Оптимізація мінерального живлення та удобрення пивоварного ячменю у Правобережному Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет біоресурсів і природокористування України

УДК: 631.8:633.16“321”(477.41)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Оптимізація мінерального живлення та удобрення пивоварного ячменю у Правобережному Лісостепу України

06.01.04 - агрохімія

Білєра Наталія Миколаївна

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Національному університеті біоресурсів і природокористування України Кабінету Міністрів України

Науковий керівник ? доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН 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, заслужений працівник освіти України Власенко Микола Юхимович, Київський обласний інститут післядипломної освіти педагогічних кадрів, професор кафедри педагогічної майстерності

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Корсун Світлана Георгіївна, ННЦ "Інститут землеробства УААН", провідний науковий співробітник лабораторії агроекології та аналітичних досліджень

Захист відбудеться “12” червня 2009 р. о 10⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 у Національному університеті біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, Київ, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65

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

Автореферат розісланий “8” травня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради І.В. Логінова

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. За посівною площею та валовим збором зерна у світі ячмінь поступається лише пшениці, рису й кукурудзі (в Україні - тільки пшениці). Це зумовлено його цінністю в продовольчому, зернофуражному й технічному напрямах використання та високим рівнем врожайності. Зі зростанням в Україні попиту на зерно ячменю ярого для виробництва пива актуальним постає питання пошуку шляхів оптимізації умов вирощування пивоварного ячменю та збільшення його частки серед продовольчого. Добрива є одним із основних чинників регулювання продуктивності ячменю, що пов'язано з його морфологією та високим виносом елементів живлення зі зростаючими врожаями, а також є ефективним засобом управління його якістю.

Основним джерелом мінерального живлення рослин є елементи в ґрунті. Внесення оптимальної норми мінеральних добрив та використання мікробних препаратів дозволяє суттєво підвищити вміст рухомих форм елементів живлення й покращити умови росту і розвитку рослин ячменю пивоварного.

У зв'язку з гострою потребою збільшення кількості пивоварного ячменю та обмеженим ареалом його вирощування в Україні виникає необхідність пошуку шляхів управління продуктивністю та показниками якості пивоварного ячменю у конкретних грунтово-кліматичних умовах на основі покращення показників родючості ґрунту, агрохімічної оцінки добрив, оптимізації живлення рослин з урахуванням онтогенезу та сортогенетичних особливостей рослин.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-дослідну роботу за темою дисертаційної роботи було проведено відповідно до наукової теми: “Удосконалення методів діагностики забезпечення сільськогосподарських культур азотом та систем їх азотного живлення в умовах довготривалого стаціонарного досліду” (номер державної реєстрації - 010704583).

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження полягала у підвищенні врожайності зерна пивоварного ячменю та покращення показників його якості шляхом встановлення оптимальних норм азотних добрив та використання мікробного комплексного препарату фосфатмобілізуючої дії.

Для досягнення мети досліджень вирішували такі завдання:

? вивчити вплив мінеральних добрив та післядії органічних і мінеральних добрив у сівозміні на вміст та динаміку рухомих форм елементів живлення в лучно-чорноземному карбонатному ґрунті;

? дослідити дію мінеральних добрив та післядію органічних і мінеральних добрив у сівозміні на біометричні показники, динаміку вмісту елементів живлення в рослинах та елементи структури врожаю ячменю ярого;

? встановити дію безпосереднього внесення мінеральних добрив під ячмінь та післядії органічних і мінеральних добрив у сівозміні на врожайність та якість зерна пивоварних сортів;

? оцінити вплив фосфатмобілізуючого бактеріального препарату на чисельність в лучно-чорноземному карбонатному ґрунті мікроорганізмів, вміст рухомих форм елементів живлення в ґрунті, фосфатний режим ґрунту, врожайність та якість зерна ячменю ярого сорту Вакула;

? визначити економічну, агрохімічну та енергетичну ефективність вирощування ячменю ярого пивоварного сортів Вакула і Аннабель за внесення мінеральних добрив, післядії органічних і мінеральних добрив у сівозміні та застосування фосфатмобілізуючого мікробного препарату.

Обєкт дослідження - агрохімічні процеси в лучно-чорноземному карбонатному грубопилувато-легкосуглинковому на лесовидному суглинку ґрунті та формування врожаю пивоварного ячменю за використання добрив, їхньої післядії та мікробного препарату поліміксобактерину.

Предмет дослідження - агрохімічні показники лучно-чорноземного карбонатного грубопилувато-легкосуглинкового на лесовидному суглинку ґрунту, продуктивність ячменю ярого сортів Вакула та Аннабель, показники якості зерна.

Методи дослідження - польовий дослід, лабораторні та статистичні методи.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в науковому обґрунтуванні оптимізації мінерального живлення пивоварного ячменю високопродуктивних сортів шляхом встановлення норми азотних добрив і строків їхнього внесення для сорту Аннабель та застосування передпосівної обробки зерна бактеріальним препаратом поліміксобактерином для сорту Вакула, що забезпечує отримання сталого високого врожаю зерна без зниження його пивоварних властивостей.

