Ефективність короткоротаційних польових сівозмін в умовах степу України

Размещено на http://allbest.ru

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Ефективність короткоротаційних польових сівозмін в умовах степу України

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

сівозмінний грунт рослинний

Актуальність теми. На сьогодні основним заходом щодо припинення й запобігання розвитку негативних процесів та кризових явищ у землеробстві є науково обґрунтоване розміщення сільськогосподарських культур у сівозмінах, що відкриває додаткові можливості збільшення виробництва якісної сільськогосподарської продукції, зменшення витрат на її отримання та позитивно впливає на стан довкілля.

Зміна форм власності на землю та форм господарювання в нашій країні потребує впровадження сівозмін для господарств, які мають у землекористуванні невелику площу і вузьку спеціалізацію. З'явилась необхідність у перегляді підходів до раціональної структури сільськогосподарських земель. Актуальною за цього стає потреба у впровадженні вдосконалених науково обґрунтованих, економічно та енергетично виправданих, спеціалізованих короткоротаційних сівозмін з оптимальним насиченням, розміщенням та співвідношенням зернових і олійних культур на чорноземах південних Степу України.

Проблемою розробки ефективних сівозмін займаються багато вчених, серед яких Бойко П.І., Єщенко В.О., Лебідь Є.М., Танчик С.П. та Сайко В.Ф. які підготували рекомендації з впровадження найбільш ефективних сівозмін для конкретних ґрунтово-кліматичних умов. Але, на жаль, всі ці питання за умов реформування аграрного сектору економіки і сучасних вимог ринку сільськогосподарської продукції та поглиблення спеціалізації сільськогосподарських підприємств в південному регіоні майже не вивчались, тому проведені дослідження на базі тривалого стаціонарного досліду щодо вирішення цього завдання мають велику наукову і практичну цінність.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Наукові дослідження по темі дисертаційної роботи є складовою частиною науково-дослідної тематики кафедри загального землеробства Одеського державного аграрного університету «Ефективність короткоротаційних польових сівозмін в умовах південного Степу України» (номер державної реєстрації: 0107U003952).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розроблення і вдосконалення науково обґрунтованих короткоротаційних польових сівозмін із різним насиченням, розміщенням та співвідношенням зернових і олійних культур, що забезпечить підвищення і стабілізацію родючості ґрунту, збільшення отримання якісної зернової та олійної продукції за зменшення витрат на її виробництво.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання:

- виявити особливості водного і поживного режимів залежно від насичення короткоротаційних сівозмін сільськогосподарськими культурами;

- встановити значення рослинних решток у формуванні запасів та балансу органічної речовини в ґрунті;

- визначити вплив сівозмінного фактору на фітосанітарний стан ґрунту і посівів у короткоротаційних сівозмінах;

- виявити залежність урожайності та якості продукції сільськогосподарських культур від різного насичення, розміщення і співвідношення їх у короткоротаційних сівозмінах;

- визначити продуктивність короткоротаційних сівозмін залежно від частки провідних сільськогосподарських культур;

- встановити економічну та енергетичну ефективність короткоротаційних сівозмін з різним насиченням, розміщенням і співвідношенням зернових і олійних культур.

Об'єкт дослідження - процес зміни фізичних, агрохімічних і біологічних властивостей чорнозему південного важкосуглинкового на палево-бурому лесі та формування продуктивності короткоротаційних сівозмін з різним насиченням зерновими і олійними культурами.

Предмет дослідження - зернові, олійні культури, короткоротаційні сівозміни, родючість ґрунту, продуктивність, економічна і енергетична ефективність сівозмін.

Методи дослідження: польовий - для визначення впливу агрозаходів на фізичні, агрохімічні та біологічні властивості ґрунту, кількісні показники продуктивності короткоротаційних сівозмін; лабораторний - встановлення кількісних і якісних характерних об'єктів дослідження фізико-хімічними та мікробіологічними методами; порівняльно-розрахунковий - виявлення продуктивності, економічної та енергетичної ефективності короткоротаційних сівозмін; математично-статистичний - встановлення вірогідності отриманих результатів.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у виявленні в умовах Степу України на чорноземах південних важкосуглинкових на палево-бурому лесі впливу різного насичення, розміщення та співвідношення зернових і олійних культур у короткоротаційних польових сівозмінах на родючість ґрунту, урожайність та якість провідних сільськогосподарських культур. На основі результатів агротехнічної та економіко-енергетичної оцінки вперше встановлено найефективніші короткоротаційні сівозміни та науково обґрунтовано їх впровадження у господарствах з вузькою спеціалізацією для зазначеного регіону.

Практичне значення одержаних результатів полягає в обґрунтуванні та розробці рекомендацій виробництву щодо впровадження короткоротаційних польових сівозмін, що дозволить підвищити продуктивність ріллі в умовах фермерських господарств та виробництво сільськогосподарської продукції в цілому.

