Размещено на http://www.allbest.ru/

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 631.51:[631.559:633.63](477)

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Вплив різних способів основного обробітку ґрунту на умови росту та продуктивність цукрових буряків в умовах Лівобережного Лісостепу України

06.01.01 - загальне землеробство

Пилипенко Сергій Олександрович

Дніпропетровськ - 2008

Дисертацією є рукопис.

Дисертаційна робота виконана на кафедрі землеробства Харківського національного аграрного університету ім. В.В.Докучаєва.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент УААН Будьонний Юрій Васильович Харківський національний аграрний університет ім. В.В.Докучаєва.

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН Лебідь Євген Макарович, Інститут зернового господарства УААН, директор;

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Максимчук Іван Пантелеймонович, Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, доцент кафедри землеробства і гербології (м. Київ).

Захист дисертації відбудеться 12.06.2008 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.804.02 у Дніпропетровському державному аграрному університеті за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Ворошилова, 25, ауд. 342.

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Дніпропетровського державного аграрного університету за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Ворошилова, 25.

Автореферат розісланий 06.05.2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради О. О. Мицик.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Негативний вплив інтенсивного полицевого обробітку на грунт, який традиційно застосовувався в польових сівозмінах при вирощуванні всіх культур, спонукав до пошуку систем основного обробітку, які б зберігали і підвищували природну родючість грунту, забезпечуючи отримання високих стабільних урожаїв цукрових буряків, що є основною технічною культурою зони. В цьому взаємозв'язку дуже перспективним вважається ґрунтозахисний обробіток із застосуванням знарядь безполицевого типу. Але вузький спектр досліджуваних знарядь безполицевого обробітку та суперечливість наявних результатів про їх дію в конкретних грунтово-кліматичних умовах проявили актуальність дослідження впливу основного обробітку такими новими недостатньо вивченими безполицевими знаряддями, як стояки СибІМЕ, ПРН-31000 та чизель ПЧ-2,5 на продуктивність цукрових буряків в умовах Лівобережного Лісостепу України. Вирішення питання вибору оптимальних заходів основного обробітку грунту під цукрові буряки в системі обробітку в сівозміні є актуальним питанням впровадження ґрунтозахисного обробітку в Лівобережному Лісостепу України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з тематичним планом наукових досліджень кафедри землеробства ХНАУ ім. В.В. Докучаєва і державним завданням за № 0194U012991 („Розробити і впровадити в умовах Лівобережжя Лісостепу грунтозахисні ресурсозберігаючі системи обробітку грунту в польових сівозмінах на основі сучасного комплексу грунтообробних машин і знарядь”).

Мета та завдання досліджень. Мета досліджень полягає у встановленні оптимального способу основного обробітку грунту під цукрові буряки у зерно-паро-просапній сівозміні з точки зору його грунтозахисного та енергозбережного ефекту й формування високих і сталих урожаїв цукрових буряків в умовах Лівобережного Лісостепу України.

Для досягнення цієї мети поставлено такі завдання:

виявити закономірності зміни основних показників родючості чорнозему типового (водно-фізичних, поживного режиму, біологічної активності) в залежності від різних способів безполицевого обробітку грунту;

установити вплив досліджуваних способів основного обробітку грунту на рівень забур'яненості посівів цукрових буряків;

визначити продуктивність і якість коренеплодів цукрових буряків залежно від способів основного обробітку грунту;

дати економічну та енергетичну оцінки результатів вирощування цукрових буряків із застосуванням досліджуваних способів обробітку грунту;

розробити рекомендації щодо впровадження раціональних способів основного обробітку грунту, що забезпечать грунтозахисний та енергозбережний ефект, а також високу продуктивність цукрових буряків для умов Лівобережного Лісостепу України.

Об'єктом досліджень є закономірності впливу різних способів основного обробітку грунту на умови росту і формування врожаю цукрових буряків та його якість, які вивчалися в стаціонарному досліді на чорноземі типовому дослідного поля Харківського національного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва.

Предметом досліджень є основний обробіток грунту під цукрові буряки, який включав п'ять варіантів його проведення, що відрізнялися між собою способом, знаряддями та системою застосування під культури польової сівозміни.

Методи досліджень - основним був польовий стаціонарний дослід, який доповнювався лабораторними та статистичними дослідженнями.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для зони Лівобережного Лісостепу України в умовах нестійкого зволоження було досліджено вплив основного обробітку грунту мало відомими безполицевими знаряддями на умови росту та продуктивність основної технічної культури зони - цукрових буряків. Експериментально доведено і науково обгрунтовано доцільність застосування безполицевого обробітку стояками СибІМЕ та глибокої оранки в системі різноглибинного плужно-дискового обробітку в сівозміні під цукрові буряки. Виявлено закономірності дії та шляхи впливу основного обробітку чизелем ПЧ-2,5 та плугом зі стояками ПРН-31000 на основні складові родючості грунту, забур'яненість посівів та врожайність і якість урожаю цукрових буряків. Визначено економічну та енергетичну ефективність досліджуваних способів основного обробітку грунту.

