Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні на родючість чорнозему опідзоленого правобережного лісостепу та продуктивність гібридів буряка цукрового

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний науковий центр

„Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”

УДК 633.63:631.81:631.452

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні на родючість чорнозему опідзоленого правобережного лісостепу та продуктивність гібридів буряка цукрового

06.01.04 - агрохімія

Вишневська Леся Василівна

Харків - 2009

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Уманському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор

Господаренко Григорій Миколайович, Уманський державний аграрний університет, професор кафедри агрохімії і ґрунтознавства

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор Гончаренко Василь Юхимович, Інститут овочівництва і баштанництва, головний науковий співробітник лабораторії зберігання та стандартизації

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Клочко Микола Костянтинович, харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, доцент кафедри агрохімії

Захист відбудеться «12» червня 2009 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.354.01 у Національному науковому центрі „Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4 мінеральний чорнозем гібрид

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного наукового центру „Інституту ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського” за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4

Автореферат розісланий «11» травня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради О.Ф. Павленко

Вступ

Надходження органічних речовин і елементів живлення в грунт з добривами суттєво впливає на його властивості та механізми формування продуктивності сільськогосподарських культур. Буряки цукрові в Україні займають провідне місце серед технічних культур, а потенціал їх продуктивності може досягати 90-95 т/га. Проте, щоб реалізувати цей потенціал, необхідно всі агротехнічні заходи і технології вирощування підпорядкувати створенню сприятливих умов відповідно до біологічних вимог буряку цукрового та грунтово-кліматичних умов регіону. Одним з основних агрозаходів при цьому є створення оптимальних умов мінерального живлення рослин.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Тривале застосування різних доз добрив і систем удобрення істотно впливає на параметри показників родючості ґрунту та рівень реалізації потенціалу продуктивності вирощуваних культур. Буряк цукровий належить до провідних технічних культур, що забезпечує продовольчу безпеку країни і є однією з найприбутковіших культур у рослинництві. Проте, щоб реалізувати потенціал сучасних його гібридів, необхідно оптимізувати умови мінерального живлення рослин з урахування рівня родючості грунту.

Наявні у науці і практиці дані свідчать про недостатнє врахування впливу родючості чорноземних грунтів, створеної тривалим застосуванням різних доз органічних і мінеральних добрив у польовій сівозміні, на формування величини врожаю і технологічні показники якості коренеплодів різних гібридів буряка цукрового. Дослідженню цих питань і присвячено дану роботу.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основою дисертації є матеріали науково-дослідної роботи, яка протягом 2001-2005 рр. входила до складу НТП „Родючість і охорона грунтів” за завданням 01.02 „Встановити закономірності сучасних процесів еволюції основних показників ґрунту, вдосконалити теоретичні основи живлення рослин і розробити заходи підвищення ефективності добрив” (№ ДР 0101U006042), а також програми наукових досліджень Уманського ДАУ на 2001-2005 рр. за напрямом 1 „Оптимальне використання природного і ресурсного потенціалу агроекосистем Правобережного Лісостепу України”, підпрограми 2 „Розробити технології збереження родючості і раціонального використання грунтів” за завданням 2.1.2 „Визначити адаптивні реакції нових видів і сортів рослин на природну та ефективну родючість грунтів і удобрення” (№ ДР 0101U004495), де автор був безпосереднім виконавцем досліджень як аспірант.

Мета і завдання дослідження. Мета досліджень полягала у встановленні дії тривалого (з 1964 р.) застосування різних доз органічних і мінеральних добрив та їх поєднання у польовій сівозміні у стаціонарному досліді на агрохімічні показники чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу та вплив створених рівнів його родючості на реалізацію потенціалу гібридів буряка цукрового різних селекційних центрів.

Для досягнення поставленої мети було вирішено такі завдання:

- визначити вплив тривалого застосування добрив на зміну агрохімічних показників родючості ґрунту і його поживний режим;

- проаналізувати вплив різного рівня родючості ґрунту на процеси росту, розвитку та формування структури врожаю буряка цукрового і його якісні показники;

- простежити за динамікою засвоєння елементів живлення гібридами буряка цукрового за різного рівня родючості ґрунту;

- встановити роль доз добрив і систем удобрення у реалізації генетичного потенціалу гібридів буряка цукрового;

- дати економічну, агрохімічну та енергетичну оцінку ефективності вирощування гібридів буряка цукрового за різних доз добрив і систем удобрення в польовій сівозміні;

- розробити рекомендації щодо удосконалення елементів зональної технології вирощування різних гібридів буряка цукрового за різних доз удобрення та рівня родючості ґрунту.

Об'єкт дослідження - взаємозв'язок між параметрами показників поживного режиму ґрунту, добривами, засвоєнням елементів живлення і формуванням продуктивного потенціалу гібридами буряка цукрового.

Предмет дослідження - параметри агрохімічних показників родючості чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу, продуктивність гібридів буряка цукрового.