Результати досліджень пройшли виробничу перевірку у 2005-2007 рр.: у ТОВ „Іскра” с. Полєзне Великомихайлівського району Одеської області на площі 284 га, де урожайність сільськогосподарських культур збільшилась на 15-20%, а економічна ефективність становила 252 грн/га сівозмінної площі чистого прибутку в 2005р.; ТОВ „Маринівське” Березівського району Одеської області на площі 187 га, де отримано в 2005 році 287 грн/га чистого прибутку; ТОВ „Прогрес” с. Павлівка Фрунзівського району Одеської області на площі 235 га, де економічний ефект від впровадження у 2005 році становив 224 грн./га сівозмінної площі чистого прибутку; ТОВ „АФ Основа” Березовського району Одеської області на площі 350 га. Економічний ефект за 2006 р. від впровадження запропонованих заходів склав 310 грн./га сівозмінної площі чистого прибутку та у ПП „Агроальянс-2007” с. Молодіж- не Овідіопільського району Одеської області на площі 90 га, де економічний ефект від впровадження склав 139 грн./га та 100 грн/га сівозмінної площі чистого прибутку у 2007-2008 р.р.

Особистий внесок здобувача полягає в закладанні досліду, проведенні польових та лабораторних досліджень, аналізі і теоретичному обґрунтуванні отриманих результатів, формулюванні висновків та пропозицій виробництву, перевірці одержаних результатів досліджень у виробничих умовах.

Апробація результатів дисертації. Основний зміст та висновки проведених досліджень доповідались на Всеукраїнській конференції „Ринкові відносини в АПК: здобутки, проблеми, перспективи” (Одеса, 16-17 вересня 2003р.), міжнародній науково-практичній конференції „Актуальні проблеми сучасного землеробства” до 100-річчя з дня народження доктора сільськогосподарських наук, професора Лубовського М.П. (Луганськ, 14-16 травня 2003р.), конференції „Шляхи підвищення ефективності землеробства та родючості ґрунтів” (Одеса, 15-17 вересня 2004р.), всеукраїнській науково-практичній конференції „Матеріали Всеукраїнської конференції молодих вчених” до 160 річчя Уманського державного аграрного університету (Умань, 25-26 березня 2004 р.), всеукраїнській науково-практичній конференції Інституту землеробства УААН „Стан земельних угідь та поліпшення їх використання” (Чабани, 2-3 червня 2005 р.), наукових конференціях професорсько-викладацького складу ОДАУ, 2002-2008 рр.

Публікації. Результати експериментальних досліджень висвітлені у 6 друкованих роботах, 4 з яких у фахових наукових виданнях ВАК України, 2 - тези та доповіді на міжнародній науково-практичній конференції.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 190 сторінках комп'ютерного набору, містить 29 таблиць, 13 рисунків і 28 додатків. Складається із вступу, 7 розділів, висновків та рекомендацій виробництву. Список використаних джерел охоплює 260 найменуваннь, у тому числі 19 - латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

СТАН ВИВЧЕННЯ ПРОБЛЕМИ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ НАПРЯМІВ ДОСЛІДЖЕННЯ (огляд літератури)

Проведено аналіз результатів досліджень вітчизняних та зарубіжних науковців з питань збільшення і стабілізації виробництва якісної сільськогосподарської продукції та покращання родючості ґрунту шляхом його раціонального використання. На основі аналізу сучасних літературних джерел відмічено необхідність науково обґрунтованого чергування сільськогосподарських культур у короткоротаційних польових сівозмінах як важливий фактор покращання водного і поживного режиму ґрунту, біологічної активності та агрофізичних властивостей, фітосанітарного стану ґрунту і посівів і, як наслідок, основних показників якості, продуктивності, економічної та енергетичної ефективності вирощування провідних сільськогосподарських культур у різних природно-кліматичних умовах.

УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводили протягом 2001-2004 рр. у довгостроковому стаціонарному польовому досліді в короткоротаційних сівозмінах на дослідному полі агрономічного факультету навчально-дослідного господарства ім. Трофімова Одеського державного аграрного університету Міністерства аграрної політики України.

Територія господарства, згідно прийнятого районування, розташована в Ізмаїльсько-Одеському агроґрунтовому районі степово посушливої агрокліматичної зони України з помірно-континентальним кліматом. Річна температура повітря у середньому становить +9,6 ^°С, сума опадів - 398 мм. Протягом року опади розподіляються нерівномірно.

У цілому погодні умови за роки проведення досліджень складалися сприятливо для росту і розвитку польових культур. Проте складними вони були у 2002 з перевищенням опадів і недобором тепла та критичний 2003 рік, що відзначався різкими перепадами температури в результаті чого вимерзли посіви ріпака та ячменю озимого і вони були пересіяні ярими формами.

Ґрунти дослідної ділянки - чорноземи південні важкосуглинкові на палево-бурому лесі. Орний шар ґрунту має такі характеристики: гумус - 3,48%, рН сольовий - 6,5, сума увібраних основ - 22-24 мг-екв. на 100 г ґрунту, загальний азот - 0,20 %, обмінний калій - 21 мг/100 г сухого грунту, рухомі форми фосфору - 11 мг/100 г сухого грунту.