Практичне значення одержаних результатів. На основі проведених досліджень обгрунтовано доцільність застосування під цукрові буряки глибокої оранки в системі комбінованого плужно-дискового обробітку в сівозміні, а також глибокого безполицевого обробітку стояками СибІМЕ. Ці обробітки здатні створювати оптимальні умови для росту культурних рослин та забезпечувати врожайність коренеплодів на рівні оранки. Але перевагою цих обробітків слід вважати послаблення інтенсивності негативної дії на грунт, зменшення витрат пального на проведення обробітку, підвищення продуктивності роботи агрегату, що в свою чергу дозволяє економити робочий час. Результати досліджень було включено до концепції системи землеробства Харківської області на 2001-2005 рр., комплексної програми розвитку сільського господарства Харківської області у 2001-2005 рр. та на період до 2010 р., програм наукового забезпечення агропромислового виробництва Харківської області на 2001-2005 рр. Запропоновану систему основного обробітку грунту під цукрові буряки впроваджено в господарствах Харківської області в 2003-2005 рр. на площі 28-35 тис. га.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на Міжнародній конференції “Україна в світових земельних, продовольчих і кормових ресурсах і економічних відносинах” (Вінниця, 1995); Міжнародній конференції, присвяченій 50-річчю ФАГу, “Грунти України: екологія, еволюція, систематика, окультурення, оцінка, моніторинг, географія, використання” (Харків, 1996); Міжнародній конференції молодих вчених, присвяченій 185-річчю Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва “Рослина і середовище” (Харків, 2001); підсумкових наукових конференціях професорсько-викладацького складу, наукових співробітників, аспірантів ХНАУ ім. В.В. Докучаєва (1994-1999 рр.); щорічних звітах кафедри землеробства ХНАУ ім. В.В.Докучаєва. Під час виконання дисертаційної роботи були проведені стажування з теми досліджень у Віденьському університеті землеробства (Відень, Австрія) у 1996 р. та в університеті Падерборн (Зоест, Німеччина) в 1997-1998 рр. За результатами досліджень було зроблено доповідь перед професорсько-викладацьким складом, науковими співробітниками та аспірантами факультету аграрного господарства університету Падерборн (Зоест, Німеччина, 1998). Запропоновані способи основного обробітку грунту під цукрові буряки пройшли виробничу перевірку в навчально-дослідному господарстві «Докучаєвець» ХНАУ, сільськогосподарському підприємстві «Київська Русь» Харківської області.

Публікації. Основні результати досліджень автора опубліковані в 9 наукових працях, у тому числі 4 - у фахових виданнях.

Особистий внесок здобувача. Дисертант приймав участь у розробці програми і методики, закладці польових дослідів, особисто проводив експериментальні дослідження, лабораторні аналізи, математичну обробку одержаних результатів. Для виконання поставлених завдань дисертант засвоїв та використав у своїх дослідженнях методики, прийняті в землеробстві, рослинництві, агрохімії, ґрунтознавстві.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота написана українською мовою, складається зі вступу, 7 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списка використаних літературних джерел та додатків. Робота викладена на 159 сторінках, містить 22 таблиці і 7 рисунків, доповнена 18 додатками. Список використаних літературних джерел включає 186 найменувань, в тому числі 44 - латиницею.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовуються актуальність обраної теми роботи, формулюються мета, основні завдання, об'єкт, предмет та методи досліджень, наукова новизна та практичне значення одержаних результатів, відображається їх апробація, визначається особистий внесок здобувача.

У першому розділі „Огляд літературних джерел” подано короткий огляд літературних джерел за темою досліджень, означено проблеми розвитку землеробства та роль обробітку грунту при підході до їх вирішення. Викладено короткий історичний огляд розвитку землеробства. Обгрунтовано необхідність мінімалізації та застосування грунтозахисного обробітку, а також розглянуто їх позитивну дію. Висвітлено проблеми застосування безполицевого обробітку під цукрові буряки та визначено питання, які потребують детальнішого дослідження.

У другому розділі „Умови проведення, програма та методика досліджень” охарактеризовано умови проведення та подано програму і методику досліджень. Дослідження проводилися в 1994-1998 рр. в стаціонарному польовому досліді кафедри землеробства на дослідному полі ХНАУ ім. В.В. Докучаєва.

Грунт дослідної ділянки - чорнозем типовий глибокий слабкозмитий малогумусний важкосуглинковий на карбонатному лесі, що характеризується такими агрохімічними показниками: рН сольової витяжки 6,45-7,15; загальний вміст гумусу в орному шарі 5,0-5,5 %; вміст загального азоту - 0,28-0,29%, гідролізованого азоту - 7,8-8,5 мг/100 г грунту, вміст рухомих форм фосфору - 11-13 мг/100 г грунту, калію - 13-14 мг/100 г грунту.

Способи основного обробітку грунту під цукрові буряки вивчалися в семипільній сівозміні з таким чергуванням культур: чорний пар - озима пшениця - цукрові буряки - ярий ячмінь - вико-овес на зелений корм - озима пшениця - соняшник. Основний обробіток під цукрові буряки представлений наступними варіантами:

Оранка ПЛН-4-35 (контроль).

Безполицевий обробіток стояками СибІМЕ.

Безполицевий обробіток стояками ПРН-31000 (типу “Paroplay”).

Оранка ПЛН-4-35 на фоні комбінованого в сівозміні обробітку, де під просапні культури проводилася оранка ПЛН-4-35, а під стерньові та чорний пар - дискування БДТ-3.

Чизельне розпушення ПЧ-2,5.

Досліджені обробітки вивчалися на двох фонах щодо використання добрив: неудобрений та удобрений. На неудобреному фоні не вносилось жодних добрива. На удобреному фоні під цукрові буряки вносили по 40 т/га гною і мінеральні добрива в дозі N₆₀P₈₀K₈₀.