Методи дослідження: 1) польовий стаціонарний дослід з 10-пільною сівозміною з тривалим (з 1964 р.) застосуванням різних доз добрив і систем удобрення - вивчення взаємодії об'єкту дослідження з біотичними і абіотичними факторами; 2) лабораторні: а) агрохімічні - визначення параметрів показників родючості і поживного режиму ґрунту, хімічного складу рослин; б) морфологічні - визначення біометричних параметрів рослин; 3) статистичної обробки інформації; 4) розрахунково-порівняльний - для оцінки економічної ефективності застосування добрив і вирощування різних гібридів буряка цукрового. Всі досліди проводились за атестованими та тимчасово допущеними до використання методами.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах Правобережного Лісостепу на чорноземі опідзоленому важкосуглинковому встановлено роль рівня родючості чорнозему опідзоленого, створеного тривалим (40 років) застосуванням добрив у польовій сівозміні, у реалізації генетичного потенціалу гібридів буряка цукрового та визначено параметри їх мінерального живлення для забезпечення збору цукру 5-7 т/га. Доведено доцільність помірного насичення сівозміни добривами, що забезпечує відтворення родючості ґрунту і дає можливість отримувати високу їх окупність приростом урожаю. Уточнено для умов регіону і рівня родючості чорнозему опідзоленого рівні-параметри забезпеченості буряка цукрового основними елементами живлення і відносний їх винос різними гібридами буряка цукрового.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі результатів проведених досліджень розроблено рекомендації з удобрення буряка цукрового на чорноземі опідзоленому різного рівня родючості з урахуванням біологічних особливостей гібридів в умовах Правобережного Лісостепу України. Проведено економічну оцінку його вирощування, що дозволяє підбирати гібриди та корегувати дози добрив для одержання високого збору цукру з одиниці площі посіву. Рекомендовано на чорноземі опідзоленому регіону з низькою забезпеченістю рослин елементами живлення перевагу надавати гібридам Український ЧС-70, Уманський ЧС-90, Аріана, Крістелла, з високою - Аріана, Крістелла.

Результати досліджень впроваджено у ТОВ „Богданівське” Тульчинського району Вінницької області - на площі 217 га і зборі цукру 5,7 т/га (довідка від 14.11.2005 р.), СТОВ „Агрофірма Агрорось” Корсунь-Шевченківського району Черкаської області на площі 190 га зі збором цукру 5,2 т/га (довідка від 16.11.2006 р.) та ФГ „Агрофірма Базис” Уманського району Черкаської області на площі 240 га зі збором цукру 5,9 т/га (довідка від 24.11.2007 р.).

Особистий внесок здобувача полягає в опрацюванні наукових публікацій вітчизняних і зарубіжних учених за темою дисертації, безпосередній участі у розробці гіпотези, визначенні мети й завдання, розробці програми і методики дослідження; проведенні експериментальних досліджень та аналізі, узагальненні та опублікуванні їх результатів; впровадженні результатів дослідження у виробництво. Основні наукові положення, висновки і рекомендації виробництву, які наведено у дисертаційній роботі, сформовано автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи оприлюднено на міжнародній науковій конференції „Сталий розвиток агроекосистем” (Вінниця, 2002); міжнародній науково-практичній конференції „Поглиблення інтеграції освіти, науки і виробництва в сільському господарстві Узбекистану” (Ташкент, 2003); міжнародній науково-практичній конференції „Актуальні проблеми сучасного землеробства” (Луганськ, 2003); міжнародній науково-практичній конференції „Проблеми степового землеробства і рослинництва та їх вирішення в реформованих сільськогосподарських підприємствах” (Миколаїв, 2003); ‡Z міжнародній науково-практичній конференції „Наука і освіта Ѓe2004” (Дніпропетровськ, 2004); Всеукраїнській конференції молодих вчених, присвяченій 160 річчю Уманського державного аграрного університету (Умань, 2004); ‡U міжнародній конференції „Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти” (Львів, 2004); наукових конференціях науково-педагогічних працівників Уманського ДАУ (Умань, 2002-2008).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 11 наукових праць, з них п'ять надруковано у виданнях, затверджених ВАК України як фахові.

Структура і обсяг дисертації. Дисертацію викладено на 216 сторінках комп'ютерного набору, вона містить 40 таблиць і 7 рисунків та складається з вступу, огляду літератури, опису умов та методів досліджень, 4 розділів з описом та аналізом проведених досліджень, висновків, рекомендацій виробництву та списку використаних джерел з 260 позицій (з них 5 латиницею). Додатки викладено на 14 сторінках.

Основний зміст роботи

Вплив добрив на родючість грунту і продуктивність буряка цукрового (огляд літератури)

У розділі наведено огляд літературних джерел (Городній М.М., 2004; Господаренко Г.М., 2002; Іващенко О., 2002; Калінін А.Т., 2001; Качан Л.М., 2004; Колібабчук Т.В., 2000; Корнієнко А.В, Мазепін М.Г., 2003; Роїк М.В., 2002; Філон І.І., 2000; Чередничок І.І., Заришняк А.К., Тонкаль Ю.А., 1997), в яких висвітлено теоретичні аспекти еволюційних змін родючості грунтів під впливом тривалого удобрення, а також стосовно продуктивності гібридів буряка цукрового залежно від неї і удобрення та ролі гібриду у підвищенні продуктивності культури. добрива, особливо за тривалого систематичного застосування, істотно змінюють параметри показників родючості ґрунту. це, в свою чергу, впливає на реалізацію потенціалу продуктивності буряка цукрового. Обґрунтовано необхідність проведення досліджень за темою дисертаційної роботи.