Практичне значення одержаних результатів полягає у встановленні оптимальної норми (60 кг/га) азотних добрив на фоні фосфорно-калійних (P₄₅K₄₅) під ячмінь ярий та доцільності використання бактеризації насіння фосфатмобілізуючим препаратом поліміксобактерином. Виробничу перевірку проведено на площі 62 га в ТОВ “Лотівка Еліт” (Хмельницька обл., Шепетівський р-н, с. Лотівка) та на площі 62 га в ТОВ “Левада” (Хмельницька обл., Шепетівський р-н, с. Чотирбоки).

Особистий внесок здобувача полягає в безпосередній участі у визначенні мети, завдання дослідження, розробці робочої гіпотези, проведенні польових та лабораторних досліджень, математичному і статистичному аналізі отриманих даних, апробації результатів дослідження, формулюванні наукових висновків та написанні роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати досліджень доповідалися, обговорювалися і були опубліковані у матеріалах: науково-практичної конференції молодих вчених і спеціалістів «Інноваційний розвиток систем землеробства та агротехнологій в Україні» (смт. Чабани, 2007 р.); науково-практичної конференції «Проблеми підвищення адаптивного потенціалу системи рослинництва у зв'язку зі змінами клімату» (м. Біла Церква, 2008 р.); Міжнародної науково-практичної конференції молодих вчених, аспірантів та докторантів «Наукові пошуки молоді у третьому тисячолітті» (м. Біла Церква, 2008 р); Міжнародної науково-практичної конференції «Агрохимия и экология: история и современность» (м. Нижній Новгород, 2008 р.); Всеукраїнської наукової конференції молодих учених, присвяченій 110-річчю з дня народження М.М. Шкварука (Умань, 2008 р.); конференції науково-педагогічних працівників, наукових співробітників та аспірантів «Агроекологія та якість продукції рослинництва» (Київ, 2007 р.); Міжнародної науково-практичної конференції з нагоди 100-річчя з дня народження проф. М.Г. Городнього (м. Київ, 2008 р.); щорічно обговорювалися на засіданнях кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна (2007, 2008 рр.).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладено у 10 наукових працях, з них 5 статей, опублікованих у фахових виданнях, та 5 матеріалів конференції.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, 8 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, додатків. Матеріал викладено друкованим текстом на 113 сторінках комп'ютерного набору. Робота містить 45 таблиць, 3 рисунки, 6 додатків. Список літератури нараховує 249 джерел, у т. ч. 45 ? латиницею.

Основний зміст роботи

Ефективність систем удобрення та використання бактеріальних препаратів за вирощування пивоварного ячменю (огляд літератури)

У розділі наводиться огляд літературних джерел вітчизняних та іноземних авторів (Складал В., 1961; Борисонік З.Б., 1975; Коданев И.М., 1964; Гораш О.С., 2005; Маковски Н.,2000; Розстальний В.Є., Яригіна Н.Я., 2000; Федотов В.А., Гончаров С.В., Рубцов А.Н., 2006; Birch C.J., Long K.E., 1990), які відмічають значний вплив добрив та рівня окультуреності ґрунту на врожайність ячменю ярого. Проте збільшення норм азотних добрив за вирощування пивоварного ячменю поряд з підвищенням врожайності може спричинити погіршення його якості. Хоча питанню азотного живлення було присвячено багато робіт (Bulman P., Smith D., 1993; Ellis R., Marshall B., 1998; Кулешов М.Н., Гаджиева Н.М., 2003), введення в землеробство нових високопродуктивних сортів вимагає наукового обґрунтування норм азотних добрив для отримання максимального врожаю зерна з пивоварними показниками. Вчені (Патика В.П., Токмакова Л.М., Асаулко Л.О., 2002) відмічають ефективність використання бактеріальних препаратів під різні сільськогосподарські культури, проте бракує досліджень з впливу застосування фосфатмобілізуючих препаратів на посівах пивоварного ячменю. Отже, аналізуючи наукову літературу, нами було встановлено недостатність висвітлення питань азотного живлення та використання фосфатмобілізуючих бактеріальних препаратів під пивоварний ячмінь, що й спонукало до проведення дослідження з даної проблеми.

Умови та методика проведення дослідження

Дослідження за темою дисертаційної роботи проводили упродовж 2006-2008 рр. в Агрономічній дослідній станції Національного університету біоресурсів і природокористування України у тривалому польовому досліді кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна (атестат УААН № 080 від 2006 р. про надання статусу Національного надбання) та у короткостроковому польовому досліді. Тривалий дослід є 10-пільною зерно-буряковою сівозміною, що освоєна в 1956-1958 рр. Агротехніка вирощування ячменю ярого є загальноприйнятою для Лісостепу України та запланованою до умов господарства. Попередник у тривалому досліді - кукурудза на зерно, у короткостроковому - однорічні трави. Ґрунт дослідної ділянки - лучно-чорноземний карбонатний грубопилувато-легкосуглинковий на лесовидному суглинку. Орний шар характеризувався середнім вмістом гумусу (4,22 %), середнім ступенем забезпечення зернових культур рухомим фосфором (27,1 мг/кг) та обмінним калієм (115 мг/кг); рН водної витяжки - 8,1. Ємність катіонного обміну становила 31,8 мг-екв/100 г.