Всі варіанти основного обробітку під цукрові буряки проводились восени і здійснювались на глибину 28-30 см. Площа посівної ділянки становила 150 м² (6х25 м), облікової - 50 м², повторність досліду - чотирикратна, розташування ділянок - послідовне. Гібрид цукрових буряків - ЛВМС-21. Агротехніка культури - загальноприйнята для умов зони, за винятком заходів, які вивчалися в досліді.

Середня багаторічна кількість опадів, за даними Роганської метеостанції, становить 511 мм, середньорічна температура повітря - +6,2 С, середньорічна відносна вологість повітря - 72 %.

Погодні умови за роки проведення досліджень відрізнялися від середньобагаторічних показників, нерівномірно розподілялись опади за місяцями, але в цілому вони були сприятливі для вирощування цукрових буряків. 1994 рік був дуже посушливим з нерівномірним розподілом опадів протягом вегетаційного періоду: надлишком у травні та великим дефіцитом починаючи з червня і до часу збирання врожаю, особливо в липні і серпні (34 і 38 % від багаторічної норми), на фоні вищих від норми температур у другій половині вегетаційного періоду.

Для виявлення шляхів впливу способів основного обробітку грунту на продуктивність і якість урожаю цукрових буряків визначали: щільність грунту - методом різального циліндра в модифікації Н.А. Качинського після появи сходів в фазу “вилочки” і перед збиранням врожаю; агрегатний склад грунту - методом Н.І. Савінова; вміст продуктивної вологи в грунті - термостатно-ваговим методом в шарі 0-150 см; вміст нітратного азоту - калориметричним методом з дисульфофеноловою кислотою (метод Грандваль-Ляжа), рухомих сполук фосфору - методом Чирикова на фотоелектрокалориметрі і калія - методом Чирикова на полум'яному фотометрі; целюлозорозкладаючу активність грунту - методом “аплікації” з визначенням ступеня розкладання целюлози через 45 днів після закладання бязі; забур'яненість посівів - кількісно-ваговим методом перед збиранням урожаю; урожайність коренеплодів - на облікових ділянках площею 50 м² в кожному варіанті обробітку в чотирикратній повторності; структура врожаю - методом за Стакановим; вміст цукру в коренеплодах - на поляриметрі.

Облік урожайності, визначення структури врожаю та вмісту цукру проводилися на обох фонах внесення добрив, усі інші визначення - на удобреному фоні.

Підсумок дослідження способів основного обробітку завершувався оцінкою їх економічної та енергетичної ефективності згідно з «Методическими указаниями по экономической и энергетической оценке результатов исследований» В.П.Мартьянова (1996).

Статистична оцінка отриманих даних виконувалася методом дисперсійного аналізу за методикою Б.А. Доспєхова.

У третьому розділі „Вплив способів основного обробітку грунту на його агрофізичні, агрохімічні та біологічні показники” проаналізовано ступінь впливу способів обробітку на зміну ряду названих показників.

Щільність грунту орного шару весною на час появи сходів цукрових буряків незначно відрізнялася між варіантами основного обробітку і складала при чизелюванні 1,22 г/см³, на контрольній оранці - 1,23 г/см³, комбінованому обробітку, безполицевому розпушенні стояками СибІМЕ і ПРН-31000 - відповідно 1,24; 1,25 і 1,26 г/см³. Верхній 10-сантиметровий шар був найбільш розпушений. Зі збільшенням глибини щільність грунту за всіх обробітків зростала і різниця між варіантами поступово згладжувалася.

За час вегетації цукрових буряків щільність грунту не зазнавала істотних змін. За абсолютними значеннями перед збиранням урожаю найвищою вона була після безполицевого обробітку стояками ПРН-31000 - 1,27 г/см³, а на інших варіантах коливалася від 1,21 г/см³ до 1,25 г/см³.

Оскільки всі обробітки під цукрові буряки проводилися на однакову глибину, вони мало впливали на зміну щільності грунту в оброблюваному шарі, де вона була в межах оптимальних значень для росту культури.

Щорічна оранка ПЛН-4-35 (контроль) створювала найкращу структуру грунту орного шару, що відображає і коефіцієнт структурності грунту (К_с), який складає 2,27. Тут було найбільше агрономічно цінних агрегатів (0,25-10,00 мм): 69,4 %. Безполицеві і комбінований обробітки зменшували їх кількість: на 19,4 % при розпушенні стояками ПРН-31000 типу “Paroplay”, чизелюванні - на 10,6, комбінованій оранці та розпушенні стояками СибІМЕ - відповідно на 9,2 і 4,3 %.

Найбільше брилуватих агрегатів розміром >10 мм орний шар мав при розпушенні стояками ПРН-31000 (48,2 %), найменше - при щорічній оранці (27,9 %). Кількість пилуватих часточок (<0,25 мм) була найбільшою при щорічній оранці. На досліджуваних варіантах вона зменшувалася на 0,5-0,9%.

Досліджені обробітки не мали суттєвих переваг відносно накопичення вологи на час появи сходів цукрових буряків у порівнянні із щорічною оранкою (рис. 1).