Умови та методика проведення досліджень

Експериментальну частину роботи виконано протягом 2002-2004 рр. на дослідному полі навчально-науково-виробничого відділу Уманського державного аграрного університету, розміщеному в Маньківському природно-сільськогосподарському районі Середньо-Дніпровсько-Бузького округу Лісостепової Правобережної провінції України. Грунт дослідного поля - чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі. Дослідження проведено в тривалому стаціонарному досліді (№ реєстрації УААН 094), основою якого є 10-пільна польова сівозміна, розгорнута у часі та просторі: пшениця озима, буряк цукровий, кукурудза, горох, пшениця озима, кукурудза на силос, пшениця озима, буряк цукровий, ячмінь ярий + конюшина, конюшина. Перед його закладанням (1964 р.) орний шар ґрунту характеризувався такими показниками: вміст гумусу (за методом Тюріна) - 3,31%, легкогідролізованого азоту (за методом Тюріна - Кононової) - 48 мг/кг, рухомих фосфатів (за методом Труога) - 150 мг/кг, обмінного калію (за методом Бровкіної) - 90 мг/кг, pHКCl - 6,2, гідролітична кислотність - 2,5 смоль/кг, ступінь насиченості основами - 95%. Дослід з вивчення продуктивності гібридів буряка цукрового закладали методом розщеплених ділянок. Повторність досліду триразова. Площа посівної ділянки 180 м2, облікової для кожного гібриду - 27 м2. Розміщення варіантів удобрення послідовне, гібридів - рендомізоване. у сівозміні в ланці з конюшиною висівали шість гібридів буряка цукрового вітчизняної та закордонної селекції: Український ЧС-70, Уманський ЧС-90 (Інститут коренеплідних культур УААН, Україна); КВ-бар (Ялтушківська ДСС ЩБ УААН (Україна) спільно з КВС ЗААТ АГ (Німеччина); Аріана, Ленора, Крістелла (КВС ЗААТ АГ, Німеччина).

Погодні умови в роки проведення досліджень були сприятливі для культури буряка цукрового, але окремі періоди відрізнялися за кількістю опадів і температурним режимом. За період проведення дослідів кількість опадів за сільськогосподарський рік змінювалася від 496 (2002 - 2003 рр.) до 658 мм (2003 - 2004 рр.) при середньо-багаторічній величині 633 мм.

В дослідах застосовували такі добрива: напівперепрілий гній ВРХ на солом'яній підстилці, аміачну селітру, суперфосфат гранульований, калійну сіль змішану. добрива розміщували диференційовано, залежно від культури, в полях сівозміни (табл. 1).

Таблиця 1 Схема удобрення буряка цукрового в польовій сівозміні тривалого (з 1964 р.) досліду (гній - т/га, мінеральні добрива - кг/га д.р.)

Облік урожаю проводили після механічного підкопування рослин буряка цукрового. Підраховували загальну кількість коренеплодів на обліковій ділянці, визначали їх масу та масу гички. В період росту і розвитку рослин проводили фенологічні спостереження, визначали динаміку листоутворення та їх відмирання, а також розраховували площу листової поверхні, використовуючи параметри листової пластинки та коефіцієнт 0,74.

Відбір та підготовку зразків ґрунту до аналізу проводили за ГОСТ 28168-89 та ДСТУ ISO11464-2001. У зразках ґрунту визначали: показник рНKCl - потенціометричним методом (ДСТУ ІSO 10390-2001); гідролітичну кислотність - за методом Каппена в модифікації ЦІНАО (ГОСТ 26212-91); суму ввібраних основ за методом Каппена - витісненням 0,1 М розчином HCl за співвідношення грунт : розчин = 1 : 5 (ГОСТ 27821-88); вміст гумусу за методом Тюріна в модифікації Нікітіна (ГОСТ 26213-91); вміст азоту сполук, що лужногідролізуються - за методом Корнфілда; вміст нітратного і амонійного азоту за МВВ 31-497058-005-2002, рухомих сполук фосфору і калію - за модифікованим методом Чирикова (ДСТУ 4115-2002).

У рослинному матеріалі проводили визначення вмісту азоту, фосфору і калію - після мокрого озолення за методом К.Е.Гінзбурга: азот за допомогою реактиву Неслера колориметричним методом, фосфор - за допомогою молібдату амонію фотоколориметричним методом, калій - на полуменевому фотометрі. На основі цих даних розраховували господарський винос елементів живлення та їх витрати на формування одиниці врожаю.

Технологічні якості коренеплодів буряка цукрового розраховували за показниками, отриманими з допомогою напівавтоматичної лінії „Wenema” (Голландія) в Інституті коренеплідних культур УААН.