Для вивчення впливу насичення сівозміни органічними та мінеральними добривами і їхнього поєднання на врожайність пивоварного ячменю та показники його якості було обрано такі варіанти тривалого досліду: 1. Без добрив (контроль); 2. Гній (післядія за насиченості сівозміни 12 т/га) - фон; 3. Фон + Р (післядія за насиченості сівозміни 81 кг/га); 4. Фон + РК (післядія за насиченості сівозміни 166 кг/га); 5. Фон + 1 NPK (післядія за насиченості сівозміни 239 кг/га); 6. Фон + 1,5 NPK (післядія за насиченості сівозміни 358 кг/га); 7. NPK (післядія за насиченості сівозміни 239 кг/га).

Схема короткострокового досліду була складена для встановлення оптимальної норми азоту та доцільності проведення кореневого підживлення на IV етапі органогенезу рослин ячменю ярого. Схема досліду включала такі варіанти: 1. P₄₅K₄₅ - фон; 2. Фон + N₃₀; 3. Фон + N₆₀; 4. Фон + N₉₀; 5. Фон + N₃₀ + N₃₀ у кореневе підживлення на IV етапі органогенезу; 6. Фон + N₆₀+ N₃₀ у кореневе підживлення на IV етапі органогенезу.

Площа посівної ділянки тривалого досліду - 175 м², облікової - 100 м²; короткострокового - відповідно 72 м² та 50 м². Повторність тривалого досліду - триразова, короткострокового - чотириразова. Розміщення варіантів обох дослідів систематичне. Післядію добрив та ефективність препарату поліміксобактерин у тривалому досліді вивчали за вирощування сорту ячменю ярого Вакула (оригінатор - Селекційно-генетичний інститут УААН, Україна), дію мінеральних добрив у короткостроковому досліді - за вирощування ячменю ярого сорту Аннабель (оригінатор - фірма “Заатен Юніон”, Німеччина).

У тривалому досліді добрива під ячмінь безпосередньо не вносили. В короткостроковому досліді з мінеральних добрив використовували аміачну селітру (ГОСТ 2-85), суперфосфат простий гранульований (ГОСТ 5956-78), калій хлористий (ГОСТ 4568-95), які вносили восени в основне удобрення та у кореневе підживлення на IV етапі органогенезу згідно із схемою.

Для передпосівної бактеризації посівного матеріалу ячменю ярого використовували бактеріальний препарат комплексної дії поліміксобактерин (виробник - Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН, м. Чернігів), що містить у собі Bacillus polymyxa - штам бактерій фосфатмобілізуючої дії (5 млрд шт./1 г). На гектарну норму насіння використовували 3,35 л робочого розчину, що містив 150 мл препарату, розведеного у 3,2 л води.

Відбір i підготовку зразків ґрунту (з глибини 0-25 та 25-50 см) та рослин проводили за загальноприйнятими в агрохімії методиками в основні фази росту і розвитку рослин ячменю ярого: кущення, вихід у трубку, колосіння та повна стиглість. За дату настання кожної фази розвитку приймали день, коли 75 % рослин вступали в неї. Зразки ґрунту відбирали та проводили підготовку до аналізів згідно з ГОСТ 28168-89 та ДСТУ ISO 11464-2001. Впродовж періоду вегетації ячменю ярого проводили фенологічні спостереження за ростом і розвитком рослин.

Лабораторні аналізи проводили в сертифікованій лабораторії якості ґрунтів, добрив та продукції рослинництва кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна Національного університету біоресурсів і природокористування України (атестат акредитації № UA 6.001.Н.326) та Інституті сільськогосподарської мікробіології УААН (м. Чернігів).

У зразках ґрунту визначали: вміст вологи - гравіметричним методом (ДСТУ ISO 11465-2001); загальний вміст гумусу за методом І.В. Тюріна (ДСТУ 4289:2004); вміст амонійного азоту - фотоколориметричним методом з використанням реактиву Несслера (ГОСТ 26489-85); вміст нітратного азоту - іонометричним методом (ГОСТ 26951-86); вміст рухомих сполук фосфору і обмінного калію в одній витяжці за методом Мачигіна в модифікації ЦІНАО (ДСТУ 4114-2002) з наступним визначенням фосфору - колориметрично, а калію - на полуменевому фотометрі; pH водне - потенціометричним методом (ДСТУ ISO 10390-2001); ємкість катіонного обміну - з використанням розчину хлориду барію (ДСТУ ISO 11260-2001).

У сухих зразках рослин ячменю ярого визначали: вміст загального азоту, фосфору і калію після мокрого озолення за методом К. Гінзбург та ін.: азоту - фотоколориметричним методом з використанням реактиву Несслера; фосфору - фотоколориметрично за методом Деніже в модифікації А. Левицького; калію - за допомогою полуменевого фотометра.

Визначення структури врожаю ячменю ярого проводили за Майсуряном. У зерні визначали вміст сухої речовини термогравіметричним методом (ГОСТ 13586.5-93), масу 1000 зерен - за ГОСТ 10842-89, натуру зерна - за ГОСТ 10840-64, вміст білка в зерні - методом інфрачервоної спектроскопії на приладі Infratek 1225, вміст крохмалю - поляриметрично - за ГОСТ 10845-98, здатність до проростання - за ГОСТ 10968-88.