На час змикання рядків оранка (контроль) мала дещо нижчі запаси продуктивної вологи в орному шарі 0-30 см, але в півтораметровому горизонті ця тенденція вже не просліджується, так само як і перед збиранням врожаю. Перед збиранням врожаю запаси продуктивної вологи в орному та півтораметровому шарах практично не відрізнялись по варіантах обробітку. В орному шарі вони коливались від 19,9 мм при безполицевому обробітку стояками ПРН-31000 до 22,9 мм при чизельному розпушуванні ПЧ-2,5 і становили в середньому 21,6 мм, в півтораметровому - від 56,9 мм при безполицевому розпушуванні ПРН-31000 до 65,1 мм при чизелюванні ПЧ-2,5 і складали в середньому 59,7 мм. У порівнянні з попереднім визначенням вмісту вологи під час змикання рядків її вміст перед збиранням врожаю в орному шарі значно підвищився в результаті опадів в 1995 і особливо в 1996 роках.

Рис. 1 Запаси продуктивної вологи в грунті після появи сходів цукрових буряків (середнє за 1994-1996, 1998 рр.)

У посушливому 1994 р. на фоні загального низького рівня продуктивної вологи безполицеві та комбінований способи обробітку забезпечили відносно вищий її вміст в орному і в півтораметровому шарах грунту. Внаслідок опадів у 1995, 1996 рр. запаси вологи в орному шарі перед збиранням урожаю були практично на однаковому рівні за всіх варіантів обробітку, а у підорному шарі диференціація залишилася більш помітною.

Підрахунки коефіцієнта водоспоживання показали, що щорічна оранка сприяла економнішому використанню вологи на утворення врожаю - 7,7 мм/т врожаю коренеплодів. Безполицеві ж та комбінований обробітки підвищували його до 8,3-8,4 мм/т.

Щорічна оранка сприяла утворенню найбільшого стартового запасу нітратного азоту в орному шарі на початок вегетації цукрових буряків - 1,64 мг/100 г, що в 1,29-1,50 раза більше, ніж на досліджуваних варіантах. Протягом вегетації культури найбільша кількість його також залишалася у варіантах полицевого обробітку 1,63 і 1,31 мг/100 г грунту, відповідно. На безполицевих обробітках вміст коливався від 1,06 мг/100 г при розпушенні стояками СибІМЕ до 0,89 мг/100 г грунту при обробітку стояками ПРН-31000.

У верхній частині орного шару рівень вмісту азоту був найвищий, знижуючись зі збільшенням глибини. Причому на полицевих обробітках це зменшення вмісту з глибиною було рівномірнішим. Так, у порівнянні із шаром 0-10 см вміст його в шарі 20-30 см складав на 21,5 та 12,5 відсотка менше відповідно на щорічній та комбінованій оранках. Різниця ж у вмісті нітратного азоту в шарах 0-10 та 20-30 см на безполицевих обробітках становила від 31 % при обробітках стояками СибІМЕ та ПРН-31000 до майже 46 % при чизельному розпушенні ПЧ-2,5. Це пов'язується зі зменшенням кількості органічної речовини, яка при відсутності обертання скиби грунту залишалася на поверхні та в поверхневому шарі.

Вміст рухомих форм фосфору в орному шарі на час появи сходів коливався в межах 11,1-12,7 мг/100 г грунту і мало відрізнявся між варіантами на фоні його досить високого вмісту в цілому, вміст доступних форм калію коливався в межах 14,4-15,8 мг/100 г грунту. На безполицевих варіантах також була помітна диференціація орного шару за вмістом цих сполук із збідненням нижніх шарів і збільшенням вмісту у верхньому 10-сантиметровому шарі.

Диференціація спостерігалося і на час змикання рядків. Вміст калію в нижніх шарах був у 2 рази нижчий. Нерівномірність розподілу цього елемента в орному шарі при безполицевих обробітках збереглася протягом всієї вегетації культури. Оранка ж сприяла рівномірнішому розподілу поживних елементів по всій глибині орного шару.

Калій і фосфор характеризуються меншою рухомістю в грунті, ніж азот, і при відсутності інтенсивного обробітку з обертанням скиби і змішуванням грунту, тобто при безполицевому обробітку відбувається їх концентрація у верхньому шарі. Нерівномірний розподіл поживних елементів негативно вплинув на забезпечення ними цукрових буряків в процесі їх росту та на формування врожаю.

Глибока оранка під цукрові буряки в умовах нестійкого зволоження проявляла тенденцію до підтримання біогенності грунту на вищому рівні, ніж безполицевий обробіток. Найвищі значення целюлозорозкладаючої активності орного шару грунту в середньому за роки досліджень отримані при застосуванні щорічної полицевої оранки ПЛН-4-35 та оранки в системі комбінованого обробітку - відповідно 14,4 і 14,2%. На безполицевих обробітках вона коливалася від 10,1 % при розпушенні стояками СибІМЕ до 8,9 % при чизелюванні ПЧ-2,5.

Слід відмітити, що при безполицевих обробітках целюлозорозкладаюча активність верхнього шару грунту виявилась вищою, а при полицевих обробітках - майже однаковою в усьому оброблюваному горизонті.

У 1994 р. целюлозорозкладаюча активність грунту була найвищою, а найнижчий рівень активності на всіх варіантах обробітку був у 1995, 1996 рр. У цих роках за основний період закладення бязі (липень) спостерігався найбільший дефіцит опадів, що в поєднанні з підвищеними температурами уповільнило мікробіологічні процеси.