Агрохімічні аналізи зразків ґрунту і рослин проводили на кафедрі агрохімії і ґрунтознавства та в науковій лабораторії масових аналізів (свідоцтво про реєстрацію № А06-203) Уманського державного аграрного університету. Економічну та енергетичну ефективність розраховували згідно з технологічними картами та відповідними рекомендаціями, на основі цін, що склалися на ринку у 2006 р. Опрацювання й узагальнення результатів дослідів та спостережень проводили, використовуючи методи математичної статистики (кореляційного, регресійного і дисперсійного аналізів), викладеними Б.О.Доспєховим (1985) з використанням програмних засобів Microsoft Excel.

Вплив тривалого застосування добрив у польовій сівозміні на родючість грунту

вміст гумусу в ґрунті. Результати досліджень показали, що тривале систематичне внесення добрив істотно впливало на вміст гумусу в чорноземі опідзоленому (табл. 2).

У порівнянні з його вмістом перед закладкою досліду (1964 р. - 3,31%), найбільше зменшення у шарі ґрунту 0-30 і 30-50 см відбулося у варіанті без добрив - до межі відповідно 2,66 і 2,51%. у варіантах органо-мінеральної системи удобрення, особливо з внесенням високих доз добрив, він зберігався на вихідному рівні. навіть при низьких дозах мінеральних добрив (N23P34K18) на фоні 4,5 т/га гною вміст гумусу в шарі ґрунту 0 - 30 см зберігся на рівні 3,15%.

Таблиця 2 Вміст гумусу в ґрунті після тривалого (з 1964 р.) застосування добрив у польовій сівозміні (2002-2004 рр.), %

НІР05 2002 р. 0,14 0,12

2003 р. 0,17 0,10

2004 р. 0,15 0,10

Підтримання вихідного рівня гумусу в ґрунті забезпечувалось також внесенням середніх і високих доз мінеральних добрив та високих доз гною. Низькі дози як мінеральних добрив, так і гною сприяли збереженню - відповідно на 0,44 і 0,36 пункти в орному та на 0,18 і 0,14 пункти в підорному шарі вищого його вмісту порівняно з ділянками, де добрив не вносили.

Фізико-хімічні властивості ґрунту. показники кислотності ґрунту за тривалий час проведення досліду значно погіршились. Найістотніший негативний вплив на них мала мінеральна система удобрення, а саме варіант з високою дозою добрив - N135P135K135. Досить значна зміна кислотності відбулась також і у варіанті з одинарною їх дозою, де показник рНKCl знизився до 4,9, тобто реакція була майже на рівні з варіантом, де тривалий час добрив не вносили взагалі.

У процесі використання ґрунту показник гідролітичної кислотності значно підвищувався. у варіантах із застосуванням мінеральних добрив в одинарній дозі він становив 3,19 смоль/кг, а у варіанті з потрійною дозою збільшився до 4,74 смоль/кг. У підорному шарі ґрунту простежується загальна тенденція до її зменшення в усіх варіантах досліду, що пояснюється генетичною природою чорнозему опідзоленого.

Досить чутливим індикатором кислотно-основних властивостей ґрунту є насиченість його основами (табл. 3).

Таблиця 3 Насиченість ґрунту основами після тривалого (з 1964 р.) застосування добрив у польовій сівозміні, 2002-2004 рр.

НІР05 2002 р. 1,7 1,5

2003 р. 1,9 1,4

2004 р. 1,4 1,6

Дослідження показали, що ступінь насичення ґрунту основами після тривалого господарського його використання значно зменшився порівняно з величиною перед закладкою досліду (95%).

Поживний режим ґрунту протягом вегетації буряка цукрового змінювався залежно від фази розвитку рослин, доз добрив і рівня попереднього удобрення ґрунту.

Найвищий вміст азоту сполук, що лужногідролізуються, відмічено при сумісному внесенні гною 13,5 т/га та мінеральних добрив N68P101K54 - 131 мг/кг ґрунту. На контролі цей показник становив 108 мг/кг у шарі ґрунту 0-30 см. Запаси азоту мінеральних сполук в ґрунті перед початком вегетації буряка цукрового суттєво залежали від варіанту досліду та погодних умов і змінювалися в досить широких межах - від 233 до 441 кг/га в шарі ґрунту 0 - 160 см. Це істотно впливало на зниження цукристості коренеплодів буряка цукрового (r = -0,23 - -0,67 залежно від гібриду). Необхідно зазначити, що у гібридів український ЧС-70 та Уманський Чс-90 цей вплив був значно сильнішим, ніж в інших гібридів.

З урожайністю коренеплодів буряка цукрового і вмістом азоту мінеральних сполук в ґрунті виявлено тісну кореляційну залежність. Зокрема у гібридів Аріана та Крістелла вона становила 0,76-0,88, тоді як у гібридів Український ЧС-70, Уманський ЧС-90, КВ-бар та Ленора була на рівні 0,65-0,70. Кореляційна залежність між вмістом азоту мінеральних сполук в чорноземі опідзоленому та збором цукру свідчить про середній взаємозв'язок у всіх гібридів буряка цукрового, що досліджувались (r = 0,25 - 0,38).

Результати досліджень показали, що серед досліджуваних систем удобрення найбільш позитивний вплив на накопичення рухомих сполук фосфору в ґрунті мала органо-мінеральна, особливо варіант з високими дозами добрив (табл. 4).

