників за темою дисертаційної роботи, складанні програми й методики досліджень, закладці і проведенні польових та лабораторних дослідів, статистичному аналізі отриманих експериментальних даних, підготовці й написанні звітів та публікацій за темою дисертації, участі в роботі науково-практичних конференцій і семінарів.

Апробація результатів досліджень. Основні результати та положення дисертації оприлюднені та обговорені на науково-практичних конференціях молодих учених та спеціалістів „Селекція, насінництво і технологія вирощування цукрових буряків та інших культур бурякової сівозміни", що проводилися в Інституті цукрових буряків УААН в 1998 - 2000 роках, на засіданнях лабораторії діагностики та оптимізації живлення цукрових буряків, методичній комісії технологічного відділу Інституту цукрових буряків УААН (1995-2002 рр.)

Публікації. Основні результати досліджень за темою дисертаційної роботи опубліковано в 10 наукових працях, з яких 9 статтей у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота викладена на 194 сторінках комп'ютерного тексту, містить 29 таблиць, 33 рисунки та 13 додатків. Складається зі вступу, 6-ти розділів, висновків та рекомендацій виробництву. Список використаних літературних джерел включає 373 найменування, в тому числі 23 латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ПРОДУКТИВНІСТЬ ОСНОВНИХ КУЛЬТУР ПОЛЬОВОЇ СІВОЗМІНИ ПРИ ЗАСТОСУВАННІ ДОБРИВ

(Огляд літератури)

Проаналізовано сучасні положення щодо особливостей росту й розвитку, продуктивності культур ланки зерно-бурякової сівозміни залежно від системи удобрення і умов вирощування. На основі аналізу висунуто робочі гіпотези, визначено мету і завдання досліджень.

УМОВИ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження із вивчення впливу різних систем удобрення на продуктивність культур ланки зерно-бурякової сівозміни проводили у тривалому польовому досліді відділу агротехнології Верхняцької дослідно-селекційної станції Інституту цукрових буряків УААН, що розміщена в Христинівському районі Черкаської області в підзоні нестійкого зволоження Лісостепу України. Тривалий дослід - десятипільна зерно-бурякова сівозміна, закладено в 1986 році. Чергування культур у сівозміні наступне: 1 - багаторічні трави; 2 - пшениця озима; 3 - буряки цукрові; 4 - горох; 5 - пшениця озима; 6 - кукурудза на зерно; 7 - вико-вівсяна суміш; 8 - пшениця озима; 9 - буряки цукрові; 10 - ячмінь ярий + багаторічні трави.

Технологія вирощування сільськогосподарських культур, за виключенням досліджувальних елементів, була загальноприйнятою для регіону.

Ґрунт дослідного поля - чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі. Орний шар ґрунту (0 - 30 см) характеризується середнім вмістом гумусу (за Тюріним) 3,0-3,6 %, низьким рівнем забезпеченості лужногідролізованим азотом (за Корнфілдом) 100-120 мг/кг, середнім і підвищеним (за Чиріковим) відповідно вмістом рухомого фосфору - 90-120 і обмінного калію - 70-100 мг/кг ґрунту, має слабкокислу реакцію (pH_KСl - 6,2) та суму увібраних основ в орному шарі ґрунту (за Каппеном-Гільковіцем) - в межах 28-30 ммоль на 100 г ґрунту.

Розмір посівної ділянки - 240 м² , облікової - для зернових культур - 100 м², цукрових буряків - 64,5 м². Повторність досліду триразова. Мінеральні добрива застосовували у формі аміачної селітри (34% д. р. N), гранульованого суперфосфату (19,5% д.р. Р₂О₅) та калію хлористого (60% д. р. К₂О), органічні - підстилковий напівперепрілий гній великої рогатої худоби, солому пшениці озимої, гичку буряків цукрових. Добрива вносили відповідно до схеми досліду (табл. 1).

Таблиця 1 Схема розподілу добрив під культури ланки зерно-бурякової сівозміни (гній, т/га; мінеральні добрива, кг/га)

№ варіанту	Варіант	Пшениця озима	Буряки цукрові	Всього в ланці сівозміни
		N	Р2О5	К2О	Гній	N	Р2О5	К2О	Гній	N	Р2О5	К2О
1	Без добрив (контроль)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
17	1,0 NК	80	-	60	-	120	-	140	-	200	-	200
18	1,0 NК + 0,5 Р	80	25	60	-	120	50	140	-	200	75	200
2	1,0 NК + 1,0 Р	80	50	60	-	120	100	140	-	200	150	200
19	1,0 NК + 1,5 Р	80	75	60	-	120	150	140	-	200	225	200
20	1,0 NК + 0,5 Р (локально)	80	25	60	-	120	50	140	-	200	75	200
3	1,0 NК + 1,0 Р + побічна продукція	80	50	60	-	120	100	140	-	200	150	200
14	1,0 NК + гній 40т/га	80	-	60	40	120	-	140	40	200	-	200
15	1,0 NК + 0,5 Р + гній 40т/га	80	25	60	40	120	50	140	40	200	75	200
4	1,0 NК + 1,0 Р + гній 40т/га	80	50	60	40	120	100	140	40	200	150	200
16	1,0 NК + 1,5 Р + гній 40т/га	80	75	60	40	120	150	140	40	200	225	200
6	0,5 NК + 0,5 Р + гній 40т/га	40	25	30	40	60	50	70	40	100	75	100

Погодні умови в роки досліджень були в основному типовими для регіону. Певні відхилення від середніх багаторічних показників дозволили більш повно оцінити вплив досліджуваних систем удобрення культур в ланці сівозміни на ріст, розвиток та продуктивність культур.