У четвертому розділі „Забур'яненість посівів цукрових буряків при застосуванні різних способів основного обробітку грунту” висвітлюється вплив обробітків на розвиток бур'янів. Зазначається, що найменша кількість малорічних бур'янів (13 і 14 шт/м²) розвивалася за полицевого обробітку (табл. 1). Полицева оранка в досліді як щорічна, так і в системі комбінованого обробітку в сівозміні сприяла кращому їх знищенню, забезпечуючи чистіші посіви цукрових буряків. Безполицевий обробіток зумовлював їх інтенсивніший розвиток і відповідно збільшення кількості на 20-40% і сухої маси на 43-72 %.

Таблиця 1 Забур'яненість посівів цукрових буряків перед збиранням врожаю в залежності від способів основного обробітку грунту (середнє за 1994-1996 і 1998 рр.)

Забур'яненість багаторічними коренепаростковими бур'янами виявилась майже однакова на всіх варіантах. Лише при безполицевому розпушенні стояками ПРН-31000 в середньому за чотири роки досліджень вона зросла до 3 шт/м². За цього обробітку поряд з чизельним розпушенням ПЧ-2,5 спостерігалася і найбільша загальна забур'яненість посівів. Cуха маса бур'янів при чизелюванні була найбільшою, що свідчить про їх інтенсивніше наростання. У цілому ж наростання маси бур'янів найінтенсивніше проходило на безполицевому обробітку.

Низька забур'яненість цукрових буряків після оранки, що проводиться раз у три роки, на наш погляд, пояснюється тим, що, перебуваючи впродовж двох років на глибині, деяка кількість насіння бур'янів втрачає життєздатність і при виносі на поверхню наступною оранкою їх менше проростає.

У п'ятому розділі „Продуктивність посівів і якість врожаю коренеплодів цукрових буряків в залежності від способів основного обробітку грунту” показано, що зниження урожайності на досліджених способах обробітку в середньому за роки досліджень було неістотним (табл. 2). Хоча за абсолютними значеннями найбільше зниження врожайності на удобреному фоні відбулося на ділянках, оброблених стояками ПРН-31000 та чизелем ПЧ-2,5. Тут отримано в середньому за 4 роки 36,9 та 37,0 т/га, відповідно, тобто на 2,0 і 1,9 т/га менше, ніж після оранки. На інших безполицевих обробітках була також помітно меншою маса коренеплодів, що свідчить про їх уповільнений ріст. чорнозем грунт буряк

На неудобреному фоні в роки проведення досліджень наступали суттєві відмінності в урожайності між варіантами обробітку. Як правило, безполицеві обробітки та оранка в системі комбінованого обробітку в сівозміні зумовлювали зниження урожайності. Хоча в 1998 році при недостовірній різниці в урожаї всі досліджені обробітки на неудобреному фоні перевищили контроль.

На удобреному фоні спостерігалась схожа картина із зниженням урожайності в деякі роки на безполицевих обробітках. А оранка в системі комбінованого обробітку в сівозміні забезпечувала урожайність на рівні контролю. Це свідчить про значну залежність ефективності досліджуваних способів обробітку і в тому числі безполицевого обробітку від кліматичних умов року.

Застосування добрив підвищувало ефективність безполицевого обробітку стояками СибІМЕ та ПРН-31000 на 7,8 т/га, чизелем ПЧ-2,5 - на 7,2, комбінованого обробітку - на 6,0 та контрольної оранки - на 7,6 т/га.

Усі досліджені обробітки грунту, крім ПРН-31000, сприяли збільшенню вмісту цукру в коренеплодах у середньому на 0,6-1,2 % на удобреному та 0,2-0,8 % - на неудобреному фоні порівняно з контролем (табл. 3). Безполицеве розпушення стояками ПРН-31000 на неудобреному фоні зменшило показники цукристості на 0,2 %. Найвищим вмістом цукру в коренеплодах виділився 1994 р., що пов'язано з посушливими погодними умовами і в результаті цього відставанням наростання маси коренеплодів від ходу накопичення в них цукру. Застосування добрив в усі роки проведення досліду, за винятком 1994 р., зумовлювало зниження цукристості на 0,1-0,2 %. Підвищенню цукристості коренеплодів при безполицевих та комбінованій системах обробітку могла сприяти помірна забезпеченість рослин азотом на цих варіантах. За збором цукру обробітки не мали суттєвих відмінностей.

Таблиця 2 Урожайність коренеплодів цукрових буряків залежно від способів основного обробітку грунту і добрив, т/га

Таблиця 3 Вплив способів основного обробітку грунту і добрив на вміст цукру в коренеплодах цукрових буряків та збір цукру

У шостому розділі „Економічна та енергетична ефективність досліджених способів основного обробітку грунту під цукрові буряки” проаналізовано вплив досліджуваних варіантів обробітку на основні економічні та енергетичні показники. Зауважено, що вирощування цукрових буряків відрізняється високою енергоємкістю. Застосування безполицевих знарядь обробітку дає змогу економити від 6 до 9 л/га пального. У результаті підвищення продуктивності агрегатів скорочуються витрати робочого часу на проведення обробітку у стояків СибІМЕ на 28,6 % та близько 50 % у стояків ПРН-31000 та чизеля ПЧ-2,5.