Таблиця 4 Вплив тривалого (з 1964 р.) застосування добрив у польовій сівозміні на динаміку вмісту рухомих сполук фосфору в ґрунті під буряком цукровим (2002-2004 рр.), мг/кг

НІР05 2002 р. 4 8 3 8 4 3 3 8

2003 р. 10 3 9 3 9 7 5 3

2004 р. 13 7 13 5 13 8 12 7

Проведеними дослідженнями встановлено, що чорнозем опідзолений достатньо забезпеченим рухомими сполуками калію. Його вміст в орному шарі ґрунту навіть на ділянках без тривалого (40 років) застосуванням добрив становив 95 мг/кг та в підорному - 81 мг/кг на початку вегетації і відповідно 72 та 70 мг/кг на кінець вегетації. Застосування високих доз добрив (гній 13,5т+N68P101K54) підвищувало його вміст відповідно на 56; 64; 52 і 59%. Отже, під впливом тривалого застосування добрив у сівозміні формується грунт з різними параметрами показників родючості.

Особливості засвоєння елементів живлення гібридами буряка цукрового за різної родючості грунту

Динаміка вмісту сухих речовин і основних елементів живлення в органах буряка цукрового. Дослідженнями встановлено, що зі „старінням” рослин вміст сухих речовин як у наземній частині рослин, так і в коренеплоді підвищується. добрива знижували вміст сухих речовин в окремих органах буряка цукрового і, особливо, в коренеплодах. найхарактерніше це проявлялось за третього рівня органо-мінеральної системи удобрення (Гній 13,5 т + N68P101K54). зокрема у гібриду Український ЧС-70 вміст сухої речовини зменшився порівняно з контролем (13,5 та 24,5%) на час збирання врожаю відповідно на 0,9 та 1,4 пункти у гичці та коренеплодах. У гібриду Крістелла відповідно на 1,8 та 2,1 пункти.

Дослідженнями встановлено, що зі збільшенням доз внесених добрив вміст азоту, фосфору і калію в органах рослин буряка цукрового підвищувався не в однаковій мірі, але порівняно з контролем підвищений вміст їх утримувався протягом усього вегетаційного періоду. Тривале застосування добрив сприяло підвищенню загального вмісту азоту в усіх органах рослин буряка цукрового. найсуттєвіше це проявилося на початку вегетації.

Вміст фосфору в рослинах на початкових стадіях розвитку буряка цукрового на удобрених ділянках був більш високим. У середньому за роки досліджень в цей період його було в листі від 0,76 - 0,99% на початку вегетації до 0,53 - 0,74% на період збирання врожаю та в коренеплодах відповідно 0,50 - 0,73% і 0,38 - 0,57%, тоді як на контролі лише 0,44 - 0,72% та 0,33 - 0,48% відповідно у листі та коренеплодах залежно від гібриду.

Удобрення також сприяло більш високому вмісту калію в листках буряка цукрового протягом усієї вегетації. Його вміст у фазу змикання листків у міжряддях у гібриду Український ЧС-70 підвищувався з 3,11 до 4,18% на суху речовину залежно від системи удобрення. В процесі дозрівання рослин вміст калію в листках і коренеплодах збільшувався. Врахувавши результати власних досліджень та співставивши їх з даними інших учених, запропоновано шкалу забезпеченості буряка цукрового елементами живлення для умов Правобережного Лісостепу (табл. 5).

Таблиця 5 Рівні-параметри забезпеченості буряка цукрового основними елементами живлення на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу, % на суху речовину листків

Примітка. ўс- змикання листків у міжряддях; ўт- розмикання листків у міжряддях; ўу- збір урожаю.

Винос елементів живлення буряком цукровим. При оцінці ефективності застосування добрив велике значення має визначення господарського виносу елементів живлення і їх витрати на утворення одиниці врожаю. Дослідженнями встановлено, що ці показники змінюються в більшій мірі від удобрення і в меншій - від гібриду (табл. 6). За тривалого внесення низьких доз мінеральних добрив у сівозміні найвищий відносний винос азоту коренеплодами був у гібриду КВ-бар - 2,10 кг/т, фосфору і калію у гібриду Уманський ЧС-90 відповідно по 0,90 і 3,30 кг/т. при сумісному внесенні еквівалентної кількості органічних і мінеральних добрив у сівозміні (Гній 4,5 т+ N23P34K18) відносний винос азоту коренеплодами буряка цукрового гібриду Український ЧС-70 збільшився на 12% порівняно з варіантом, де вносились лише мінеральні добрива, тоді як у решти гібридів цей показник зріс на 13-17%.

Таблиця 6 Вплив тривалого (з 1964 р.) застосування добрив у польовій сівозміні на відносний винос основних елементів живлення гібридами буряка цукрового (2002-2004 рр.), кг

Примітка. Над рискою - на 1 т коренеплодів і відповідну масу гички; під рискою - на 1 т коренеплодів.

Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні на формування продуктивності гібридів буряка цукрового

Ріст і розвиток гібридів буряка цукрового. Дослідженнями встановлено, що процес листоутворення відбувається значно інтенсивніше на удобрених ділянках. Так, у варіанті з внесенням N68P101K54 на фоні 13,5 т/га гною кількість здорових листків на період інтенсивного росту була більшою на 7 - 9, на час збору врожаю - на 12 - 15 штук порівняно з контролем та залежно від гібриду буряка цукрового.