Зернові та олійні культури вирощували у двох зернопаропросапних та одній зернопросапній чотирипільних короткоротаційних польових сівозмінах (табл. 1) з наступним чергуванням культур: зернопаропросапна 1 (контроль) з насиченням паром чорним до 25,0, зерновими і зернобобовими до 62,5, олійними культурами до 12,5% (пар чорний - пшениця озима - пшениця озима - 0,5 поля соняшник, 0,5 поля ячмінь озимий); зернопаропросапна 2 з насиченням паром чорним до 12,5, зерновими і зернобобовими до 75,0, олійними культурами до 12,5% (0,5 поля пар чорний, 0,5 поля горох - пшениця озима - ячмінь озимий - 0,5 поля соняшник, 0,5 поля пшениця озима); зернопросапна 3 з насиченням зерновими і зернобобовими до 62,5 та олійними культурами до 37,5% (0,5 поля горох, 0,5 поля ячмінь озимий - ріпак озимий - пшениця озима - 0,5 поля соняшник, 0,5 поля пшениця озима).

Таблиця 1 Структура посівних площ короткоротаційних польових сівозмін Одеського державного аграрного університету

Примітка. ^* - ячмінь і ріпак у 2002/2003 рр. пересіяні ярими формами.

За умовний контроль було використано зернопаропросапну сівозміну 1 з найбільш поширеним для степової зони складом і чергуванням культур.

Повторення досліду триразове, розміщення варіантів послідовне. Посівна площа ділянки - 588, облікова - 100 м².

Використовували районовані сорти та гібриди сільськогосподарських культур: пшениця озима - Ніконія, ячмінь озимий - Основа, ячмінь ярий - Сталкер, горох - Дамир 1, соняшник - Одеський 123, ріпак озимий - Горизонт, ріпак ярий - Микитинецький.

Технологія вирощування та система добрив у досліді загальноприйнята і рекомендована для зазначеної зони проведення досліджень (табл.2). Захист рослин від шкідників, хвороб і бур'янів загальноприйнятий і координувався на основі даних спостережень їхнього розвитку відповідно до умов року та ін.

У час закладення і проведення польових дослідів використовували загальноприйняті методики, описані П.Ф.Деревицьким (1962), Б.А.Доспеховим (1979), П.Н.Константиновим (1952), П.Ф.Рокицьким (1973).

Вологість ґрунту визначали термостатно-ваговим методом пошарово, а запаси доступної вологи, сумарне водоспоживання і коефіцієнт водоспоживання - методом спрощеного водного балансу за С.А.Вериго, Л.А.Разумовою (1973). Зразки на вологість ґрунту і запас продуктивної вологи відбирали чотири рази за вегетацію озимих культур (сівба, у фази кущіння, колосіння і повна стиглість) та три рази при вирощуванні ярих (сівба, фази цвітіння та повної стиглості).

Таблиця 2. Система удобрення короткоротаційних польових сівозмін, ОДАУ

* примітка: на 1 т соломи додатково вносили по N₁₀ кг. д. р.

Хімічний аналіз ґрунту визначали відповідно методик: рухомий азот за Тюріним і Кононовою (1957), валовий азот за К?єльдалем (ДСТУ ISO 11261:2001), рухомий фосфор за Чириковим (ДСТУ 4115:2002), обмінний калій за Чириковим (ДСТУ 4115:2002) - двічі за вегетацію.

Облік маси коренів проводили за методикою Н.З.Станкова (1964) безпосередньо перед збиранням. Корені відбирали пошарово за триразовим повторенням відбору зразків.

Післяжнивні рештки обліковували відразу після збирання на площі 1м² у триразовому повторенні. Кількість соломи, отриманої з урожаєм і заробленої в ґрунт, визначали за сноповими зразками.

Збір урожаю проводили у фазу повної стиглості насіння прямим комбайнуванням за допомогою селекційного комбайну Sampo-500. Облік урожаю здійснювали методом суцільного обмолоту всієї площі облікової ділянки. Структуру врожаю визначали за загальноприйнятою методикою держсортвипробування.

Вміст сирого жиру в насінні ріпаку озимого визначали методом знежиреного залишку за А.Н.Лебедянцевим і С.В.Раужковським (1957). У зерні пшениці озимої визначали вміст білка, клейковини, ВДК і числа падання борошна.

Продуктивність сівозмін розраховували за обсягом продукції з 1 га сівозмінної площі, яку перераховували в зернові одиниці за коефіцієнтами В.Д.Гревцова (1991), кормові, кормопротеїнові одиниці та перетравний протеїн за таблицями М.Ф.Томме (1969).

Економічну ефективність окремих культур та сівозмін у цілому проводили в Одеському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України за методикою, розробленою на основі сучасних методів розрахунку економічних показників з використанням технологічних карт та цін і тарифів у період проведення досліджень. Вартість валової продукції визначали в порівняльних цінах, які прийняті на цей час для ведення бухгалтерської звітності, витрати на вирощування продукції - за допомогою технологічних карт та нормативними матеріалами для господарств зазначеної зони. Енергетичну ефективність окремих культур і сівозмін у цілому проводили за методикою енергетичного аналізу сільськогосподарського виробництва О.К.Медведовського і П.І.Іваненка (1988). Математично-статистичну обробку експериментальних даних на основі дисперсійного, кореляційного і регресивного аналізу проводили за методикою Б.А.Доспєхова (1979). Для встановлення суттєвості різниці між варіантами визначали пофакторні значення НІР на 95% рівні значимості.