В дослідах проводили наступні обліки, спостереження та аналізи:

1. В грунті визначали вміст вологи термостатно-ваговим методом, нітратну форму азоту - нафтіламіновим методом, рухомий фосфор і обмінний калій - за Чиріковим, лужногідролізований азот - за Корнфілдом, вміст гумусу - за Тюріним та Кононовою, гідролітичну кислотність - за Каппеном;

2. Вміст загального азоту, фосфору і калію визначали в одній наважці рослин після мокрого озолення за Гінзбургом та ін. Азот визначали фотометричним методом з реактивом Несслера, фосфор - за Деніже в модифікації Левицького, калію - на полуменевому фотометрі FLAFO-4;

3. Густоту рослин - при появі повних сходів і при збиранні урожаю, масу 100 рослин, ступінь ураження сходів коренеїдом, динаміку маси коренеплодів і гички буряків цукрових проводили за методикою Інституту цукрових буряків УААН;

4. Облік урожаю основної і побічної продукції зернових культур, основної цукрових буряків проводили методом суцільного збирання і зважування з кожної облікової ділянки, облік нетоварної продукції цукрових буряків - розраховували за співвідношенням з основною на підставі аналізу проб;

5. Вміст сухої речовини визначали шляхом висушування зразків при температурі 105^о С, вологість зерна - електровологоміром, білковий азот - за Барнштейном, масу 1000 зерен - за ГОСТ 12028, натуру зерна - за ГОСТ 10840-64;

6. Економічну та біоенергетичну ефективність застосування добрив розраховували згідно з технологічними картами та відповідними рекомендаціями; економічну оцінку за „Методичними вказівками по визначенню економічної оцінки вирощування сільськогосподарських культур за інтенсивними технологіями" (1987);

7. Статистичний аналіз результатів дослідів та спостережень проводили за кореляційним, регресивним, дисперсійним і кластерним методами з використанням прикладної програми Statistica-6.

РІСТ І РОЗВИТОК РОСЛИН КУЛЬТУР ЛАНКИ ЗЕРНО-БУРЯКОВОЇ СІВОЗМІНИ

Результати досліджень свідчать, що вологозабезпеченість рослин впродовж вегетації суттєво змінювалась під впливом випадання опадів, залежно від фаз росту та розвитку рослин і рівня удобрення культур. Запаси доступної для них вологи в грунті закономірно зменшувались до кінця вегетаційного періоду на всіх ділянках дослідів, а більш інтенсивний розвиток рослин на удобрених варіантах призводив до суттєвого зменшення її проти контролю (без внесення добрив).

Так, під пшеницею озимою кількість продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту на варіантах із застосуванням добрив знижувалась на 4,8-12,3 мм порівняно з контролем. При цьому витрати води на утворення одиниці урожаю як зернових культур, так і буряків цукрових істотно зменшувались.

Під пшеницею озимою і ячменем ярим найбільші витрати ґрунтової вологи на евапотранспірацію були відзначені у фазі колосіння, а під буряками цукровими - у фазі змикання листків у міжряддях, і, в першу чергу, залежали від метеорологічних умов. В сухі і жаркі роки (1996 і 1999) спостерігалось зниження запасів вологи в метровому шарі ґрунту до критичного рівня - 8,9-23,8 мм для зернових і 33,2-69,1 - для цукрових буряків, а в решту років відповідало середньому рівню забезпечення для підзони нестійкого зволоження.

Вологість ґрунту впродовж вегетаційного періоду на всіх варіантах дослідів при вирощуванні пшениці озимої і ячменю ярого помітно зменшувалась у шарі 0-40 см, а в нижче розміщених (41-100 см) шарах залишалась практично на одному рівні, тоді як при вирощуванні буряків цукрових спостерігалось висушування ґрунту по всьому профілю. Це пояснюється розвитком і проникненням основної маси кореневої системи до метрової глибини і більше. На підставі комплексного вивчення впливу вологи, температури повітря і відносної вологості його встановлено, що в умовах регіону найбільший вплив на рівень урожайності цукрових буряків мали опади червня місяця (рис.1). Між рівнем урожайності коренеплодів і кількістю опадів за червень встановлено середньої сили позитивний зв'язок (r = 0,57, який діє в межах 32% вибірки - R² = 0,32); орієнтовну урожайність цукрових буряків за червневими опадами в межах від 25 до 100 мм можна визначити за рівнянням регресії у =0,І5х+ 35,6 або за графіком: на вісі X відкладаємо значення опадів, скажімо, 75 мм, а на вісі У визначаємо врожайність - 47 т/га.