Застосування низьких доз мінеральних та органічних добрив уповільнює процес листоутворення, в той час як їх відмирання посилюється. Найбільш чутливими гібридами буряка цукрового за листоутворенням щодо рівня мінерального живлення, виявились Аріана, Ленора та Крістелла, а менш вибагливими були Український ЧС-70 та Уманський ЧС-90.

Відмінності в темпах наростання асиміляційної поверхні і коренеплодів гібридів буряка цукрового протягом вегетації природно позначались і на формуванні врожаю. Незважаючи на те, що чорнозем опідзолений характеризується достатньо високим рівнем природної родючості, врожайність коренеплодів гібридів буряка цукрового на контролі в усі роки досліджень значно поступалась врожайності, що одержана в інших варіантах досліду (табл. 7).

Найбільш високі прибавки врожаю коренеплодів гібридів буряка цукрового одержані при сумісному застосуванні органічних і мінеральних добрив. найхарактерніше збільшення врожайності проявилось за третього рівні органо-мінеральної системи удобрення. Зокрема у гібридів Крістелла і аріана вона становила 54,9 та 58,1 т/га, що відповідно на 16,1 та 16,2 т/га більше порівняно з контролем. Дещо гірше проявили себе гібриди Український ЧС-70, Уманський ЧС-90, КВ-бар. За роки проведення досліджень найбільший вплив на формування врожаю коренеплодів мали фактори удобрення (36,5%) і гібрид (20,6%). Частка впливу погоди становила 12,7%.

технологічні показники якості коренеплодів буряка цукрового і можливий збір цукру. якість коренеплодів буряка цукрового оцінюється не тільки за цукристістю і збором цукру з одиниці площі посіву, а й за технологічною якістю коренеплодів, що зумовлює заводський вихід цукру і втрати його під час переробки цукросировини на заводі.

Встановлено, що за роки проведення досліджень найбільший вплив на цукристість коренеплодів буряка мала погода (72,4%) і удобрення (6,8%), а також взаємодія цих факторів - 5,4%. Частка впливу гібриду була незначною і становила 2,0%.

Таблиця 7 Вплив удобрення та родючості ґрунту на врожайність коренеплодів гібридів буряка цукрового (2002-2004 рр.), т/га

НІР05 за факторами: 2002 р. А - 2,8; В - 1,0

2003 р. А - 2,2; В - 1,2

2004 р. А - 2,4; В - 1,6

Основним об'єктивним критерієм і кінцевою оцінкою, що враховує врожайність і якість коренеплодів, є заводський вихід цукру з одиниці площі посіву, який відображає та інтегрує дію на рослини буряка цукрового погодних умов і агротехнічних прийомів, в тому числі удобрення. Залежно від удобрення і гібриду заводський вихід цукру в середньому за роки досліджень становив 4,05-6,37 т/га (табл. 8). При цьому слід зазначити, що за низьких доз внесення добрив у сівозміні істотної різниці між гібридами не виявлено, тоді як за високого рівня родючості ґрунту і удобрення перевагу мали гібриди закордонної селекції Аріана і Крістелла.

Однією з найважливіших характеристик гібриду є його адаптивна пластичність, тобто здатність реалізувати генетичний потенціал у відповідь на зміну дії факторів навколишнього природного середовища. Встановлено, що найвищі показники екологічної пластичності щодо збору цукру мали гібриди буряка цукрового Аріана - 1,12, Крістелла - 1,03, Ленора - 1,03. дещо нижчі показники були у гібридів Український ЧС-70 - 0,99, Уманський ЧС-90 - 0,94, КВ-бар - 0,87.

Таблиця 8 Вплив тривалого (з 1964 р.) застосування добрив у польовій сівозміні на збір товарного цукру з коренеплодів гібридів буряка цукрового (2002-2004 рр.), т/га

Економічна та енергетична ефективність вирощування гібридів буряка цукрового ЗА тривалого застосування добрив у сівозміні

Виробничі витрати при вирощуванні різних гібридів буряка цукрового залежно від варіанту удобрення змінювалися в діапазоні від 630,0 до 2187,0 грн/га і залежали від вартості добрив, урожайності, витрат на збирання врожаю та його транспортування. Найбільший умовно чистий прибуток від використання добрив - 3957 грн/га отримано в гібриду Крістелла у варіанті удобрення з внесенням на 1 га площі сівозміни 13,5 т гною + N68P101K54.

Умовний рівень рентабельності витрат на добрива в усіх гібридів був найвищим за низьких доз добрив органо-мінеральної системи удобрення (гній 4,5 т + N23P34K18). Зокрема у гібриду Аріана він становив 126%, Крістелла - 117, Уманський ЧС-90 - 186%.

Коефіцієнт ефективності використання енергії у варіантах досліду становив 0,7 - 1,8 і був найнижчим за органічної системи удобрення, що пояснюється високими дозами внесення гною.