Математичну та статистичну обробку даних проводили методом дисперсійного аналізу за Б.О. Доспєховим із використанням програм Agrostat та Excel. Економічну оцінку ефективності застосування добрив під ячмінь ярий розраховували за цінами, середніми у роки проведення досліджень; енергетичну оцінку застосування добрив розраховували згідно з методикою Ю.О. Тараріко та ін. (2005 р.).

Метеорологічні умови 2006 і 2008 рр. були сприятливі для отримання високих врожаїв зерна ячменю ярого з пивоварними показниками. За період вегетації у 2007 р. кількість опадів була значно нижчою за середні багаторічні дані, а також мало місце зниження температури у фазу сходів та значне підвищення її у період наливання зерна, що позначилось на урожайності.

Вплив застосування добрив на вміст макроелементів в лучно-чорноземному карбонатному грунті

Внесення в сівозміні добрив сприяло покращенню поживного режиму лучно-чорноземного карбонатного ґрунту протягом усього періоду вегетації рослин ячменю ярого, помітно впливаючи на вміст мінеральних форм азоту, рухомого фосфору та обмінного калію.

Дослідження, проведені у тривалому досліді свідчать, що найвищий рівень забезпеченості зернових культур елементами живлення досягнуто за багаторічного сумісного внесення у сівозміні органічних (післядія за насиченості сівозміни гноєм 12 т/га) та мінеральних (післядія за насиченості сівозміни NPK 358 кг/га) добрив (табл. 1). У фазу кущення вміст мінерального азоту в орному шарі ґрунту становив 61,0 мг/кг, за показника у контролі 46,5 мг/кг; рухомого фосфору - 138 мг/кг ґрунту за вмісту у контролі 31,6 мг/кг. Вміст обмінного калію підвищувався з 95,0 мг/кг у контролі до 168 мг/кг в орному шарі ґрунту.

Безпосереднє внесення азотних добрив на фоні фосфорно-калійних у короткостроковому досліді за вирощування ячменю ярого також сприяло підвищенню вмісту рухомих елементів живлення в ґрунті, що пов'язано з надходженням їх з добривами та є наслідком взаємодії останніх з ґрунтом. На початку вегетації ячменю ярого (фаза кущення) найбільший вміст мінеральної форми азоту (табл. 2) був за внесення N₉₀ в основне удобрення на фоні фосфорно-калійних добрив та становив 54,7 в орному шарі ґрунту та 46,4 мг/кг в підорному, за показників у фоні відповідно 39,3 і 33,1 мг/кг. Внесення N₉₀ на фоні сприяло підвищенню вмісту рухомого фосфору до 63,8 і 45,5 мг/кг відповідно в орному та підорному шарах ґрунту, за вмісту у фоні - 58,2 і 40,6 мг/кг, та обмінного калію - до 161 мг/кг в орному і 125 мг/кг в підорному шарі ґрунту, за показника у фоні - відповідно 131 і 103 мг/кг ґрунту.

мінеральний добриво сівозміна ячмінь

Таблиця 1 - Вплив багаторічного внесення добрив у сівозміні на окремі показники поживного режиму лучно-чорноземного карбонатного ґрунту за вирощування ячменю ярого, фаза кущення (середнє за 2006-2008 рр.)

Таблиця 2 - Вплив норм та строків внесення азотних добрив на фоні фосфорно-калійних на окремі показники поживного режиму лучно-чорноземного карбонатного ґрунту за вирощування ячменю ярого, фаза кущення (середнє за 2006-2008 рр.)

* - в основне удобрення; ** - у кореневе підживлення.

У процесі росту та розвитку рослин ячменю ярого відбувалося поступове зниження вмісту елементів живлення в обох дослідах за рахунок використання їх рослинами.

Хоча за багаторічного внесення полуторної норми мінеральних добрив (358 кг/га NPK на 1 га сівозмінної площі) на фоні післядії гною спостерігали найбільш значне підвищення вмісту рухомих форм елементів живлення в ґрунті, оптимальним було внесення одинарної норми мінеральних добрив на фоні післядії гною. В орному шарі ґрунту вміст мінерального азоту становив 54,5 мг/кг, рухомого фосфору - 109 мг/кг та обмінного калію - 134 мг/кг за вмісту у контролі відповідно 46,5, 31,6 та 35,0 мг/кг. За такої забезпеченості зернових культур елементами живлення склалися оптимальні умови росту та розвитку рослин ячменю ярого і не спостерігали вилягання посівів.

ВПЛИВ ДОБРИВ НА ОСНОВНІ БІОМЕТРИЧНІ ПОКАЗНИКИ РОСЛИН ЯЧМЕНЮ ЯРОГО

Внесення добрив під ячмінь ярий та післядія органічних і мінеральних добрив суттєво впливають на ріст і розвиток рослин. У фазу кущення рослини з варіанту Фон + 1,5 NPK (післядія за насиченості сівозміни 358 кг/га) були вищими на 11,8 см за тих, що вирощувались без внесення добрив. Але найбільша висота рослин - це ще не запорука гарного врожаю, оскільки у випадку з пивоварними сортами ячменю переростання рослин та вилягання не допускається. По мірі росту та розвитку ячменю перевага рослин з варіантів внесення добрив в сівозміні, особливо азотних, була все більш помітною. У короткостроковому досліді відмічали відставання у рості ячменю за внесення лише фосфорно-калійних добрив. Між варіантами з внесення різної кількості азотних добрив достовірної різниці у висоті не відмічали.