Систематичне використання добрив обумовлює позитивний вплив на вміст рухомих форм сполук фосфору в грунті під пшеницею озимою, буряками цукровими і ячменем ярим. Помітне збільшення кількості даного елементу живлення найбільш характерне при внесенні добрив під цукрові буряки. Поєднання органічних і мінеральних добрив виявилось ефективнішим за роздільне. Так, в період формування густоти насадження цукрових буряків вміст сполук фосфору за умови застосування на фоні 40 т/га гною зменшеної вдвічі (N₆₀P₅₀K₇₀) і повної (N₁₂₀P₁₂₀K₁₄₀) доз мінеральних добрив перевищував контроль відповідно на 20 і 14 мг/кг ґрунту. Позитивні тенденції в цьому аспекті відзначені при внесенні гною і N₁₂₀P₁₅₀K₁₄₀. Упродовж вегетації цукрових буряків кількість рухомих сполук фосфору в грунті знижувалась як через винос їх рослинами, так і перехід в менш рухомі форми. В розподілі рухомих форм азоту і калію в період вегетації рослин простежувалась закономірність подібна до фосфору. Залежно від системи і дози добрив вміст нітратного азоту за мінеральної системи удобрення збільшився на 20,4-42,8, органо-мінеральної - 35,7-80,6%. Використання калійних добрив у поєднанні з азотними сприяло зростанню його вмісту переважно в орному шарі на 25 мг/кг. Внесення на їх фоні фосфорних туків та підвищення дози від 50 до 150 кг/га призвело до зменшення запасів обмінного калію на 13-16 мг/кг ґрунту, що, очевидно, пов'язано з підвищенням його рухомості і використанням рослинами. Перевага за вмістом його в грунті була за органо-мінеральною системою живлення.

Покращання водного і поживного режимів ґрунту при застосуванні добрив сприятливо позначається на рості, розвитку і формуванні урожайності цукрових буряків. Так, якщо в період другої пари листків маса 100 рослин на контролі становила 57,8 г, то під дією добрив зростала до 74,2-119,0 г. Внесення фосфору у найменшій дозі та підвищення її з 50 до 150 кг/га сприяло збільшенню маси 100 рослин на 23,8-32,2 г. Особливо вагомий вплив на цей показник був у варіанті поєднання органічної системи живлення з мінеральною у разі збільшення доз фосфорних добрив в ній.

Ріст і розвиток пшениці озимої, буряків цукрових і ячменю ярого, тривалість міжфазних періодів за варіантами систем удобрення мало різнилися. Порівняно з контролем без добрив внесення мінеральних і органічних добрив скорочує початкові міжфазні періоди зернових на 1-2 дні, але під час дозрівання зерна, навпаки, - збільшує їх на 4-5 днів, що позитивно позначається на рівні врожайності.

Інтенсивність наростання сирої маси рослин цукрових буряків, що продовжувалась протягом їх вегетації значною мірою залежала від рівня удобрення. Найбільший ефект при цьому спостерігався за органо-мінеральної системи удобрення.

Результати досліджень свідчать про те, що внесення добрив впливає на приріст вмісту сухої речовини в рослинах. В усі фази росту та розвитку кількість сухої речовини в них по варіантах, що удобрювались, перевищувала параметри цього показника проти контролю. У період змикання листків у міжряддях буряків цукрових (рис. 2) накопичення сухої речовини на контролі становило 60,7 г, за внесення мінеральних добрив у дозі N₁₂₀K₁₄₀ збільшувалася на 6,3% (3,8 г), N₁₂₀P₅₀K₁₄₀ - на 29,2% (17,7 г), N₁₂₀P₁₀₀K₁₄₀ - на 39,4% (21,2 г). Поєднання застосування мінеральної системи удобрення (N₁₂₀P₁₀₀K₁₄₀) з побічною продукцією пшениці озимої підвищувало приріст сухої речовини буряків цукрових на 47,4% (26 г), а з 40 т/га органічних добрив - на 52,7% (32 г). У варіанті вдвічі меншої дози мінеральних добрив (N₆₀P₅₀K₇₀) і застосування побічної продукції кількість сухої речовини збільшувалася на 32,8% (19,9 г).

ПРОДУКТИВНІСТЬ КУЛЬТУР В ЛАНЦІ ЗЕРНО-БУРЯКОВОЇ СІВОЗМІНИ

Пшениця озима. Урожайність зерна пшениці озимої залежно від системи удобрення культури наведено в табл. 2.

Таблиця 2 Продуктивність пшениці озимої (середнє за 1994 - 1999 рр.)

№ варіанту	Варіант *	Урожайність зерна, т/га	Вміст білку, %	Маса 1000 зерен, г	Натура зерна, г/л
1	Без добрив (контроль)	3,65	10,4	42,3	775
17	N80К60	4,74	13,0	42,4	775
18	N80Р25К60	5,01	12,9	43,2	776
2	N80Р50К60	5,18	12,6	43,9	782
19	N80Р75К60	5,36	12,9	44,4	776
20	N80Р25К60 (локально)	4,94	12,4	43,6	776
3	N80Р50К60 + побічна продукція	5,32	12,6	43,9	780
14	N80К60 + гній 40т/га	5,07	13,4	43,6	775
15	N80Р25К60 + гній 40т/га	5,26	13,2	44,3	774
4	N80Р50К60 + гній 40т/га	5,40	12,7	43,8	778
16	N80Р75К60 + гній 40т/га	5,46	12,8	43,8	772
6	N40Р25К30 + гній 40т/га	5,05	12,3	44,4	778
НІР05	0,23

* Гній вносили під передпопередник пшениці озимої - кукурудзу на зерно.