за роки досліджень найвища окупність 1 кг діючої речовини добрив урожаєм майже у всіх гібридів спостерігалась за першого рівня органо-мінеральної системи удобрення (гній 4,5 т + N23P34K18) і була в межах 19 - 23 кг коренеплодів або 1,87 - 4,25 кг товарного цукру. При збільшенні доз мінеральних добрив на фоні гною відбувається зниження окупності добрив.

Висновки

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення питання оптимізації живлення рослин буряка цукрового, підвищення його продуктивності та підтримання родючості чорнозему опідзоленого у польовій сівозміні Правобережного Лісостепу України за рахунок тривалого (40-річного) застосування добрив.

1. у результаті тривалого господарського використання ґрунти, які мають однакове генетичне походження, можуть значно різнитися за ефективною родючістю. Сучасні гібриди буряка цукрового мають різну реакцію за продуктивністю на ці зміни.

2. Найкращі умови для формування врожаю гібридів буряка цукрового та ефективного використання добрив у підзоні нестійкого зволоження визначаються рівнем вологозабезпеченості рослин, особливо в період інтенсивного наростання маси коренеплодів і накопичення в них цукру. наростання маси гички і коренеплоду гібридів буряка цукрового визначається рівнем живлення рослин і найбільший вплив його простежується в роки з кращими умовами зволоження.

3. тривале застосування добрив у сівозміні не сприяло підвищенню вмісту гумусу в ґрунті. Однак застосування їх у високих дозах (варіант Гній 13,5 т + N68P101K54) протягом 40 років забезпечувало збереження його на висхідному рівні. Кислотність ґрунту при цьому підвищилась, порівняно з вихідною (рНKCl.= 6,2), на 1,6 одиниць. максимальна кислотність ґрунту була в сівозміні з тривалим внесенням лише мінеральних добрив у дозі N135P135K135 на 1 га площі сівозміни - pHKCl = 4,6.

4. залежно від погодних умов, доз добрив і родючості ґрунту запаси азоту мінеральних сполук у шарі чорнозему опідзоленого 0-160 см на початку вегетації буряка цукрового змінюються від 233,5 до 431,9 кг/га. для отримання врожайності коренеплодів на рівні 55 - 60 т/га його запаси перед сівбою в цьому шарі ґрунту повинні становити 400 - 430 кг/га. внесення високих доз добрив (N90-135P90-135K90-135) за мінеральної, органічної та органо-мінеральної системи удобрення протягом тривалого часу не сприяє накопиченню в ґрунті азоту сполук, що лужногідролізуються, тому у цих варіантах чорнозем опідзолений відноситься до групи грунтів з низьким рівнем забезпеченості рослин азотом, що вказує на значну роль азотного компоненту в системі удобрення.

5. За високих доз добрив (N135P135K135 на 1 га площі сівозміни) вміст рухомих сполук фосфору і калію в ґрунті збільшується в 2,5-3,5 рази порівняно з контролем, тобто до високого і дуже високого рівня. За низьких доз внесення добрив (N45P45K45) у сівозміні протягом 40 років їх вміст у шарі ґрунту 0-30 см став залежно від системи удобрення підвищеним та середнім.

6. застосування добрив сприяє збільшенню площі листового апарату буряка цукрового як на початку вегетації, так і в подальшому сприяє інтенсивному її наростанню. у варіанті досліду без добрив наростання листової поверхні відбувається повільно. залежно від гібриду буряка цукрового суттєвої різниці в площі листкової поверхні рослин не спостерігається.

7. Добрива знижують вміст сухих речовин в окремих органах буряка цукрового і, особливо, в коренеплодах. зі „старінням” рослин вміст сухих речовин як у їх наземній частині, так і в коренеплодах підвищується. Внесення мінеральних добрив на фоні гною знижує відносний вміст сухої речовини в рослинах гібридів буряка цукрового. найхарактерніше це проявляється у варіанті Гній 13,5 т + N68P101K54. зокрема у гібриду Український ЧС-70 вміст сухої речовини зменшується у гичці та коренеплодах порівняно з контролем (13,5 та 24,5%) на час збирання врожаю відповідно на 0,9 та 1,4 пункти, у гібриду Крістелла відповідно на 1,8 та 2,1 пункти.

8. Застосування добрив сприяє підвищенню загального вмісту азоту в усіх органах рослин буряка цукрового. У фазу змикання листків у міжряддях більш високим вмістом азоту відзначаються листки - 3,38 - 4,65%, в коренеплодах його було значно менше - 1,10 - 1,78% на суху речовину. з віком, по мірі накопичення сухої речовини, відносний вміст азоту в листках і коренеплодах поступово знижує. При збиранні врожаю буряка цукрового вміст азоту в листках становить 2,20 -2,94%, а в коренеплодах 0,84 - 1,27% на суху речовину залежно від гібриду та варіанту удобрення. Аналогічні закономірності спостерігаються і в динаміці вмісту фосфору і калію, проте менш виражені.

9. на формування 1 т коренеплодів і відповідної маси гички буряк цукровий залежно від рівня родючості ґрунту, удобрення і гібриду витрачає N - 3,24 - 5,44, Р2О5 - 0,98 - 1,81 і К2О - 4,67 - 7,32 кг. вплив гібриду на параметри цих показників менш істотні, ніж родючості ґрунту і удобрення.