Добрива стимулюють накопичення рослинами ячменю ярого сухої речовини. Найбільшу її кількість спостерігали за внесення в сівозміні полуторної норми мінеральних добрив на фоні органічних, що становила від 2,4 т/га у фазу кущення до 13,1 т/га при збиранні, в той час як у контролі цей показник був відповідно 1,0 та 6,1 т/га.

Встановлено значний вплив прямої дії азотних добрив на накопичення рослинами ячменю ярого сорту Аннабель сухої речовини упродовж періоду вегетації (рис. 1).

Рис. 1. Залежність накопичення сухої речовини рослинами від норм азотних добрив у різні фази росту та розвитку ячменю ярого сорту Аннабель (середнє за 2006-2008 рр.):

* - в основне удобрення; ** - у кореневе підживлення.

У фазу кущення не спостерігали значної різниці в кількості накопиченої сухої речовини, яка становила у різних варіантах у межах 1,11-1,65 т/га. В процесі росту та розвитку відмічали переважання кількості сухої речовини у варіанті з внесення N₆₀ на фоні P₄₅K₄₅ на 46 % у фазу виходу в трубку та на 92 % у фазу повної стиглості, за абсолютних показників відповідно 4,07 та 9,66 т/га. Основна роль азотних добрив у накопиченні сухої речовини полягає в суттєвому збільшенні вегетативної маси. Хоча вміст вологи у рослинах за посиленого азотного живлення був вищий, ніж за фосфорно-калійного.

Кількість накопиченої за період вегетації сухої речовини майже завжди тісно корелює із врожайністю зерна. В наших дослідах у середньому за три роки коефіцієнти кореляції становили 0,932-0,993 у тривалому досліді та 0,514-0,997 у короткостроковому залежно від фази росту та розвитку ячменю.

Таким чином, як безпосереднє внесення азотних добрив, так і їхня післядія сприяли інтенсифікації процесу накопичення сухої речовини посівами ячменю, а високі коефіцієнти кореляції між її вмістом та кількістю вирощеного зерна дозволяють використовувати цей показник для прогнозування врожайності.

Вплив добрив на динаміку накопичення макроелементів рослинами ярого ячменю

Систематичне внесення добрив у сівозміні сприяло підвищенню виносу азоту, фосфору та калію рослинами ячменю ярого. Нами було визначено накопичення азоту в 100 сухих рослинах, та встановлено, що найбільша його кількість була за внесення полуторної норми мінеральних добрив на фоні післядії гною і становила від 3,01 г/100 сухих рослин у фазу кущення до 7,58 г у фазу колосіння порівняно із відповідно 1,15 та 2,63 г у контролі. У цьому ж варіанті був і найвищий вміст у досліді фосфору та калію і становив відповідно 0,79 та 2,46 г/100 сухих рослин.

Внесення різних норм азотних добрив впливає на зміну величини накопичення азоту рослинами ячменю ярого. Найвищим у фазу виходу в трубку винос азоту був за внесення 60 кг азоту на фоні фосфорно-калійного удобрення і становив 1,88 г/100 сухих рослин за показника у фоні 1,46 г/100 сухих рослин. Підвищення норми азоту до 90 кг/га не призвело до збільшення його виносу рослинами ячменю упродовж періоду вегетації, оскільки відбулося порушення балансу між основними елементами живлення. За умов значного переважання кількості азотних добрив порівняно з фосфорними та калійними, проявляється їхня токсична дія на рослини.

Найбільшу кількість азоту, фосфору та калію було винесено за внесення полуторної норми мінеральних добрив на фоні післядії гною, але це не призвело до значного підвищення врожайності, порівняно з внесенням одинарної норми та сприяло погіршенню показників якості зерна.

Вплив добрив на врожай та показники якості ячменю Ярого

Систематичне внесення добрив у сівозміні сприяло суттєвому підвищенню врожайності зерна ячменю ярого сорту Вакула. Найвищою вона була у варіанті Фон + 1,5 NPK (післядія за насиченості сівозміни 358 кг/га) і становила в середньому 6,95 т/га, проте, у всі роки досліджень відмічалось вилягання рослин ячменю, що неприпустимо для пивоварних сортів. Оптимальним для отримання стабільного врожаю пивоварного ячменю було внесення в сівозміні одинарної норми мінеральних добрив (післядія за насиченості сівозміни NPK 239 кг/га) на фоні органічних (післядія гною за насиченості 12 т/га ) та без гною за врожайності в середньому за три роки відповідно 5,61 та 5,68 т/га.

Внесення азотних добрив у складі повного мінерального в сівозміні сприяло підвищенню вмісту білка в зерні. У всі роки проведення дослідження оптимальним для виготовлення пива його вміст був у варіанті внесення в сівозміні одинарної норми (післядія за насиченості сівозміни NPK 239 кг/га) в сівозміні на фоні органічних (післядія гною за насиченості 12 т/га) і коливався у межах 9,8-11,3 %. Вміст крохмалю та здатність до проростання детермінувались сортовими особливостями і були в межах допустимих норм у всіх варіантах та роках дослідження. Крупність та натура зерна були вищими за внесення добрив у сівозміні, особливо фосфорних та калійних.