РОДЮЧІСТЬ ҐРУНТУ В КОРОТКОРОТАЦІЙНИХ ПОЛЬОВИХ СІВОЗМІНАХ ЗАЛЕЖНО ВІД НАСИЧЕННЯ, РОЗМІЩЕННЯ ТА СПІВВІДНОШЕННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

Вміст вологи в грунті під культурами польових сівозмін. В умовах посушливого Степу України водний режим ґрунту формувався залежно від насичення, розміщення та співвідношення культур у короткоротаційних польових сівозмінах. За багаторічними дослідженнями збільшення частки пару чорного до 25,0% у зернопаропросапній сівозміні 1 (контроль) сприяло найбільшому накопиченню загальної та доступної вологи в метровому шарі ґрунту в усі фази розвитку польових культур (у фазу повної стиглості озимих відповідно до 196,2 і 47,8 мм). Поступове її зниження до 188,3 і 39,0 мм відбувалось за зменшення відсотка пару чорного до 12,5% у зернопаропросапній сівозміні 2 і найменший її вміст, який становив 179,3 і 26,8 мм, відмічено за його повної відсутності у зернопросапній сівозміні 3. Зазначена тенденція накопичення загальної та доступної вологи в різних сівозмінах підтверджується й за окремі роки проведення досліджень. Отже, пар чорний дає можливість підтримувати високі та сталі запаси вологи в ґрунті і є добрим попередником для пшениці озимої та наступних культур сівозміни.

Вміст елементів живлення в грунті під культурами короткоротаційних сівозмінах. В умовах посушливого Степу України найкращий поживний режим ґрунту за вмістом нітратного азоту, рухомого фосфору та обмінного калію відмічено у зернопаропросапній сівозміні 1 (контроль) та зернопросапній сівозміні 3, у структурі посівних площ яких є або пар чорний або горох (табл. 3). За багаторічними дослідженнями у короткоротаційній сівозміні з паром чорним до 25,0% накопичення нітратного азоту сягало 4,91 мг/100 г ґрунту, а в зернопросапній сівозміні з горохом до 12,5% отримано найвищі показники рухомого фосфору - 9,02 та обмінного калію - 15,62 мг/ 100 г ґрунту.

Таблиця 3 Вміст елементів живлення у шарі ґрунту 0-40 см на час збирання врожаю в короткоротаційних польових сівозмінах Одеського державного аграрного університету, мг/100 г ґрунту, середнє за 2002-2004 рр.

Істотний вплив на запаси поживних речовин у ґрунті чинять також добрива та погодні умови. В роки з добрим зволоженням і прогріванням ґрунту в полі пару чорного спостерігали накопичення значної кількості нітратного азоту. Таким чином, пар чорний дає можливість підтримувати сприятливий поживний режим у ґрунті, тому йому потрібно надавати великого значення як засобу підвищення культури землеробства.

Баланс органічної речовини в сівозмінах з короткою ротацією. У середньому за роки досліджень найбільше накопичення гумусу при внесенні гною та заробці рослинних решток без урахування внесення соломи (4,39 т/га) було отримано в зернопаропросапній сівозміні 1 (контроль) за рахунок впровадження 25,0 % угноєного пару чорного. За зменшення частки пару у зернопаропросапній сівозміні 2 до 12,5% накопичення гумусу знижується до 3,41, а за повної його відсутності у зернопросапній сівозміні 3 - до 3,05 т/га. Загальні втрати гумусу у всіх короткоротаційних польових сівозмінах спостерігали за рахунок його мінералізації та змиву дрібнозему і коливалися в межах 6,03-7,06 т/га. Від'ємний баланс гумусу при цьому становив від -2,67 до -3,22 т/га. Найменша компенсаційна доза гною, з урахуванням внесення соломи як органічного добрива, (22,8 т/га) була в зернопаропросапній сівозміні 1 (контроль), що зумовлено внесенням гною під пар чорний. Відповідна тенденція спостерігалася і в інших двох сівозмінах: зменшення частки пару чорного призвело до збільшення компенсаційної дози гною на 9,7, а повне виключення пару - на 12,3 т/га. За період першої ротації спостерігається зменшення дефіциту балансу гумусу в середньому по сівозмінах в межах 11,1-16,7%.

Отже, дефіцит гумусу в ґрунті у різних короткоротаційних польових сівозмінах посушливого Степу України має поповнюватись не лише набором, розміщенням і співвідношенням культур, а й шляхом внесення органічних добрив та побічної продукції.

ВПЛИВ СІВОЗМІННОГО ФАКТОРУ НА ФІТОСАНІТАРНИЙ СТАН ПОСІВІВ

Проведені багаторічні дослідження свідчать, що видовий склад бур'янів, їх кількість і вага у різних короткоротаційних польових сівозмінах посушливого Степу України залежали від насичення зерновими і олійними культурами, наявності пару чорного та погодних умов року.