За роки проведення досліджень середня врожайність на контролі (вар. 1) становила 3,65 т/га, змінюючись по роках від 3,17 до 4,60 т/га. Внесення азотних і калійних добрив (N₄₀ К₆₀) під основний обробіток ґрунту та азотних в підживлення в фази виходу в трубку і колосіння пшениці озимої (по N₂₀, вар. 17) сприяло збільшенню врожайності зерна і соломи відповідно на 1,09 та 1,25 т/га. Застосування на їх фоні мінімальної дози фосфорних добрив (Р₂₅, вар. 18) підвищило збір зерна ще на 0,27 т/га (разом на 1,36 т/га).

Збільшення дози фосфору до Р₅₀ не призводило до суттєвого зростання врожайності, а доза Р₇₅ - взагалі була не ефективною. Порівняно з розкидним, локальне внесення Р₂₅ не мало ніякої переваги (вар. 18 і 20).

Повне мінеральне добриво призвело до збільшення врожайності основної продукції пшениці озимої на 1,53 т/га, проте післядія окремих елементів біологічного землеробства на їх фоні істотних змін не спричинила (вар. 3).

Зменшення доз мінеральних добрив (вар. 6) в поєднанні з післядією 40 т/га гною, внесеного під кукурудзу на зерно, за ефективністю не поступалося застосуванню повної їх норми з виключенням фосфору з системи удобрення пшениці.

Найвища урожайність основної і побічної продукції пшениці озимої забезпечувалася у варіанті використання повного мінерального добрива в дозі N₈₀ Р₅₀ К₆₀ на фоні післядії 40 т/га гною (вар. 4). Порівняно з контролем прибавки від добрив становили відповідно 1,75 і 2,15 т/га. Взагалі післядія органічних добрив на фоні повного мінерального добрива з різним вмістом в ньому фосфору сприяє підвищенню врожаю зерна на 1,40-1,81 т/га. Застосування добрив збільшує співвідношення соломи до зерна в середньому з 4,2 до 8,0 %, а в поєднанні з післядією органічних добрив - з 8,1 до 12,7 %.

Внесення добрив сприяло підвищенню продуктивного кущіння та озерненості колоса, які визначали величину сформованого врожаю. Під їх дією кількість продуктивних стебел порівняно з контролем зростала в середньому з 2,6 до 23,0 %. Вагомий приріст продуктивного стеблостою (на 48 стебел /м² або 12,6 %, і на 88 стебел/ м² або 23,0 %) забезпечило повне мінеральне добриво на фоні післядії побічної продукції і 40 т/га гною відповідно. Мінеральні добрива з післядією органічних збільшували озерненість колосу на 4,5-13,1 %.

Мінімальна доза фосфору (Р₂₅ на фоні N₈₀ К₆₀), внесена як розкидним, так і локальним способом підвищила масу 1000 зерен порівняно з контролем на 2,1-3,1 %; вищі дози (Р₅₀ і Р₇₅) збільшували її відповідно на 3,8-5,0 %. Післядія гною з дією повного мінерального добрива на масу насіння суттєво не впливала.

Зміни співвідношення елементів живлення в мінеральних добривах при окремому внесенні й на фоні післядії органічних добрив на натурі зерна пшениці озимої не позначились. Застосування мінеральних добрив під пшеницю роздільно та в поєднанні з післядією гною, внесеного під попередник - кукурудзу на зерно в нормі 40 т/га, збільшувало вміст білка в зерні на 2,8-3,0 %.

Буряки цукрові. В умовах Лісостепу України на чорноземі опідзоленому цукрові буряки без застосування добрив мають порівняно високу врожайність, яка в середньому за 1995-2000 рр. становила 35,6 т/га (табл. 3) з коливаннями від 30,9 (1999 р.) до 39,5 т/га (1998 р.).

Урожайність коренеплодів у трьох з шести років перевищувала середню багаторічну на 10, а в решті 3 - була нижчою на 7,6-13,2%. Внесення азотних і калійних добрив (N₁₂₀ К₁₄₀) під основний обробіток сприяло збільшенню її на 7,3 т/га. Незважаючи на зниження цукристості коренеплодів на 0,5%, збір цукру порівняно з контролем зріс на 1,07 т/га або 17,1%.

Застосування в системі удобрення буряків на азотно-калійному фоні фосфору в половинній дозі (Р₅₀) сприяло додатковому підвищенню урожайності коренеплодів на 3,9, а збору цукру - на 0,76 т/га.

Таблиця 3 Продуктивність буряків цукрових (середнє за 1995 - 2000 рр.)