10. Показники технологічних якостей коренеплодів є одним з досить важливих факторів формування продуктивності буряка цукрового та ефективності добрив. так, їх цукристість у середньому за три роки проведення досліджень на 72,4% залежала від погодних умов, на 6,8 - від удобрення і лише на 2,0% від гібриду.

11. за високих доз застосування добрив у польовій сівозміні (N90-135Р90-135К90-135 на 1 га площі сівозміни) подальше підвищення збору товарного цукру можливе за рахунок такого фактору, як гібрид. За реакцією на удобрення вони утворюють такий спадаючий ряд: Крістелла > Аріана > Уманський ЧС-90 > Український ЧС-70 > Ленора > КВ-бар.

12. тривале (40 років) застосування різних доз добрив і систем удобрення у польовій сівозміні сприяє підвищенню врожайності коренеплодів буряка цукрового на 11,3 - 16,2 т/га, тоді як за рахунок гібриду - на 2,5 - 11,2 т/га залежно від варіанту удобрення. В середньому за роки досліджень частка впливу фактору погоди на цей показник становила 12,7%, гібриду - 20,6 і удобрення - 36,5%.

13. найбільш економічно виправданим є вирощування гібридів буряка цукрового за низьких доз органо-мінеральної системи удобрення в сівозміні (Гній 4,5 т + N23P34K18). При цьому рівень рентабельності від застосування добрив залежно від гібриду становить 81,1 - 128,2%, а окупність 1 кг NPK добрив - 19 - 23 кг коренеплодів. На підвищенні дози добрив краще реагують гібриди Аріана і Крістелла.

14. у гібридів буряка цукрового (Український ЧС-70, Уманський ЧС-90, КВ-бар) коефіцієнт енергетичної ефективності найвищий при внесенні низьких доз добрив (N45P45K45). У гібридів Аріана, Ленора та Крістелла вищим цей показник був у варіантах N135P135K135 та Гній 4,5 т + N23P34K18. Найнижчу енергетичну ефективність мали гібриди буряка цукрового у варіантах із внесенням лише органічних добрив - 0,7 - 1,0.

Рекомендації виробництву

Для збереження родючості чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України, економії енергетичних ресурсів, реалізації потенціалу продуктивності сучасних гібридів буряка цукрового доцільно застосовувати на 1 га площі сівозміни N45-90Р45-90К45-90 у вигляді органічних і мінеральних добрив з внесенням безпосередньо під буряк N30-60Р68-135К15-30 + 15 - 30 т/га гною.

З метою одержання максимального збору цукру з площі посіву буряка на чорноземі опідзоленому з різною родючістю необхідно забезпечити правильний підбір гібриду:

1. На полях з низьким рівнем забезпеченості рослин азотом, підвищеним фосфором і калієм, де насиченість становить N45P45K45 на 1 га площі сівозміни, слід вносити добрива у дозі 15 т/га гною + N30Р68К15 і доцільно висівати гібриди Український ЧС-70, Уманський ЧС-90, Аріана, Крістелла.

2. На ґрунті з середнім рівнем забезпеченості рослин азотом, дуже високим - фосфором і високим - калієм, де насиченість становить N90-135Р90-135К90-135 на 1 га площі сівозміни доцільно висівати гібриди Аріана і Крістелла, які забезпечують на 0,44 - 1,05 т/га вищий збір товарного цукру, ніж інші гібриди (4,91 - 5,52 т/га).

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Вишневська Л.В. Вплив тривалого застосування добрив у польовій сівозміні на врожай і якість гібридів цукрових буряків / Л.В. Вишневська, Г.М. Господаренко // Вісник аграрної науки Причорномор'я: науково-теоретичний фаховий журнал / Миколаївський ДАУ. -- Миколаїв, 2003. -- С. 279--286 (участь у розробці методики досліджень, їх проведення, формулювання висновків, написання статті).

2. Порівняльна оцінка продуктивності та стійкості до хвороб гібридів цукрових буряків різного походження / Л.В. Вишневська, А.О. Яценко, А.В. Моргун, А.М. Сливченко // Зб. наук. пр. Уманського державного аграрного університету. -- Умань, 2003. -- Вип. 56. -- С. 70--76 (розробка теоретичних положень, практична частина, написання статті, висновки - спільно).

3. Вишневська Л.В. Значення гібриду в технології вирощування цукрових буряків / Л.В. Вишневська, А.В. Моргун, В.І. Моргун // Зб. наук. пр. Уманського державного аграрного університету. -- Умань, 2004. -- Вип. 58. -- С. 60--69 (польові й експериментальні роботи, узагальнення результатів, написання статті).

4. Вишневська Л.В. Залежність технологічних показників якості коренеплодів гібридів цукрових буряків від удобрення і погодних умов/ Л.В. Вишневська // Зб. наук. пр. Уманського державного аграрного університету. -- Умань, 2005. -- Вип. 61. -- Ч. 1. -- С. 114--121.

5. Вишневська Л.В. Вплив тривалого удобрення в сівозміні на родючість чорнозему опідзоленого та продуктивність гібридів буряка цукрового // Зб. наук. пр. Уманського державного аграрного університету. -- Умань, 2009. -- Вип. 70. -- Ч. 1: Агрономія. -...