Найменшу забур'яненість відмічено у зернопаропросапній сівозміні 1 (контроль), де кількість бур'янів була в межах 54,0-124,0 шт./м² за їх сухої маси 163,7-426,7 г/м². На початку ротації у 2002 році забур'яненість була найвищою із значним зменшенням у наступних 2003 і, особливо, 2004 рр. Найменшу забур'яненість відмічено у полі пшениці озимої після пару чорного. Така ж тенденція відмічена в посівах ячменю озимимого і соняшнику. В 2004 році такі багаторічні бур'яни, як осот рожевий (Circium аrvense) і березка польова (Convolvulus аrvensis L.) зникли зовсім в усіх полях сівозмін.

Найвищою забур'яненість полів була у зернопросапній сівозміні без пару чорного, де кількість бур'янів сягала 102-282 шт./м² за їх сухої маси 235,2-614,9 г/м². Тут зростала забур'яненість не лише пшениці озимої до 45 шт./м², а й наступних культур сівозміни, у тому числі соняшника - до 19 шт./м². Значно зросла і маса бур'янів, яка у посівах пшениці озимої становила 92,5 г/м², а у посівах соняшника збільшувалась до 58,0 г/м².

Результати обліку бур'янів свідчать про високу залежність забур'яненості посівів від розміщення пшениці озимої після попередників у короткоротаційних польових сівозмінах протягом усіх років досліджень, але найбільшим відхиленням характеризувався не типовий за погодними умовами 2003 рік.

Аналіз результатів обліку бур'янів показав, що після пару чорного їх зменшення було достовірним в усі роки досліджень. Встановлено також позитивну закономірність щодо впливу пару чорного на послідуючі польові культури сівозміни. Звідси можна зробити висновок, що така закономірність може бути доказом необхідності включення до структури посівних площ короткоротаційних сівозмін поля пару чорного. Коли ж пшеницю озиму висівали у зернопросапній сівозміні без пару чорного, забур'яненість посівів різко зростала. Важливим за цього було і те, що поряд із зростанням рівня забур'яненості, різко змінювався і видовий склад бур'янів - зростала частка зимуючих бур'янів, осоту рожевого (Circium аrvense), березки польової (Convolvulus аrvensis L.) та гірчака берізковидного (Polygonum сonvolvulus L.).

Однією з причин збільшення чи зменшення забур'яненості у посівах короткоротаційних сівозмін є наявність одного з лімітуючих факторів землеробства у посушливому Степу - волога. У роки з достатньою зволоженістю кількісний та видовий склад бур'янів збільшувався, а за недостатньої наявності вологи все відбувалось навпаки. У ваговому відношенні спостерігається її зменшення, що зумовлено кращим ростом і розвитком польових культур у короткоротаційних сівозмінах.

Дослідженнями встановлено, що за рівнем забур'яненості експериментальні короткоротаційні сівозміни посушливого Степу України можна поставити у порядку до зменшення: зернопаропросапна 1 (контроль) з наявністю в структурі посівних площ 25,0% пару чорного, зернопаропросапна 2 з 12,5% пару чорного і на останньому місці зернопросапна 3 без наявності пару чорного, де була найвища забур'яненість посівів у кількісному і ваговому вимірах.

УРОЖАЙНІСТЬ КУЛЬТУР І ЯКІСТЬ ПРОДУКЦІЇ У КОРОТКОРОТАЦІЙНИХ СІВОЗМІНАХ

Урожайність сільськогосподарських культур у польових сівозмінах. За результатами порівняльної агротехнічної ефективності короткоротаційних польових сівозмін посушливого Степу України встановлено залежність її показників від структури посівних площ, попередників та погодних умов.

Найвищу врожайність (табл. 4) пшениці озимої (4,25 т/га) отримано у зернопаропросапних сівозмінах 1 (контроль) і 2, де попередником її був пар чорний, який у структурі посівних площ займає відповідно 25,0 і 12,5%. Значно нижчим цей показник був у зернопросапній сівозміні 3 з повторним розміщенням пшениці озимої, що негативно вплинуло на її рівень

яка становила 3,32 т/га. Добрими попередниками пшениці озимої також проявили себе горох та ріпак озимий, які обумовили фактичний урожай за цих варіантів відповідно 3,97 і 3,75 т/га.

Ячмінь озимий та горох значно поступалися пшениці озимій за урожайністю. Кращі результати ці культури забезпечили за вирощування в зернопаропросапній сівозміні 2: ячмінь озимий (3,54 т/га) та горох (2,08 т/га) після пшениці озимої з проявом позитивного впливу пару чорного.

Що стосується олійних культур, то відмічено також позитивний вплив пару чорного на врожайність соняшника у зернопаропросапних сівозмінах 1 (контроль) і 2, яка збільшується відповідно на 0,26 та 0,11 т/га порівняно із зернопросапною сівозміною 3. Ріпак озимий, який вирощували у цій сівозміні, найкраще проявив себе після гороху, де його урожайність отримано 3,51 т/га, що вище на 0,22 т/га порівняно з ячменем озимим.

Таблиця 4 Урожайність сільськогосподарських культур у короткоротаційних польових сівозмінах Одеського державного аграрного університету, т/га, 2002-2004 рр.