№ варіанту	Варіант	Урожайність коренеплодів,	Цукристість	Збір
1	Без добрив (контроль)	35,6	17,4	6,25
17	N120К140	42,9	16,9	7,32
18	N120Р50К140	46,8	17,2	8,08
2	N120Р100К140	46,5	17,1	8,00
19	N120Р150К140	48,1	16,9	8,22
20	N120Р50К140 (локально)	45,8	16,8	7,78
3	N120Р100К140 + побічна продукція	47,6	17,2	8,22
14	N120К140 + гній 40т/га	47,4	16,8	8,06
15	N120Р50К140 + гній 40т/га	48,6	16,7	8,16
4	N120Р100К140 + гній 40т/га	49,0	16,6	8,20
16	N120Р150К140 + гній 40т/га	49,7	16,6	8,28
6	N60Р50К70 + гній 40т/га	47,5	17,1	8,18
НІР05	5,6	0,5	0,44

Використання підвищених доз фосфору з 50 до 150 кг/га в складі повного мінерального добрива було не ефективним. Мінімалізована органо-мінеральна система удобрення (40 т/га гною + N₆₀Р₅₀К₇₀) за не суттєвого зниження цукристості забезпечила прибавку врожайності коренеплодів порівняно з контролем на 11,9 т/га або 33,4 %. Цукристість коренеплодів визначає цілий ряд факторів. Це й фон живлення, густота насадження рослин впродовж вегетації і на період збирання, ураженість листкового апарату та коренеплодів хворобами та ін. Найменше зниження цукристості було у варіантах N₁₂₀Р₅₀К₁₄₀, N₁₂₀Р₁₀₀К₁₄₀ + побічна продукція та N₆₀Р₅₀К₇₀ + гній 40 т/га - відповідно на 0,2 і 0,3%. Підвищена кількість шкідливого азоту і вміст лужних елементів (калію і натрію) при внесенні високих доз мінеральних добрив зменшує цукристість коренеплодів і вихід цукру при переробці сировини на заводі (табл. 4). За мінімалізованої органо-мінеральної системи живлення (40 т/га гною + N₆₀ Р₅₀ K₇₀) порівняно з повним органо-мінеральним удобренням (40 т/га гною + N₁₂₀ Р₁₀₀ K₁₄₀) цукристість коренеплодів підвищувалася на 0,5 % , а вихід цукру - на 0,4 %, при незначному (на 0,13 %) збільшенню втрат цукру в мелясі.

Таблиця 4 Технологічні якості коренеплодів (середнє за 1995 - 1998 рр.)

№ варіанту	Варіант	Цукристість, %	Доброякісність соку, %	Втрати цукру в мелясі, %	Заводський вихід цукру,
					%	т/га
1	Без добрив (контроль)	18,1	92,6	2,03	15,2	5,75
17	N120К140	17,7	92,0	2,25	14,6	6,76
18	N120Р50К140	17,9	92,1	2,17	14,8	7,53
2	N120Р100К140	17,8	92,4	2,08	14,8	7,42
19	N120Р150К140	18,0	91,9	2,21	14,8	7,81
20	N120Р50К140 (локально)	17,8	91,7	2,25	14,6	7,28
3	N120Р100К140 + побічна продукція	17,9	91,9	2,23	14,8	7,54
14	N120К140 + гній 40т/га	17,8	92,0	2,22	14,6	7,43
15	N120Р50К140 + гній 40т/га	17,3	91,8	2,21	14,2	7,48
4	N120Р100К140 + гній 40т/га	17,4	91,8	2,19	14,3	7,55
16	N120Р150К140 + гній 40т/га	17,3	91,4	2,28	14,1	7,55
6	N60Р50К70 + гній 40т/га	17,9	91,6	2,32	14,7	7,56

На контролі без добрив технологічні якості коренеплодів були найвищими. Цукристість їх становила в середньому 18,1 %, доброякісність очищеного соку - 92,6, втрати цукру в мелясі - 2,03, а його вихід - 15,2 %. Внесення азотних і калійних (N₁₂₀ K₁₄₀) добрив обумовило зниження величини цих показників відповідно на 0,4, 0,22 і 0,6 %.

Найвищий вихід цукру був у варіанті з підвищеною до 150 кг/га дозою фосфору в складі повного мінерального добрива, який одержано за рахунок збільшення врожайності коренеплодів цукрових буряків.

Ячмінь ярий. Якщо середня врожайність ячменю на контролі без добрив становила 2,75 т/га, то прибавка її від післядії азотних і калійних добрив (вар. 17) складала 0,75 т/га (рис. 3).

У варіанті N₂₀₀Р₇₅K₂₀₀ (вар. 18), що внесені під пшеницю озиму і буряки цукрові, збір зерна ячменю становив 3,77 т/га, що на 0,27 т/га більше проти азотно-калійного фону.

Поєднання застосування азотних і калійних добрив разом з 40 т/га гною під цукрові буряки (вар. 15) порівняно до азотно-калійного фону збільшило врожайність зерна ячменю на 0,78, а до варіанту без добрив - на 1,74 т/га.

Заорювання гички цукрових буряків з післядією поєднання соломи пшениці озимої з N₂₀₀Р₁₅₀K₂₀₀ забезпечило одержання максимальної врожайності зерна ячменю - 4,66 т/га (вар. 3), що на 1,91 т/га більше контролю (вар. 1) і на 0,76 т/га - порівняно до фону мінеральних добрив (вар. 2).

ЕЛЕМЕНТИ ПРОГРАМУВАННЯ УРОЖАЙНОСТІ КУЛЬТУР СІВОЗМІНИ

Встановлено, що вміст поживних речовин в рослинах і їх винос урожаєм визначається біологічними особливостями вирощування культур, рівнем врожайності, місцем в сівозміні, фоном живлення.