Але, як показали досліди, ці обробітки призводять до зниження урожайності цукрових буряків. Тому найнижча собівартість та найвищі умовно чистий прибуток і рентабельність, а також коефіцієнт енергетичної ефективності - 2,23, були отримані при застосуванні систематичної оранки (табл. 4). Серед безполицевих обробітків найкращі показники властиві розпушенню стояками СибІМЕ. Найбільш енергозбережним обробітком виявилося чизелювання ПЧ-2,5, але через низьку врожайність знизилися економічні показники та коефіцієнт енергетичної ефективності. Оранка в системі комбінованого обробітку показала дещо нижчі економічні результати в порівнянні із щорічною оранкою, але при ефективності комбінованої системи обробітку в сівозміні і з урахуванням її енергозбережного і ґрунтозахисного ефекту вона, забезпечуючи високий рівень урожайності, є доцільною для проведення під цукрові буряки.

Таблиця 4 Економічна та енергетична ефективність вирощування цукрових буряків залежно від способів основного обробітку (середнє за 1994-1996 і 1998 рр.)

Через зниження врожайності цукрових буряків при застосуванні безполицевого обробітку втрачається позитивний ефект економії ресурсів та робочого часу, у результаті чого знижуються економічні показники і коефіцієнт енергетичної ефективності при їх застосуванні.

У сьомому розділі „Результати виробничої перевірки ефективності різних способів основного обробітку грунту під цукрові буряки” подані результати впровадження досліджуваних способів обробітку в виробничих умовах в одному з господарств Харківської області. Кращі результати були одержані при застосуванні полицевого обробітку як в рівні урожаю, так і рентабельності. Із безполицевого обробітку найкраще зарекомендувало себе розпушення СибІМЕ.

Висновки

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі щодо підвищення врожайності цукрових буряків за рахунок оптимізації основного обробітку грунту. Аналіз результатів досліджень дозволяють зробити наступні висновки:

Безполицеві обробітки не мали суттєвого впливу на зміну щільності орного шару грунту в порівнянні з оранкою. На всіх обробітках у досліді вона знаходилася в межах оптимальних значень при вирощуванні просапних культур для чорноземних суглинкових грунтів і складала від 1,22 г/см³ до 1,27 г/см³.

У варіантах безполицевого обробітку та оранки в системі комбінованого обробітку весною на початку вегетації цукрових буряків просліджувалась тенденція до накопичення більшої кількості продуктивної вологи в орному та півтораметровому шарах. Упродовж вегетації культури до моменту збирання врожаю на досліджених способах обробітку вміст продуктивної вологи не зазнавав суттєвих змін у порівнянні із щорічною оранкою.

Встановлено, що оранка (контроль) сприяла утворенню найбільшої кількості агрономічно цінних та найменшої кількості бриластих агрегатів в орному шарі. Досліджені обробітки, крім розпушування стояками СибІМЕ, зменшували кількість агрономічно цінних агрегатів на 9,2-19,4 % і збільшували кількість бриластих на 9,7-20,3 %. Проте всі досліджені обробітки утворювали менше пилуватих часточок в порівнянні із щорічною оранкою. На контрольній оранці отримано найвищий коефіцієнт структурності - 2,27. Дослідні способи обробітку знижували його значення.

Безполицеві обробітки зменшували кількість нітратного азоту в орному шарі та зумовлювали помітну його диференціацію зі зниженням вмісту сполуки з глибиною. На час появи сходів найбільша кількість нітратного азоту утворювалася на фоні щорічної полицевої оранки.

Способи обробітку мало впливали на загальний вміст рухомих форм фосфору в орному шарі. Він змінювався протягом вегетації цукрових буряків зі зниженням на 1,1 мг/100 г у середньому по обробітках на час змикання рядків та підвищенням на 1,5 мг/100 г перед збиранням урожаю. За безполицевих обробітків відбувалась диференціація орного шару за вмістом сполуки. Так, під час появи сходів у шарі 10-20 см у порівнянні з шаром 0-10 см на фоні безполицевих обробітків зменшення вмісту становило 17,5-33,5 %, а на фоні полицевого обробітку - 8,0-15,2 %.

Вміст доступних форм калію в орному шарі на час появи сходів незначно відрізнявся між варіантами основного обробітку і становив в середньому 15,3 мг/100 г. Протягом вегетації культури його вміст підвищувався на всіх обробітках, а перед збиранням врожаю знижувався. Щорічна оранка зумовила найвищий рівень вмісту калію - 20,3 мг/100 г, а чизельне розпушення ПЧ-2,5 - найнижчий - 15,4 мг/100 г. Безполицеві способи обробітку призвели до гетерогенності орного шару за вмістом доступних форм калію в порівнянні з оранкою.

У варіантах щорічної полицевої оранки та оранки в системі плужно-дискового обробітку в сівозміні проявлялась тенденція до підвищення активності целюлозорозкладаючих бактерій.

Усі варіанти безполицевого обробітку грунту в досліді зумовлювали зростання чисельності бур'янів у посівах цукрових буряків у 1,2-1,4 раза. На фоні безполицевих обробітків інтенсивніше проходило наростання вегетативної маси бур'янів. Забур'яненість багаторічними коренепаростковими бур'янами була майже однакова у всіх варіантах обробітку за виключенням ділянок з безполицевим обробітком стояками ПРН-31000, де в середньому за роки досліджень кількість цих бур'янів зростала до 3 шт/м² при найбільшій загальній забур'яненості за цього ж обробітку.