За урожайністю зерна пшениці озимої та насіння соняшника найкращою зарекомендувала себе зернопаропросапна сівозміна 1 (контроль) з насиченням пару чорного до 25,0%, зерновими до 62,5 та олійними культурами до 12,5%, де ці показники сягали відповідно 3,92 і 2,64 т/га (рис. 1).

Найменші зазначені показники отримано у зернопросапній сівозміні 3 без пару чорного, які знижувались відповідно до 3,53 і 2,38 т/га.

Зменшення частки пару до 12,5% та збільшення зернових і зернобобових культур у структурі посівних площ до 75,0% за цими показниками займає проміжне місце, але підвищує вихід зерна сівозміни 2до 10,47 т/га, що на 9-24% перевищує інші варіанти.

Якість отриманої продукції. Чинники, які вивчалися в досліді мали істотний вплив на рівень якості продукції зернових і олійних культур та їх попередників у короткоротаційних польових сівозмінах посушливого Степу України.

Найбільший вміст білка (14,3%) і клейковини (28,6%) у зерні пшениці озимої отримано в зернопаропросапній сівозміні 1 (контроль) з повторним розміщенням зазначеної культури після пару чорного, яка в структурі посівних площ займає 50%. Відсутність пару чорного у зернопросапній сівозміні 3 веде до зменшення цих показників відповідно на 1,4 і 4,4%.

Істотний вплив на вміст білка і клейковини в зерні пшениці озимої виявили попередники (табл. 5). Вирощування цієї культури після пару чорного позитивно вплинуло на збільшення вмісту білка і клейковини в зерні, які були найвищими і становили відповідно 15,0 і 30,0%. Найнижчі ці показники отримано у зерні пшениці озимої, яку вирощували після ріпаку озимого і були на 2,4 і 6,4% меншими від кращого варіанту.

Проміжне місце щодо вмісту білка і клейковини у зерні пшениці озимої належить попередникам - гороху, пшениці озимій та ячменю озимому. За числом падання найкращим попередником для вирощування пшениці озимої був пар чорний, де цей показник становив 396,0 с, а найгіршим - пшениця озима, де число падання зменшувалось до 313,5 с.

За роки досліджень найменшу урожайність (насіння соняшника, зерна пшениці озимої) та його якості в різних короткоротаційних чотирипільних сівозмінах південного Степу України отримано у несприятливому 2003 році з перевищенням норм опадів і недобором тепла, незначне підвищення

Таблиця 5 Якість зерна пшениці озимої залежно від попереднику в короткоротаційних польових сівозмінах Одеського державного аграрного університету, середнє за 2002-2004 рр.

відмічено у також несприятливому посушливому 2002 році з різкими перепадами температури та значне її збільшення у сприятливому 2004 році.

ПРОДУКТИВНІСТЬ КОРОТКОРОТАЦІЙНИХ ПОЛЬОВИХ СІВОЗМІН

Узагальнені результати розрахунків продуктивності короткоротаційних польових сівозмін посушливого Степу України показали, що найвищі показники відмічено у зернопросапній сівозміні 3, яка насичена зерновими і зернобобовими культурами до 62,5 і олійними - до 37,5%. Тут отримано зернових одиниць - 4,96 т/га, кормових - 4,49, кормопротеїнових - 4,77 і перетравного протеїну - 0,50 т/га, що відповідно на 46,8, 18,5, 28,9, 38,8% більше, ніж у зернопаропросапній сівозміні 1 (контроль) з найнижчими показниками продуктивності (табл. 6).

Також у цій сівозміні отримано найвищу врожайність олійних культур - 3,06 т/га, що на 13,7 і 18,6% більше, ніж в інших сівозмінах. Це можна пояснити збільшенням питомої частки олійних культур до 37,5% у структурі посівних площ, де ріпак озимий займає 25,0, а соняшник - 12,5% та застосуванням для олійних культур кращих попередників: для соняшника - пшениці озимої, а для ріпаку ярого - гороху та ячменю озимого.

Таблиця 6 Продуктивність короткоротаційних польових сівозмін Одеського державного аграрного університету, середнє за 2002-2004 рр.

За врожайністю ж зернових культур зернопросапна сівозміна 3 поступається зернопаропросапним сівозмінам 1 (контроль) і 2, де попередником пшениці озимої виступає пар чорний, який в структурі посівних площ займає відповідно 25,0 і 12,5%.

За роками досліджень можна зробити висновок про негативний вплив погодних умов несприятливих 2002 і, особливо, 2003 р. на зниження всіх показників продуктивності короткоротаційних польових сівозмін посушливого Степу України з різним насиченням зерновими та олійними культурами.

ЕКОНОМІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ КОРОТКОРОТАЦІЙНИХ ПОЛЬОВИХ СІВОЗМІН

Економічна ефективність сівозмін. За проведення порівняльної економічної оцінки виявлено залежність ефективності короткоротаційних польових сівозмін посушливого Степу України щодо розміщення, насичення та співвідношення зернових і олійних культур та економічних витрат на їх вирощування.