Для прогнозу і програмування врожайності пшениці озимої, буряків цукрових, ячменю ярого в рослинах визначали вміст азоту, фосфору і калію в основній та побічній продукції в варіантах без добрив та на удобрених, винос поживних речовин і витрати їх на одиницю товарного урожаю. Для пшениці озимої вони становили: азоту (N) - 22-26, фосфору (Р₂ О₅) - 9-11, калію (К₂ О) - 15-19 кг /т зерна; для ячменю ярого відповідно 12-17, 21-28, 17-21 кг /т зерна; для цукрових буряків - азоту - 34-43, фосфору - 9-14, калію - 47-52 кг на 10 тонн коренеплодів.

Визначені за матеріалами досліджень коефіцієнти використання елементів живлення із мінеральних і органічних добрив підтвердили високу ефективність систем удобрення досліджуваних культур (табл. 5).

Таблиця 5 Винос елементів живлення і коефіцієнти їх засвоєння із добрив рослинами цукрових буряків (середнє 1994-1999 рр.)

№ варіанту	Варіант	Елемент живлення, кг/га	Коефіцієнт засвоєння, %
		внесено з добривами	винесено з урожаєм основної і побічної продукції
		N	Р2 О5	К2 О	N	Р2 О5	К2 О	N	Р2 О5	К2 О
18	N120Р50K140	120	50	140	182	41	235	72	26	69
20	N120Р50K140 (локально)	120	50	140	160	45	221	53	34	59
3	N120Р100K140 + побічна продукція	150	110	172	192	49	227	64	19	52
6	N60Р50K70 + гній 40 т/га	260	150	310	160	57	223	25	19	27

На підставі цих показників можна розрахувати дози добрив на заплановану урожайність, для чого пропонується використовувати формулу:

Д = 100 х (А-Б) х В / К_мд,

де А - запланована урожайність, т/га;

Б - початкова урожайність, т/га;

В - винос поживних речовин основної і побічної продукції, кг /т;

К_мд - коефіцієнт використання поживних речовин із мінеральних добрив, %.

При застосуванні під культури гною формула матиме вигляд:

Д = 100 х (А-Б) х В / К_мд - Н _од х П х К_од / 10,

де Н _од - норма внесення органічних добрив;

П - вміст поживного елементу в органічному добриві;

К_од - коефіцієнт використання поживних речовин з органічних добрив, %.

Встановлено, що розрахункові дози добрив були близькими до експериментально визначених оптимальних доз.

Порівняно з мінеральною системою удобрення коефіцієнти засвоєння елементів живлення на варіантах з гноєм є порівняно низькими; за збільшення дози фосфору на фоні гною коефіцієнт його засвоєння ще знижувався.

ЕКОНОМІЧНА І ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ

Економічна ефективність застосування добрив у ланці зерно-бурякової сівозміни визначається їх дією і післядією на окремі культури. Для цього всі елементи матеріальних затрат складаються по всіх культурах ланки, а отримана продукція оцінюється за виходом з одиниці площі кормових одиниць.

Економічна ефективність дії кращих варіантів системи удобрення цукрових буряків наведена в табл. 6.

Таблиця 6 Економічна ефективність застосування мінеральних та органічних добрив при вирощуванні цукрових буряків

Показник	Без добрив	N120Р50K140	N120Р100K140 + побічна продукція	N60Р50K70 + гній 40 т/га
Урожайність, т /га	30,30	39,80	40,70	40,20
Приріст урожайності, т /га	-	9,50	10,40	9,90
Вартість урожаю коренеплодів, грн. /га	4166,25	5472,50	5596,25	5527,50
Вартість прибавки врожаю коренеплодів, грн. ./га	-	1306,25	1430,00	1361,25
Виробничі затрати, грн. /га	1933,14	2287,54	2398,50	2307,23
в т.ч. вартість добрив, грн. /га	-	355,98	456,46	385,01
Окупність добрив, грн./га	-	3,67	3,13	3,54
Собівартість коренеплодів, грн. /т	63,80	57,48	58,93	57,39
Умовно чистий прибуток, грн. /га	2233,11	3184,96	3197,75	3220,27
в т. ч. за рахунок добрив, грн. /га	-	951,85	943,02	987,16
Рівень рентабельності, %	115	139	133	140

Порівняно з контролем без добрив варіанти з внесенням добрив під цукрові буряки характеризувалися нижчою на 8-11% собівартістю тонни коренеплодів, збільшенням умовно чистого прибутку на 943,02-987,16 грн./га і підвищенням рівня рентабельності на 18-25%.

Коефіцієнт енергетичної ефективності порівняно з контролем без добрив був дещо нижчим (при внесенні N₁₂₀Р₅₀K₁₄₀ - 1,68; N₁₂₀Р₁₀₀K₁₄₀ + побічна продукція - 1,65 і N₆₀Р₅₀K₇₀ + гній 40 т/га - 1,83 проти 2,16 на контролі). За рахунок підвищення врожайності від застосування добрив більше додаткової енергії було одержано у варіантах N₁₂₀Р₁₀₀K₁₄₀ + побічна продукція, потім - N₆₀Р₅₀K₇₀ + гній 40 т/га і мінеральних добрив N₁₂₀Р₅₀K₁₄₀ відповідно 8,3, 7,9 і 7,6 ГДж.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації узагальнено експериментальні дані, наведено напрям вирішення наукової задачі, що виявляється у встановленні закономірностей формування продуктивності культур у ланці: пшениця озима - буряки цукрові - ячмінь ярий, якісних показників продукції та удосконаленні технології їх вирощування в умовах Лісостепу шляхом застосування різних систем удобрення.