Серед норм азоту, що досліджувались на фоні фосфорно-калійного удобрення (P₄₅K₄₅) під ячмінь ярий сорту Аннабель у короткостроковому досліді (табл. 3) оптимальним було внесення N₆₀ одноразово в основне удобрення, що дозволило отримати в середньому за три роки 5,34 т/га.

Таблиця 3 - Вплив норм та строків внесення азотних добрив на врожайність та окремі показники якості ячменю ярого сорту Аннабель на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті

* - в основне удобрення; ** - у кореневе підживлення.

Найвища врожайність ячменю ярого за роками дослідження була у 2008 р., що обумовлено найбільш сприятливими погодними умовами. Внесення азотних добрив у кореневе підживлення в грунтово-кліматичних умовах території проведення дослідження не мало суттєвого позитивного впливу на продуктивність ячменю та погіршувало пивоварні показники ячменю у посушливі роки внаслідок підвищення вмісту білка в зерні.

Внесення азоту в нормі 60 кг/га на фосфорно-калійному фоні сприяло отриманню зерна з оптимальним для пивоварного ячменю вмістом білка - 10,7 %. Внесення азоту не погіршувало інші показники якості зерна ячменю сорту Аннабель, які, в основному, визначались сортовими особливостями.

Вплив бактеріального препарату поліміксобактерину на ПОКАЗНИКИ родючОстІ грунту, врожай та якість пивоварного ячменю

Внесення бактеріального препарату фосфатмобілізуючої дії поліміксобактерину на лучно-чорноземних карбонатних ґрунтах є одним із шляхів оптимізації живлення рослин ячменю ярого. У критичну щодо забезпечення рослин ячменю основними елементами живлення фазу (вихід у трубку) на фоні післядії органічних та мінеральних добрив від бактеризації насіння поліміксобактерином вміст мінерального азоту збільшився на 2,5 мг/кг, рухомого фосфору - на 9,2 та обмінного калію - на 7,0 мг/кг.

Бактеризація насіння ячменю сприяла підвищенню вмісту рихлозв'язаних фосфатів (табл. 4) в орному шарі ґрунту в середньому за 2007-2008 рр. на 1,3 мг/кг у контролі та на 2,7 мг/кг у варіанті з внесення у сівозміні органічних та мінеральних добрив.

Застосування мікробного препарату поліміксобактерину сприяло збільшенню кількості бактерій, що засвоюють мінералофосфати (табл. 5). Найбільший ефект від поліміксобактерину спостерігали у варіанті із сумісним внесенням у сівозміні органічних та мінеральних добрив, за якого їхня кількість зросла з 6,4 до 9,4 млн КУО/г а.с.г. Достовірного збільшення кількості бактерій, що засвоюють органофосфати, в цей період не відмічали. До фази повної стиглості при застосуванні поліміксобактерину у варіанті без добрив та за мінеральної системи удобрення мало місце підвищення в два рази кількості бактерій, що засвоюють мінералофосфати. Кількість бактерій, що засвоюють органофосфати, зросла в динаміці у всіх варіантах досліду.

Застосування поліміксобактерину сприяло збільшенню кількості сухої речовини у фазу кущення на 26 % за мінеральної та на 55 % за органо-мінеральної системи удобрення в сівозміні.

Критичною фазою щодо умов живлення для ячменю ярого є вихід у трубку. Абсолютні значення накопичення рослинами азоту за використання поліміксобактерину збільшувалися в усіх варіантах удобрення та без внесення добрив, проте варіювала його частка від найбільшої кількості. У фазу виходу в трубку у варіанті без добрив вона знизилась з 35 до 34 %, а за внесення мінеральних та органо-мінеральних добрив у сівозміні зросла відповідно з 40 та 38 % до 47 і 49 %, що є реакцією рослини на покращення умов живлення та необхідність накопичувати більше азоту для забезпечення нормальної роботи фотосинтетичного апарату. Щодо виносу фосфору та калію, то спостерігали аналогічну ситуацію, крім внесення в сівозміні мінеральних добрив, де при підвищенні виносу калію з 2,48 до 2,65 г/100 сухих рослин, частка від загального його виносу знизилась з 81 до 77 %.

Таблиця 4 - Вплив поліміксобактерину на фракційний склад мінеральних сполук фосфору орного шару лучно-чорноземного карбонатного ґрунту (середнє за 2007-2008 рр.)

Таблиця 5 - Вплив поліміксобактерину на загальну кількість фосформобілізуючих бактерій лучно-чорноземного карбонатного ґрунту, млн КУО/г а.с.г. (2008 р.)

Оптимізація мінерального живлення шляхом застосування мікробіологічного препарату поліміксобактерину сприяла значному підвищенню урожайності зерна ячменю. За внесення лише мінеральних добрив у сівозміні застосування поліміксобактерину сприяло отриманню додатково 0,66 т/га зерна (табл.6), а мінеральних та органічних - 0,90 т/га або відповідно 12 та 16 %. В роки з достатнім (2006 та 2008 рр.) зволоженням ефективність препарату була значно вищою за посушливі (2007р.).