Як показали результати розрахунків (табл. 7), найбільш рентабельною (112,6%) була зернопросапна сівозміна 3 з насиченням зерновими і зернобобовими культурами до 62,5, а олійними - до 37,5%. Ця сівозміна забезпечила найвищий умовно чистий прибуток, що склав 0,92 тис. грн./га за найбільшої вартості валової продукції - 1,70 тис. грн./га., хоча й за найвищих загальних витрат (0,78 тис. грн./га) та собівартості вирощеної продукції (0,29 тис. грн./га). Із збільшенням частки пару чорного до 12,5 і 25,0% в зернопаропросапних короткоротаційних сівозмінах економічні показники набувають тенденції до зниження.

Таблиця 7Економічна ефективність короткоротаційних польових сівозмін Одеського державного аграрного університету, середнє за 2002-2004 рр.

Енергетична ефективність сівозмін. За результатами енергетичної оцінки виявлено залежність ефективності короткоротаційних польових сівозмін посушливого Степу України від насичення, розміщення та співвідношення зернових і олійних культур та енергетичних витрат на їх вирощування.

Найбільш енергетично ефективною була зернопросапна сівозміна 3 з насиченням зерновими і зернобобовими культурами до 62,5, а олійними до 37,5% (табл. 8), де коефіцієнт енергетичної ефективності (Кее) становив 3,02 умовних одиниць. Ця сівозміна забезпечила найбільшу енергоємність (620,9 ГДж/га) за невисоких загальних енергетичних витрат вирощеної продукції (205,3 ГДж/га). Із збільшенням частки пару чорного до 12,5 і 25,0% в зернопаропросапних короткоротаційних сівозмінах енергетичні показники набувають тенденції до зниження.

На теперішній час загострення енергетичної кризи в Україні є досить актуальним і тому насичення короткоротаційних польових сівозмін провідними культурами є надійним заходом не тільки збільшення їх врожайності та продуктивності, а й підвищення енергоємності вирощеної продукції.

За роками досліджень підтверджується тенденція негативного впливу погодних умов несприятливих 2002 і, особливо, 2003 рр. на всі показники економічної та енергетичної ефективності короткоротаційних польових сівозмін посушливого Степу України з різним насиченням зерновими та олійними

Таблиця 8 Енергетична ефективність короткоротаційних польових сівозмін Одеського державного аграрного університету, середнє за 2002-2004 рр.

культурами. Для їх підвищення потрібно застосовувати добрі попередники: для пшениці озимої - горох, для ячменю озимого і соняшника - пшеницю озиму, а для ріпаку озимого - горох та ячмінь озимий.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукових завдань, які виявляються у вдосконаленні науково обґрунтованих короткоротаційних польових сівозмін посушливого Степу України із різним насиченням, розміщенням та співвідношенням зернових і олійних культур та забезпеченні підвищення і стабілізації родючості ґрунту, збільшення виробництва якісної продукції зернових та олійних культур за зменшення витрат на її виробництво.

1. Короткоротаційні сівозміни з насиченістю паром чорним 12,5 - 25,0% характеризуються високим рівнем накопичення вологи на відміну від сівозмін, в яких пар чорний відсутній та переважають непарові попередники.

2. Інтенсивний обробіток пару чорного приводить до підвищеної мінералізації органічної речовини з вивільненням великої кількості нітратного азоту, а внесення гною підсилює процес порушення оптимального співвідношення азоту і фосфору. За весняно-літній період парування сівозміни з часткою пару чорного до 25,0% накопичують в орному шарі до 4,91 мг на 100 г ґрунту азоту, що на 0,35-0,51 мг на 100 г ґрунту більше у порівнянні із сівозмінами з меншою часткою та повною відсутністю парів.

3. Видовий склад бур'янів обумовлюється структурою посівних площ сівозміни. Зменшення частки пару чорного призводить до збільшення кількості багаторічних бур'янів, а розширення посівів озимих зернових культур супроводжується розмноженням зимуючих. Однак, присутність в структурі посівних площ ріпаку озимого дає можливість суттєво зменшити загальну забур'яненість у сівозміні без наявності парів.

4. Короткоротаційні сівозміни за рівнем забур'яненості можна поставити у порядку до зменшення: зернопаропросапна з наявністю в структурі посівних площ 25,0% пару чорного, зернопаропросапна з 12,5% його насиченням і на останньому місці - зернопросапна сівозміна без пару чорного, де була найвища забур'яненість посівів у кількісному і ваговому вимірах.

5. Внесення компенсаційних норм органічної речовини за рахунок соломи у короткоротаційних сівозмінах знаходиться у зворотньопропорційній залежності від частки озимих культур. За відсутності пару чорного найбільший від'ємний баланс гумусу - 2,03 т/га був у зернопросапній сівозміні. За період першої ротації сівозмін спостерігається зменшення дефіциту балансу гумусу в середньому по сівозмінах в межах 11,1-16,7%.

6. Найвищу врожайність пшениці озимої - 4,25 т/га отримано в зернопаропросапних сівозмінах за рахунок насичення паром чорним до 12,5-25,0%. Аналогічна тенденція спостерігається і щодо врожайності соняшника, що обумовлюється довготривалою дією пару чорного в посушливому Степу. Насичення зернопаропросапної сівозміни зерновими і зернобобовими культурами до 75,0% забезпечило найбільший вихід зерна - до 10,47 т/га.