2. Водний режим чорнозему опідзоленого, насамперед, пов'язаний з біологічними особливостями вирощуваних культур, різним ступенем зволоження ґрунту характеризується накопиченням вологи у весняний період, суттєвим зменшенням її запасів до середини літа та підвищенням до зими. Внесення добрив зумовлює певною мірою більш ефективне споживання доступної вологи. Між рівнем урожайності коренеплодів і кількістю опадів за червень виявлено середньої сили позитивний зв'язок (r = 0,57, який діє в межах 32% вибірки - R² = 0,32).

3. Систематичне застосування мінеральних і органічних добрив під пшеницю озиму та буряки цукрові сприяє покращанню агрохімічних показників ґрунту чорнозему опідзоленого, значно підвищує вміст доступних для рослин форм мінерального азоту, фосфору та калію. Найбільш значне зростання кількості рухомих форм елементів живлення спостерігається при використанні мінеральної системи удобрення під пшеницю озиму N₈₀Р₅₀К₆₀ і буряки цукрові N₁₂₀Р₁₀₀К₁₄₀ та в поєднанні її з дією і післядією 40 т/га гною.

4. Збільшення доз азотних добрив вдвічі підвищує вміст мінерального азоту як в орному (0-30 см), так і в підорному (31-40 см) шарах ґрунту за рахунок низхідної міграції нітратів із ґрунтовою вологою. Зростання доз фосфорних і калійних добрив збільшує вміст рухомих форм фосфору і калію на початку вегетації буряків цукрових відповідно на 6-31 і 9-46 мг/кг орного шару ґрунту. Запаси рухомих сполук основних елементів живлення більш істотно підвищуються при поєднанні мінеральних добрив з гноєм, соломою пшениці озимої та гичкою буряків цукрових. Так, при їх застосуванні розширилося співвідношення вмісту рухомих фосфатів на 7,6-39,2% в орному шарі ґрунту порівняно з контролем та на 11,6-36,2% в підорному, створюючи сприятливі умови для забезпечення рослин фосфором.

5. Азотні і фосфорні добрива як при прямій дії, так і в післядії підвищують вміст азоту і фосфору у рослинах досліджуваних культур, а калійні - вміст калію у побічній їх продукції (соломі, гичці).

6. Пшениця озима і ячмінь ярий на мінеральному і, особливо, на органо-мінеральному фонах добрив скорочують початкові періоди росту і розвитку на 1-2 дні, а під час дозрівання - навпаки, збільшують їх. Буряки цукрові в період другої пари листків збільшують масу 100 рослин на фоні добрив до 74,2-119,0 г при масі на контролі 57,8 г, фосфорні добрива у найменшій дозі Р₅₀ та за підвищення її до Р₁₅₀ сприяли зростанню маси 100 рослин на 23,8-32,2 г. Особливо вагомий вплив на цей показник був у варіанті поєднання органічної системи живлення з мінеральною у разі збільшення в річній дозі частки фосфорних добрив.

7. Заорювання побічної продукції пшениці озимої в поєднанні з внесенням повного мінерального добрива (N₁₂₀Р₁₀₀К₁₄₀) за впливом на продуктивність буряків цукрових було рівноцінним застосуванню 40 т/га органічних добрив на їх фоні. Їй не поступалась і мінімалізована мінеральна система живлення (N₆₀Р₅₀К₇₀) на фоні 40 т/га гною.

8. Найвища урожайність основної і побічної продукції пшениці озимої була у варіантах повного мінерального добрива в поєднанні з післядією органічних; досить ефективним було застосування зменшеної вдвічі дози мінеральних добрив (N₄₀Р₂₅К₃₀) на фоні післядії органічних, внесених під передпопередник - кукурудзу на зерно.

9. Урожайність коренеплодів буряків цукрових і збір цукру при внесенні під основний обробіток ґрунту мінеральних добрив у дозі N₁₂₀Р₅₀К₁₄₀ порівняно з контролем збільшилися відповідно на 11,2 та 1,83 т/га. Подальше підвищення дози фосфору в повному мінеральному добриві було неефективним.

10. Кращі технологічні якості коренеплодів буряків цукрових були при застосуванні мінеральної (N₁₂₀Р₅₀К₁₄₀) та органо-мінеральної із зменшеною в ній вдвічі (N₆₀Р₅₀К₇₀) кількістю мінеральних добрив.

11. Середню врожайність зерна ячменю ярого на рівні 4,7 т/га можна отримати при внесенні під пшеницю озиму і буряки цукрові оптимальних доз мінеральних добрив і використання на їх фоні післядії і прямої дії побічної продукції попередників.