Таблиця 6 - Вплив поліміксобактерину на врожайність ячменю ярого сорту Вакула на фоні внесення добрив у сівозміні на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті

Щодо різниці його дії на фоні внесення добрив в сівозміні та без їхнього застосування, то вона пояснюється, головним чином, підвищеною реакцією рослин, що вирощуються у контролі, на покращення поживного режиму ґрунту. За систематичного внесення мінеральних та органічних добрив вміст основних елементів живлення в ґрунті достатньо високий і незначне його підвищення не має значного впливу ріст та розвиток рослин, а лише оптимізує умови їхнього живлення.

На показники якості суттєвого впливу застосування поліміксобактерину не мало, крім зниження вмісту білка в зерні на фоні внесення у сівозміні NPK (післядія за насиченості 239 кг/га) у 2007 та 2008 р., коли з 11,5 % він знизився відповідно до 11,1 та 9,6 %.

Енергетична, агрохімічна та економічна ефективність вирощування пивоварного ячменю на лучно-чорноземному карбонатому грунті

Внесення оптимальної кількості добрив та їхня післядія сприяють підвищенню енергетичної, економічної та агрохімічної ефективності.

Систематичне внесення органічних та мінеральних добрив у сівозміні є економічно вигідним заходом. Найвищий рівень рентабельності (272 %) був у варіанті Фон + 1 NPK (післядія за насиченості сівозміни 239 кг/га) за вирощування ячменю ярого сорту Вакула. Найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності був у варіанті Фон + 1,5 NPK (післядія за насиченості сівозміни 358 кг/га) та становив відповідно 9,5 та 20,3 на основну та побічну продукцію.

Найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності за вирощування ячменю ярого сорту Аннабель було отримано за внесення N₆₀ одноразово на фоні P₄₅K₄₅, а найнижчий - за внесення N₉₀ одноразово на фоні P₄₅K₄₅, що становили відповідно 5,3 та 4,1 на основну продукцію і 11,8 та 8,8 на основну та побічну продукцію.

Найбільш економічно вигідним за вирощування пивоварного ячменю сорту Аннабель є внесення N₆₀ одноразово на фоні P₄₅K₄₅, за якого можливо отримати максимальний в досліді умовно-чистий дохід (4092 грн/га) та максимальний рівень рентабельності (177 %).

Найвищі у короткостроковому досліді показники агрохімічної оцінки за вирощування ячменю ярого отримали за внесення N₃₀ та N₆₀ в основне удобрення на фоні P₄₅K₄₅: окупність 1 кг азотних добрив приростом врожаю становила відповідно 40,1 та 37,4 кг зерна, а фондоємкість - відповідно 24,9 та 26,8 кг азотних добрив на 1 т зерна.

Застосування поліміксобактерину є енергетично вигідним заходом. Коефіцієнт енергетичної ефективності за використання поліміксобактерину на фоні внесення в сівозміні органічних та мінеральних добрив зріс з 8,1 до 9,9.

Поліміксобактерин є ефективним засобом зниження собівартості та підвищення рівня рентабельності. Застосування його на фоні сумісного внесення в сівозміні органічних та мінеральних добрив дозволило знизити собівартість зерна з 296 до 258 грн/т та підвищити рівень рентабельності з 272 % до 327 %.

Висновки

У дисертаційній роботі висвітлено питання оптимізації мінерального живлення та удобрення пивоварного ячменю у Правобережному Лісостепу України шляхом внесення різних норм й у різні строки азотних добрив на фоні фосфорно-калійних та за використання бактеріального препарату поліміксобактерину на фоні систематичного внесення добрив у сівозміні.

1. Систематичне внесення одинарної норми мінеральних добрив (післядія за насиченості сівозміни 239 кг/га) на фоні органічних у 10-пільній зерно-буряковій сівозміні на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті сприяло отриманню залежно від погодних умов року від 4,23 до 7,15 т/га зерна ячменю ярого сорту Вакула з високими пивоварними показниками. Подальше підвищення норми добрив призвело до втрат врожаю, пов'язаних з виляганням посівів.

2. Внесення 60 кг/га азоту в основне удобрення на фоні P₄₅K₄₅ сприяло отриманню в середньому за 2006-2008 рр. 5,34 т/га зерна ячменю ярого сорту Аннабель з добрими пивоварними властивостями. Підвищення норми азоту до 90 кг/га виявилось недоцільним, оскільки обумовило вилягання і зниження урожайності зерна.

3. За систематичного внесення мінеральних добрив (за насичення сівозміни NPK 239 кг/га) в середньому за три роки від застосування поліміксобактерину було отримано додатково 0,7 т/га або 12 %, а за сумісного внесення органічних (насичення сівозміни гноєм 12 т/га) та одинарної норми мінеральних (насичення сівозміни NPK 239 кг/га) - 0,9 т/га або 16 %. Проте найвищою ефективність даного препарату була у варіанті без внесення добрив - 1,0 т/га або 31 %.