В середньому за роки досліджень не настало значних змін в рівні врожаю цукрових буряків за варіантами досліду. Хоча за абсолютним значенням на удобреному фоні щорічна оранка (контроль) показала найвищу урожайність. Неоднозначна картина спостерігалась за роками досліду, де всі або деякі із безполицевих обробітків суттєво знижували рівень урожаю, що свідчить про значний вплив умов року на ефективність цих обробітків.

Вміст цукру в коренеплодах на досліджених обробітках в цілому підвищувався на 0,9 % на удобреному фоні та на 0,5 % на неудобреному. Цукристість на неудобреному фоні була в середньому вищою, ніж на удобреному. Збір цукру на досліджених варіантах істотно не відрізнявся від контролю. Найкращі економічні показники на удобреному фоні в досліді (собівартість, умовно чистий прибуток, рентабельність) мала полицева оранка. За розрахунками вона забезпечила і найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності. Найближчі за значеннями показники були при безполицевому обробітку стояками СибІМЕ, де рівень рентабельності становив 50 %, а коефіцієнт енергетичної ефективності - 2,20.

Кращим способом основного обробітку грунту під цукрові буряки на чорноземі типовому в Лівобережному Лісостепу України є полицевий за допомогою плуга в системі комбінованого обробітку в сівозміні. Він краще знищує бур'яни, забезпечує вищий баланс азоту в порівнянні з безполицевим обробітком, не призводить до гетерогенності орного шару за вмістом поживних речовин, активізує мікробіологічну діяльність грунту, що тим самим створює оптимальні умови росту і отримання вищого врожаю коренеплодів цукрових буряків.

Рекомендації виробництву

1. В умовах Лівобережного Лісостепу України на чорноземах типових у зерно-паро-просапній сівозміні під цукрові буряки рекомендується оранка на 28-30 см в системі комбінованого обробітку, коли під просапні культури сівозміни застосовується оранка, а під стерньові - безполицевий обробіток БДТ-3.

2. Поряд з полицевим може застосовуватися безполицевий обробіток стояками СибІМЕ.

Список опублікованих праць

1. Будьонний Ю. В., Заяц О. М., Шевченко М. В., Пилипенко С. О. Ефективність різних способів та глибини безполицевого основного обробітку грунту під просапні культури на чорноземі типовому // «Україна в світових земельних, продовольчих і кормових ресурсах і економічних відносинах», міжнародна конференція. - Вінниця: Аграрна наука, 1995. - С. 3-4. (Особистий внесок: проведення досліджень, аналіз даних).

2. Пилипенко С.О., Заяц О.М., Стрілець С.В. Способи основного обробітку грунту при вирощуванні цукрового буряка. Інформаційний листок. Харків, ХОРПНТЕІ, 1995. ИЛ-6-95. 4 с. (Особистий внесок: проведення досліджень, написання статі).

3. Будённый Ю.В., Заяц А.Н., Пилипенко С.А. Особенности условий произрастания и продуктивность сахарной свёклы в зависимости от способов основной обработки почвы в условиях левобережья Лесостепи Украины // Грунти України: екологія, еволюція, систематика, окультурення, оцінка, моніторинг, географія, використання. Тези доповідей на конференції, присвяченій 50-річчю факультету агрохімії та грунтознавства. - Харків, 1996. - С. 89-90. (Особистий внесок: проведення досліджень, аналіз даних, приймав участь у написанні тез).

4. Стрелец С. В., Пилипенко С. А. Закономерности изменения физико-химических свойств чернозема типичного в зависимости от длительного применения разных способов основной обработки почвы на посевах сахарной свеклы // Грунти України: екологія, еволюція, систематика, окультурення, оцінка, моніторинг, географія, використання. Тези доповідей на конференції, присвяченій 50-річчю факультету агрохімії та грунтознавства. - Харків, 1996. - С. 90. (Особистий внесок: проведення досліджень, написання тез).

5. Пилипенко С. О., Будьонний Ю. В. Агрофізичні властивості грунту, забур'яненість посівів і врожайність цукрового буряка в залежності від різних способів основного обробітку грунту // Вісник ХДАУ (Сер. “Грунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство”) / Харк. держ. аграрн. у-т ім. В.В.Докучаєва. - 1999. - №1. - С. 64-67. (Особистий внесок: проведення досліджень, обробіток даних, приймав участь у написанні статті).

6. Пилипенко С. О. Вплив різних способів основного обробітку грунту під цукровий буряк на агрохімічні властивості та целюлозорозкладаючу активність грунту // Вісник ХДАУ (Сер. “Грунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство”) / Харк. держ. аграрн. у-т ім. В.В.Докучаєва. - 1999. - №2. - С. 250-254.

7. Пилипенко С. А. Изменение агрофизических свойств почвы и засоренность посевов сахарной свеклы при применении безотвальной и комбинированной системы основной обработки почвы // Рослина і середовище: Матеріали міжнародної конференції молодих вчених, присвяченої 185-річчю Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва. - Х., 2001. - С. 131-133.

8. Шевченко М. В., Пилипенко С. О. Результати досліджень енергозберігаючих способів основного обробітку грунту під цукрові буряки в лівобережному Лісостепу України // Вісник Сумського національного аграрного університету. Сер. «Агрономія і біологія»: Зб. наук. пр. Сумського нац. аграр. у-ту. - 2006. - Вип. 11-12 (12-13). - С. 157-162 (Особистий внесок: проведення досліджень, обробіток даних, написання статті).