7. Якість зерна пшениці озимої залежала від структури сівозмін, попередників та погодних умов вегетаційного періоду. Найвищий вміст білка і клейковини в зерні пшениці озимої відмічено у зернопаропросапній сівозміні після пару чорного, які становили відповідно 14,3 та 28,6%. У сприятливому 2004 році показники якості були найвищими й дорівнювали відповідно 14,4-15,7% та 25,1-30,0%.

8. Зернопросапна сівозміна, де частка зернових складає 62,5, а олійних - 37,5% і повністю відсутній пар чорний за виходом зернових, кормових, кормопротеїнових одиниць та перетравного протеїну відповідно - 4,96, 4,49, 4,77, 0,50 т/га найбільш продуктивною.

Зменшення частки зернових та зернобобових, як і збільшення їх до 75,0% і за виключення пару чорного призводить до суттєвого зниження продуктивності сівозмін у цілому.

9. Економічна ефективність короткоротаційної зернопросапної сівозміні 3 з насиченністю зерновими і зернобобовими культурами на рівні 62,5% та олійними - 37,5% є найвищою - умовно чистий прибуток складає 0,92 тис. грн./га, а рівень рентабельності - 112,6%.

10. За показниками енергетичної ефективності короткоротаційних сівозмін встановлено, що найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності був у зернопросапній сівозміні 3 з наявністю в структурі посівних площ зернових і зернобобових культур 62,5% та олійних - 37,5% і становив 3,02 умовних одиниць за рахунок найбільшої енергоємності 620,9 ГДж/га та найменших загальних енергетичних витрат 205,3 ГДж/га.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Для отримання високих та стабільних урожаїв сільськогосподарських культур і зниження економіко-енергетичних витрат на їх виробництво у південному Степу України потрібно розміщувати високоврожайні, високопродуктивні зернові, зернобобові та олійні культури після кращих попередників: пшеницю озиму після пару чорного і гороху, ячмінь озимий і соняшник - пшениці озимої, а ріпак озимий - гороху та ячменю озимого і запроваджувати ефективні короткоротаційні польові сівозміни з різним насиченням, розміщенням та співвідношенням зазначених культур залежно від спеціалізації господарств:

- з виробництва товарного і продовольчого зерна: 0,5 поля пар чорний, 0,5 поля горох - пшениця озима - ячмінь озимий - 0,5 поля соняшник, 0,5 поля пшениця озима;

- з виробництва зерна і олійних культур та тваринницької продукції: 0,5 поля горох, 0,5 поля ячмінь озимий - ріпак озимий - пшениця озима - 0,5 поля соняшник, 0,5 поля пшениця озима;

Після закінчення ротації з метою дотримання нормативів чергування соняшника і озимих зернових на 0,5 поля ці культури потрібно міняти місцями.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Юркевич Є.О. Короткоротаційні польові сівозміни в умовах південного степу України / Є.О. Юркевич, С.М. Патик, І.І. Дядько // Зб. наук. праць. Уманський держ. аграр. ун-т (спец. випуск). Біологічні науки і проблеми рослинництва. - 2003. - С. 577-580 (проведення експерементальних досліджень, узагальнення і аналіз результатів).

2. Юркевич Є.О. Формування показників якості зерна озимої пшениці в короткоротаційних польових сівозмінах південного Степу / Є.О. Юркевич, С.М. Патик // Зб. наук. праць Інститут землеробства УААН. - 2005. - Вип. 3. - С. 37- 41 (підготування зразків до аналізу, визначення окремих показників якості пшениці озимої та систематизація отриманих результатів).

3. Патик С.М. Продуктивність короткоротаційних польових сівозмін в умовах південного степу України / С.М Патик, І.І. Дядько // Аграрний вісник Причорномор'я. Біологічні та сільськогосподарські науки. - 2004. - Вип. 26, Ч. 1. - С. 111-115 (аналіз літературних джерел, отримання експерементальних даних, узагальнення результатів).

4. Дядько І.І. Продуктивність окремих ланок короткоротаційних польових сівозмін в Степу України / І.І. Дядько, С.М. Патик // Вісник аграрної науки південного регіону. Сільськогосподарські та біологічні науки. - 2004. - Вип. 5. - С. 11-15 ( аналіз літературних джерел, отримання експерементальних даних, узагальнення результатів).

5. Юркевич Є.О. Ефективність короткоротаційних польових сівозмін в умовах південного степу України / Є.О. Юркевич, С.М. Патик, І.І. Дядько //Доповіді та виступи на міжнародній науково-практичній конференції "Актуальні проблеми сучасного землеробства" (Луганськ. 14-16 травня 2003 р.) / Луганський національний аграрний університет. - С. 591-595 (проведення експерементальних досліджень, узагальнення і аналіз результатів).

6. Патик С.М. Продуктивність короткоротаційних польових сівозмін в умовах південного Степу України / С.М. Патик // Матеріали всеукраїнської конференції молодих вчених (Умань. 25-26 березня 2004 р.) / Уманський державний аграрний університет. - С. 21-23.

Размещено на Allbest.ru