4. За внесення одинарної норми мінеральних (післядія за насичення сівозміни NPK 239 кг/га) на фоні органічних (післядія за насичення сівозміни гноєм 12 т/га) добрив вміст білка в зерні ячменю був оптимальним для пивоваріння і коливався у межах 9,8-11,3 %. Збільшення норми внесення мінеральних добрив призвело до отримання зерна з підвищеним вмістом білка, яке може бути використано для годівлі тварин.

5. Застосування помірних (30-60 кг/га) доз азотних добрив в основне удобрення за вирощування ячменю ярого сорту Аннабель сприяє отриманню зерна з високими пивоварними властивостями та вмістом білка в середньому за 2006-2008 рр. на рівні 10,4-10,7 %. Внесення азоту не знижувало інші показники якості зерна ячменю сорту Аннабель, які, в основному, детермінувалися сортовими особливостями.

6. Тривале систематичне застосування органічних та мінеральних добрив в сівозміні сприяє покращенню поживного режиму ґрунту. У варіантах Фон + 1,5 NPK (післядія за насиченості сівозміни 358 кг/га) та Фон + 1 NPK (післядія за насиченості сівозміни 239 кг/га) у фазу кущення в орному шарі ґрунту вміст мінерального азоту достовірно підвищувався до відповідно 61,0-54,5 мг/кг, рухомого фосфору - до 138-109 мг/кг та обмінного калію - до 168-134 мг/кг за вмісту у контролі відповідно 46,5, 31,6 та 35,0 мг/кг.

7. Внесення азотних добрив на фоні фосфорно-калійних сприяло покращенню не лише азотного, а й фосфорного та калійного режиму ґрунту. Так, у фазу колосіння за внесення N₆₀ в основне удобрення на фоні P₄₅K₄₅ вміст мінерального азоту в орному шарі підвищується до 30,8 мг/кг, рухомого фосфору - до 50,1 мг/кг та обмінного калію - до 107 мг/кг за вмісту у контролі відповідно 21,9, 43,6 та 92,4 мг/кг.

8. Бактеризація насіння ячменю сприяла підвищенню вмісту рихлозв'язаних фосфатів в орному шарі в середньому за 2007-2008 рр. на 1,3 мг/кг у контролі та на 2,7 мг/кг у варіанті сумісного внесення органічних (насичення сівозміни гноєм 12 т/га) і одинарної норми мінеральних (насичення сівозміни NPK 239 кг/га).

9. Добрива стимулювали накопичення рослинами ячменю ярого сухої речовини. Найбільшу її кількість спостерігали за внесення в сівозміні полуторної норми мінеральних (післядія за насичення сівозміни NPK 358 кг/га) добрив на фоні органічних (післядія гною за насиченості сівозміни 12 т/га), що становила від 2,4 т/га у фазу кущення до 13,1 т/га при збиранні, за варіювання цього показника у контролі в межах 1,0-6,1 т/га. Коефіцієнти кореляції між кількістю накопиченої сухої речовини та врожайністю зерна становили 0,932-0,993.

10. Найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності за вирощування ячменю ярого сорту Аннабель було отримано за внесення N₆₀ в основне удобрення на фоні P₄₅K₄₅, а найнижчий - за внесення N₉₀ на фоні P₄₅K₄₅, що становив відповідно 5,3 та 4,1 на основну продукцію і 11,8 та 8,8 на основну та побічну продукцію.

11. Найвищий рівень рентабельності від застосування поліміксобактерину був у варіанті сумісного внесення органічних (насичення сівозміни гноєм 12 т/га) та одинарної норми мінеральних (насичення сівозміни NPK 239 кг/га) і становив 327 %.

Рекомендації виробництву

1. Для отримання сталих врожаїв зерна ячменю ярого з пивоварними показниками сорту Аннабель на рівні 5,0 т/га на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті Лісостепу України необхідно вносити 60 кг/га азотних добрив в основне удобрення на фоні Р₄₅К_45.

2. На лучно-чорноземному карбонатному ґрунті за умови доведення насиченості сівозміни мінеральними добривами до 239 кг/га на фоні органічних добрив (післядія за насиченості 12 т/га) для отримання сталого врожаю зерна ячменю ярого сорту Вакула з пивоварними показниками на рівні 6-8 т/га в Лісостепу України доцільно проводити передпосівну бактеризацію насіння мікробіологічним фосфатмобілізуючим препаратом комплексної дії поліміксобактерином у розрахунку 150 мл на гектарну норму.

Список праць, опублікованих за темою дисертації

1. Городній М.М. Вплив 50-річного застосування добрив в зерно-буряковій сівозміні зони Лісостепу на врожайність та якість зерна ячменю ярого / М.М. Городній, Н.М. Білєра // Науковий вісник НАУ. - 2007. - Вип. 116. - С. 155-159 (здобувач отримала експериментальні дані та зробила їх аналіз).

2. Білєра Н.М. Вплив азотних добрив на показники якості пивоварного ячменю сорту Аннабель / Н.М. Білєра // Науковий вісник НАУ. - 2008. - Вип. 118. - С.57-62.

3. 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, підготовила статтю до друку).

4. Городній М.М. Сортові особливості мінерального живлення інтенсивних сортів пивоварного ячменю / М.М. Городній, Н.М. Білєра // Ві...