9. Будьонний Ю. В., Пилипенко С. О. Ефективність способів основного обробітку грунту під цукрові буряки в лівобережному Лісостепу України // Бюлетень Інституту зернового господарства. - Д., 2007. - № 30. - С. 138-142 (Особистий внесок: проведення досліджень, написання статті).

Анотація

Пилипенко С. О. Вплив різних способів основного обробітку грунту на умови росту та продуктивність цукрових буряків в умовах Лівобережного Лісостепу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.01 - загальне землеробство. - Дніпропетровський державний аграрний університет, Дніпропетровськ, 2008.

Дисертацію присвячено вивченню впливу різних способів основного обробітку грунту під цукрові буряки у зерно-паро-просапній сівозміні в умовах Лівобережного Лісостепу України на основні агрофізичні властивості грунту, динаміку запасів продуктивної вологи, поживний режим, біологічну активність, забур'яненість і продуктивність посівів цукрових буряків. Аналіз результатів досліджень завершується розрахунком економічної та енергетичної ефективності досліджуваних способів обробітку.

Застосування безполицевого обробітку погіршувало деякі показники умов росту культури, підвищувало забур'яненість посівів та призводило до зниження урожайності, економічної і енергетичної ефективності. Виходячи з результатів досліджень, в якості основного обробітку грунту під цукрові буряки на чорноземі типовому в Лівобережному Лісостепу України рекомендується полицевий в системі комбінованого обробітку в сівозміні, ураховуючи ефективність обробітків під інші культури. Він краще знищує бур'яни, забезпечує вищий баланс азоту в порівнянні з безполицевим обробітком, не призводить до гетерогенності орного шару за вмістом поживних речовин, активізує мікробіологічну діяльність грунту, що тим самим створює кращі умови для росту і забезпечує отриманню більшого врожаю.

Ключові слова: цукрові буряки; основний обробіток; способи обробітку; безполицевий обробіток; продуктивність; економічна, енергетична ефективність.

Аннотация

Пилипенко С. А. Влияние разных способов основной обработки почвы на условия роста и продуктивность сахарной свеклы в условиях Левобережной Лесостепи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.01 - общее земледелие. - Днепропетровский государственный аграрный университет, Днепропетровск, 2008.

Диссертация посвящена изучению влияния разных способов основной обработки почвы под сахарную свеклу в зерно-паро-пропашном севообороте в условиях Левобережной Лесостепи Украины с точки зрения ее почвозащитного и энергосберегающего значения на основные условия роста и формирование высоких и устойчивых урожаев сахарной свеклы.

Исследования проводились на черноземе типичном тяжелосуглинистом опытного поля ХНАУ им. В.В. Докучаева в стационарном полевом опыте кафедры земледелия в 1994-1998 гг.

По результатам проведенных исследований о влиянии ежегодной вспашки ПЛН-4-35, безотвального рыхления стойками СибИМЭ, ПРН-31000, вспашки в системе комбинированной обработки в севообороте и чизелевания ПЧ-2,5 на глубину 28-30 см на агрофизические свойства почвы, динамику запасов продуктивной влаги, питательный режим и биологическую его активность, засоренность посевов и оценки параметров урожайности установлен уровень изменения исследуемых показателей и их связь с формированием урожая и продуктивностью посевов. Анализ результатов исследований завершается расчетом экономической и энергетической эффективности исследуемых обработок.

Исследования показали незначительное влияние обработок на плотность почвы. Наибольшее количество агрономически ценных агрегатов в пахотном слое обеспечила ежегодная отвальная вспашка, все другие обработки снижали их количество, среди которых в наибольшей степени снижение обусловила обработка стойками ПРН-31000. Исследованные обработки способствовали повышению содержания продуктивной влаги.

Обе вспашки обеспечивали более высокое содержание азота в пахотном слое, чем безотвальные обработки. Разница в содержании доступных форм фосфора и калия была небольшая. При безотвальных обработках заметнее выражена дифференциация пахотного слоя по содержанию питательных веществ.

Вспашка способствовала более высокому уровню целлюлозоразлагающей активности, а также лучшему уничтожению сорняков. Безотвальные обработки увеличивали их количество на 20-40 %.

Все исследованные обработки снижали урожайность на 1-2 т/га. Хотя они повышали сахаристость, сбор сахара из-за снижения урожайности корнеплодов был ниже, чем при ежегодной вспашке. Это обусловило снижение экономических показателей и коэффициента энергетической эффективности. Самая низкая себестоимость и самые высокие условно чистая прибыль и рентабельность, а также коэффициент энергетической эффективности, были получены при применении вспашки.

Исходя из результатов исследований, производству рекомендована вспашка в системе комбинированной обработки в севообороте, учитывая эффективность обработок под другие культуры, а также безотвальное рыхление стойками СибИМЭ при условии контроля численности сорняков.

Ключевые слова: сахарная свекла; основная обработка; способы обработки; безотвальная обработка; продуктивность; экономическая, энергетическая эффективность.

Annotation

S.A.Pilipenko. Influence of different methods of basic soil treatment on the conditions of grows and productivity of sugar beet under the conditions of Ukrainian forest steppe on the left side of the Dnieper river. - Manuscript.

Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy Dissertation of the speciality 06.01.01 - general farming. - Dnepropetrovsk State Agricultural University. Dnepropetrovsk, 2008.

The Dissertation is devoted to the research of influence of different ways of soil treatment for the sugar beet in the grain and steam hoed crop rotation under the conditions of Ukrainian forest steppe on the left side of the Dnieper riv...