12. Винос основних елементів живлення на одну тонну основної продукції з урахуванням відповідної частини не товарної, більшою мірою залежить від біологічних особливостей культур, ніж від рівня удобрення. Так, винос азоту, фосфору і калію становить: для пшениці озимої - 21,8-25,9, 9,0-10,6 та 15,3-19,0; буряків цукрових - 3,4-4,3, 0,9-1,4, і 4,7-5,2; ячменю ярого - 12,2-16,8, 21,4-27,8 та 16,9-20,6 кг/га відповідно. Виявлена чітка специфіка засвоєння елементів живлення із добрив залежно від доз, видів та способів їх внесення. Коефіцієнти використання поживних речовин з мінеральних добрив для буряків цукрових становили: азоту - 53,3-76,7, фосфору - 18,7-34,0, калію - 51,7-75,7%; органічних в поєднанні з мінеральними відповідно - 24,6-36,6, 16,4-23,0 та 25,8-28,9%.

13. Економічна і енергетична ефективність оптимальних систем удобрення під культури зерно-бурякової ланки сівозміни висока. Порівняно з контролем без добрив варіанти з внесенням добрив під буряки цукрові мали собівартість тонни коренеплодів нижчу на 8-11%, умовно чистий доход -вищий на 943,02-987,16 грн. /га, а рівень рентабельності - на 18-25%. Коефіцієнт енергетичної ефективності систем удобрення по кращих варіантах був у межах від 1,65 до 1,83.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

В умовах правобережного Лісостепу на чорноземі опідзоленому з низьким вмістом в грунті азоту, середнім фосфору та підвищеним калію рекомендується для отримання:

- урожайності пшениці озимої на рівні 6,2 т/га вносити мінеральні добрива в дозі N₈₀Р₂₅К_60;

- урожайності буряків цукрових на рівні 54 т/га при мінеральній системі удобрення застосувати N₁₂₀Р₅₀К_140, органо-мінеральній - 40т/га гною + N₆₀Р₅₀К₇₀; за нестачі гною використовувати солому пшениці озимої в поєднанні з мінеральними добривами в дозі N₁₂₀Р₁₀₀К₁₄₀ під буряки цукрові і заорювання їх гички під ячмінь ярий.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Колібабчук Т.В. Продуктивність озимої пшениці і вміст рухомих сполук фосфору в чорноземі опідзоленому залежно від внесення добрив // Збірник наукових праць ІЦБ УААН. - Вип. 2. - Київ, 1998. - С. 130-135.

2. Колібабчук Т.В. Продуктивність цукрових буряків і вміст рухомих сполук фосфору в чорноземі опідзоленому в Центральній частині Лісостепу України залежно від внесення добрив // Збірник наукових праць ІЦБ УААН.-Вип. І.-Київ, 1999.-С. 125-133.

3. Колібабчук Т.В., Мусіч В.І., Радзивіл В.Х., Козленко І.А. Вплив хлор містких калійних добрив на процеси перетворення азоту добрив у грунті і їх дія на продуктивність цукрових буряків // Збірник наукових праць ІЦБ УААН. - Вип. І.-Київ, 1999.-С. 148-156.

Колібабчук Т.В. Особливості впливу типу сівозміни та різних доз мі неральних добрив на продуктивність цукрових буряків // Збірник наукових праць ІЦБ УААН. - Вип. 3. - Київ, 2000. - С. 235-239.

Шкаредний І.С., Вакуленко М.О., Колібабчук Т.В., Костенко С.С. Місце цукрових буряків у сівозмінах південно-західної частини Лісостепу // Збірник наукових праць ІЦБ УААН. - Вип. 2. - Київ, 2000. - С.40-44.

Заришняк А.С., Руцька С.І., Колібабчук Т.В. Добрива, врожайність та винос елементів живлення // Цукрові буряки, 2002. №1 . - С.6-7.

Заришняк А.С., Руцкая С.И, Колибабчук Т.В. Влияние систематиче-ского внесение удобрений й вида зерно-свекловичного севооборота на про-дуктивность культур в зоне центральной Лесостепи Правобережья Украины // Агрохимия, 2003, №5. - С.30-35.

Заришняк А.С., Руцкая С.И, Колибабчук Т.В. Влияние удобрений на потребление злементов питання культурами зерно-свекловичного севооборота на черноземе оподзоленном // Агрохимия, 2003, №6. - С. 39-46.

Колібабчук Т.В. Роль сівозміни, як стабілізуючого фактора збереження родючості ґрунту і формування урожаю сільськогосподарських культур //Агровісник Черкащини, 2004. - №6-7. С.25-27.

Бондаренко В.М., Заришняк А.С., Колібабчук Т.В., Шикирява О.В. Використання соломи пшениці озимої як органічного добрива під цукрові буряки // Цукрові буряки, 2005. №6. - С. 6-7.

АНОТАЦІЯ

Колібабчук Т.В. Продуктивність культур ланки зерно-бурякової сівозміни залежно від систем удобрення в Лісостепу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.09 - рослинництво. - Інститут цукрових буряків УААН, Київ, 2006.

В умовах нестійкого зволоження Лісостепу України удосконалені елементи вирощування культур ланки зерно-бурякової сівозміни шляхом застосування оптимальних систем внесення органічних та мінеральних добрив і використання побічної продукції рослинництва.

Оптимальні дози добрив краще забезпечують рослини елементами живлення і знижують витрати вологи ґрунту на формування одиниці врожаю.

Урожайність коренеплодів і збір цукру при внесенні під основний обробіток ґрунту мінеральних добрив в дозі N₁₂₀P₅₀K₁₄₀ порівняно з контролем без добрив збіл...